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        1. 后疫情時期空調系統的對策

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                由于采取果斷有效的措施,我國已經控制了疫情,生活恢復了常態,經濟正常運行。但是世界各地的疫情仍在蔓延,疫情防控還需常態化。我國后疫情時期的空調系統的設計與運行對策引起人們思考,圍繞著不同觀點與措施的討論將有益于我們今后常態化的防疫。本文不是系統地闡述后疫情時期空調系統的對策,鑒于疫情防控的環境控制不同于非醫療的民用建筑舒適性空調,圍繞著后疫情時期的空調系統的對策目的與防控目標,提出一些關注點,供大家參考與探討。

          1.對新冠病毒傳播的正確定位
           
                  2020年8月19日我國最新頒布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第八版)》,明確表明新冠病毒“經呼吸道飛沫和密切接觸傳播是主要的傳播途徑。接觸病毒污染的物品也可造成感染。在相對封閉的環境中長時間暴露于高濃度氣溶膠情況下存在經氣溶膠傳播的可能。由于在糞便、尿液中可分離到新型冠狀病毒,應注意其對環境污染造成接觸傳播或氣溶膠傳播。”這為我們正確地定位了新冠病毒的傳播方式。也被疫情中大量的感染事件所證實。戴口罩、社交距離與手消毒一再被公認為防控疫情最有效的三大措施。
                 一般情況下,如果病毒空氣傳播擴散性很好,在氣流作用下不斷分散,與此同時很快被稀釋,濃度不斷下降,只有感染劑量很小的病菌才有可能。另外,在空氣中飄浮的分散的含病菌粒子,在空氣環境中受到溫度、濕度、陽光(紫外線)等因素影響,活力會很快衰竭。除非這病菌的生命力很強(或者說在空氣中存活時間很長)。對新冠病毒的循證至今尚未發現具有這2大特性。只能說新冠病毒有可能空氣傳播,但傳播力有限的,被空氣傳播傳染的可能性極小。盡管7月6日來自32個國家的239個學者簽署的公開信在《臨床傳染病雜志》(牛津大學學報)上發表。世界衛生組織仍然認為SARS-CoV-2氣溶膠傳播在通風差或密閉環境中有可能發生,但不是傳播的主要方式。
                 既然空氣傳播難以聚集起感染劑量,飛沫無法長時懸浮、遠距離傳播,那么公開信依據的疫情中幾起超級傳播的事件使人困惑。我們提出了氣溶膠云(簡稱氣云)傳播的假設。氣云是汽液兩相流,肉眼是看不見的。氣云狀態能使含病毒粒子的液滴造成氣浮,會被氣流推動著漂移。其傳播的途徑與方向性清晰。由于氣云狀態可使含病毒粒子聚集在一起,不易擴散,傳播面較窄,存活時間更長,造成病毒量的局部積聚,也能較長時間較遠距離保持感染劑量。

          2.后疫情時期空調系統的對策
           
                 由于疫情中致病菌防控思路不同于舒適性空調,室內環境控制要求與措施也不同于舒適性空調,不能從邏輯推理或常識理解致病菌的控制思路。
           
          2.1 著眼于控制氣云傳播思路
           
                  與其說控制新冠病毒在室內空氣傳播,不如說是控制氣云傳播。氣云跟隨氣流性能好,傳播面較窄,方向性清晰。不像空氣傳播擴散性好、彌漫在整個空間中。氣云隨氣流飄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離外也有可能被傳染。氣云傳播的這種不確定性,暴露感染的隨機性,對我們傳統的通風或感染防控理論,如安全的社交距離、個人防護、暴露時間、被感染的風險或幾率等均提出了挑戰。

                  如果從控制氣云傳播角度來說,不外乎以下三個途徑。
                 1)避免產生氣云是最根本的辦法,減少發生量(如室內人員戴口罩、控制人員密度、室內氣流使飛沫盡快沉降)和保持室內良好通風(稀釋室內污染、避免室內濕度積累)。
                 2)一旦形成氣云,這種傳播不確定性與感染隨機性似乎使人難以控制。其實,阻斷氣云傳播的最簡單辦法避免室內出現水平的橫向氣流,用通風氣流盡快迫使它沉降下來從下排(回)風口排出。
                 3)消除氣云傳播的最簡單辦法就是用外力將氣云打散,通風氣流會不斷擾亂或打散氣云。只要感染性顆粒分散開來,濃度下降,那就不具有傳染性了。當然,將室內相對濕度降到40%~50%也是個控制途徑,但能耗較大。

                有些對策可以融合在舒適性空調系統,有些可能只能作為備用方案。以下舉幾個例子,作一說明。
           
                1)整體控制還是關鍵點控制
                 搞空調的習慣于從整體、大局上考慮問題,如從整個空間去控制空調的溫濕度、二氧化碳濃度等參數。搞感染控制的著重細節、關注關鍵點的控制,針對傳染源特性切斷傳染途徑。即便是送回風口布置的細節,也值得防控關注。與空調工位送風相反,可以采用集中送風工位排(回)風的方式,實現關鍵點控制。對于感染控制來說無數案例表明了細節決定感控的成敗,細節是魔鬼。
                 2)全室稀釋還是就地沉降
                 舒適性空調最大污染物是二氧化碳。室內到處都有人,二氧化碳是室內每人都產生,是面發生源。一般場所室內的病菌只是萬一出現的個別患者呼出,點發生源,且近距離傳播。因此控制措施不能像控制二氧化碳那樣用新風稀釋多少倍對全室進行稀釋,來控制點傳染。也不能用二氧化碳傳感器控制新風量。新冠患者呼出的飛沫可直接傳染鄰近者,不會等待著去稀釋。病菌一旦呼出應該盡快讓它就地沉降阻斷傳播。就地沉降是減少暴露的最有效措施。用全室多少倍的稀釋風量來控制點污染不僅能耗大,而且效果差。
                 3)阻隔除菌還是適當濾菌
                 新風無致病菌,新風過濾主要除塵,這點都能理解。萬一室內有致病菌,從邏輯推理回風過濾是主要的,應該能完全阻隔致病菌進入系統。但是HEPA過濾器阻力很高,對于民用建筑來說難以實現,或者說無可實施性。室內空間有限,呼出的飛沫不可能在短時間內蒸發為小粒徑的液核,回風過濾主要還是去除大粒徑的飛沫。我們的控制目標是不讓致病菌在空間積累,選擇回風過濾就要兼顧除菌效率與阻力。GB 51039 —2014《綜合醫院建筑設計規范》提出的第7.1.11條:集中式空調系統和風機盤管機組的回風口必須設初阻力小于50Pa、微生物一次通過率不大于10%和顆粒物一次計重通過率不大于5%的過濾設備。應該是合理的。這與美國ASHRAE推薦MERV13為回風過濾是一個道理。對于氣云來說,用空氣過濾不僅可濾除一些顆粒物,更重要可以打散氣云,不能在系統中維持氣云。
                 4)防范集中式空調系統還是防范分散式空調
                 從常識上理解服務于多個空間的集中式空調系統,只要有一個空間出現病菌就會傳播到多個空間。疫情一開始集中空調就是被重點防范,對分散式空調卻是網開一面。一般公共場所,萬一出現個別新冠患者,室內空氣被吸入空調系統,經過風機高速旋轉加壓、通過多級過濾、不同熱濕處理的部件、以及新風的混合稀釋等,在送風中不可能還維持著感染劑量。即便室內有氣云,集中式通風空調系統服務于多個房間,也不可能造成交叉感染。疫情至今沒有發生一例由集中式空調引起的大規模感染事件。而餐館、酒吧、公交車、娛樂廳等場所的分散式空調如分體空調、風機盤管機組、多聯機等,上側送上回的氣流模式,會在室內出現水平橫向氣流,推移著氣云四處飄移。疫情中在分散式空調空間不時出現一些聚集性感染事件,也是典型的氣云傳播的場所。
                  5)氣流均勻分布還是氣流遏制
                  空調系統注重溫濕度等參數均勻分布,室外的新風不斷與室內空氣混合、稀釋,氣流均勻分布開來理論上講病毒濃度就不斷地下降,但從另一角度分析下分布過程的細節,也許在客觀上助力病菌傳播。因此氣流分布的方向才是關鍵。這就是為什么醫療、制藥、電子等凈化空間強調采用上送下回的氣流組織,就是充分發揮氣流遏制作用,使局部污染盡快沉降,盡量減少它飄移、擴散,大大降低暴露時間。氣流遏制比均勻分布更重要。集中式空調系統容易做到上送下回氣流分布,而分散式空調機組,集空氣處理與分布于一身,難以做到,需要另辟蹊徑解決這一問題。
                 6)防范送風還是防范滲漏
                 室內污染經空調系統由送風再次進入室內引發污染,稱為間接污染。從常識來講室內病菌從空調系統中送出,這是最可怕的事情。且不要說病毒不可能在集中式空調系統中傳播,即使能傳播,只要送風口或回風口有一個有效的空氣過濾器就難以輸出。從凈化工程角度來講,現在的施工與驗收體系,幾乎很少出現因風口過濾器及其安裝問題引起的滲漏污染事件。而盲目增加新風量,不考慮壓差控制,使得區域內有序梯度壓差失控,室內污染(病毒)氣流直接滲漏出去,在區域內亂竄,造成污染(感染)事件常常發生。這種由室內污染直接滲漏出去造成的污染稱為直接污染,這才是更可怕的,亂竄的滲漏氣流使你無法預測感染發生地。這就是為什么中外醫院建設標準或規范對關鍵科室送風末端過濾器要求并不高,但卻強調區域有序梯度壓差控制的緣由。
                  7)間歇運行還是連續運行
                  由于害怕空調系統傳播病毒,常常要求空調系統間歇運行。即空調運行一段時間后停機,再進行自然通風或機械通風。要求每日通風2~3次,每次不少于30min。大量新風的進入破壞了室內舒適環境。卻不知空調造成的舒適環境也是抗疫措施,疫情發展顯示出新冠病毒在低溫或高溫依舊保持著強大的傳染力。而病毒在室溫22~25℃、相對濕度50%~60%環境中活性最低(見圖5)。強大的新風直接進入還破壞了不同空間之間壓差平衡,造成滲漏氣流亂竄。因此,只要空調系統合規,不僅要求空調系統連續運行,還得要求提前開機,延遲關機。穩定的受控環境才是疫情常態化防控的需求。
                  8)滯后調節還是設限防控
                  空調空間控制是基于溫濕度傳感器,當傳感器檢測到溫濕度偏差再通過系統進行調節,稱為滯后調節。相對來說,溫濕度量級很大,室內圍護結構與設備具有熱容量,要改變室內1℃需要較大的能量,或者說波動不會很快。舒適性空調即使溫濕度有正負偏差控制要求,調節時間一般不太在意。這一特點也是舒適性空調采用變風量調節的依據。相對來說菌、塵濃度的量級很小,稍不留神就會偏差數十顆粒子,甚至上百顆例子。菌、塵濃度一旦超標就有可能出問題。不能等發現菌、塵參數超標后再調節,必須事先設限控制。如到了警戒線就得進行干預。將出現菌、塵濃度超標偏差到糾偏至設計狀態的時間稱為動態污染自凈時間。對于受控環境的控制這是一個很重要的指標。當然,這與工藝風險程度控制要求相關。
                 9)開窗通風還是保持室溫
                 開窗通風也許是最經濟、最有效的防控方法,但對大開間效果不大。新冠肺炎是一種自限性疾病,沒有特效藥。免疫力是最好的醫生,最好的醫療手段。無論寒冬還是暑夏,維持合適的室溫就是必要的條件。當然,為了多些新風室溫可偏離一些,如不低于16℃不高于28℃,只要不傷害免疫力就行,在疫情期間提升自身免疫力比什么都重要。保持室溫在某種意義上比開窗通風更重要。對于氣云,風向不定的開窗通風有時成為氣云傳播的推手。
                 10)阻隔傳播還是防控措施
                 后疫情時期空調系統的對策目的是什么?對付室內出現的新冠患者?還是阻隔新冠病毒傳播?后疫情時期空調系統的對策是防控措施,最多在萬一出現個別新冠患者也許可以避免或減輕發生交叉感染。病毒不可能從室外空氣傳入,也不像霉菌、細菌在自然環境中到處都有,可以采用工程措施去防止其定植、繁殖與傳播,病毒只可能由患者帶入。即使空調系統再強大的防范措施,一旦確認出現新冠患者,或疑似患者就必須立即關閉場所,停開空調。及時報告屬地衛生防疫機構緊急處置,徹底清洗消毒。采用又耗能又花錢的過度防控措施用處不大。
           
                   總之,后疫情時期的空調系統的對策目的是什么?控制目標菌是什么?如仍是防控新冠病毒,戴口罩、社交距離與手消毒是前提,每個人(包括新冠患者)能做到這一點勝過空調任何強大措施。如果控制目標是一般意義上的防控病菌交叉感染,GB 51039 ——2014《綜合醫院建筑設計規范》在編制時就已考慮了??梢栽诠矆鏊捎靡话汜t療環境控制常用的“合理換氣、上送下回氣流分布與回風合適過濾”這三大措施。多年來被實踐證明是經濟、低耗、有效、成熟的。

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