国内外首部停车设备设计规范颁布及实施

陶天华 赵春晖 唐 超 林夫奎 王小平

1 北京起重运输机械设计研究院有限公司 北京 100007 2 北京科正平工程技术检测研究院有限公司 北京 100007

0 引言

由全国起重机械标准化技术委员会（以下简称起重机标委会）和机械式停车设备分技术委员会（以下简称停车设备分会）组织领导，在牵头单位和机械式停车设备行业有关单位的大力支持下，经过组织策划、用户调研，在广泛征求各方面意见和设计验证等基础上，机械式停车设备行业最重要的标准GB/T 39980—2021《机械式停车设备 设计规范》正式发布，该标准作为国内外第一部机械式停车设备设计标准，填补了机械式停车设备设计规范的空白。

此标准由我国起重机械技术和标准归口单位北京起重运输机械设计研究院有限公司牵头负责起草，同时负责起草的还有浙江镭蒙科技有限公司、国家起重运输机械质量检验检测中心。在起重机标委会和停车设备分会的组织下，机械式停车设备行业内的制造厂家、高等院校、科研机构、检验机构、使用单位及行业协会共30多个单位参加了标准的起草，达到标准相关单位的代表性全覆盖。

1 标准制定的背景

伴随汽车工业的发展和城市化的进程，20世纪初，在欧美出现机械式停车设备作为解决城市停车问题的补充。我国从20世纪80年代引进机械式停车设备，逐步有制造单位提供机械式停车设备，直至2000年前后，机械式停车设备的产量仍有限，生产企业只有十几家。在20世纪90年代后期，我国参考日本、韩国等国机械式停车设备的相关规定，初步建立了机械式停车设备的标准体系，制定了9大类的产品标准，并制定了强制性国家标准GB 17907—1999《机械式停车设备通用安全要求》，为规范行业正常发展起了重要作用。

上述标准中缺少机械式停车设备统一的设计规范，各生产企业设计依据名目繁多，有的是依据GB/T 3811—2008《起重机设计规范》，有的是依据电梯技术标准进行设计，还有不少企业依据经验设计，致使设计水平和产品质量参差不齐，有些重要的指标或安全要求未考虑或存在安全隐患，不利于产品的合格验收和用户使用。

随着人民生活水平的提高，汽车工业得到高速的发展。根据国家有关部门公布的数据，全国小汽车的保有量已经达到3.3亿辆，停车难的问题在我国仍然普遍存在。目前，全国拥有停车设备的城市总数超过850个，累计建成的停车泊位946万个，每年全国停车设备销售总额超过120多亿元人民币，全国取得机械式停车设备生产许可的企业在450家以上。机械式停车设备行业发展迅速，规模越来越大，但因行业内缺乏停车设备统一的设计标准而引发的各种质量问题和安全问题非常突出，严重影响了机械式停车设备的正常使用，国内存在大量不能使用的死库。这不仅不能缓解停车难的问题，而且造成大量的资源浪费，还引发各种社会矛盾，不利于特种设备的安全监察，严重影响机械式停车设备行业的健康有序发展。为此，全国起重机械标准化技术委员会向国家标准化技术委员会申请立项制定《机械式停车设备 设计规范》。

2 标准制定简要过程

根据国家标准化管理委员会下达的2017年第2批国家标准制修订计划的通知的要求，起重机标委会负责组织制定国家标准《机械式停车设备 设计规范》，标准计划编号为20170991-T-604。

起重机标委会组织成立了标准起草工作组，随后进行了调研、资料收集、试验验证等工作，并于2018年3月召开了起草组第一次工作组会议，历经大纲审定会、草案讨论会、各大章节专题会、初稿讨论会、征求意见稿意见处理讨论会，于2019年10月在停车设备分会组织标准送审稿审查会上审查通过此标准，2020年6月完成报批。

制定过程中，对一些重要的技术指标和方法都进行了充分调研。例如在制定机构的工作级别时，一些制造企业通过对在用设备的使用统计，向起草组提供了大量的数据。对应检验机构向起草组提供了在进行产品型式试验现场检测的多个制造单位各类型停车设备纵梁、横梁、立柱等实际刚度数据，对制定纵梁、横梁、立柱的刚度指标发挥了重要作用，此外还提供了各制动电机生产单位的制动器安全系数，验证了将起升机构制动电机制动器安全系数确定为1.75的可行性。

3 标准制定原则

在特种设备分类上，机械式停车设备属于起重机械。虽然机械式停车设备的提升方式与起重机械类似，均为载荷的起升与下降，但机械式停车设备不同于一般起重机械，并非进行普通的作业，而是类似一种汽车仓储设备，只进行汽车的存取，机械式停车设备有独特的技术特点。

1）整体结构形式和连接方式上 9大类机械式停车设备，其承载各车位质量的主体结构大多是固定的，与基础相连。

2）结构受载方式上 其停车位的受载与所存取的汽车质量相关，主要载荷是汽车质量及载车板质量，基本上是固定的；结构所承受总载荷较大，总载荷分散在每个车位上，加载时逐个车位加载，卸载时逐个车位卸载，且各车位的加载卸载（存取车过程）存在随机性。

3）工作原理上 当完成汽车存取时，在提升或吊取方式上需要支承汽车车轮，不能直接提升或吊取汽车。

机械式停车设备的机械传动应用技术有较多形式，包括齿轮传动、链传动、液压传动、螺杆传动、齿形带传动等，提升载荷有钢丝绳卷扬、钢丝绳曳引、链条提升、螺杆提升、液压缸举升等方式。

鉴于机械式停车设备的特点和工作原理，结合已有的机械式停车设备国内标准、国际标准及相关资料中关于机械式停车设备的设计方法和要求，总结国内机械式停车设备的设计及使用经验，本标准编制确定的原则如下：

1）标准的基本构架，参照GB/T 3811—2008《起重机设计规范》，但具体内容要符合机械式停车设备的特点和工作原理。

2）突出安全第一原则，充分考虑使用及维护保养中的安全。

3）坚持机械式停车设备是给用于汽车存取的这一原则，重视机械式停车设备的可用性及用户体验。

4）设计方法及指标明确，方便设计人员使用。

4 主要技术内容

标准主要技术内容包括了术语和定义，分级、计算载荷和载荷组合、结构、机械、电气与安全等方面的基本设计准则和计算方法。标准中各部分的主要内容如下：

1）标准第4章分级 包括机构的分组和机械零件的分组。根据机构的使用等级、机构的载荷状态级别及载荷谱系数，将机构的工作级别分为M2～M8共7级级别。根据机械零件的总应力循环次数和应力状况级别将机械零件分为E1～E8共8个级别。

2）标准第5章载荷和载荷组合 规定了机械式停车设备的各种载荷计算方法，适用于结构和机构及零部件设计计算时的载荷组合选择及各有关分项系数的定义及取值和范围。

3）标准第6章结构 针对停车设备结构的受力特点、使用特点和可能出现的破坏问题，制定了结构部分的内容。包括结构计算原则、材料和极限设计应力、结构件和连接的强度计算、结构件的刚度计算、结构件弹性稳定性计算、板件壳体抗翘曲的计算、结构的疲劳强度计算、结构的抗震计算、结构的构造要求共10部分内容。

4）标准第7章机械部分 根据20多年来停车设备的设计使用经验和技术发展状况，在参照GB/T 3811—2008《起重机设计规范》的基础上，制定停车设备产品所用的机械设计方法。主要包括3部分内容：①机构设计原则。按照起升机构、有轨运行机构、回转机构给出了各机构最重要部件电动机、制动器和减速器的计算和选择方法。②停车设备通用机械零件的设计计算。按强度计算、稳定性计算、耐磨及发热计算和疲劳强度计算分别给出了设计计算方法，以供设计停车设备机械零件尤其是轴类零件时使用。③停车设备专用零部件的选用计算，包括停车设备最为常用的轴承、钢丝绳、滑轮、卷筒、曳引轮、车轮、轨道、缓冲器、联轴器、齿轮齿条、链轮、链条等的设计计算和选用方法。

5）标准第8章电气部分 根据停车设备电气发展的状况，安全及控制要求，并参考GB/T 3811—2008《起重机设计规范》、GB/T 5226.32—2017《机械电气安全机械电气设备 第32部分：起重机械技术条件》、GB/T 6067.1—2010《起重机械安全规程 第1部分：总则》等标准制定，包括总则、使用环境条件、电源和供电、配电系统、电气控制、电动机选择、电气保护、电线电缆及其敷设共9方面内容。

6）标准第9章安全部分 安全部分包括安全要求和停车体验及便捷性内容，是标准的核心内容，也是作为特种设备检验的主要内容。在总结GB 17907—2010《机械式停车设备通用安全要求》长期应用情况的基础上，结合机械式停车设备国内外发展的趋势和机械式停车设备的本质安全要求制定，包括安全设计计算；设备的安全标志标牌和车辆标识；车位、人行通道的尺寸要求；通道、平台、栏杆、梯子；限界尺寸与净距；机械安全要求；电气安全要求；照明；噪声；转换区的安全要求；使用维护安全要求等12方面的内容。标准中对于常见典型机械式停车设备通过列表方式提出安全防护装置加装要求，方便设计人员和检验人员查看。

5 主要特点及创新点

1）本标准是国内外首次制定机械式停车设备设计规范，确立了9大类机械式停车设备的总体、结构、机械、电气与安全等部分设计应共同遵守的必要准则，规定了设计、计算要求和方法，并可作为对设计进行分析和评价的技术依据。标准的制定填补了国内外标准空白，统一了机械式停车设备的设计计算依据，全面规范和指导了机械式停车设备的设计，对提高机械式停车设备的设计水平、使用性能、安全性能，促进产品出口，规范行业健康有序发展，配合特种设备的监督管理，减少损车伤人事故的发生，增强社会公众对机械停车设备的赞同感和认可度具有重要意义。

2）首次提出机械式停车设备设计时的计算载荷及载荷组合，规定了计算各种载荷及选择载荷组合的原则和方法，包括起升机构采用刚性导轨时的工作状态风载荷和未采用刚性导轨时的工作状态风载荷的计算，对明确使用条件、规范设计和试验均有重要意义。

3）针对结构的强度与疲劳计算全面采用极限状态设计法，明确了各分项载荷系数及极限设计应力允许值。符合国际通行作法，更贴近实际。

4）首次提出结构挠度容许值，对受弯构件、压弯构件（包括横梁、纵梁、立柱、载车板等）挠度要求等刚度指标进行科学规定，可防止因产品结构刚度值过低影响使用，以及出现较大变形而导致事故的发生。

5）首次提出垂直循环类机械式停车设备长节距输送链计算方法，以及包胶钢轮驱动摩擦力计算、尼龙滑轮绳径比的选择规定、齿形带的设计计算方法、起升机构2套驱动装置共同驱动时的电动机功率计算和液压驱动起升机构功率计算等，从而保证目前现有的各种零部件应用场景都有计算方法。

6）首次提出无线遥控、多点控制、控制距离、重列式控制的具体要求，及载车板停车面宽度要求，转换区出入口门的设置要求，人员通道的设置规定。

7）首次提出推荐对车库采用双电源供电，同时提出装设新能源汽车充电系统，充电电源应单独供电，充电系统不应影响停车设备安全运行的安全要求。

8）对控制站控制、无线遥控、控制距离、单点控制、多点控制提出具体要求，对交流和直流控制电压分别进行分级，供设计者选用。

9）规定了汽车进出机械车库时两侧障碍物距离与汽车全宽的关系，规定了停车面宽度汽车车轮外侧距离的关系，提升用户停车体验。

10）提出转换区安全要求，以及准无人控制停车设备运行参数（速度、层数）要求。

6 标准制定的目的和意义

GB/T 39980—2021《机械式停车设备 设计规范》的制定，将使机械式停车设备的设计计算有了明确的依据，相应的9大类产品标准制定和检验验收规范制定都有据可依，也是特种设备安全技术规范中有关机械式停车设备的技术内容和要求的制定依据。

本标准的制定必将对提高机械式停车设备的设计水平、制造质量和安全性能，规范行业健康有序发展，减少损车、伤人事故的发生发挥积极作用。1）提升用户的使用体验感，使社会公众认可机械式停车设备能停车、好停车、可安全停车，增强社会公众对机械停车设备的赞同和认可，从而有效推动产业发展，切实解决城市停车难问题，提升人民群众的幸福感，促进土地资源的有效利用。2）支撑特种设备安全监察中有关机械式停车设备安全技术规范的制定，保障特种设备安全。

7 标准实施以来的应用情况

GB/T 39980—2021《机械式停车设备 设计规范》是设计标准，与机械式停车设备的制造、检验、安装、使用密切相关，特别是在机械式停车设备的相关设计、验收及特种设备的型式试验、安装改造修理监督检验、定期检验等安全监察中经常用到标准的相关内容，是机械式停车设备行业的基础性标准。该标准自2021年4月30日发布以来，通过宣贯会等方式进行宣贯，目前已经得到普遍实施。

相关机械式停车设备标准制定及修订中应用了此标准，新制定的机械行业标准《机械式停车设备 检验与试验规范》和《机械式停车设备 停放客车通用技术规范》已完成报批、《机械式停车设备 垂直循环链》已完成征求意见稿；新制定并已发布的团体标准包括：T/CMIF 241—2024《机械式停车设备 安全评估规范》和CMIF 241—2024《绿色设计产品评价技术规范 机械式停车设备》；修订并已报批的机械式停车设备标准包括JB/T 8910《升降横移类机械式停车设备》、JB/T 8909《简易升降类机械式停车设备》和GB/T 27545《水平循环类机械式停车设备》。

在机械式停车设备型式试验中，依据的TSG Q7002—2019《起重机械型式试验规则》与本标准同步制定，其中关于机械式停车设备的一些重要内容（如安全保护装置的设置、安全系数要求、人行通道设置等项目要求）基本与本标准一致，故在机械式停车设备型式试验中的一些主要项目基本贯彻了本标准。在定期检验、监督检验中，虽然依据的特种设备安全技术规范TSG Q7015—2016《起重机械定期检验规则》、TSG Q7016—2016《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》没有直接引用本标准，但从安全及科学性出发，很多检验机构在本标准发布实施后对相关项目按照本标准的要求进行，从而推动了本标准的实施。

TSG 51—2023《起重机械安全技术规程》已于2024年1月1日实施，此规范适用于包括机械式停车设备在内的起重机械的设计、制造、改造、修理、型式试验、监督检验、定期检验等，其中关于机械式停车设备相关条款，完全引用了GB/T 39980—2021《机械式停车设备设计规范》的相关技术内容，具体条款有：2.1，2.5.6（6），2.7.3（10），A3.1.1，A3.1.2(9)，A3.1.3(8)，A3.4，A4.1(7)，A4.1.3.3，A4.2.2，A5.10(4)，A5.12(5)，A5.14，A5.15，C4.4.1.5，C4.9.6，将更加有力地推动本标准得到全面实施。

在其他行业与停车设备相关标准中的引用，例如在最新修订的建筑行业强制性标准JGJ100《车库建筑设计规范》中，关于门、车位尺寸、人行通道等技术要求均引用了GB/T 39980—2021《机械式停车设备 设计规范》中对应的技术内容；在制定的强制性国家标准《机动车停放与维修服务设施项目规范》的预研中，有关机械式停车设备的技术内容也引用了本标准的相关条款。

总之，行业相关标准和安全技术规范在制定修订中全面执行了GB/T 39980—2021《机械式停车设备 设计规范》的相关内容，在涉及相关试验检验项目中标准贯彻较好。设计方面的有关内容，当未涉及检验试验项目的内容时，各设计单位执行情况参差不齐，总体执行的力度不够，需要各单位进一步加强对标准的宣贯和学习。

8 结语

本标准的发布实施填补了国内外机械式停车设备设计标准的空白，将使机械式停车设备的设计计算有了明确的依据，相关内容已被特种设备安全技术规范和车库建筑设计规范等标准引用，必将对提高我国机械式停车设备的设计水平、制造质量和安全性能，增强社会公众对机械停车设备的认可，切实解决城市停车难问题，促进土地资源的有效利用发挥积极作用。