淺析團體標(biāo)準(zhǔn)《戶外電動門安全要求》的編制要點

吳怡鋒

1.編制背景

戶外電動門主要包括工業(yè)與民用建筑戶外場所使用的電動伸縮門、平開門、平移門。現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)僅有住建部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電動伸縮圍墻大門》[1]和《電動平開、推拉圍墻大門》[2]，兩項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了戶外電動門的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，為生產(chǎn)、制造、檢測等環(huán)節(jié)提供依據(jù)，保證電動門產(chǎn)品質(zhì)量，為推動行業(yè)的快速發(fā)展起到了重要的指導(dǎo)作用。但這兩項標(biāo)準(zhǔn)僅是通用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容主要考慮設(shè)備和部件的安全性，更多的是面向產(chǎn)品生產(chǎn)和交付環(huán)節(jié)，產(chǎn)品安全要求指標(biāo)不全面，不能直接作為電動門的安全標(biāo)準(zhǔn)。

目前，戶外電動門的市場保有量預(yù)估250 萬樘以上，且每年以30 萬樘以上安裝量增長。如此之多的電動門常年在戶外嚴(yán)酷的環(huán)境下使用，由于缺乏安全標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，不同廠家的產(chǎn)品安全性能要求參差不齊，存在著巨大的安全隱患，因電動門引發(fā)的人身傷亡事故時有發(fā)生。

為了保障使用者人身安全，提高戶外電動門的安全性能，推動行業(yè)健康發(fā)展，安全標(biāo)準(zhǔn)的編制和推行幾乎成了行業(yè)專家們的共識。2018 年9 月3 日，中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會下發(fā)“關(guān)于同意團體標(biāo)準(zhǔn)《戶外電動門安全要求》編制立項的函”（中建金協(xié)標(biāo)函[2018] 108 號），同意該團體標(biāo)準(zhǔn)立項，由紅門智能科技股份有限公司負責(zé)主編工作。

2.編制原則

2.1 適應(yīng)性原則

認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家的有關(guān)法律、法規(guī)和方針政策，做到安全適用、指標(biāo)要求合理。

2.2 規(guī)范化原則

依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1.1-2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1 部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》的規(guī)定編寫，符合規(guī)范化要求。

2.3 一致性原則

本標(biāo)準(zhǔn)以《電動伸縮圍墻大門》、《電動平開、推拉圍墻大門》為基礎(chǔ)，充分考慮產(chǎn)品的使用安全，針對電動門安全方面提出更加細致的要求。它作為以上兩項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的延伸和拓展，對電動門產(chǎn)品安全性能的標(biāo)準(zhǔn)化起重要作用。

2.4 實用性原則

本標(biāo)準(zhǔn)基于電動門現(xiàn)有制造技術(shù)和工藝水平，從用戶的實際應(yīng)用角度出發(fā)，確定標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)，使得標(biāo)準(zhǔn)更加符合實際使用安全需要，也能讓廠家制造出符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。

3.標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)共包含六章內(nèi)容：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語與定義、安全要求、試驗方法、檢驗規(guī)則，另外還有一個資料性附錄?？v觀整個標(biāo)準(zhǔn)，“安全要求”章節(jié)是本標(biāo)準(zhǔn)的靈魂，編制過程中，對各項安全技術(shù)指標(biāo)的選擇和確立尤其重要。以下對標(biāo)準(zhǔn)的主要安全技術(shù)指標(biāo)確立依據(jù)和數(shù)據(jù)來源進行說明，淺析現(xiàn)階段戶外電動門仍存在的技術(shù)難點。

3.1 伸縮節(jié)間距

這一指標(biāo)的確立主要是避免戶外電動伸縮門因主框間距過大而引起嚴(yán)重的夾人事故。JG/T 154-2013《電動伸縮圍墻大門》也有伸縮節(jié)間距的要求，不過本標(biāo)準(zhǔn)特別提高了該指標(biāo)要求，同時增加了分段型伸縮門的伸縮節(jié)間距要求，完善了該安全技術(shù)指標(biāo)。

3.2 安全距離

該指標(biāo)主要參考國家標(biāo)準(zhǔn)《電動門窗通用技術(shù)要求》[3]和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《人行自動門的安全要求》[4]中對安全距離的有關(guān)要求。標(biāo)準(zhǔn)編制討論時，有專家提出：門體與建筑物間距嚴(yán)格按照國標(biāo)的通用參數(shù)的話，因受墻體和立柱等建筑物的影響，實際安裝的可操作性不強。所以從安裝角度來看，本標(biāo)準(zhǔn)對門體與建筑物的間距要求確定為≤8mm 或≥25mm，這樣更符合電動門現(xiàn)場安裝的可操作性，同時也考慮了使用過程中的安全性。當(dāng)安全距離難以達到標(biāo)準(zhǔn)要求時，也可以考慮加裝柔性材料或更改結(jié)構(gòu)的方式以達到防夾效果，可參照國家標(biāo)準(zhǔn)《電動門窗通用技術(shù)要求》的相關(guān)規(guī)定。

3.3 格柵間距

該指標(biāo)主要參考《民用建筑設(shè)計通則》[5]中相關(guān)要求：“當(dāng)采用垂直桿件做欄桿時，其桿件凈間距不應(yīng)大于0.11m”。

3.4 電源電壓

本標(biāo)準(zhǔn)起草之初的設(shè)想：所有戶外電動門應(yīng)采用安全電壓供電。但在標(biāo)準(zhǔn)工作討論會上，編制組對此問題的爭議最多。爭議點在于：現(xiàn)階段是否具備了全面鋪開使用安全電壓的條件。經(jīng)過編制組多次的討論和驗證，認(rèn)為目前電動門的安全（特低）電壓[6]驅(qū)動技術(shù)至少存在以下幾點問題：

（1）當(dāng)電動門長度較長時，供電電纜同時加長，由于安全（特低）電壓供電，供電線徑加粗，電流增大，從而出現(xiàn)壓降加大、線損嚴(yán)重、控制板和驅(qū)動電機供電電壓不穩(wěn)、控制板容易燒壞等問題

（2）目前市面上常用的低壓電機功率設(shè)計較小，難以驅(qū)動大型電動門正常運行，經(jīng)常出現(xiàn)“小馬拉大車”的情況。

（3）部分廠家嘗試在機頭處放置電池，以穩(wěn)定供電電壓。但由于電池的植入，又衍生了電池低溫充放電性能下降、容量衰減、爆炸起火、舊電池處理等一系列問題。

因此，現(xiàn)階段的低壓驅(qū)動技術(shù)并不適用于所有電動門。但人行電動門由于門洞較小，門體較輕，低壓驅(qū)動技術(shù)具備運用的條件；加之，此類門是供人通行，人來人往，當(dāng)采用強電供電時，極易出現(xiàn)觸電事故。故這類門應(yīng)強制使用安全電壓供電，以保證人身安全。

隨著各大廠家對低壓驅(qū)動技術(shù)的不斷攻關(guān)，戶外電動門全部采用安全電壓供電必將實現(xiàn)，這也是完全杜絕發(fā)生觸電事故的根本途徑。

3.5 保護接地和漏電保護

由于安全電壓驅(qū)動技術(shù)的局限，部分電動門依然需要采用220V 電壓供電，對于此類門的防觸電保護要求非常重要和必要。作為戶外使用的電動門，通常采用必要的電氣接地保護和漏電保護器系統(tǒng)，就可以保障電動門的安全、穩(wěn)定運行；在出現(xiàn)電力事故時，也能最大限度地降低相關(guān)人員的安全風(fēng)險和財產(chǎn)損失。

本標(biāo)準(zhǔn)提及的剩余電流動作保護裝置RCD 即大家常說的漏電保護器，它是防止由于間接或直接接觸引起的單相觸電事故、防止由于漏電引起的電氣火災(zāi)、監(jiān)測或切除各種一相接地故障、防止電氣設(shè)備損壞的一種技術(shù)措施。[7]正確地安裝使用漏電保護器對人身、設(shè)備以及整個電氣系統(tǒng)的安全都有非常重要的作用，具體可以參照國家標(biāo)準(zhǔn)《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》[8]的相關(guān)要求。漏電保護器的正常運作不僅有賴于符合規(guī)定的器具，而且需要電動門有安全可靠的接地系統(tǒng)。電動門的保護接地系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)采用工作零線和保護接地線嚴(yán)格分開的接線方式，即TN-S 方式。這種供電系統(tǒng)安全可靠，適用工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統(tǒng)。

3.6 泄露電流

泄露電流是衡量產(chǎn)品絕緣性能的重要標(biāo)志，此前，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對此指標(biāo)未有明確指出，但從使用者安全角度考慮，這個指標(biāo)的確定至關(guān)重要。

3.7 運行速度

電動門最大運行速度指標(biāo)的確定主要源自各類電動門的實測數(shù)據(jù)。編制組調(diào)查多數(shù)廠家生產(chǎn)的各類電動門，測量實際運行速度，匯總分析來自不同廠家的數(shù)據(jù)，得出電動門的正常運行速度數(shù)值。由于平開門是以rad/s 的角速度單位，平移門和伸縮門是m/s的線速度單位，最后，經(jīng)編制組討論決定將平開門的角速度依據(jù)門體運行半徑換算成線速度單位m/s，統(tǒng)一制定出電動門的運行速度限值。

3.8 撞擊力

人行電動門對人身安全的威脅最大，當(dāng)門體的撞擊力越大時，人體被撞擊造成的傷害就越嚴(yán)重。這一指標(biāo)的確定，可為各廠家提供電動門驅(qū)動裝置設(shè)計選型的依據(jù)，規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)編制組多次討論，并參照國家標(biāo)準(zhǔn)《客車結(jié)構(gòu)安全要求》[9]對車門夾持力的要求，最后確定人行電動門的撞擊力限值為150N。

3.9 防碰保護

防碰保護是指電動門正常運行時，存在傳感器檢測到人（物體）闖入感應(yīng)區(qū)域，門體停止運行或反向運行。這一功能可以避免人（物體）誤闖入運行區(qū)域而被電動門撞傷（壞）的情況，充分保障電動門用戶的人身安全。

3.10 防撞保護

防撞保護是門體運行過程中，人體接觸到電動門前豎梃或后豎梃，電動門停止運行或者反向運行的一種保護人身安全的措施?，F(xiàn)階段，多數(shù)廠家生產(chǎn)的電動門，其防撞保護功能主要通過在門體前豎梃或后豎梃安裝接觸式壓力傳感器來實現(xiàn)；對于無刷電機驅(qū)動的電動門，也會通過控制器感應(yīng)運行阻力實現(xiàn)控制門體的效果。

本標(biāo)準(zhǔn)只對平移門和人行平開門均有防撞保護的要求，特別強調(diào)的是，平移門產(chǎn)品因為其門體較大，故要求前、后豎梃均做防撞保護。

伸縮門因交叉斜管結(jié)構(gòu)導(dǎo)致運行過程中，運行阻力變化大，無規(guī)律可循，所以無法通過控制器感應(yīng)運行阻力來控制。另外，伸縮門機頭前方已有存在傳感器，增加接觸式壓力傳感器顯得多余。所以，本標(biāo)準(zhǔn)未有伸縮門的防撞保護要求。當(dāng)然，如果考慮雙重保護的話，是可以將其納入標(biāo)準(zhǔn)要求中。

人行平開門由于體積小，常用直流無刷電機驅(qū)動，此類電機可以實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，當(dāng)電動門運行阻力達到設(shè)定值時，就可以控制門體停止或回退。而非人行的平開門一般體型較大（如大型別墅平開門），其控制器很難通過感應(yīng)阻力實現(xiàn)精準(zhǔn)控制門體，故未做防撞保護功能的要求。當(dāng)然，可以在活動門扇的前豎梃安裝接觸式壓力傳感器的方式實現(xiàn)防撞保護，但目前多數(shù)廠家均沒有此做法，僅是配置紅外防碰功能。

基于以上因素，編制組深入討論其必要性和經(jīng)濟性后，決定暫不將伸縮門和非人行平開門產(chǎn)品的防撞要求列入標(biāo)準(zhǔn)中。

3.11 防夾保護

防夾保護主要指在電動門體上安裝防夾裝置，以防止門體相互運動部件間隙運行時出現(xiàn)的夾人現(xiàn)象。有一種情況，如門體運行時，先將人（物體）撞倒后，再把人（物體）推頂至墻體或立柱的夾持情況。本標(biāo)準(zhǔn)將此類事故的防護歸屬于防撞保護，而不是防夾保護。

本標(biāo)準(zhǔn)只對平移門產(chǎn)品有防夾保護要求，對平開門和伸縮門無明確指出防夾要求。

平開門的旋轉(zhuǎn)鉸鏈或合頁結(jié)構(gòu)容易造成夾持傷害。主要在門體與立柱連接處或門體與門體連接處。此類由于是旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)，很難在結(jié)構(gòu)上安裝防夾裝置，而且本標(biāo)準(zhǔn)已在“安全距離”中有參照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對安全間隙進行規(guī)范，故在此章節(jié)未對平開門的防夾裝置做出要求。

伸縮門體大多數(shù)采用平行四邊形原理鉸接，運行過程中，極易出現(xiàn)夾人事故。在伸縮門上安裝有效的防夾保護裝置，一直都是各廠家不斷努力的方向，可目前仍沒有合適的處理方案能夠達到良好的防夾效果。其攻堅難點主要有：門體的鉸接點多，防護點太多，普通防夾裝置難以全部覆蓋；門體主框和交叉管隨門體運行而移動，沒有相對固定的框架結(jié)構(gòu)安裝防夾裝置。

圖1 伸縮門防護構(gòu)想方案示意圖

基于以上存在的攻堅難點，標(biāo)準(zhǔn)編制組提出如下防護方案：效仿平移門的保護裝置，在伸縮門體運行的門洞兩端分別安裝龍門架，龍門架的內(nèi)、外兩側(cè)分別設(shè)置紅外對射傳感器，伸縮門運行時，當(dāng)人（物體）觸發(fā)傳感器，門體停止運行，以此實現(xiàn)防夾保護，方案如圖1所示。

此種防護是保證人（物體）觸碰到運行中的門體，從本標(biāo)準(zhǔn)定義上看，此不屬于防夾保護，而屬于防碰保護。雖然此種防護可以起到一定的防護作用，但依然存在以下問題：如果紅外傳感器為單線對射，沒有覆蓋整個門體高度，當(dāng)人的手臂避開感應(yīng)光線，誤伸入門體時，就會有夾手的風(fēng)險，還是沒能充分起到保護作用。如果安裝多組傳感器，可以加密防護區(qū)域，但實際中又會有信號干擾問題導(dǎo)致門體不能正常使用。還有，光幕感應(yīng)的話，在門體很長的情況下，感應(yīng)靈敏度會變差，另外還有走線問題、制造成本等問題，所以，最終還是被認(rèn)為目前仍沒有好的實現(xiàn)方案，故未將其納入標(biāo)準(zhǔn)要求之中。

3.12 撞擊力測試方法

標(biāo)準(zhǔn)中對于撞擊力的測試方法，提到“將壓力測量儀平穩(wěn)固定在電動門關(guān)門運行路線前方的500mm，距地面1200mm 處”。此處的“500mm”主要考慮電動門在靜止到正常運行速度需要一定時間加速，按照電動門的最大速度0.3m/s 計算，電動門運行500mm 的時間在1.5s 以上，這個時間足夠電動門從靜止?fàn)顟B(tài)加速至正常速度。另外，“距地面1200mm”是參照《人行自動門的安全要求》中5.4 中的測試方法。

4.結(jié)語

本標(biāo)準(zhǔn)的編制，對戶外電動門產(chǎn)品的安全性參數(shù)提出要求，制定規(guī)范，形成行業(yè)通用安全標(biāo)準(zhǔn)，從無到有，改變以往只有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)而沒有安全標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀。相信它的推廣使用，可以整體提升中國戶外電動門的質(zhì)量水平和安全性能，推進行業(yè)的健康發(fā)展，讓產(chǎn)品使用更加安全。此標(biāo)準(zhǔn)為首次編制，因編制組的能力所限，可能會有考慮不周之處，技術(shù)指標(biāo)也不一定非常先進，希望行業(yè)專家多提寶貴意見，完善標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)的制定并不是一招定乾坤，而是與行業(yè)發(fā)展和技術(shù)進步相輔相成、逐步提升、逐步完善的。