后疫情时期空调系统的对策

我们拥有行业最专业的技术和案例,供您查看了解,让您进一步了解我们的服务

      由于采取果断有效的措施,我国已经控制了疫情,生活恢复了常态,经济正常运行。但是世界各地的疫情仍在蔓延,疫情防控还需常态化。我国后疫情时期的空调系统的设计与运行对策引起人们思考,围绕着不同观点与措施的讨论将有益于我们今后常态化的防疫。本文不是系统地阐述后疫情时期空调系统的对策,鉴于疫情防控的环境控制不同于非医疗的民用建筑舒适性空调,围绕着后疫情时期的空调系统的对策目的与防控目标,提出一些关注点,供大家参考与探讨。

1.对新冠病毒传播的正确定位
 
        2020年8月19日我国最新颁布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第八版)》,明确表明新冠病毒“经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径。接触病毒污染的物品也可造成感染。在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。由于在粪便、尿液中可分离到新型冠状病毒,应注意其对环境污染造成接触传播或气溶胶传播。”这为我们正确地定位了新冠病毒的传播方式。也被疫情中大量的感染事件所证实。戴口罩、社交距离与手消毒一再被公认为防控疫情最有效的三大措施。
       一般情况下,如果病毒空气传播扩散性很好,在气流作用下不断分散,与此同时很快被稀释,浓度不断下降,只有感染剂量很小的病菌才有可能。另外,在空气中飘浮的分散的含病菌粒子,在空气环境中受到温度、湿度、阳光(紫外线)等因素影响,活力会很快衰竭。除非这病菌的生命力很强(或者说在空气中存活时间很长)。对新冠病毒的循证至今尚未发现具有这2大特性。只能说新冠病毒有可能空气传播,但传播力有限的,被空气传播传染的可能性极小。尽管7月6日来自32个国家的239个学者签署的公开信在《临床传染病杂志》(牛津大学学报)上发表。世界卫生组织仍然认为SARS-CoV-2气溶胶传播在通风差或密闭环境中有可能发生,但不是传播的主要方式。
       既然空气传播难以聚集起感染剂量,飞沫无法长时悬浮、远距离传播,那么公开信依据的疫情中几起超级传播的事件使人困惑。我们提出了气溶胶云(简称气云)传播的假设。气云是汽液两相流,肉眼是看不见的。气云状态能使含病毒粒子的液滴造成气浮,会被气流推动着漂移。其传播的途径与方向性清晰。由于气云状态可使含病毒粒子聚集在一起,不易扩散,传播面较窄,存活时间更长,造成病毒量的局部积聚,也能较长时间较远距离保持感染剂量。

2.后疫情时期空调系统的对策
 
       由于疫情中致病菌防控思路不同于舒适性空调,室内环境控制要求与措施也不同于舒适性空调,不能从逻辑推理或常识理解致病菌的控制思路。
 
2.1 着眼于控制气云传播思路
 
        与其说控制新冠病毒在室内空气传播,不如说是控制气云传播。气云跟随气流性能好,传播面较窄,方向性清晰。不像空气传播扩散性好、弥漫在整个空间中。气云随气流飘移到易感人群呼吸器官附近,就可能被吸入造成感染,即使在安全的社交距离外也有可能被传染。气云传播的这种不确定性,暴露感染的随机性,对我们传统的通风或感染防控理论,如安全的社交距离、个人防护、暴露时间、被感染的风险或几率等均提出了挑战。

        如果从控制气云传播角度来说,不外乎以下三个途径。
       1)避免产生气云是最根本的办法,减少发生量(如室内人员戴口罩、控制人员密度、室内气流使飞沫尽快沉降)和保持室内良好通风(稀释室内污染、避免室内湿度积累)。
       2)一旦形成气云,这种传播不确定性与感染随机性似乎使人难以控制。其实,阻断气云传播的最简单办法避免室内出现水平的横向气流,用通风气流尽快迫使它沉降下来从下排(回)风口排出。
       3)消除气云传播的最简单办法就是用外力将气云打散,通风气流会不断扰乱或打散气云。只要感染性颗粒分散开来,浓度下降,那就不具有传染性了。当然,将室内相对湿度降到40%~50%也是个控制途径,但能耗较大。

      有些对策可以融合在舒适性空调系统,有些可能只能作为备用方案。以下举几个例子,作一说明。
 
      1)整体控制还是关键点控制
       搞空调的习惯于从整体、大局上考虑问题,如从整个空间去控制空调的温湿度、二氧化碳浓度等参数。搞感染控制的着重细节、关注关键点的控制,针对传染源特性切断传染途径。即便是送回风口布置的细节,也值得防控关注。与空调工位送风相反,可以采用集中送风工位排(回)风的方式,实现关键点控制。对于感染控制来说无数案例表明了细节决定感控的成败,细节是魔鬼。
       2)全室稀释还是就地沉降
       舒适性空调最大污染物是二氧化碳。室内到处都有人,二氧化碳是室内每人都产生,是面发生源。一般场所室内的病菌只是万一出现的个别患者呼出,点发生源,且近距离传播。因此控制措施不能像控制二氧化碳那样用新风稀释多少倍对全室进行稀释,来控制点传染。也不能用二氧化碳传感器控制新风量。新冠患者呼出的飞沫可直接传染邻近者,不会等待着去稀释。病菌一旦呼出应该尽快让它就地沉降阻断传播。就地沉降是减少暴露的最有效措施。用全室多少倍的稀释风量来控制点污染不仅能耗大,而且效果差。
       3)阻隔除菌还是适当滤菌
       新风无致病菌,新风过滤主要除尘,这点都能理解。万一室内有致病菌,从逻辑推理回风过滤是主要的,应该能完全阻隔致病菌进入系统。但是HEPA过滤器阻力很高,对于民用建筑来说难以实现,或者说无可实施性。室内空间有限,呼出的飞沫不可能在短时间内蒸发为小粒径的液核,回风过滤主要还是去除大粒径的飞沫。我们的控制目标是不让致病菌在空间积累,选择回风过滤就要兼顾除菌效率与阻力。GB 51039 —2014《综合医院建筑设计规范》提出的第7.1.11条:集中式空调系统和风机盘管机组的回风口必须设初阻力小于50Pa、微生物一次通过率不大于10%和颗粒物一次计重通过率不大于5%的过滤设备。应该是合理的。这与美国ASHRAE推荐MERV13为回风过滤是一个道理。对于气云来说,用空气过滤不仅可滤除一些颗粒物,更重要可以打散气云,不能在系统中维持气云。
       4)防范集中式空调系统还是防范分散式空调
       从常识上理解服务于多个空间的集中式空调系统,只要有一个空间出现病菌就会传播到多个空间。疫情一开始集中空调就是被重点防范,对分散式空调却是网开一面。一般公共场所,万一出现个别新冠患者,室内空气被吸入空调系统,经过风机高速旋转加压、通过多级过滤、不同热湿处理的部件、以及新风的混合稀释等,在送风中不可能还维持着感染剂量。即便室内有气云,集中式通风空调系统服务于多个房间,也不可能造成交叉感染。疫情至今没有发生一例由集中式空调引起的大规模感染事件。而餐馆、酒吧、公交车、娱乐厅等场所的分散式空调如分体空调、风机盘管机组、多联机等,上侧送上回的气流模式,会在室内出现水平横向气流,推移着气云四处飘移。疫情中在分散式空调空间不时出现一些聚集性感染事件,也是典型的气云传播的场所。
        5)气流均匀分布还是气流遏制
        空调系统注重温湿度等参数均匀分布,室外的新风不断与室内空气混合、稀释,气流均匀分布开来理论上讲病毒浓度就不断地下降,但从另一角度分析下分布过程的细节,也许在客观上助力病菌传播。因此气流分布的方向才是关键。这就是为什么医疗、制药、电子等净化空间强调采用上送下回的气流组织,就是充分发挥气流遏制作用,使局部污染尽快沉降,尽量减少它飘移、扩散,大大降低暴露时间。气流遏制比均匀分布更重要。集中式空调系统容易做到上送下回气流分布,而分散式空调机组,集空气处理与分布于一身,难以做到,需要另辟蹊径解决这一问题。
       6)防范送风还是防范渗漏
       室内污染经空调系统由送风再次进入室内引发污染,称为间接污染。从常识来讲室内病菌从空调系统中送出,这是最可怕的事情。且不要说病毒不可能在集中式空调系统中传播,即使能传播,只要送风口或回风口有一个有效的空气过滤器就难以输出。从净化工程角度来讲,现在的施工与验收体系,几乎很少出现因风口过滤器及其安装问题引起的渗漏污染事件。而盲目增加新风量,不考虑压差控制,使得区域内有序梯度压差失控,室内污染(病毒)气流直接渗漏出去,在区域内乱窜,造成污染(感染)事件常常发生。这种由室内污染直接渗漏出去造成的污染称为直接污染,这才是更可怕的,乱窜的渗漏气流使你无法预测感染发生地。这就是为什么中外医院建设标准或规范对关键科室送风末端过滤器要求并不高,但却强调区域有序梯度压差控制的缘由。
        7)间歇运行还是连续运行
        由于害怕空调系统传播病毒,常常要求空调系统间歇运行。即空调运行一段时间后停机,再进行自然通风或机械通风。要求每日通风2~3次,每次不少于30min。大量新风的进入破坏了室内舒适环境。却不知空调造成的舒适环境也是抗疫措施,疫情发展显示出新冠病毒在低温或高温依旧保持着强大的传染力。而病毒在室温22~25℃、相对湿度50%~60%环境中活性最低(见图5)。强大的新风直接进入还破坏了不同空间之间压差平衡,造成渗漏气流乱窜。因此,只要空调系统合规,不仅要求空调系统连续运行,还得要求提前开机,延迟关机。稳定的受控环境才是疫情常态化防控的需求。
        8)滞后调节还是设限防控
        空调空间控制是基于温湿度传感器,当传感器检测到温湿度偏差再通过系统进行调节,称为滞后调节。相对来说,温湿度量级很大,室内围护结构与设备具有热容量,要改变室内1℃需要较大的能量,或者说波动不会很快。舒适性空调即使温湿度有正负偏差控制要求,调节时间一般不太在意。这一特点也是舒适性空调采用变风量调节的依据。相对来说菌、尘浓度的量级很小,稍不留神就会偏差数十颗粒子,甚至上百颗例子。菌、尘浓度一旦超标就有可能出问题。不能等发现菌、尘参数超标后再调节,必须事先设限控制。如到了警戒线就得进行干预。将出现菌、尘浓度超标偏差到纠偏至设计状态的时间称为动态污染自净时间。对于受控环境的控制这是一个很重要的指标。当然,这与工艺风险程度控制要求相关。
       9)开窗通风还是保持室温
       开窗通风也许是最经济、最有效的防控方法,但对大开间效果不大。新冠肺炎是一种自限性疾病,没有特效药。免疫力是最好的医生,最好的医疗手段。无论寒冬还是暑夏,维持合适的室温就是必要的条件。当然,为了多些新风室温可偏离一些,如不低于16℃不高于28℃,只要不伤害免疫力就行,在疫情期间提升自身免疫力比什么都重要。保持室温在某种意义上比开窗通风更重要。对于气云,风向不定的开窗通风有时成为气云传播的推手。
       10)阻隔传播还是防控措施
       后疫情时期空调系统的对策目的是什么?对付室内出现的新冠患者?还是阻隔新冠病毒传播?后疫情时期空调系统的对策是防控措施,最多在万一出现个别新冠患者也许可以避免或减轻发生交叉感染。病毒不可能从室外空气传入,也不像霉菌、细菌在自然环境中到处都有,可以采用工程措施去防止其定植、繁殖与传播,病毒只可能由患者带入。即使空调系统再强大的防范措施,一旦确认出现新冠患者,或疑似患者就必须立即关闭场所,停开空调。及时报告属地卫生防疫机构紧急处置,彻底清洗消毒。采用又耗能又花钱的过度防控措施用处不大。
 
         总之,后疫情时期的空调系统的对策目的是什么?控制目标菌是什么?如仍是防控新冠病毒,戴口罩、社交距离与手消毒是前提,每个人(包括新冠患者)能做到这一点胜过空调任何强大措施。如果控制目标是一般意义上的防控病菌交叉感染,GB 51039 ——2014《综合医院建筑设计规范》在编制时就已考虑了。可以在公共场所采用一般医疗环境控制常用的“合理换气、上送下回气流分布与回风合适过滤”这三大措施。多年来被实践证明是经济、低耗、有效、成熟的。

⊙版权声明:文章资料来源于网络,如侵权请联系我们删除。
 
上一篇:压缩机不制冷的几大原因
下一篇:中央空调辅材如何选取 返回列表页
  
电话:0411-83605566
邮箱:dl.chunlan@dlchunlan.com
地址:辽宁省大连市西岗区崇山街1号
办公地址:大连市甘井子区中华西路18号中南大厦A座8楼
技术支持:盈辉科技 辽ICP备09019024号-1