VT 安全

按照 EN 81-20/50 标准对电梯门板和门框进行机械验证

作者：巴勃罗·艾马尔

本文发表于 2025 年在阿根廷布宜诺斯艾利斯举行的国际电梯和自动扶梯研讨会。

抽象

本文对应用于电梯门板和门框的机械验证流程进行了技术概述，这些流程由欧洲标准 EN 81-20 和 EN 81-50 定义。目的是强调机械测试在确保垂直运输 (VT) 系统的运行安全、结构完整性和符合法规要求方面的重要性。 

电梯门系统是保障乘客安全和维持井道内受控环境的关键部件。根据EN 81-20和EN 81-50标准，电梯门必须经过一系列机械测试，以评估其在各种应力​​条件下的性能。这些测试包括但不限于：抗冲击性测试、静态力测试、锁闭系统耐久性测试、抗扭强度测试以及在正常和异常使用条件下的抗变形和抗错位测试。

这套全面的测试方法使制造商能够确保门组件在正常运行和机械应力条件下均满足严格的安全要求。通过将这些验证协议融入设计和生产流程，电梯行业能够提升用户安全，规范产品质量，并在不同的市场中保持合规性。

介绍

电梯门是垂直交通系统中至关重要的安全屏障。它们将乘客与井道隔开，防止乘客意外进入危险区域，并确保电梯在任何情况下都能安全运行。门组件的故障会危及用户安全，中断服务，并给制造商和楼宇运营方带来责任风险。

欧洲标准EN 81-20和EN 81-50规定了电梯部件的基本安全要求和测试方法。在此框架下，门板和门框需经过严格的机械验证，以确认其在正常使用、误用和极端机械应力条件下的结构完整性和功能可靠性。 

标准框架：EN 81-20 和 EN 81-50

EN 81-20 规定了电梯（包括电梯门）的构造和安装安全要求。它定义了设计阶段必须满足的功能和保护标准。EN 81-50 对此进行了补充，定义了测试方法、计算和验证程序。它建立了必要的机械验证规程，以证明符合 EN 81-20 的要求。

EN 81:58 规定了电梯层门的耐火性能测试方法。它建立了验证层门在特定时间内承受火灾而不丧失其完整性、隔热性或阻挡火焰和高温气体的能力的程序。该标准确保层门在发生火灾时提供必要的安全屏障，并通过满足电梯入口防火性能的特定要求，补充了 EN 81-20 的要求。

方法和实验装置

测试涵盖层门和轿厢门，包括自动双速门、伸缩门和中开门等多种配置。实验室设置模拟实际安装环境。使用校准过的测力计和冲击装置，以渐进或动态方式施加载荷。结果通过位移传感器、应变计和目视检查进行测量。所有测试均符合EN 81-20/50标准的可重复性要求和第三方验证要求。

机械验证测试：

楼梯平台和车库门间隙测量

门关闭时，门板之间或门板与门框之间的缝隙必须符合规范规定的要求。

建立：

按照相关组装说明安装门，并按照组装说明调整滚轮、滑轮和重闭装置。

当门在通行开口的任何位置松开时，门必须重新关闭（CO）。

门必须锁好。

施力前先测量间隙。

对于侧开门，在快开门板闭合边缘最不利的位置施加150牛顿的力，方向与开启方向一致。对于中开门，则需要在两个快开门板上都施加此力。

标准

在未施加任何力的情况下，间隙不得超过 6 毫米。

施加 150 N 的力后，侧开门（快速移动面板）的缝隙不得超过 30 mm，中开门（快速移动面板）的缝隙不得超过 45 mm。不允许出现明显的永久变形。

静态负载测试

适用于汽车和楼层门板。 

真实场景静态载荷试验通过对门板和侧框施加力来模拟倾斜、推挤或意外压力。

标准必须按顺序对每个点施加力；对锁定或安全装置没有影响。

门必须在关闭状态下经受测试。测试不得影响安全功能（触点、门锁）。测试不得导致门体完整性受损。在面积为 5 平方厘米的圆形或方形截面面板/框架上施加 300 牛顿的静力后：

• 无永久变形 > 1 毫米
• 弹性形变 < 15 毫米
• 安全功能不受影响

在面积为 100 平方厘米、截面为圆形或方形的面板/框架上施加 1000 牛顿的静力后：

• 平台门和车门必须能够承受不产生影响功能性和安全性的永久变形（间隙≤10毫米）。

建立：

按照相关安装说明安装门、滚轮、滑轮和自动关闭装置。如果门具有调节功能，则应在最不利于门系统稳定性的条件下安装门。

门在任何位置松开后都必须重新关闭。门必须上锁。

抗冲击测试

适用于楼层和轿厢门钢和玻璃面板，抗冲击性通过摆锤装置模拟门板（玻璃或钢）的动态冲击进行验证。

根据 EN 81-20/50 标准，测试必须使用软摆（45 公斤沙袋）和硬摆（10 公斤钢环）进行，摆锤从规定的高度（0.5–0.8 米）自由落体。验收标准包括面板完整性无损、无裂纹或开口，且竖井内缝隙不超过 120 毫米。

真实场景：车身或手推车以惯性撞击树叶。

安全意图：验证在导引条件恶化的情况下，其抗冲击性和密封性。

软摆冲击装置：它必须是一个由皮革制成的小弹丸袋，里面装满了直径为 3.5 毫米 ± 0.5 毫米的铅球，总重量不超过 45 公斤 ± 0.5 公斤。

硬摆冲击装置由钢 S 235 JR 制成的冲击环和钢 E 295 制成的外壳组成。该物体的总质量将达到 10 kg ± 0.01 kg。

建立：

请按照相关安装说明安装门，并根据安装说明调整滚轮、滑轮和自动关闭装置。门必须上锁。确保门框固定牢固，且冲击力仅作用于门板。

门必须处于导向元件故障的最严重状态：松开卡车下滚轮的螺丝（但不要卸下），取下导向靴的塑料件。

程序：

软摆冲击试验应采用落差高度（H）为 800 毫米的袋式装置进行。

必须使用落差高度 (H) 为 500 毫米的装置进行硬摆冲击试验。

需要进行一次软摆冲击试验和一次硬摆冲击试验。软摆冲击试验和硬摆冲击试验均应在同一试样上进行，且先进行硬摆冲击试验。冲击方向应如图所示：

标准：

面板组件的完整性不得受损（导向元件不得脱落）。 

井内缝隙不得大于0.12米

测试结束后，门无需具备操作功能。

玻璃上没有裂缝或孔洞。

玻璃表面无其他损伤，仅有直径最大为 2 毫米的碎屑。

门锁测试（静态和动态）

锁具必须能够承受静态和动态冲击。静态测试包括在关键点施加 1,000 N 的力持续 300 秒，而动态测试则使用 4 kg 的重物从 0.5 m 的高度自由落体来模拟强制冲击。验收标准要求无位移、无塑性变形，且锁具功能保持完好。

真实场景联锁装置必须防止人为破坏。从面板固定到锁具连接，所有组件连接都应足够牢固。

静态测试：

门在开启方向上受到 1,000 牛顿的力。

首次测试时，必须在每个面板的卡车上，于门锁高度施加至少 300 秒的载荷（对于通过同步绳与其他面板连接的面板；测试必须在有同步绳和没有同步绳的情况下进行）。

第二次施加荷载时，荷载必须在距离门槛 1,000 毫米处（或如有正当理由，可施加不同的高度）至少持续 300 秒。

静态测试必须在有和没有 300 N 的力作用于门板上的情况下进行，该力垂直作用于 5 cm2 的表面（圆形或方形）。

动态测试：

锁定装置处于锁定状态时，应沿门的开启方向进行冲击测试。

冲击力必须与 4 公斤重的硬物从 0.5 米高处自由落体后的冲击力相对应。

必须将配重施加到每个面板的卡车上，高度与门锁高度相同。

标准：

不允许锁具移位。

不允许发生实质性塑性变形。

对于第二次静态测试，如果残余变形不影响门的功能和安全性能，则允许最大残余变形为 10 毫米。对于有接缝的面板，

对于边缘或伸缩门，如果测量出的残余缝隙等于 10 毫米，则可以接受。

闭合力和动能测试

真实示例手、行李箱或婴儿车阻碍通行；进门过晚。低能量消耗可降低受伤风险。

安全意图限制门关闭边缘的夹力，以降低因门关闭受阻而造成的伤害风险。控制人员/物体被关闭的门撞击时的残余冲击力。

建立：

在操作器以正常关闭速度运行时，将手持式测力计放置在关闭行程的 1/3 到 2/3 之间，以使门在不产生冲击的情况下停止。确定移动质量，并测量中间三分之一行程内的平均关闭速度。

程序：

记录峰值力。重复此操作，考察不同高度和最坏情况下的边缘重叠情况。

验收：

门在运行过程中停止时，关闭力不得超过 150 N。动能根据门的质量和速度计算，必须 ≤10 J（无安全装置时 ≤4 J）。

3.5 趾部保护

适用于楼梯平台和汽车门脚趾护板

真实场景登船时脚踩在门槛上

安全意图防止门槛护板处发生危险变形或侵入

建立：

在 5 cm2 的表面（圆形或方形）上任意一点施加 300 N 的垂直力。

应尽可能对图中所示的各点施加最小的力：

在面积为 5 平方厘米的圆形或方形表面上施加 300 牛顿的力：

• 其永久变形不得大于 1 毫米。
• 其弹性形变不得大于 35 毫米。

标准：

用于平台门脚护板，无永久变形，最大弹性变形量为 15 毫米

用于汽车车门脚趾保护装置，塑料厚度最大为 1 毫米，弹性形变最大为 35 毫米

门槛荷载试验

安全意图：每个楼层入口都必须设有足够强度的门槛，以承受进入车厢的载荷。

真实场景装载货物的托盘车越过门槛

建立：

根据安装手册，门槛应牢固地固定在测试台上（不含面板）。如果门框能够增加门槛组件的刚度，则应按照安装手册安装门框。

根据建筑设计（混凝土、钢结构或木结构），门槛的固定方式（例如混凝土中的锚栓）有所不同，因此必须相应地进行定义。

根据 EN 81-20/50 标准，施加的荷载 FSill 取决于电梯的 GQ 额定荷载：

• 对于 GQ < 2500 kg 的电梯，FSill = 0.4 xgx GQ；
• 对于 GQ ≥ 2500 kg 的电梯，FSill = 0.6 xgx GQ；
• 对于 GQ ≥ 2500 kg 的叉车装载电梯，FSill = 0.85 xgx GQ。

静态测试应涵盖所有CO范围，而动态测试建议在CO≥900mm时进行，因为此时轿厢装卸重量的可能性更高，电梯总载重也更高。静态测试和动态测试应使用同一测试装置（无需重新调整）按顺序进行。

静态试验：梁的型材中部必须施加 FSill 载荷（以静态方式施加），至少持续 300 秒。台车车轮配置必须为 xQa ≈ 190 毫米和 xQi ≈ 90 毫米。

动态测试：该测试只能在楼层门槛上进行。小车必须装载FSill，并在楼层门槛内向外滚动10次。滚轮（由硬橡胶制成）的直径必须为80±5毫米。如果该直径超出公差范围，则必须通过“门槛到门槛”的距离来修正偏差。轴距应为Z≈380毫米。

标准

静态测试：荷载作用下，梁型材允许的弹性变形量为 CO 最大值的 2/1,000。

静态测试：荷载作用后，门槛型材和门槛支撑（如支架/加强筋）最大允许塑性变形为 1 毫米。

动态试验：试验后整个梁允许的最大塑性变形为 3 毫米。

动态试验：试验后，底梁（底梁结构，包括底梁轮廓）无可见塑性变形或位移。 

水平滑动门——自动（带保护装置）

安全意图：如果有人在关门过程中穿过入口，防护装置必须自动命令重新打开门。

标准：

在门关闭的最后 20 毫米内，它可能会失效。

它必须覆盖从窗台边缘 25 毫米到 1600 毫米的有效距离。

它必须能够检测出最小直径为 50 毫米的障碍物。

为应对关闭阶段持续存在的障碍物，该装置将在预设时间后自动停用。如果门被阻挡，则必须启动重新开启阶段。重新开启并不意味着门会完全打开。

水平滑动门——迷宫

如果在主面板边缘或面板与框架之间使用迷宫（例如，为了限制火势蔓延），则凹槽和凸起不得超过 25 毫米。

如果是玻璃面板，主面板边缘的厚度不得小于20毫米。玻璃边缘必须经过处理，以免造成伤害。

紧急解锁装置

必须能够在不使用其他工具（例如梯子）的情况下进行紧急解锁。 

解锁三角标志必须位于面板或框架上。

当位于垂直平面上时，解锁三角的位置距离地面不得超过 2 米。

当钥匙孔位于水平面上且安装在门框上时，其距地面的高度不得超过 2.7 米。三角钥匙的长度至少应等于门高减去 2 米。如果需要长度超过 0.2 米的钥匙，则必须在现场备有专用工具。

紧急解锁系统（来自坑道）

如果符合以下条件，则必须安装一个永久性装置，用于从地坑解锁最底层平台门：

除了平台门之外，没有其他通往矿井的通道门。 

在距离井道梯子 1.8 米高、0.8 米水平距离内，无法安全触及平台门锁。

保持架

多扇滑动门，机械连接

水平滑动门必须配备保持装置，其目的是在固定在门板上的导向元件发生故障时，将门板保持在正确的位置。

固定装置必须经受特定的冲击测试，以应对导向元件断裂的最坏情况。

火力测试：

EN 81-58 规定了电梯层门耐火性能的测试和分类方法。

该标准适用于构成电梯装置一部分的层门，并且该层门被视为电梯井道和建筑物之间的防火屏障。

它确保电梯层门在遇火时，能够在规定时间内承受火焰、高温气体和温度升高，从而防止火势在电梯井道内蔓延。它不包括轿厢门、井道壁或其他建筑构件。

分类类型

耐火性能的分类依据欧洲耐火等级（符合EN 13501-2标准）：

• E（完整性）：门阻止火焰和高温气体通过的能力
• EW（完整性 + 辐射）：门保持完整性，并限制大量热辐射的传递。
• EI（完整性 + 隔热性）：门保持完整性，并限制未暴露侧的温度升高（隔热性能）。

这些等级之后会标注时间评级（例如，30、60、90、120 分钟），表示门在火灾中能够耐受多长时间。例如：EI 60 表示该门能够承受 60 分钟的防火完整性和隔热性能。

分类之间的差异

• E（仅完整性）：门可阻止火焰/烟雾通过，但安全侧表面温度仍可能非常高。→ 防护能力有限，主要防火。
• EW（完整性+限制辐射）：门可防止火焰蔓延并限制辐射热，但不能完全控制温度升高。→ 防护性能优于 E，但不如 EI 严格。
• EI（完整性+隔热性）：门可阻止火焰蔓延并限制温度升高（通常平均温度≤140°C，未暴露表面任何一点的温度≤180°C）。→ 最高防护等级，适用于需要完全防火分隔的区域。

在实践中：

• 只有在烟雾/火焰控制足够的情况下，才能使用E型门。
• 在辐射热可能造成风险，但又不需要完全隔热的情况下，可以使用 EW 门。
• 在更严格的防火分区场景中（例如，逃生路线、高层建筑），需要安装防火门。

结果与讨论

根据 EN 81-20/50 标准进行的机械验证能够在产品商业发布前识别设计缺陷。增强面板与非增强面板的对比研究表明，增强面板的失效阈值显著提高。锁紧装置的耐久性测试确保其在数千次循环后仍保持可靠性。结构测试证实，锚固系统在极端荷载条件下仍能保持完整性。

结论

EN 81-20/50 定义的机械验证流程对于确保电梯门的安全性和可靠性至关重要。全面的测试能够增强乘客保护，减少现场故障，并符合全球安全标准。通过将这些协议融入设计和认证流程，行业可以确保全球范围内的合规性、质量和用户信任。

案例

[1] EN 81-20：电梯构造和安装安全规则 – 第 20 部分：乘客电梯和货客电梯。

[2] EN 81-50：电梯构造和安装安全规则 – 第 50 部分：电梯部件的检验、计算和测试。

[3] Wittur 标准 WST-00195.EN，完整门机械试验技术规范，2025 年。