充氣式游樂設施標準比較研究

周小莊項輝宇張 勇管佳佳(.北京工商大學 北京 00048）（.中國特種設備檢測研究院 北京 0009)

充氣式游樂設施標準比較研究

周小莊1項輝宇1張 勇2管佳佳1
(1.北京工商大學 北京 100048）
（2.中國特種設備檢測研究院 北京 100029)

為了促進充氣式游樂設施行業的安全發展，制定充氣式游樂設施標準，文章梳理了我國充氣式游樂設施標準的現狀與特點。選擇美國、歐盟、澳大利亞和我國的充氣式游樂設施標準的技術內容作為比較研究的對象，進行逐一分析比較。在此基礎上，對充氣式游樂標準的制訂工作提出了建議。

充氣式游樂設施 標準 比較研究

目前我國是世界上最大的游樂設施制造市場[1]，充氣式游樂設施作為新興的游樂項目，深受兒童喜愛。但是，充氣式游樂設施在我國缺乏相關的國家及行業標準，人身傷害事故時有發生，安全問題比較突出。通過對充氣式游樂設施國際標準的主要技術要求進行對比分析，制定和推行符合國情的充氣式游樂設施標準，促進充氣式游樂設施行業的安全穩定發展。

1 我國充氣式游樂設施基本情況

1.1 充氣式游樂設施的定義

充氣式游樂設施是由柔性織物制作，通過內外空壓差保持外形，供兒童在其中彈跳、玩耍的新型游樂設施。目前充氣式游樂設施已經成為少年兒童普遍接受的一種娛樂項目，包括充氣彈跳屋、充氣攀巖墻、充氣滑梯等，如圖1所示。一般說來，它專指陸地上靜止的游樂設施，通過送風機提供空氣保持膨脹，由錨固系統保證結構安全穩定，屬于充氣式膜結構中的氣脹式結構，膜面形成的密閉空間中所充的氣體，使膜面張緊從而獲得抵抗外荷載所需的張力[2]。

圖1 充氣式游樂設施

1.2 我國充氣式游樂設施標準現狀

我國僅有充氣式游樂設施相關國家標準1項，即《無動力類游樂設施技術條件》（GB/T 20051-2006）。該相關標準從原材料、尺寸要求、縫制、設計風壓和外觀5個方面對充氣式游樂設施提出了設計和使用要求，監督管理上沒有提及，處于真空狀態。對于蓬勃發展的充氣式游樂設施行業，其現有標準狀況堪憂。

由于我國充氣式游樂設施相關標準是針對數年前小型簡陋充氣式游樂設施建立的，這使得標準的制定僅從能考慮到的簡單方面著手，對原材料的要求較為詳細，但對于監督服務和游玩者安全等方面考慮嚴重不足。其中與充氣式游樂設施相關的部分僅有1頁，諸如結構、穩定性、小空間卡壓等與游玩者安全密切相關的技術要求卻未提及，我國充氣式游樂設施安全標準主要存在如下問題：

●1.2.1 缺乏單獨的安全標準

充氣式游樂設施我國沒有單獨的安全標準，GB/T 20051-2006規定了蹦極、滑索、兒童娛樂城、充氣彈跳、系留式觀光氣球、空中飛人6種游樂設施的要求和試驗方法，其中充氣式游樂設施標準只占1頁，未涉及到具體技術要求。而國際組織和先進國家都是將充氣式游樂設施作為單獨標準予以列出。

●1.2.2 技術指標少

GB/T 20051-2006僅從原材料物理性能、設施大體尺寸要求、縫制性能、設計風壓和外觀5個方面對充氣式游樂設施提出了設計和使用要求，而對影響設備傾覆的錨固系統，造成傷害的小空間卡壓以及監督、管理等方面未提出相關要求，缺少重要技術指標，且僅有的技術參數籠統無針對性。

●1.2.3 術語使用滯后于行業發展

未定義充氣式游樂設施及其他相關術語，現有充氣式游樂設施向大型復雜化發展，原有標準適用范圍不明確。另外，如“主墊厚度”，“護欄高度”指示不明確，未針對不同高度、形狀的充氣式游樂設施進行詳細規定。

2 國內外充氣式游樂設施標準對比分析

21世紀初期，充氣式游樂設施相關規定在國外的發展已初成規模，現行的國外標準有歐盟標準DIN EN 14960：2007、澳州標準AS 3533.4.1-2010、美國標準ASTM F2374-2010等，這些國外標準從設計、制造、操作、維護、文檔方面提出了安全要求，與我國相關標準相比，擁有較詳細的技術規范。本文就充氣式游樂設施國內外標準中涉及的材料結構、錨固、內壓、小空間卡壓、服務管理等具體技術要求進行比較研究。

2.1 材料及結構方面比較研究

材料是充氣式游樂設施重要的組成部分，主要有強度、阻燃性、縫線連接、編網、繩索和爬網、拉鏈等多處技術要求，其國內外標準對比見表1，因ASTM中無材料要求，故不參與對比。國外標準中還規定制造商應向業主提供指定的材料或者給予業主相應的材料規范，同時考慮到在給予的材料規范中，不同沖擊衰減性的材料組成充氣式游樂設施表面的可能性。

表1 國內外標準材料結構方面對比表

對比后發現，現有國標中提及的原材料方面考慮周全，要求詳細，但由于對充氣式游樂設施研究較少，加上現有充氣式游樂設施向大型復雜化發展，在結構中可能出現的影響其安全的結構因素（如繩索、編網、攀巖繩、拉鏈等）未能作出相關強度、材料及物理性能

2.2 錨固方面比較研究

錨固系統是為保證充氣式游樂設施能安全地固定在地面上，不發生設備傾覆的一套系統，它通常由幾組地錨（或沙袋等）、繩子組成，提供拉力以抵抗風載及游玩帶來的活動載荷。其設置是充氣式游樂設施的關鍵技術，眾多充氣式游樂設施的安全事故中都是由于錨固不力導致的設備傾覆[2]。在國外標準中，均對錨固有詳細的規定，錨固一般分為兩部分，錨固點數目及錨固系統。

AS 3533.4.1-2005和DIN EN 14960：2007-02中對錨固點的計算公式如下式(1)和式(2)，用式(1)計算單邊受到的壓力，用式(2)計算單邊需要的錨固點數：

式中：Cw——風阻系數；

ρ——空氣密度；V——最大風速；A——迎風面積；

1600N——每個錨固點能承受的水平力；

1.5——安全系數。因所求為錨固點數目，計算結果中小數向上取整。

針對錨固系統的設計及使用，AS 3533.4.1-2010中允許的錨固繩角度為0～60°，如圖2所示，繩索斷裂載荷及錨固點錨固力采用三角函數關系近似計算得出；DIN EN 14960：2007中規定較為嚴格，錨固繩角度為30～45°。國外現有標準均要求當采用其他方式（如沙袋、織帶、金屬附件、樁、重物）錨固時，能承受與錨固繩相同的拉力。錨固方面比較見表2。

圖2 不同角度下的地錨與設備錨固點間載荷

表2 錨固方面比較

通過對比可以得出，直接影響設施安全穩定的錨固系統的規定不盡詳實，雖提出了錨固點計算公式及錨固系統相應標準，但未對錨固點具體高度和位置進行說明；錨固點計算方法中也僅考慮到風載，由游玩帶來的活動載荷在式(1)、式(2)中沒有體現，經驗公式正確度需待驗證。

2.3 充氣系統方面比較研究

充氣系統是維持充氣式游樂設施結構形態，并保證游玩者在游玩過程中不與地面接觸的一整套系統，通常由鼓風機、控制系統及備用系統組成[3]，歐盟和澳洲標準中規定在鼓風機風口或在結構連接管處需增加一個出口封嘴，在設施意外漏氣時可延長放氣時間。

充氣式游樂設施標準中一般有氣壓規定，如DIN EN 14960：2007要求充氣式游樂設施內部結構部件最低氣壓為1kPa，GB/T 20051-2006中規定設計風壓為700～1580Pa。AS 3533.4.1-2010和DIN EN 14960：2007中均根據目標游玩者不同的體重規定了測試方法，以保證充氣式游樂設施內部空氣壓力能承受該適當的體重。同時AS還考慮到游戲區域不同的于臺階坡道的受力特點——會受到更大的蹦跳沖擊，給出了不同的測試重量及測試位置。

2.4 小空間卡壓方面比較研究

對于現有充氣式游樂設施，不同編網形狀較為復雜，各國際標準中規定的小空間卡壓主要包括頭頸部卡壓、衣物卡壓、手指卡壓和身體卡壓四個部分，對于不同卡壓部位的卡壓測試方法也基本相同，形成了相應的國際慣例。

2.5 服務管理等其他比較研究

由于充氣式游樂設施設計的游戲人群主要是4至11歲的少年兒童，少年兒童認知能力差，自我保護能力弱，需要相應的服務管理規定以保證游玩的安全性。

DIN EN14960：2007中規定控制者應根據以下幾個項目來決定監督監理人員的數量和適用性，這些項目包括：充氣式游樂設施最大的使用者數量、使用者年齡、使用環境。監督管理人員應包括一個操作員和多名助手，監督監理人員應易于識別。同時，根據標準及規定的試驗方法，供應商應提供安裝資料和設備詳細列單，包括固定方式和固定點的數量、最高安全風速、選址、高度以及空間要求。除此之外，AS 3533.4.1-2010中還規定了安全檢測、例行檢查以及年檢要求，對壽命方面有初步提及。

3 結論

通過以上比較研究對充氣式游樂設施國家標準的修訂工作提出以下建議：

3.1 建立單獨的充氣式游樂設施安全標準

通過對比可以發現，充氣式游樂設施國際標準均將充氣式游樂設施作為單獨標準予以列出，對其中技術要求、監督管理、結構安全等各方面予以明確的規定。同時考慮到充氣式游樂設施不同于一般游樂設施的特點，故應該將充氣式游樂設施標準與與其他游樂設施區分開來，制定單獨詳細的標準，使其具有較強針對性，確保充氣式游樂設施安全運行。

3.2 完善現有充氣式游樂設施相關標準

首先，借鑒國際充氣式游樂設施標準，應針對充氣式游樂設施中可能出現隱患部件如繩索、拉鏈、編網、防護墻等結構作出相關安全規定，防止繩索斷裂及小空間卡壓等危險。

其次，改進現有國際標準中不盡詳實的技術要求。如作為直接影響設備安全穩定的關鍵因素的錨固系統，其錨固點公式需考慮不同高度位置錨固的影響，除風載荷外的活動載荷對錨固的作用需要驗證，以保證設備不會在標準規定下發生傾覆危險。

最后，鑒于現有充氣式游樂設施向大型、復雜化發展，結構具有多樣性，增加現有國際標準中未列出的重要要求。增加通風照明、危險源研究、打包儲存、緊急出口、壽命分析等相應標準法規，通過合理規避危險源，使充氣式游樂設施在規定壽命年限內安全運行。

1 沈勇, 鄂立軍. 國內外游樂設施法規標準比較研究[J]. 中國安全科學學報, 2010, 11:82～90. 2 王鈺,吳明兒,羅晉等.充氣膜結構的內壓設定與設備設計初步[J].工業建筑, 2007 (增刊):802～806.

3 GB/T 20051-2006 無動力類游樂設施技術條件[S].

4 QB/T 2231-1996 充氣玩具通用技術條件[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, 張曉宇, 劉培廣，等.我國游樂設施標準體系的建立和發展[J].中國標準化. 2009, (04):4～7.

8 邢友新. 中國游樂設施標準化現狀與發展[J].中國標準化. 2006, (06):21～23.

9 沈勇,等.游樂設施安全科技發展趨勢[J].中國特種設備安全,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

周小莊（1990～),女,研究生,主要研究方向為充氣式游樂設施的安全穩定性。

2014-05-05）