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關(guān)鍵詞:自動扶梯 安全事故 保護系統(tǒng)
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)1(a)-0000-00
近年,自動扶梯發(fā)生的安全事故并不少見,而且在這樣的事故中往往會伴隨有設(shè)備的損傷及人身的傷害,具體相關(guān)的數(shù)據(jù)如下:2011年7月5日北京地鐵4號植物園自動扶梯發(fā)生故障,1人死亡,2人受重傷,26人輕傷;2012年西單新一代商城5-6滾梯上,一名8歲兒童獨自乘梯時,將頭部伸出梯外,結(jié)果卡在滾梯和天花板之間,當場死亡;2014年江西贛州一年輕人腳卡在電梯底部拆下的空洞里,電梯底板下右腳已經(jīng)斷裂露出骨頭;2014年上海靜安寺?lián)Q乘通道電梯在上中,突然逆行,造成10余人受傷;2015年7月26日湖北荊州一百貨商場發(fā)生扶梯吃人事故;2015年7月27日,廣西梧州太陽廣場,手扶電梯發(fā)生電梯傷人。由以上數(shù)據(jù),自動扶梯對人們的生活生產(chǎn)造成的傷害很大,并對社會造成很不良的影響,為避免這樣的事故,通過PLC和變頻器控制系統(tǒng)中設(shè)置安全控制系統(tǒng),通過對加裝嵌入的保護開關(guān)進行安全保護,以達到保護人身安全的目的。
1 自動手扶電梯控制系統(tǒng)安全存在的問題
1.1 運行中的機械故障
機械故障中分為速度分漸發(fā)型故障、突發(fā)型故障和復(fù)合型故障。所謂機械故障是指機械系統(tǒng)(零件、組件、部件或整臺設(shè)備乃至一系列設(shè)備組合)已偏離其設(shè)備狀態(tài)而喪失部分或全部功率的現(xiàn)象。設(shè)備故障原因很多,分為外部原因和內(nèi)部原因,外部原因:使用環(huán)境原因,粉塵、氣候等,設(shè)備負荷原因,負荷超過設(shè)計能力,安裝調(diào)試等原因,設(shè)備使用初期未按要求維護等。從而產(chǎn)生比如斷裂、過大殘余變形、表面損傷失效、材質(zhì)變化失效、破壞正常工作引起的失效,針對這些現(xiàn)象,采用機械監(jiān)視檢測技術(shù),自動扶梯的結(jié)構(gòu)及監(jiān)視設(shè)備如圖一下:
分別在傳動電機和傳送帶上裝上測振儀:100mV/g,IEPE型振動傳感器,80cm一體電纜和BNC接頭,精度:+/-5%,報警:內(nèi)置ISO10816-3機器振動標準評價振動速度報警狀態(tài),內(nèi)置軸承狀態(tài)經(jīng)驗值標準評價軸承報警狀態(tài),-10~50℃,-20~120℃,激光點指示目標,同時顯示環(huán)境溫度。
一旦被檢測目標出現(xiàn)異常,則對反饋回來的信號進行處理,先停滯主電機的電路,對于機械中發(fā)生的故障,通過監(jiān)測到的傳感信號回來,從而有效保護機械及人員。
1.2運行中的電氣故障
對于電氣故障的問題,采用如下電氣設(shè)備接線圖及安全保護裝置接線圖二。在電機的主電路中,加上限位開關(guān)、安全開關(guān),一旦有突發(fā)狀況,通過對電機的減速運行及事故發(fā)生及時斷開,從而保護好人員和設(shè)備.
1.3 運行中人的因素造成的故障
在電梯的自動扶手兩邊均加裝測振儀,同時調(diào)節(jié)好振動的系數(shù),屏蔽掉一些干擾的因素,當電梯的兩邊受到比較嚴重的撞擊時,加裝SQ1、SQ2,能自動斷開電源,從而保護人員和設(shè)備。除了人手可以接觸到的急停按鈕,采用自動扶梯傳送帶的下端加一個擋鐵A、B作為保護裝置,一旦有被卷入的物體碰到行程開關(guān),則快速斷開接觸器,從而斷電保護。同時,在行程開關(guān)SQ4連接在電梯人腳踏板處安裝一個帶動行程開關(guān)的擋鐵C、D與行程開關(guān)SQ5連接,如圖五、圖六
一旦有人的衣物被卷入電梯,則碰到A、B擋鐵,根據(jù)電路接線圖,可以迅速囁電機的電源或者一旦腳踏板塌陷,也可以及時斷開電源,從而保護了機械的損傷及人身的安全。
2 結(jié)語
本文通過采用依次排除自動扶梯常見故障中的機械故障、電氣故障、人為因素的出發(fā),對自動扶梯中存在的安全隱患問題,通過在自動扶梯側(cè)加裝安全保護裝置防止外力沖撞時及時斷開電源,采用PLC加變頻器結(jié)合控制電機在自動扶梯的擋板塌陷、扶手輪將衣物等卷入時能快速斷開電機電源嗎,減少了扶梯中造成的人身傷害和電梯的機械損傷問題,在以往的普通電梯的基礎(chǔ)上采用加裝擋板、擋鐵從而及時避免事故發(fā)生,能很好的預(yù)防在以往事故中的傷害再現(xiàn)。
參考文獻
關(guān)鍵詞:使用單位 自動扶梯 安全管理
中圖分類號:TU857 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)04(c)-0172-02
自動扶梯與自動人行道(該文簡稱自動扶梯)作為一種特種設(shè)備,因?qū)页鍪鹿识淮蟊娛熘?。綜合最近發(fā)生的幾起事故,可以發(fā)現(xiàn)使用單位或多或少存在管理方面的責(zé)任。該文從幾個方面給出建議,以期完善使用單位對自動扶梯的管理、減少事故發(fā)生、降低使用單位風(fēng)險。
1 設(shè)置特種設(shè)備安全管理人員或管理機構(gòu),并切實擔(dān)負起特種設(shè)備的安全管理職責(zé)
《中華人民共和特種設(shè)備安全法》第三十六條規(guī)定:電梯、客運索道、大型游樂設(shè)施等為公眾提供服務(wù)的特種設(shè)備的運營使用單位,應(yīng)當對特種設(shè)備的使用安全負責(zé),設(shè)置特種設(shè)備安全管理機構(gòu)或者配備專職的特種設(shè)備安全管理人員。由于特種設(shè)備監(jiān)督管理部門和檢驗機構(gòu)加強了電梯安全管理人員配備情況的檢查,并在注冊登記及檢驗環(huán)節(jié)提出核查要求,目前大部分電梯使用管理單位基本都配備了持證的電梯安全管理人員,但也存在不少問題。具體如下。
(1)特種設(shè)備安全管理人員由其他崗位的人員進行兼職,日常工作時并不負責(zé)特種設(shè)備的安全管理工作,而由不懂電梯或未經(jīng)過正式培訓(xùn)的人管理電梯,這就造成了崗位職責(zé)落實不到位、安全管理跟不上的現(xiàn)象。
(2)存在“一證多用”現(xiàn)象。有些商城在一個城市可能有數(shù)個經(jīng)營場所,但只配備了一個電梯安全管理人員,這種方式只能應(yīng)付監(jiān)管部門的檢查,根本起不到對特種設(shè)備進行安全管理的作用。
2 落實巡查及日常自行檢查制度
《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》第四十一條規(guī)定:特種設(shè)備安全管理人員應(yīng)當對特種設(shè)備使用狀況進行經(jīng)常性檢查,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)當及時處理;第三十五條規(guī)定:特種設(shè)備使用單位應(yīng)當建立特種設(shè)備安全技術(shù)檔案。安全技術(shù)檔案應(yīng)當包括以下內(nèi)容:……(三)特種設(shè)備的日常使用狀況記錄;……。
因此,自動扶梯的使用單位應(yīng)當建立起日常巡查及自行檢查制度,落實崗位職責(zé),并有效實施,責(zé)任到人。每天自動扶梯啟用前至少完成以下檢查工作。
(1)試運行??蛰d開啟自動扶梯運行一段時間,觀察自動扶梯是否有異常情況,特別是異響及振動,一旦發(fā)現(xiàn)情況,停止運行,并請專業(yè)的作業(yè)人員排除隱患方能投入使用。
(2)檢查標識標志。自動扶梯出入口處均張貼有使用須知,確保完整方可投入使用。
(3)檢查安全裝置及設(shè)備狀況。自動扶梯投入使用前須檢查安全設(shè)備是否完善;急停裝置、扶梯帶入口保護裝置是否有效;防攀爬、防撞、防夾人裝置是否完善牢固;機房檢修蓋板、梯級踏板、梳齒板是否存在安全隱患等。
同時,加強使用過程中的巡查,一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備的不安全狀態(tài)或者人的不安全行為,立即停止自動扶梯的使用。
(4)做好相應(yīng)的檢查記錄,存入電梯檔案。
3 完善應(yīng)急救援制度、定期應(yīng)急演練
《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》第三十四條規(guī)定:特種設(shè)備使用單位應(yīng)當建立崗位責(zé)任、隱患治理、應(yīng)急救援等安全管理制度,制定操作規(guī)程,保證特種設(shè)備安全運行。
而自動扶梯的使用場合一般都是大型商場、車站碼頭、地鐵等公眾場所,一旦發(fā)生事故,要求盡快開展救援、消除隱患、降低事故造成的影響。因此,自動扶梯的使用單位必須制定行之有效的應(yīng)急救援制度及救援預(yù)案,并定期進行應(yīng)急救援演練,以檢驗救援過程的程序及救援人員的執(zhí)行力,不斷完善。
4 加強員工培訓(xùn)、提高安全意識
自動扶梯在使用場所一般分布較分散,因此可以有效利用分布在各個樓層的員工對自動扶梯進行監(jiān)控。首先對員工進行基本的電梯知識培訓(xùn),識別一些常見的安全隱患和安全行為,提高員工的安全意識。在工作過程中,一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備安全隱患或者乘客的不安全行為,可以及時停止設(shè)備或制止乘客,消除安全隱患,把事故消除于萌芽中。
5 節(jié)假日期間加強引導(dǎo)
節(jié)假日期間,由于人流量急劇增大,容易造成擁擠、踩踏等事故,因此需要安排專人在自動扶梯的出入口進行維持次序,提醒乘客乘梯注意事項,并幫助老人、小孩及使用專用推車的乘客。
6 完善視頻監(jiān)控設(shè)施
在自動扶梯的整個運行區(qū)間內(nèi)增加視頻監(jiān)控設(shè)備,對整個自動扶梯的運行狀況進行監(jiān)控。同時,一旦發(fā)生事故,及時保存事發(fā)時的視頻資料,有利于事故的調(diào)查。
7 完善自動扶梯檔案
使用單位應(yīng)對每臺自動扶梯建立安全技術(shù)檔案,并作為鑒證材料妥善保存,其內(nèi)容包括。
(1)隨機資料;(2)監(jiān)督檢驗和定期檢驗記錄;(3)日常使用狀況記錄和自檢記錄;(4)維保記錄;(5)運行故障和事故記錄。
8 結(jié)語
自動扶梯具有人流量大、人流構(gòu)成復(fù)雜、乘客直接接觸運動部件而非封閉空間、自動扶梯所依附的建筑物存在撞擊、剪切、跌落風(fēng)險等特點,其事故發(fā)生率及傷害率一般遠高于乘客電梯。而在使用過程中,使用單位扮演著極其重要的角色,高效的管理手段可以有效地降低事故的發(fā)生率。因此,作為特種設(shè)備安全責(zé)任方,必須重視特種設(shè)備的安全管理,通過加強管理來消除事故隱患。
參考文獻
緊急停止按鈕確實有效 記者來到威海市區(qū)某高校餐廳一樓的電動扶梯旁,對緊急停止按鈕是否有效進行驗證。紅色圓形緊急停止按鈕位于自動扶梯上下兩端的圍裙板處,按鈕旁有一處黑色鎖孔。在征得餐廳工作人員同意后,記者按下紅色緊急停止按鈕,正在運行的自動扶梯立刻停了下來。這名工作人員拿出手中的鑰匙說,自動扶梯恢復(fù)運轉(zhuǎn),則需用這把鑰匙來開。
自動扶梯急停時會不會對乘梯人的安全造成威脅呢? 為一探究竟,記者進行了實驗和體驗。
首先, 我們將裝了一半水的礦泉水瓶放在正常運轉(zhuǎn)的自動扶梯臺階上,等它運行一段距離后,我們按下緊急停止按鈕, 發(fā)現(xiàn)這個礦泉水瓶沒有歪倒,但里面的水出現(xiàn)了較大晃動。隨后,這名餐廳工作人員用鑰匙啟動自動扶梯,一名記者站在自動扶梯臺階上,右手握緊扶手,自動扶梯運行一段距離后,這名餐廳工作人員按下緊急停止按鈕,自動扶梯立刻停下,這名記者因緊握扶手而沒有倒。
“該按鈕一般設(shè)置在自動扶梯正常運轉(zhuǎn)時不會被輕易觸發(fā)的地方,比如扶手帶兩端的圍裙板或內(nèi)蓋板上。”這名餐廳工作人員說,在自動扶梯發(fā)生意外時,上下兩端的乘客可按下緊急停止按鈕自救或救他人,然后再尋求警方或維保單位的幫助。
這些地方都是“安全盲區(qū)” 在該餐廳另一處自動扶梯,我們對“安全盲區(qū)”進行了解。網(wǎng)傳“安全盲區(qū)”實際位于自動扶梯電動機與驅(qū)動齒輪之間的空隙上部,即自動扶梯頂部接近樓層的踏板。湖北某商場的“扶梯吞人” 事故就是由于踏板瞬間裂開,形成空洞,導(dǎo)致女子掉落,隨后被驅(qū)動齒輪卷走。
除了這個“安全盲區(qū)”外,自動扶梯還有以下幾個“安全盲區(qū)”。
圍裙板與梯級、踏板間任何一側(cè)的水平間隙,此處空隙盡管小,卻是扶梯最具殺傷力的地方。特別是有些孩子乘扶梯時喜歡將腳靠在圍裙板上,若不慎將鞋尖、鞋帶或褲邊卷入縫隙,就會將腳也帶進去,一旦被卷進夾住,就免不了受傷。
被夾進縫隙中的原因,是由于圍裙板靜止而梯級在運動,其產(chǎn)生的沖力將孩子的手指甚至手臂帶入縫隙。扶手末端,易夾傷手。部分商場自動扶梯的扶手與墻壁的縫隙很小,如果乘電梯忘記松手或松手過慢,手會順著傳送帶整個被夾住。
【關(guān)鍵詞】自動扶梯;故障;分析;維保
1自動扶梯故障、事故成因
扶梯使用頻繁,運行時間長,設(shè)備管理難度大,必須掌握每部自動扶梯的運行狀態(tài),及時做好維護保養(yǎng)工作,才能保證自動扶梯的正常使用。
引發(fā)自動扶梯重大事故的主要因素:(1)安全防護等級設(shè)計低;(2)使用管理與保養(yǎng)質(zhì)量水平差。
自動扶梯日常故障的成因:(1)磨合期內(nèi)由于調(diào)試不到位,故障頻發(fā);(2)使用環(huán)境惡劣;(3)部件失效且沒有得到有效保養(yǎng);(4)操作人員使用不當;(5)維護保養(yǎng)不按時。
2自動扶梯常見故障分析與原因分析
通過對地鐵近五百臺自動扶梯日常故障的發(fā)生情況、處理方式、后續(xù)跟蹤及反饋信息匯總、歸類統(tǒng)計得出主要容易發(fā)生的故障分類有如下幾種:
2.1梯級的故障
梯級故障包括:踏板齒折斷;支架主軸孔處斷裂;支架蓋斷裂;主輪脫膠;出現(xiàn)裂紋、變形。
梯級故障的排除:更換踏板;更換支架;更換梯級輪;更換整個梯級。
2.2驅(qū)動鏈的故障
驅(qū)動鏈故障包括:系統(tǒng)故障所引起的;驅(qū)動鏈磨損;與鏈輪不能正常嚙合;驅(qū)動鏈使用久后伸長。
驅(qū)動鏈故障排除方法:調(diào)整系統(tǒng);更換驅(qū)動鏈;調(diào)整驅(qū)動鏈的張緊裝置;清除鏈上的灰塵。
2.3驅(qū)動裝置的故障
驅(qū)動裝置故障包括:驅(qū)動裝置有異常響聲;驅(qū)動裝置的溫升過快過高;制動器工作不正常。
驅(qū)動裝置故障排除方法:(1)檢查電動機兩端軸承、減速機軸承、蝸桿蝸輪磨損情況,帶式制動器制動電動機是否損壞,單片是否失電、制動器的線圈和摩擦片間距調(diào)整是否適合,驅(qū)動鏈條有無過松上下振動。(2)電動機軸承承損壞、電動機燒壞、減速器油量不足,油品錯誤、線圈內(nèi)部短路燒壞。
2.4梯路故障
梯路故障包括:梯級跑偏;梯級在運行時碰擦裙板。
梯路故障的排除方法:如果由于主輔軌、反軌、主輔軌支架安裝不水平等,則需調(diào)整主輔軌導(dǎo)軌面、反軌面和支撐架;如果由于梯級在梯路上運行不水平、分支各個區(qū)段不水平,則需調(diào)整上分支主輔輪中心軌。
2.5扶手裝置故障
扶手裝置的故障:常發(fā)生在扶手驅(qū)動部,由于位置受轉(zhuǎn)彎的限制,受力加大,容易發(fā)生軸承、鏈條、驅(qū)動帶損壞。
扶手帶裝置故障排除方法:在日常巡視、檢查時,應(yīng)適度調(diào)節(jié)驅(qū)動鏈的松緊程度;各部軸承處按要求添加脂。扶手帶長期運行,會發(fā)生伸長,通過安裝在扶梯下端的調(diào)節(jié)機構(gòu)把過長部分給吸收掉。另外扶手帶運行時,圓弧端處有時發(fā)出沙沙聲,這是因為:圓弧端的扶手支架內(nèi)有一組軸承,此異常聲往往是軸承損壞,應(yīng)及時更換。
2.6傳動鏈條磨損和張緊過松
自動扶梯在經(jīng)過幾年的運行后,往往在乘坐時會有不舒適、不平穩(wěn)的感覺??赡苁怯捎趥鲃渔湕l磨損和張緊過松。
目前大多數(shù)自動扶梯的傳動裝置采用鏈條傳動,在鏈條傳動中,驅(qū)動力作用在鏈輪和鏈條上,由于鏈條在鏈輪傳動過程中不斷的嚙合和脫開,于是其間產(chǎn)生摩擦力,該摩擦力在自動扶梯長時間的運行中使鏈條和鏈輪磨損,致使鏈條不在節(jié)圓直徑上,而是在比節(jié)圓直徑大的直徑上進行運動。這在極端情況下,傳動鏈條在鏈輪的頂圓直徑上運動,鏈條會在輪齒上跳躍,會產(chǎn)生抖動的現(xiàn)象,俗稱“跳梯”。
故障排除方法:檢查驅(qū)動主機和主驅(qū)動軸之間的傳動鏈條及鏈輪是否已磨損,磨損嚴重應(yīng)更換鏈條鏈輪,然后調(diào)整曳引機底座的張緊凸輪使傳動鏈條適度張緊;檢查扶手帶傳動軸與主驅(qū)動軸之間的傳動鏈條鏈輪是否已磨損,磨損嚴重應(yīng)更換鏈條鏈輪,然后調(diào)整扶手帶傳動的張緊螺栓使傳動鏈條適度張緊。
3 維修保養(yǎng)
自動扶梯就像汽車一樣,除了正常使用,更需要定期維修保養(yǎng)。
以使用時間長、載荷大的地鐵扶梯為例,所需要的維修保養(yǎng)一般分為日常巡檢、半月檢、季度檢、半年檢、年檢和專項檢這幾種。
維修保養(yǎng)具體內(nèi)容和要求如下:
3.1月檢內(nèi)容
3.5負苛校調(diào)試驗
除對扶梯進行正常的日常巡檢、半月檢、月檢、季檢、半年檢、年檢外,還有特殊的專項檢查。比如負苛校調(diào)試驗。按國家驗規(guī)的要求,每臺自動扶梯每隔3年須進行一次負苛校調(diào)試驗。以測量工作制動器和緊急制動的停止距離。確保發(fā)生危險時,能緊急停梯。
4結(jié)束語
自動扶梯屬于特種設(shè)備,與廣大人民的生命息息相關(guān)。一旦發(fā)生事故,后果相當嚴重。本文通過總結(jié)、梳理自動扶梯設(shè)備易發(fā)故障、原因和排除方法,以及以地鐵環(huán)境為例,詳細介紹了扶梯日常維修保養(yǎng)的具體內(nèi)容。希望通過本文的分析和介紹,提升自動扶梯設(shè)備的安全性。
參考文獻:
[1] 左云成.改革監(jiān)管模式確保電梯安全[J].福建質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督.2013(07)
[關(guān)鍵詞]自動扶梯;自動人行道;使用須知;問題;建議
筆者從事電梯檢驗工作,在本文中結(jié)合實際工作,談?wù)劗斍斑x擇、張貼和宣傳自動扶梯和自動人行道使用須知存在的問題,并提出一些建議,希望能對減少自動扶梯和自動人行道的安全隱患提供一些幫助。
1關(guān)于自動扶梯和自動人行道使用須知的國家標準和安全技術(shù)規(guī)范
特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范TSGT7005-2012《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——自動扶梯和自動人行道》中第9.1項“使用須知”規(guī)定:在自動扶梯或自動人行道入口處應(yīng)設(shè)置使用須知的標牌,標牌須包括以下內(nèi)容(這些使用須知,應(yīng)盡可能用象形圖表示):①應(yīng)拉住小孩;②應(yīng)抱住寵物;③握住扶手帶;④禁止使用非專用手推車(無坡度自動人行道除外)。國家標準GB16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》中第7.2.1條“標志、說明及使用須知”規(guī)定:所有的標志、說明和使用須知應(yīng)由經(jīng)久耐用的材料制成,設(shè)置在醒目的位置,并且采用中文書寫(必要時可同時使用幾種文字),字體應(yīng)清晰、工整。下列指令標志和禁止標志應(yīng)設(shè)置在自動扶梯或自動人行道入口附近:a)“小孩必須拉住”;b)“寵物必須抱著”;c)“握住扶手帶”;d)“禁止使用手推車”。根據(jù)需要,可增加標志,例如:“不準運輸笨重物品”和“赤腳者不準使用”。安全標志的設(shè)計應(yīng)符合GB/T2893.1-2013《圖形符號安全色和安全標志第1部分:安全標志和安全標記的設(shè)計原則》、GB/T2893.3-2010《圖形符號安全色和安全標志第3部分:安全標志用圖形符號設(shè)計原則》的規(guī)定,標志的最小直徑應(yīng)為80mm。
2自動扶梯和自動人行道使用須知在實際使用中存在的問題
2.1可識別性差
(1)設(shè)計復(fù)雜。如圖1所示,使用須知設(shè)計復(fù)雜,導(dǎo)致可識別性差。乘客在乘坐自動扶梯前并非站立等待,而是步行進入自動扶梯端站,進入后站立在自動扶梯梯級上,因此乘客并不能很好地觀察在自動扶梯入口護壁板側(cè)面張貼的使用須知,并正確識別國家標準和安全技術(shù)規(guī)范要求的4項指令和禁止標志。(2)印刷不規(guī)范。如圖2所示,使用須知采用黑白打印,不能迅速引起人們的注意,且標志的直徑不滿足最小80mm的要求,無法使乘客快速理解信息。(3)張貼過多。如圖3所示,3張使用須知標識湊齊了國家標準和安全技術(shù)規(guī)范所要求的4項指令和禁止標志,但不易于乘客乘梯前觀察識別。
2.2使用須知缺項少項
如圖4所示,雖然使用須知乍一看很多很全,但是仔細檢查后發(fā)現(xiàn)國家標準和安全技術(shù)規(guī)范要求的4項指令和禁止標志缺項,僅有“禁止使用非專用手推車”一項,缺失3項。2.3使用須知被其他標志或廣告覆蓋如圖5所示,雖然自動扶梯使用須知簡潔明了,易于識別,但有部分被“急?!敝甘緲酥靖采w遮擋,因此“應(yīng)抱住寵物”不能被快速識別。還有一些商場和超市會在護壁版上張貼廣告或促銷信息,不僅容易覆蓋使用須知,而且五顏六色的廣告紙也極大地吸引了乘客的目光,降低了乘客對安全標志的注意力。
3對規(guī)范設(shè)置和宣傳普及自動扶梯和自動人行道使用須知的建議
3.1自動扶梯和自動人行道使用須知的選擇與張貼方面的建議
每一張警示標牌,都積累著血的教訓(xùn)。這些警示標牌,能夠提醒人們不要麻痹大意,以避免安全事故的發(fā)生。必要的提示、正確的引導(dǎo),會把許多安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。當乘客與使用須知的距離增大時,識別圖形符號會變得困難。因此,乘客能夠來得及識別圖形符號并能正確理解安全標志的含義,是非常重要的。所以,使用須知除了要張貼在醒目位置,尺寸也必須符合標準的規(guī)定,即:標志的最小直徑應(yīng)為80mm。如圖6所示的3款使用須知,簡單明了,易于識別。
3.2使用須知宣傳普及與定期檢驗等方面的建議
電梯,特別是自動扶梯成了生活中不可或缺的一部分。電扶梯一般分上行與下行兩部分,根據(jù)乘電梯的人數(shù)來調(diào)節(jié)電動機功率,使自動扶梯始終保持勻速運動。前不久,深圳就曾經(jīng)出現(xiàn)由于乘電梯的人數(shù)過多,電機功率不足而導(dǎo)致電梯倒滑,造成人員傷亡的事故。于是我想,在我們增強安全意識的同時,能否把扶梯下行時,將人的重力勢能轉(zhuǎn)變成扶梯上行的動力,從而達到省電節(jié)能的目的呢?
設(shè)計構(gòu)思:
有一天,看見兩個孩子在玩蹺蹺板,引起了我的思考:可否用下行乘客的重力來帶動上行呢?這樣安全系數(shù)也會提高很多!根據(jù)我現(xiàn)有的知識,將兩個轉(zhuǎn)向不同的裝置連接起來最有效的方法是利用齒輪組。那么,是不是可以在電梯內(nèi)部安裝一個齒輪組來完成我的設(shè)想呢?
設(shè)計過程:
(一)理論推導(dǎo)
首先,介紹幾個數(shù)據(jù)并做出假設(shè):
1.自動扶梯空轉(zhuǎn)功率P:(垂直)高度小于4m的自動扶梯,功率在7.5kw左右,此處取整P=7.5kw。
2.摩擦因數(shù)μ:根據(jù)有關(guān)資料,摩擦因數(shù)在0.6~0.8之間,由于上了油,摩擦因數(shù) μ取0.6,摩擦力為f。
3.自動扶梯規(guī)定的運動速度v=1.5m/s。
4.每一個乘客的體重取平均值600N(即60kg)。
5.自動扶梯的傾角θ:為作對比,自動扶梯的傾角將取深圳失事電梯的傾角 θ=45°。
為了簡化計算,將自動扶梯的空轉(zhuǎn)功率轉(zhuǎn)化成“人功率”P人(即將n個人送上4m所需的功率):式的意義在于,當電梯不制動且處于運動中時,7個人可以令其停止。傳統(tǒng)電梯采用雙電動機模式,每個電動機動力為7人功率,當上行人數(shù)為X,下行人數(shù)為Y時,有①下行人數(shù)小于等于P人:P總=2P人+X?P-Y?P=14+X-Y;②下行人數(shù)大于P人:P總=(P人+X)+(Y?P- P人)= X+ Y。
節(jié)能型扶梯采用單發(fā)電機聯(lián)動模式,電動
機動力為P人′14人功率。不論下行人數(shù)是多是少,都有:P′= X?P-Y?P=X-Y;P′總=P′人+P′=14+X-Y。上述幾式中,?P為將一個人送上去的功率,即單位人功率。
通過以上各式,我們可知道,當下行人數(shù)小于平衡人數(shù)P人時,節(jié)能型扶梯與傳統(tǒng)扶梯的功耗相同;而在下行人數(shù)多于P人時,節(jié)能型扶梯要比傳統(tǒng)扶梯功耗更少。該裝置可行性理論得證。
(二)實物設(shè)計
最初的設(shè)想圖如下圖:其主要工作原理是由一個馬達帶動,靠兩個齒輪組進行聯(lián)動工作,從而達到“一馬達,兩方向”的最終運行效果。這個方案的基本構(gòu)想就是利用人給自動扶梯的下滑力,為上行電梯提供一部分動力,從而達到節(jié)能省電的目的。
圖1中每個齒輪組由4個齒輪組成,箭頭方向表示其旋轉(zhuǎn)方向 。電機與扶梯之間有脫軸裝置,當中間的齒輪組出現(xiàn)故障時,脫軸裝置會自動斷開,同時啟用備用電機,使齒輪故障不會影響到自動扶梯的運行。備用電機:備用電機平時不啟用,緊急時刻作用有兩個:一是當齒輪組故障時,配合脫軸裝置,使兩電梯仍正常運行;二是當電機出現(xiàn)故障時,可以啟用以使電梯正常運行。圖2為完成的實物模型:
(三)實驗測試
將整個模型接入12伏的直流電源,電梯正常運行,電流表顯示電流大小約為250mA。當在上行電梯上放上1千克重物時,電流表示數(shù)為300mA。之后我又在下行電梯上放同樣重的物體,示數(shù)在325mA左右晃動。
之后,我將鉸接裝置分開,分別在上下行放上1千克重物,電流表的示數(shù)達到了近375mA,比節(jié)能模式下要大了將近50mA。僅僅是12伏電源就有如此大效果,這個結(jié)果說明該設(shè)計設(shè)想是成功的。
結(jié)論總結(jié):
關(guān)鍵詞:軌道交通 扶梯 速度設(shè)定 適應(yīng)性
Abstract: The Guangzhou metro operation basis of statistic data, analyze the different speed setting meet escalator scatter, passenger safety degree, combined with the practical situation of the rail transit operation, and choosing the most suitable escalator speed mode. Considering the new construction of urban rail transit line input can speed escalators, according to different time adjusting for different escalator speed setting, and realize the linkage of passenger flow changes, passenger safety and scatter balance the needs; It has something old line of the escalator, can combine each area the station guest injury data and the characteristics of the passenger safety, and selected parts of pilot station, appropriate cut speed, but retain the original speed parameters, according to different parts of the pilot to escalator speed setting.
Keywords: rail traffic, speed setting, escalator, adaptability
中圖分類號: U213.2文獻標識碼:A 文章編號:
近些年來,隨著全國城市軌道交通行業(yè)的迅猛發(fā)展,自動扶梯成為各大城市地鐵客流輸送的首選方案。以廣州地鐵為例,已經(jīng)投入使用的自動扶梯超過1000臺,并隨著軌道線網(wǎng)的拓展呈現(xiàn)逐步增長的態(tài)勢。然而,與扶梯市場火爆的形勢相對應(yīng)的是地鐵站內(nèi)乘客不適應(yīng)扶梯運行速度導(dǎo)致摔傷的事件時有發(fā)生,已為我們敲響了安全警鐘。因此,我們在分析城市軌道交通扶梯速度標準的基礎(chǔ)上,探討速度調(diào)整對于軌道交通客流疏散和客運安全的影響,為選擇最適合的城市軌道交通扶梯速度提供一定的借鑒。
1 扶梯速度的設(shè)定
1.1扶梯速度設(shè)定的國家規(guī)范標準
根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局批準實施的(《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》GB 16899-1997)規(guī)范要求:
“12.2.1 自動扶梯的額定速度不應(yīng)超過:自動扶梯傾斜角α不大于30°時,為0.75m/s;自動扶梯傾斜角α大于30°,但不大于35°時,為0.50m/s?!?/p>
1.2國內(nèi)扶梯速度設(shè)定的類別
目前,城市軌道交通經(jīng)營單位、附屬商業(yè)建筑中扶梯運行速度的設(shè)定主要從客流組織和客運安全的角度出發(fā),結(jié)合不同區(qū)域乘客的生活習(xí)慣、行為特點等因素,在國家標準的基礎(chǔ)上設(shè)定為3類:0.50m/s 、0.65m/s 、0.75m/s。如表1所示。
表1扶梯速度設(shè)定的類別
類別 商業(yè)扶梯 南京地鐵 廣州、上海、北京、深圳等軌道交通行業(yè) 香港地鐵
速度設(shè)定 0.50m/s 0.50m/s 0.65m/s (約)0.75m/s
1)軌道交通附屬商用建筑扶梯速度情況
目前,國內(nèi)商用扶梯運行速度普遍為0.5米/秒,主要是出于顧客上落扶梯的安全考慮。許多商場表示,如果商用扶梯的速度過快,容易導(dǎo)致顧客不適應(yīng)。因此,及時犧牲掉部分客運量,也要讓扶梯低速平穩(wěn)的運行,保證上落扶梯顧客的安全,減少客傷事故。
2)南京地鐵扶梯運行速度設(shè)定的調(diào)整
據(jù)網(wǎng)絡(luò)報道,從05年開始,南京地鐵就在考慮扶梯運行速度的問題。南京地鐵電扶梯的速度,在設(shè)計時,參照了國內(nèi)同行的經(jīng)驗,考慮到地鐵站快速疏散客流的需要,設(shè)定為0.65米/秒,符合國家安全標準。在運行的幾個月來,一些乘客不適應(yīng)這個速度,出現(xiàn)了摔傷現(xiàn)象。盡管地鐵運營部門增設(shè)了提醒標識、增加人員看護,但乘客摔到現(xiàn)象仍難杜絕。地鐵公司有關(guān)負責(zé)人介紹,地鐵電扶梯0.65米/秒的速度,少數(shù)乘客不適應(yīng),時而發(fā)生摔倒現(xiàn)象。經(jīng)過調(diào)研,為減少摔傷,根據(jù)廣大乘客的需求,地鐵部門將對電梯速度進行調(diào)整,降為0.5米/秒的速度(與南京各大商場相同)。而且保留原來0.65米/秒速度的參數(shù),今后根據(jù)客流疏散要求,再對電梯速度加以調(diào)整。
3)廣州、上海、深圳的扶梯運行速度
按現(xiàn)有的國家標準,廣州、深圳、上海等地鐵目前投入使用的大部分扶梯的傾斜角α為30°,正常運行速度為0.65米/秒??傮w來說,以上城市地鐵出于大客流疏散的需要,以30°的建筑設(shè)計角度為標準,速度設(shè)定上偏向了較大參數(shù)0.75m/s,確保單位時間內(nèi)大容量的輸送乘客。與此同時,以上城市扶梯客傷的數(shù)量也高居不下。
4)香港地鐵扶梯速度最快
香港地鐵扶梯速度的設(shè)定接近0.75m/s,這與香港人的生活節(jié)奏、行為習(xí)慣等因素有關(guān)。通過大量觀測,香港上下班時間地鐵站的客流量很大,但是都很有秩序,節(jié)奏也非常快,自動扶梯速度的設(shè)置就綜合考慮了當?shù)爻丝瓦\動節(jié)奏和行為習(xí)慣,其設(shè)定值接近0.75m/s,更符合其出行需求。
2 扶梯速度的適應(yīng)性
扶梯速度的適應(yīng)性是指速度設(shè)定滿足客流疏散、客運安全的程度。城市軌道交通扶梯速度的設(shè)定不僅要考慮符合國家規(guī)范的要求,也應(yīng)充分研究其對客運安全、客流疏散的影響,才能選擇最適合城市軌道交通的速度模式。 因此,研究扶梯速度的適應(yīng)性,必須從客運安全和客流疏散方面做好分析工作。
2.1考慮客運安全的特點
作為城市軌道交通大客流疏散的主要工具,如何確保其安全運行是經(jīng)營單位首先要考慮的問題。從近幾年扶梯客傷的情況來看,頻頻發(fā)生的乘客摔傷事件時刻刺痛著我們的神經(jīng),時刻警告著我們扶梯安全不容忽視。因此,考慮扶梯速設(shè)定的問題,首先應(yīng)考慮其是否有利于確保扶梯客運安全。
1)扶梯客傷預(yù)防的需要
以廣州地鐵近幾年扶梯客傷數(shù)據(jù)為例,目前其扶梯速度設(shè)定為0.65米/秒,符合國家規(guī)范標準,但扶梯客傷數(shù)量大并呈逐年增長的態(tài)勢。其中,老人、小孩或年輕女性因沒有站穩(wěn)扶好、不適應(yīng)扶梯速度等因素導(dǎo)致客傷的比例較高,約占70%左右,如表2所示。
表2扶梯客傷的人群特點
年度 扶梯客傷(件) 老人、小孩或年輕女性扶梯客傷(件) 比例
11年 700 496 71%
10年 516 358 69%
09年 276 204 74%
扶梯類客傷屬于客傷發(fā)生的第一大因素,以老人和小孩為主,女性較多,這類人群的特點是體質(zhì)偏弱或行動不便,對扶梯速度的適應(yīng)性不強,一方面速度設(shè)定偏快容易使這類乘客產(chǎn)生不安全感,增加增加乘客在扶梯上搖晃摔傷的風(fēng)險;另一方面扶梯運行速度相對較快,該類乘客上扶梯時不適應(yīng)或在扶梯出口離開不及時,容易在扶梯出入口處摔倒,造成擁堵甚至群死群傷的慘劇。
因此,以0.5米/秒的速度運行,雖然扶梯運行慢一些,但更有利于確保乘客站穩(wěn)扶好及扶梯的平穩(wěn)運行,防止因扶梯速度過快而不適應(yīng),最終導(dǎo)致乘客傷亡事故發(fā)生;
2)減少速度波動引發(fā)的風(fēng)險
在節(jié)能模式下,無人乘梯時,扶梯自動平穩(wěn)過渡到節(jié)能運行,以1/5額定速度運行或是自動停止;有人乘梯時,扶梯自動以節(jié)能速度過渡到額定速度運行。在這個扶梯加速的過程中,可能會因為電壓不穩(wěn)定,加速不平穩(wěn)等多方面原因的影響產(chǎn)生扶梯搖晃的風(fēng)險,容易造成人員站立不穩(wěn)。特別是額定速度設(shè)置較高(例如0.65米/秒)的情況下,扶梯加速將有一個較大的波動,速度變化區(qū)間長,扶梯晃動的風(fēng)險也相應(yīng)增加,可能會使乘客不適應(yīng),出現(xiàn)向后倒或前傾的狀況,發(fā)生摔傷事故。
因此,降低扶梯速度設(shè)置,以0.5米/秒的速度運行,將有利于扶梯自動以節(jié)能速度平穩(wěn)過渡到額定速度運行,保障乘客的安全。
3)符合人性化設(shè)置的要求
按國際通用標準,自動扶梯傾斜角α小于或等于30°時,扶梯運行速度設(shè)定為0.75米/秒以下均是符合要求的,比如香港和國外的軌道交通行業(yè)設(shè)置扶梯速度基本接近0.75米/秒的標準。目前,我國城軌交通扶梯運行速度的設(shè)定在一定程度上參考了國際慣例,普遍設(shè)置為0.65米/秒,相對偏高。然而,該項標準的設(shè)置忽視了國內(nèi)與國外乘客在生活習(xí)慣,身高體長、步行節(jié)奏和速度等方面的差異性。一般而言,外國人在體質(zhì)、步速方面略高于中國人,因而對扶梯速度的適應(yīng)性要強一些,相應(yīng)的速度設(shè)定標準也高一些。相對的,如果國內(nèi)軌道交通行業(yè)的扶梯運行也照搬國際標準,容易造成乘客的不適應(yīng),增大乘客摔傷的幾率。
因此,我們在扶梯速度的設(shè)定上不僅要考慮其符合強制性規(guī)范,更應(yīng)該考慮是否符合各類人群安全出行的需求,適當降低一下扶梯運行速度,盡量避免接近安全參數(shù)的上限,使其更趨人性化,將更有利于確保城軌交通的客運安全,實現(xiàn)“以人為本,安全至上”的服務(wù)理念。
4)降低能耗和延長壽命
作為公共場所客流輸送的主要工具,城市軌道交通范圍內(nèi)的扶梯每天至少運行12小時以上。相應(yīng)的,扶梯運行速度越快,電能消耗也越大,部件的磨損程度約高,使用壽命縮短,故障幾率也就越大。以一部7.5KW的自動扶梯為例,速度設(shè)定由現(xiàn)在的0.65米/秒降低為0.5米/秒,每天運作10小時(不含空閑時段),速度變化比值為0.77(0.5米/秒:0.65米/秒),能耗和壽命變化如下表:
表3能耗和壽命對比表
項目 0.65米/秒 0.5米/秒
能耗 10小時/天×7.5度/小時 75度 10小時/天×7.5度/小時×0.77 58度
壽命 10年 12.5年
從上表數(shù)據(jù)分析,電能變化:365天×17度/天=6205度,以每度電1元的價格計算, 一部7.5KW的自動扶梯每年節(jié)約的金錢約為6205元人民幣。廣州地鐵作為大量使用扶梯的城市軌道交通經(jīng)營單位(約1000臺),每年節(jié)約的電費將達到600萬以上。
壽命變化: 0.5米/秒的速度僅為0.65米/秒速度的77%,從理論上講也就是說機械磨損可減少23%,也就是自動扶梯的壽命可以延長約四分之一。如果自動扶梯原來壽命為10年,經(jīng)過調(diào)速后壽命可達12.5年,其道理是顯而易見的。
因此,降低扶梯運行速度與電能節(jié)約和機械磨損的費用相比,投入不大,能提高現(xiàn)有扶梯安全、節(jié)能,具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
2.2考慮客流疏散的特點
目前,城市擁堵問題日益嚴重,軌道交通的客流壓力也越來越大,如何大容量、高效率的疏散客流直接影響著城軌交通的運營秩序和服務(wù)水平。以此為背景,自動扶梯以其快速、便捷的特性滿足了城軌交通系統(tǒng)大客流疏散的要求,成為乘客輸送的首選方案。它就像人體的中樞神經(jīng)一樣,控制著建筑區(qū)域人員的正常流動,已經(jīng)成為建筑物內(nèi)的主要運輸工具。因此,一旦其運行速度無法滿足客流疏散的要求,可能會導(dǎo)致新的擁堵問題出現(xiàn),影響軌道交通公共職能的實現(xiàn)。
1)滿足大客流疏散的需求
根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局批準實施的(《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》GB 16899-1997)規(guī)范計算的理論輸送能力,假定在名義寬度z1=0.6m時為1人;在名義寬度z1=0.8m時為1.5人;在名義寬度z1=1.0m時為2人
理論輸送能力按公式(1)計算:
式中ct――理論輸送能力,人/h;
υ――額定速度,m/s;
k――系數(shù)。
對常用的寬度其k值為:
當z1=0.6m時,k=1.0
當z1=0.8m時,k=1.5
當z1=1.0m時,k=2.0
按公式(1)計算的理論輸送能力如下表。
表4理論輸送能力表
名義寬度(m) 額定速度(m/s)
0.5 0.65 0.75
0.6 4500人/h 5850人/h 6750人/h
0.8 6750人/h 8775人/h 10125人/h
1 9000人/h 11700人/h 13500人/h
以廣州地鐵扶梯為例,梯級寬度為1米,從上表可以看出,0.5米/秒和0.65米/秒甚至更高的扶梯速度相比,每小時的理論輸送人數(shù)相差在2700人以上。因此,扶梯速度設(shè)定為0.65米/秒甚至更高有利于客流快速疏散,確保軌道交通范圍內(nèi)的運營秩序。特別是在目前城市軌道交通客流量與運力之間的沖突加劇的情況下,扶梯速度設(shè)定高于0.5米/秒具有十分重要的現(xiàn)實意義。
2)避免客流擁堵產(chǎn)生的風(fēng)險點
扶梯速度設(shè)定為0.65米/秒甚至更高,有利于提高車站整體的客流運動速度,快速疏散地鐵站內(nèi)站臺、扶梯口、出入口等位置的客流,避免客流聚集而形成新的風(fēng)險點。
群體性客傷的風(fēng)險:從近幾年城市軌道交通運營情況來看,如果不能及時高效的疏散客流,造成扶梯口、站臺等關(guān)鍵位置形成擁堵點的話,一旦發(fā)生意外情況(比如扶梯故障、人員摔倒等),極容易在密集的人群中釀成踩踏、擠壓等群死群傷的慘劇,比如2011年7月5日北京地鐵動物園站扶梯逆行導(dǎo)致30多人受傷、1人死亡的重大扶梯安全事故,又如2010年12月14日上班早高峰,深圳國貿(mào)地鐵站一座手扶梯在上行過程中急速向下逆行,乘客驚慌失措,互相擠壓踩踏,造成25人受傷。
公關(guān)危機的風(fēng)險:作為公益行業(yè),城市軌道交通范圍內(nèi)的客流狀況一直受到媒體的高度關(guān)注。廣州地鐵一直以來致力于“安全、準點、舒適、快捷”的乘車服務(wù),取得了如何踐行稍有不慎,就會產(chǎn)生公關(guān)危機的風(fēng)險,影響經(jīng)營單位的服務(wù)形象。
3 綜述
通過分析不同扶梯速度設(shè)定對客流疏散、客運安全的適應(yīng)性,有利于我們結(jié)合軌道交通運營的實際情況,全面評估扶梯速度設(shè)定帶來的影響,從而選擇最適合的扶梯速度模式。
綜上所述,我們可以考慮,對新建設(shè)的城市軌道交通線路投入可調(diào)速自動扶梯,根據(jù)不同時段調(diào)節(jié)為不同的扶梯速度設(shè)定,與客流變化實現(xiàn)聯(lián)動,平衡客運安全與客流疏散的需要;對于已有舊線的扶梯,可以結(jié)合各個區(qū)域車站客傷數(shù)據(jù)及客運安全的特點,選擇部分試點車站,適當下調(diào)速度,但保留原有速度參數(shù),根據(jù)試點情況決定不同區(qū)域的扶梯速度設(shè)定。
參考文獻
[1] 《都市快軌交通》雜志.2010.5
[2] 《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》(GB 16899-1997)
【關(guān)鍵詞】 大型商場 自動扶梯 人員疏散 數(shù)值模擬
近年來,大型商場日益增多,由于其人員密集、商品豐富、電氣設(shè)備及線路繁多,具有火災(zāi)危險性大、財產(chǎn)損失嚴重、人員疏散困難等特點,帶來的安全問題凸顯,一旦商場內(nèi)發(fā)生火災(zāi),事故現(xiàn)場人員能否快速、成功地疏散直接關(guān)系到商場內(nèi)所有人員的生命安全。因此,研究商場火災(zāi)情況下如何迅速安全地進行人員疏散時值得認真考慮的問題。
在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)[1]中規(guī)定自動扶梯不應(yīng)作為安全疏散設(shè)施,但是商場建筑內(nèi)設(shè)置自動扶梯越來越普遍,而且?guī)缀跛械南M者都熟悉自動扶梯位置,其成為消費者上下樓的首選。若發(fā)生火災(zāi),消費者將會首先選擇自動扶梯作為疏散工具。目前,我國對自動扶梯作為安全疏散設(shè)施的研究大部分集中在地鐵站,如:姚斌等的“自動扶梯運行方式對地鐵站臺人員安全疏散的影響[2]”。而對于商場只是做一些探討,如:何沛的“商業(yè)建筑中部分自動扶梯兼作輔助疏散梯的可行性[3]”、何永波的“自動扶梯在安全疏散方面的潛在功能和輔助作用[4]”等。對于商場火災(zāi)模擬分析時,將其用做人員疏散方面的研究尚為空白。因此,筆者以某商場作為模擬對象,借助安全疏散軟件Pathfinder進行商場全尺寸模擬,對人員采用不同疏散方式進行模擬分析。
1 商場概況
某大型商場位于某市繁華地段,共有五層,地下一層為設(shè)備層;地上有四層,每層面積為5952m2,高度為4.5m。主要經(jīng)營范圍有:服裝、鞋、箱包、化妝品、飾品、鐘表、數(shù)碼產(chǎn)品、家居用品等。商場一樓有9個出口,分別位于東側(cè)(1個)、南側(cè)(3個)、西側(cè)(1個)和北側(cè)(4個);共有4部直通室外的剪刀式樓梯,分別位于南側(cè)(2個)、北側(cè)(2個);有位于中庭兩側(cè)的2部單式自動扶梯;有1部消防電梯和2部自動扶梯。
2 模型建立
Pathfinder是由美國Thunderhead engineering公司開發(fā)的一款基于人員進出和運動的災(zāi)難聚集疏散模擬軟件。它提供給用戶一個模擬、設(shè)計和執(zhí)行的三維可視化圖形界面,在可視化工具的基礎(chǔ)上分析結(jié)果,該軟件采用人工智能的計算方法,并采用一套完整的三維三角網(wǎng)格設(shè)計和獨特的參數(shù)設(shè)定(最高速度,人員密度,出口的選擇,等等),通過對每個人物的屬性的智能判定,賦予人物一定的思維,在災(zāi)難發(fā)生時,精確的預(yù)測人員的路徑選擇、人員的擁堵等實際的人員思維,自動計算每個人物的疏散路徑與逃生時間,以及特定區(qū)域人員的疏散時間、特定出口的人員流率等等[5]。它包括兩種人員運動模式:SFPE運動模式和Steering運動模式。SFPE行為是最基本的行為,以流量為基礎(chǔ)的選擇意味著人員會自動轉(zhuǎn)移到最近的出口。人員不會相互影響,但是列隊將符合SFPE假設(shè),這種模式是基于SFPE消防手冊保護工程和SFPE工程指南:人類行為消防,利用空間密度,以確定運動速度。Steering模式使用路徑規(guī)劃,指導(dǎo)機制,碰撞處理相結(jié)合控制人員運動。如果人員之間的距離和最近點的路徑超過某一閥值,可以再生新的路徑,以適應(yīng)新的形勢[6]。
2.1 Pathfinder建模
根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定商店的疏散人數(shù)應(yīng)按每層營業(yè)廳建筑面積乘以面積折算值和疏散人數(shù)換算系數(shù)計算,地上商店的面積折算值宜為50%~70%。因此,本文面積折算值取為0.7,各層的計算面積為4166.4m2。因《商店建筑設(shè)計規(guī)范》(JGJ48-1988)[7]中對每層疏散人數(shù)換算系數(shù)的規(guī)定已不符合現(xiàn)在的商業(yè)建筑,而根據(jù)文獻8的研究成果知,疏散人數(shù)換算系數(shù)為:第一、二層為0.4~0.6;第三層為0.3~0.5;第四層及以上各層為0.2~0.4,取其最大,按照上述計算,各層疏散人數(shù)見表1。
據(jù)我國國家標準《中國成年人人體尺寸》[9]可知,成年男子肩寬取41.5cm,成年女子肩寬取38.7m,設(shè)定男女比例為1:1。并且由于性別和年齡的不同,人員的運動速度不同,為了簡化運算,將商場內(nèi)所有人員的運動速度采用平均值1m/s[10]。并采用Steering運動模式,Pathfinder模型見圖1。
2.2 方案設(shè)計
方案一,只將商場原有的4部樓梯作為疏散通道;方案二,將4部樓梯和商場本來原有的位于中庭兩側(cè)的停運的兩部單式自動扶梯(圖2a)作為疏散通道;方案三,將單式自動扶梯設(shè)置為剪刀式(圖2b),并將4部樓梯和停運的剪刀式自動扶梯作為疏散通道。
3 結(jié)果分析
將三個方案進行模擬,模擬結(jié)果見表2。
通過三個方案的模擬結(jié)果對比可知,采用單式自動扶梯時,每層人員所需安全疏散時間減少了大約60s,采用剪刀式自動扶梯時,每層人員所需安全疏散時間要比不采用自動扶梯減少大約150s,比采用單式自動扶梯減少大約90s,這為人員的安全疏散創(chuàng)立了更加充足的時間。
通過方案二模擬過程可知,商場為了銷售,在用自動扶梯下樓時,下到某一層,要繞過售貨區(qū),走到對面,再下到下一層,中庭兩邊的自動扶梯相當于一部,這樣用自動扶梯疏散,雖增加了疏散通道,但同時也增加了可減少的疏散時間。若將中庭兩邊的自動扶梯設(shè)置成剪刀式,停運的自動扶梯就相當于四部1m寬的樓梯,人員可直接沿著自動扶梯疏散到一層,再從一層其他(非樓梯直對)出口疏散到安全區(qū)域。
4 結(jié)語
大型商場在安全疏散時,在保證自動扶梯可作為安全疏散使用的前提下,盡量采用剪刀式自動扶梯,這樣既起到了自動扶梯本身的作用,又起到了安全疏散的作用。這就要求在商場自動扶梯設(shè)計和位置設(shè)置時,要將自動扶梯作為安全疏散通道考慮進去。只用樓梯進行疏散時,全部人員均從樓梯直對的出口疏散,這使得一層其他出口在一層人員疏散完畢后,起不到疏散一層以上人員的作用。但將停運的自動扶梯作為樓梯用于人員疏散,人員可以通過自動扶梯進入一層,通過一層其他(非樓梯直對)的出口疏散,可以把一層的其他出口利用起來,大大減少了人員所需安全疏散時間。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞: 地鐵車站; 平面布局; 站廳層; 站臺層; 風(fēng)亭; 防災(zāi)設(shè)計
1地鐵車站的平面布局設(shè)計
地鐵車站的組成基本上分為兩大部分,一是與客流直接有關(guān)的公共區(qū)域。站廳層、站臺層及出入口通道,站廳層要有足夠的公共區(qū)域面積,滿足高峰時段客流的集散,要有足夠的檢票設(shè)備和其他為公共服務(wù)的設(shè)施,還要有足夠?qū)挼穆?lián)系地面的地下通道、出入口及通向站臺的樓梯和自動扶梯; 站臺要有足夠的站臺寬度,要有分布均勻的樓梯、自動扶梯和滿足列車編組停靠的有效站臺長度。二是涉及車站運行的技術(shù)設(shè)備用房及管理用房,一般分設(shè)于站廳和站臺的兩端部。
1. 1 站廳層
( 1) 站廳層設(shè)計應(yīng)合理進行功能分區(qū),并應(yīng)按地鐵設(shè)計規(guī)范要求合理地劃分防火分區(qū)。
( 2) 地下車站公共區(qū)應(yīng)結(jié)合車站埋深、結(jié)構(gòu)型式及建筑布置等綜合因素進行空間設(shè)計。在滿足乘客集散的前提下,盡量豐富地下車站的空間形式,減少地下建筑沉悶和壓抑的感覺。
公共區(qū)布置根據(jù)客流流線及管理需要劃分為非付費區(qū)和付費區(qū)。要合理布置通道口、電話亭、售票亭、售票機、檢票機、監(jiān)票亭、欄柵及樓、扶梯位置,使進、出站客流盡量減少交叉,流線短捷而有序。出入口通道、售票機( 亭) 、檢票口及樓、扶梯等的通過能力應(yīng)相互協(xié)調(diào)匹配。
設(shè)于公共區(qū)兩端的非付費區(qū),宜用一條凈寬不小于 2. 4m 的通道相連通。一般情況下,非付費區(qū)的總面積大于付費區(qū)的總面積。
( 3) 自動扶梯
自動扶梯的設(shè)置標準一是滿足客流量需要,二是考慮提升高度的需要。站臺與站廳間及出入口處上行均設(shè)置自動扶梯; 站廳與站臺及出入口處下行根據(jù)車站重要程度可采用自動扶梯,其余車站下行樓扶梯的設(shè)置參照《地鐵設(shè)計規(guī)范》執(zhí)行: 車站出入口提升高度超過 12m 時應(yīng)考慮下行設(shè)自動扶梯,站廳與站臺間高差超過 6m 時下行應(yīng)設(shè)自動扶梯。
( 4) 電梯
每個車站應(yīng)結(jié)合周圍具體情況在地面到站廳層公共區(qū)至少設(shè) 1 部垂直電梯; 在站臺層與站廳層之間設(shè)置 1 部( 島式站臺) 或 2 部( 側(cè)式站臺) 有特殊需要的人使用的電梯( 兼作車站內(nèi)部貨運) ,該電梯原則上應(yīng)全線統(tǒng)一設(shè)于車站中部的付費區(qū)內(nèi)。
( 5) 樓梯
①每個車站均應(yīng)在公共區(qū)的付費區(qū)內(nèi)至少設(shè)一部樓梯,人行樓梯和自動扶梯的總量布置除應(yīng)滿足上下乘客的需要外,還應(yīng)按站臺層的事故疏散時間不大于 6min 進行驗算。
②兩層或多層的車站應(yīng)在設(shè)備管理用房區(qū)內(nèi)至少設(shè)一部供內(nèi)部工作人員使用的樓梯,此樓梯宜設(shè)置在設(shè)備及管理用房人員較集中的一端,兼作消防樓梯使用,設(shè)計為封閉樓梯間,樓梯凈寬不得小于1100mm。此樓梯寬度不計入緊急疏散樓梯寬度。
( 6) 車站管理用房
管理用房應(yīng)盡量集中在站廳層一端緊湊布置。管理區(qū)內(nèi)通道及樓梯布置應(yīng)滿足車站防災(zāi)要求。
( 7) 車站設(shè)備用房
①車站設(shè)備用房由各專業(yè)用房組成,在建筑設(shè)計中應(yīng)滿足各專業(yè)所提出的各種土建和工藝要求,并參照有關(guān)地面建筑設(shè)計規(guī)范和地鐵規(guī)范的要求,以及地鐵車站的特點進行設(shè)計。
②通風(fēng)機房一般宜設(shè)在站廳層兩端。
③風(fēng)機監(jiān)控室宜設(shè)在通風(fēng)機房附近。
④任何給排水管不得穿過電氣設(shè)備用房。
⑤氣瓶間應(yīng)設(shè)在被其保護范圍的適中位置,保護距離應(yīng)滿足專業(yè)要求。
1. 2 站臺層
( 1) 計算站臺長度應(yīng)按遠期列車編組確定。
( 2) 站臺寬度計算
站臺總寬度應(yīng)根據(jù)遠期超高峰設(shè)計客流量及站臺與站廳之間的樓梯、自動扶梯布置形式和結(jié)構(gòu)柱寬等因素進行計算,并應(yīng)滿足最小側(cè)站臺寬度要求。
①站臺寬度的計算側(cè)站臺寬度計算公式:
b = ( Q上× ρ) / L + ba
或 b = ( Q上、下× ρ) / L + M兩者取大者。
式中: b―側(cè)站臺寬度( m) ;
Q上―遠期每列車高峰小時單側(cè)上車設(shè)計客流量( 換乘車站應(yīng)含換乘客流量) ;
Q上、下―遠期每列車高峰小時單側(cè)上、下車設(shè)計客流量( 換乘車站應(yīng)含換乘客流量) ;
ρ―站臺上人流密度 0. 33 ~ 0. 75m2/ 人 ( 取0. 5m2/ 人) ;
L―站臺計算長度( m) ( 安全門長度 113m) ;
M―站臺邊緣至安全門立柱內(nèi)側(cè)的距離( m) ,無安全門時,M =0;
ba―站臺安全防護寬度取 0. 4m,采用安全門時以 M 替代 ba值。
②側(cè)站臺最小設(shè)計寬度 b
島式站臺時: b≥2. 5m;
側(cè)式站臺( 長向范圍內(nèi)設(shè)梯) 時: b≥2.5m;
側(cè)式站臺( 垂直于側(cè)站臺開通道口) 時: b≥3.5m;
③島式站臺寬度的計算: Bd= 2b + n × z + t
側(cè)式站臺寬度的計算: Bc= b + z + t
其中: b―側(cè)站臺寬度( m) ;
n―橫向柱個數(shù);
z―柱寬度;
t―每組人行樓梯與自動扶梯寬度之和( m) 。
島式站臺寬度≥8m,當島式與側(cè)式混合布置時,可根據(jù)運營使用要求,適當減小。
( 3) 站臺層的各種建筑尺寸必須符合行車限界要求,站臺計算長度外的側(cè)站臺人行通道凈寬不應(yīng)小于 1100mm,并應(yīng)設(shè)欄桿。站臺端部應(yīng)設(shè)至軌道區(qū)的人行梯 4 部,作為檢修人員上、下軌道區(qū)之需,同時可作為列車在區(qū)間發(fā)生事故時撤離乘客之用。
( 4) 要協(xié)調(diào)站臺層與站廳層的樓、扶梯布置,使站臺層樓、扶梯口吸引客流分布均勻,并確保站臺上任意點至樓、扶梯口的距離不大于 50m。
( 5) 處理好車站兩端通風(fēng)用房的設(shè)計,以使車站上、下排風(fēng)道通暢及區(qū)間火災(zāi)事故的排煙功能充分發(fā)揮。
( 6) 車站變電所( 含牽引變電所、降壓變電所、牽引降壓混合變電所) 應(yīng)集中布置在車站站臺層。若確有困難時,在考慮地鐵運營期間內(nèi)設(shè)備進出車站的條件下,可采取以下方式處理:
①集中設(shè)置在設(shè)備層。
②除高壓配電室外其余配電部分可設(shè)在站廳層。但上、下兩部分宜對齊,且使工作人員能在上、下層之間方便地往來。
③集中設(shè)置在地面或車站外附近的地下空間內(nèi)。
1. 3 車站出入口、通道、天橋
( 1) 出入口通道設(shè)于站廳層,其位置應(yīng)避免進出站旅客行走路線發(fā)生交叉。設(shè)于地面上的出入口應(yīng)方便乘客進出站。如有可能,出入口通道應(yīng)與建筑物地下室、過街人行地道、地下商場等連通,但仍需滿足地鐵運營及消防疏散的有關(guān)要求。
( 2) 車站出入口位置應(yīng)以能最大量吸引客流為前提,方便進出車站,同時要方便與地面公交客流進行換乘,并應(yīng)滿足規(guī)劃要求。
( 3) 車站出入口的數(shù)量,應(yīng)根據(jù)吸引與疏散客流的要求設(shè)置。一般情況下每座車站不宜少于四個,當車站客流較小時,可酌情減少,但不能少于兩個。
( 4) 車站出入口通道( 天橋) 總寬,應(yīng)以車站遠期設(shè)計進、出站客流量進行計算確定。每個出入口通道( 天橋) 的寬度應(yīng)根據(jù)分向設(shè)計客流量確定,并根據(jù)出入口的位置以及可能產(chǎn)生的突發(fā)性客流等因素,而取 1. 1 ~1. 25 的不均勻系數(shù)。兼作城市過街道的出入口通道或過街天橋,其寬度應(yīng)根據(jù)過街客流量適當加寬( 如無過街客流量數(shù)據(jù)亦可在分向設(shè)計客流量基礎(chǔ)上,再乘以 1. 4 的系數(shù)) 。
1. 4 風(fēng)亭
風(fēng)亭( 道) 應(yīng)滿足通風(fēng)空調(diào)專業(yè)所提出的土建和工藝技術(shù)要求,在滿足功能前提下,根據(jù)地面建筑的現(xiàn)狀和規(guī)劃要求,風(fēng)亭可集中或分散布置。
在滿足規(guī)劃要求的條件下,其位置應(yīng)選擇在地形開闊、空氣流通、外界環(huán)境污染不超標、亦不阻塞交通的地方,露出地面時要加強景觀設(shè)計。
處于景觀要求較高的地區(qū)其風(fēng)亭應(yīng)做成頂部敞口式的低風(fēng)亭,并考慮風(fēng)機防雨和排水設(shè)施。設(shè)在側(cè)面的進排風(fēng)口應(yīng)有百葉窗,其凈面積應(yīng)符合通風(fēng)要求。排風(fēng)口的底口離地面防淹高度≥1000mm。
通風(fēng)亭應(yīng)設(shè)有檢查門,井內(nèi)應(yīng)設(shè)置供維修用的爬梯。
當進、排風(fēng)風(fēng)亭合建時,排風(fēng)口下沿應(yīng)比進風(fēng)口上沿高出 5m。
單建或與建筑物合建的風(fēng)亭其口部距其它建筑物距離應(yīng)不小于 5m,距地鐵出入口的距離不應(yīng)小于10m。當風(fēng)亭設(shè)于路邊時,風(fēng)亭開口底部距地面的高度應(yīng)不小于 2m,綠地內(nèi)可降低,但不低于 1m。
1. 5 防災(zāi)設(shè)計
( 1) 地鐵應(yīng)具有防火災(zāi)、水淹、風(fēng)災(zāi)、冰雪、地震、雷擊和停車事故等災(zāi)害的防災(zāi)設(shè)施,并以防火災(zāi)為主。
( 2) 防火災(zāi)設(shè)計應(yīng)貫徹“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的消防工作方針,尤其是采取防火措施,防止和減少火災(zāi)危害。同一條線路按同一時間內(nèi)發(fā)生一次火災(zāi)考慮。
( 3) 建筑防火設(shè)計,遵循國家的有關(guān)方針政策,從全局出發(fā),統(tǒng)籌兼顧,正確處理生產(chǎn)和安全、重點和一般的關(guān)系,積極采用行之有效的先進防火技術(shù),做到促進生產(chǎn),保障安全,方便使用,經(jīng)濟合理。
2 結(jié)束語
以地鐵為代表交通模式已經(jīng)成為解決中國各大城市交通問題的有效途徑,并在城市生活中越來越顯示著其優(yōu)勢和不可替代的地位,地鐵車站作為地鐵系統(tǒng)上的節(jié)點空間,在當代城市中扮演著越來越重要的角色,結(jié)合城市實際情況,合理、人性化的地鐵車站設(shè)計顯得更為重要。
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