充气式游乐设施标准比较研究

周小庄项辉宇张 勇管佳佳(.北京工商大学 北京 00048）（.中国特种设备检测研究院 北京 0009)

充气式游乐设施标准比较研究

周小庄1项辉宇1张 勇2管佳佳1
(1.北京工商大学 北京 100048）
（2.中国特种设备检测研究院 北京 100029)

为了促进充气式游乐设施行业的安全发展，制定充气式游乐设施标准，文章梳理了我国充气式游乐设施标准的现状与特点。选择美国、欧盟、澳大利亚和我国的充气式游乐设施标准的技术内容作为比较研究的对象，进行逐一分析比较。在此基础上，对充气式游乐标准的制订工作提出了建议。

充气式游乐设施 标准 比较研究

目前我国是世界上最大的游乐设施制造市场[1]，充气式游乐设施作为新兴的游乐项目，深受儿童喜爱。但是，充气式游乐设施在我国缺乏相关的国家及行业标准，人身伤害事故时有发生，安全问题比较突出。通过对充气式游乐设施国际标准的主要技术要求进行对比分析，制定和推行符合国情的充气式游乐设施标准，促进充气式游乐设施行业的安全稳定发展。

1 我国充气式游乐设施基本情况

1.1 充气式游乐设施的定义

充气式游乐设施是由柔性织物制作，通过内外空压差保持外形，供儿童在其中弹跳、玩耍的新型游乐设施。目前充气式游乐设施已经成为少年儿童普遍接受的一种娱乐项目，包括充气弹跳屋、充气攀岩墙、充气滑梯等，如图1所示。一般说来，它专指陆地上静止的游乐设施，通过送风机提供空气保持膨胀，由锚固系统保证结构安全稳定，属于充气式膜结构中的气胀式结构，膜面形成的密闭空间中所充的气体，使膜面张紧从而获得抵抗外荷载所需的张力[2]。

图1 充气式游乐设施

1.2 我国充气式游乐设施标准现状

我国仅有充气式游乐设施相关国家标准1项，即《无动力类游乐设施技术条件》（GB/T 20051-2006）。该相关标准从原材料、尺寸要求、缝制、设计风压和外观5个方面对充气式游乐设施提出了设计和使用要求，监督管理上没有提及，处于真空状态。对于蓬勃发展的充气式游乐设施行业，其现有标准状况堪忧。

由于我国充气式游乐设施相关标准是针对数年前小型简陋充气式游乐设施建立的，这使得标准的制定仅从能考虑到的简单方面着手，对原材料的要求较为详细，但对于监督服务和游玩者安全等方面考虑严重不足。其中与充气式游乐设施相关的部分仅有1页，诸如结构、稳定性、小空间卡压等与游玩者安全密切相关的技术要求却未提及，我国充气式游乐设施安全标准主要存在如下问题：

●1.2.1 缺乏单独的安全标准

充气式游乐设施我国没有单独的安全标准，GB/T 20051-2006规定了蹦极、滑索、儿童娱乐城、充气弹跳、系留式观光气球、空中飞人6种游乐设施的要求和试验方法，其中充气式游乐设施标准只占1页，未涉及到具体技术要求。而国际组织和先进国家都是将充气式游乐设施作为单独标准予以列出。

●1.2.2 技术指标少

GB/T 20051-2006仅从原材料物理性能、设施大体尺寸要求、缝制性能、设计风压和外观5个方面对充气式游乐设施提出了设计和使用要求，而对影响设备倾覆的锚固系统，造成伤害的小空间卡压以及监督、管理等方面未提出相关要求，缺少重要技术指标，且仅有的技术参数笼统无针对性。

●1.2.3 术语使用滞后于行业发展

未定义充气式游乐设施及其他相关术语，现有充气式游乐设施向大型复杂化发展，原有标准适用范围不明确。另外，如“主垫厚度”，“护栏高度”指示不明确，未针对不同高度、形状的充气式游乐设施进行详细规定。

2 国内外充气式游乐设施标准对比分析

21世纪初期，充气式游乐设施相关规定在国外的发展已初成规模，现行的国外标准有欧盟标准DIN EN 14960：2007、澳州标准AS 3533.4.1-2010、美国标准ASTM F2374-2010等，这些国外标准从设计、制造、操作、维护、文档方面提出了安全要求，与我国相关标准相比，拥有较详细的技术规范。本文就充气式游乐设施国内外标准中涉及的材料结构、锚固、内压、小空间卡压、服务管理等具体技术要求进行比较研究。

2.1 材料及结构方面比较研究

材料是充气式游乐设施重要的组成部分，主要有强度、阻燃性、缝线连接、编网、绳索和爬网、拉链等多处技术要求，其国内外标准对比见表1，因ASTM中无材料要求，故不参与对比。国外标准中还规定制造商应向业主提供指定的材料或者给予业主相应的材料规范，同时考虑到在给予的材料规范中，不同冲击衰减性的材料组成充气式游乐设施表面的可能性。

表1 国内外标准材料结构方面对比表

对比后发现，现有国标中提及的原材料方面考虑周全，要求详细，但由于对充气式游乐设施研究较少，加上现有充气式游乐设施向大型复杂化发展，在结构中可能出现的影响其安全的结构因素（如绳索、编网、攀岩绳、拉链等）未能作出相关强度、材料及物理性能

2.2 锚固方面比较研究

锚固系统是为保证充气式游乐设施能安全地固定在地面上，不发生设备倾覆的一套系统，它通常由几组地锚（或沙袋等）、绳子组成，提供拉力以抵抗风载及游玩带来的活动载荷。其设置是充气式游乐设施的关键技术，众多充气式游乐设施的安全事故中都是由于锚固不力导致的设备倾覆[2]。在国外标准中，均对锚固有详细的规定，锚固一般分为两部分，锚固点数目及锚固系统。

AS 3533.4.1-2005和DIN EN 14960：2007-02中对锚固点的计算公式如下式(1)和式(2)，用式(1)计算单边受到的压力，用式(2)计算单边需要的锚固点数：

式中：Cw——风阻系数；

ρ——空气密度；V——最大风速；A——迎风面积；

1600N——每个锚固点能承受的水平力；

1.5——安全系数。因所求为锚固点数目，计算结果中小数向上取整。

针对锚固系统的设计及使用，AS 3533.4.1-2010中允许的锚固绳角度为0～60°，如图2所示，绳索断裂载荷及锚固点锚固力采用三角函数关系近似计算得出；DIN EN 14960：2007中规定较为严格，锚固绳角度为30～45°。国外现有标准均要求当采用其他方式（如沙袋、织带、金属附件、桩、重物）锚固时，能承受与锚固绳相同的拉力。锚固方面比较见表2。

图2 不同角度下的地锚与设备锚固点间载荷

表2 锚固方面比较

通过对比可以得出，直接影响设施安全稳定的锚固系统的规定不尽详实，虽提出了锚固点计算公式及锚固系统相应标准，但未对锚固点具体高度和位置进行说明；锚固点计算方法中也仅考虑到风载，由游玩带来的活动载荷在式(1)、式(2)中没有体现，经验公式正确度需待验证。

2.3 充气系统方面比较研究

充气系统是维持充气式游乐设施结构形态，并保证游玩者在游玩过程中不与地面接触的一整套系统，通常由鼓风机、控制系统及备用系统组成[3]，欧盟和澳洲标准中规定在鼓风机风口或在结构连接管处需增加一个出口封嘴，在设施意外漏气时可延长放气时间。

充气式游乐设施标准中一般有气压规定，如DIN EN 14960：2007要求充气式游乐设施内部结构部件最低气压为1kPa，GB/T 20051-2006中规定设计风压为700～1580Pa。AS 3533.4.1-2010和DIN EN 14960：2007中均根据目标游玩者不同的体重规定了测试方法，以保证充气式游乐设施内部空气压力能承受该适当的体重。同时AS还考虑到游戏区域不同的于台阶坡道的受力特点——会受到更大的蹦跳冲击，给出了不同的测试重量及测试位置。

2.4 小空间卡压方面比较研究

对于现有充气式游乐设施，不同编网形状较为复杂，各国际标准中规定的小空间卡压主要包括头颈部卡压、衣物卡压、手指卡压和身体卡压四个部分，对于不同卡压部位的卡压测试方法也基本相同，形成了相应的国际惯例。

2.5 服务管理等其他比较研究

由于充气式游乐设施设计的游戏人群主要是4至11岁的少年儿童，少年儿童认知能力差，自我保护能力弱，需要相应的服务管理规定以保证游玩的安全性。

DIN EN14960：2007中规定控制者应根据以下几个项目来决定监督监理人员的数量和适用性，这些项目包括：充气式游乐设施最大的使用者数量、使用者年龄、使用环境。监督管理人员应包括一个操作员和多名助手，监督监理人员应易于识别。同时，根据标准及规定的试验方法，供应商应提供安装资料和设备详细列单，包括固定方式和固定点的数量、最高安全风速、选址、高度以及空间要求。除此之外，AS 3533.4.1-2010中还规定了安全检测、例行检查以及年检要求，对寿命方面有初步提及。

3 结论

通过以上比较研究对充气式游乐设施国家标准的修订工作提出以下建议：

3.1 建立单独的充气式游乐设施安全标准

通过对比可以发现，充气式游乐设施国际标准均将充气式游乐设施作为单独标准予以列出，对其中技术要求、监督管理、结构安全等各方面予以明确的规定。同时考虑到充气式游乐设施不同于一般游乐设施的特点，故应该将充气式游乐设施标准与与其他游乐设施区分开来，制定单独详细的标准，使其具有较强针对性，确保充气式游乐设施安全运行。

3.2 完善现有充气式游乐设施相关标准

首先，借鉴国际充气式游乐设施标准，应针对充气式游乐设施中可能出现隐患部件如绳索、拉链、编网、防护墙等结构作出相关安全规定，防止绳索断裂及小空间卡压等危险。

其次，改进现有国际标准中不尽详实的技术要求。如作为直接影响设备安全稳定的关键因素的锚固系统，其锚固点公式需考虑不同高度位置锚固的影响，除风载荷外的活动载荷对锚固的作用需要验证，以保证设备不会在标准规定下发生倾覆危险。

最后，鉴于现有充气式游乐设施向大型、复杂化发展，结构具有多样性，增加现有国际标准中未列出的重要要求。增加通风照明、危险源研究、打包储存、紧急出口、寿命分析等相应标准法规，通过合理规避危险源，使充气式游乐设施在规定寿命年限内安全运行。

1 沈勇, 鄂立军. 国内外游乐设施法规标准比较研究[J]. 中国安全科学学报, 2010, 11:82～90. 2 王钰,吴明儿,罗晋等.充气膜结构的内压设定与设备设计初步[J].工业建筑, 2007 (增刊):802～806.

3 GB/T 20051-2006 无动力类游乐设施技术条件[S].

4 QB/T 2231-1996 充气玩具通用技术条件[S].

5 AS 3533.4.1-2010, Amusement rides and devices, Part4.1: Specific requirements — Land-borne inflatable devices[S],2010.

6 DIN EN 14960:2007, Inflatable play equipment Safety requirements and test methods[S],2007.

7 邢友新, 张晓宇, 刘培广，等.我国游乐设施标准体系的建立和发展[J].中国标准化. 2009, (04):4～7.

8 邢友新. 中国游乐设施标准化现状与发展[J].中国标准化. 2006, (06):21～23.

9 沈勇,等.游乐设施安全科技发展趋势[J].中国特种设备安全,2012,28(1):4～7

Comparative Study on the Standards for Infl atable Amusement Devices

Zhou Xiaozhuang1Xiang Huiyu1Zhang Yong2Guan Jiajia1
( 1. Beijing Technology and Business University Beijing 100048)
( 2. China Special Equipment Inspection ＆ Research Institute Beijing 100029)

In order to promote the safety development of China’s inflatable amusement device industry and establish standards suitably, the situation and characteristics of China’s present infl atable amusement device standards are sorted out. And the technical contents of standards and regulations for infl atable amusement devices between China and United States, European Union, and Australia are compared one by one. Based on these, some valuable suggestions for the formulating of infl atable amusement device standards are given.

Infl atable amusement device Standards Comparative study

X9-65；TH12

A

1673－257X(2014)10－11－04

10.3969/j.issn.1673-257X.2014.10.003

周小庄（1990～),女,研究生,主要研究方向为充气式游乐设施的安全稳定性。

2014-05-05）