李天正,周 偉
(深圳市職業(yè)病防治院職業(yè)危害評價所,廣東 深圳 518020)
2019年12月,湖北省武漢市暴發(fā)新型冠狀病毒肺炎(簡稱“新冠肺炎”)[1]疫情,隨后蔓延至全國。新冠肺炎作為急性呼吸道傳染病已被納入《中華人民共和國傳染病防治法》規(guī)定的乙類傳染病,采取甲類傳染病的預(yù)防、控制措施[2]。世界衛(wèi)生組織(WHO)將新冠肺炎命名為COVID-19[3],并宣布新冠肺炎疫情為國際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件(PHEIC)[4]。截至2020年3月18日,全球新冠肺炎病例已達(dá)200 000人[5],發(fā)病人數(shù)持續(xù)、快速增長,說明新型冠狀病毒的人際傳播能力極強(qiáng),比SARS-CoV和MERS-CoV具備更強(qiáng)的傳染性[6-10]。新型冠狀病毒傳播途徑包括飛沫傳播、接觸傳播,在相對封閉的環(huán)境中長時間暴露于高濃度氣溶膠情況下存在經(jīng)氣溶膠傳播的可能[11-12]??照{(diào)系統(tǒng)可改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,防寒保暖,增加空氣流動,稀釋有害物質(zhì),過濾灰塵、細(xì)菌,凈化空氣,有益于身體健康,增強(qiáng)抵抗力,但空調(diào)送風(fēng)氣流對空氣的擾動會加速病毒氣溶膠的傳播,部分空調(diào)的回風(fēng)還存在交叉污染的風(fēng)險。在新冠肺炎疫情流行期間,引發(fā)大眾對空調(diào)系統(tǒng)可能造成病毒交叉擴(kuò)散的恐慌。
市面上各類空調(diào)系統(tǒng)種類繁多,名稱各異,涉及的空氣處理方式也不盡相同,是否會導(dǎo)致交叉污染更是難以分辨。本文收集整理國內(nèi)使用的主要空調(diào)類型和適用特點(diǎn),梳理公共場所、辦公場所、企業(yè)廠房、醫(yī)院、家庭等各類區(qū)域使用的空調(diào)種類,分析各類空調(diào)系統(tǒng)的空氣組織方式,以及對新型冠狀病毒傳播的可能影響和作用,給出相應(yīng)的建議,以期為企事業(yè)單位及大眾提供幫助,消除對空調(diào)使用的疑慮。
空調(diào)(air conditioner, AC)指用人工手段,對建筑或構(gòu)筑物內(nèi)環(huán)境空氣的溫度、濕度、流速等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的設(shè)備??照{(diào)系統(tǒng)包括冷源/熱源設(shè)備、冷熱介質(zhì)輸配系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、冷/熱交換器等主要部件和其他輔助設(shè)備,核心設(shè)備為冷源/熱源設(shè)備和冷/熱交換器。見圖1。冷源/熱源設(shè)備主要包括冷水機(jī)組、室外機(jī)、鍋爐和電加熱器等,稱為空調(diào)主機(jī);冷/熱交換器指與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換的冷凝器和蒸發(fā)器,常見的類型包括散熱器、暖風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、室內(nèi)機(jī)、輻射板和暖氣片等,本文統(tǒng)稱為末端設(shè)備。
圖1 空調(diào)系統(tǒng)核心組成
空調(diào)系統(tǒng)一般按照設(shè)備設(shè)置情況、室內(nèi)負(fù)荷介質(zhì)、空氣處理方式、服務(wù)對象、風(fēng)量調(diào)節(jié)方式、風(fēng)道風(fēng)速、風(fēng)道設(shè)置等進(jìn)行分類[13],見圖2。
圖2 空調(diào)系統(tǒng)分類
3.1 集中式空調(diào)系統(tǒng) 指所有空氣處理設(shè)備集中在空調(diào)機(jī)房內(nèi),將空氣集中處理后送至使用場所的空調(diào)系統(tǒng)。末端設(shè)備位于負(fù)擔(dān)場所外(簡稱室外),適用于大面積、大空間的場所,如體育館、影劇院、會展中心、機(jī)場、候車廳、地鐵站廳、大型廠房、潔凈室、大型超市、商場、KTV、高檔寫字樓等。多為全空氣式系統(tǒng),空氣處理方式包括封閉式、直流式和混合式三類,見圖3。封閉式系統(tǒng)采用內(nèi)循環(huán)方式,無新風(fēng);直流式系統(tǒng)采用外循環(huán),全新風(fēng);混合式采用交叉循環(huán),既有新風(fēng)也有回風(fēng)。
圖3 全空氣式系統(tǒng)空氣處理方式
3.2 半集中式空調(diào)系統(tǒng) 與集中式空調(diào)的區(qū)別是將空氣處理末端設(shè)備設(shè)置在使用場所(房間)內(nèi),使各房間可以單獨(dú)調(diào)節(jié),空氣互不串通,適用于賓館、酒店、寫字樓、辦公室、醫(yī)院病房等場所。多為空氣-水式風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)和全水式風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng),空氣-水式風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的空氣處理方式可為直流式和混合式;全水式風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)空氣處理方式為封閉式。
3.3 分散式空調(diào)系統(tǒng) 將空調(diào)設(shè)備直接或就近安裝在房間內(nèi)或鄰近區(qū)域。一般為制冷劑式空調(diào)系統(tǒng),末端設(shè)備位于負(fù)擔(dān)場所內(nèi)(簡稱室內(nèi)),空氣處理方式多為封閉式,包括窗式、分體式和柜式空調(diào)等,適用于家庭、機(jī)房、小型辦公室等。
3.4 其他空調(diào)系統(tǒng) (1)多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。全稱為變冷媒流量多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng),由一臺室外機(jī)連接數(shù)臺不同或相同型式、容量的直接蒸發(fā)式室內(nèi)機(jī),構(gòu)成一套單一制冷/熱循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)。末端設(shè)備多數(shù)位于室內(nèi),適用于小型廠房、辦公樓、家庭等場所。多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)使用制冷劑作為冷媒,空氣處理方式多為封閉式和混合式。(2)輻射式空調(diào)系統(tǒng)。依靠輻射供暖(冷)末端設(shè)備(輻射板)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成熱(冷)輻射面與室內(nèi)空氣、人體進(jìn)行熱(冷)交換的空調(diào)系統(tǒng)??赏ㄟ^水、電、制冷劑的方式供暖(冷),末端設(shè)備位于室內(nèi)。多應(yīng)用于家庭、高檔酒店及寫字樓。
4.1 根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行方式采取相應(yīng)措施 空調(diào)的種類雖然眾多,但從原理上來講,均是依靠末端設(shè)備通過輻射或?qū)α鞯姆绞?,調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度、濕度,實現(xiàn)冷/熱調(diào)節(jié),末端設(shè)備的形式和設(shè)置位置決定空調(diào)的類型,負(fù)擔(dān)的獨(dú)立場所數(shù)量決定空氣處理方式,故可以根據(jù)末端設(shè)備的設(shè)置位置和負(fù)擔(dān)情況進(jìn)行簡單分類,從而簡單的區(qū)分出哪些場所的空調(diào)會導(dǎo)致交叉污染,便于實際的運(yùn)行和控制管理。按照末端設(shè)備的位置可分為:①全室外式空調(diào)系統(tǒng),空調(diào)主機(jī)和末端設(shè)備設(shè)置在室外,主要指集中式空調(diào)系統(tǒng);②半室外式空調(diào)系統(tǒng),空調(diào)主機(jī)和末端設(shè)備分開設(shè)置,末端設(shè)備設(shè)置在室內(nèi),包括半集中式、分散式、多聯(lián)式、輻射式空調(diào)系統(tǒng)。見圖4。
圖4 按末端設(shè)備位置劃分空調(diào)系統(tǒng)
對空調(diào)重新劃分類型之后,根據(jù)末端設(shè)備的負(fù)擔(dān)情況,就可以決定是否需要關(guān)閉空調(diào)或采取限制措施。不同類型空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行與控制建議:(1)全室外式空調(diào)系統(tǒng),末端設(shè)備負(fù)擔(dān)一個區(qū)域(一/多管一),可正常開啟;末端設(shè)備負(fù)擔(dān)多個區(qū)域(一管多),關(guān)閉回風(fēng)再開啟。見圖5、6。(2)半室外式空調(diào)系統(tǒng),末端設(shè)備負(fù)擔(dān)一個區(qū)域(一/多管一),可正常開啟,見圖7。少數(shù)特殊的末端設(shè)備負(fù)擔(dān)多個區(qū)域(一管多),關(guān)閉末端設(shè)備,或關(guān)閉相鄰區(qū)域的風(fēng)口形成“一管一”模式。(3)對于使用高效及以上過濾器(對于0.3 μm粒子捕集效率≥99.9%)[14]的空調(diào)系統(tǒng),如潔凈室等,可正常開啟,但應(yīng)適當(dāng)提高新風(fēng)比例。
圖5 全室外式空調(diào)(一/多管一)
Figure 5 Outdoor air conditioner (One or several AC control one room)
圖6 全室外式空調(diào)(一管多)
Figure 6 Outdoor air conditioner (One AC control several rooms)
4.2 空調(diào)系統(tǒng)管理建議 (1)空調(diào)新風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在室外空氣清潔區(qū),避免布置于機(jī)房、走廊、樓道、天棚吊頂內(nèi)和室外建筑物陰影區(qū)。(2)轉(zhuǎn)輪式熱回收裝置新風(fēng)受排風(fēng)的污染率為10%~30%,采用“紙芯”的傳質(zhì)式熱回收裝置新風(fēng)受排風(fēng)的污染率為6%~9%[15],此兩類熱回收裝置應(yīng)關(guān)閉。(3)封閉式空調(diào)房間,應(yīng)保持排風(fēng)系統(tǒng)開啟,保持室內(nèi)壓力平衡或微負(fù)壓狀態(tài),以避免污染臨近房間;非封閉式空調(diào)房間,盡可能保持門窗有一定開度。(4)空調(diào)房間應(yīng)保證人均新風(fēng)量≥30 m3/h,潔凈室的人均新風(fēng)量應(yīng)≥40 m3/h[16]。辦公場所換氣次數(shù)宜≥3次/h。(5)建議上班時間前1 h,提前開啟通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng);下班后通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)延時運(yùn)行1~2 h[15]。(6)宜關(guān)閉空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的加濕功能[17]。(7)不使用空調(diào)時應(yīng)當(dāng)關(guān)閉回風(fēng)通道,避免新風(fēng)反吹。(8)發(fā)現(xiàn)疑似、確診新冠肺炎病例,應(yīng)關(guān)閉該場所空調(diào)系統(tǒng)。(9)宜每周對集中空調(diào)系統(tǒng)的過濾器、風(fēng)口、空氣處理機(jī)組、表冷器、加熱(濕)器、冷凝水盤等部件進(jìn)行清洗、消毒或更換。
圖7 半室外式空調(diào)(一/多管一)
Figure 7 Semi-outdoor air conditioner (One or several AC control one room)
任何病毒導(dǎo)致人感染,需要兩個條件,即接觸途徑和接觸病毒量,在接觸途徑已然確定的情況下,控制接觸量是最重要的措施。對于室內(nèi)場所來說,通過新風(fēng)稀釋空氣中病毒濃度是極為有效的方式[18]??照{(diào)的作用是增加氣流流動,提供一定量的新風(fēng),同樣具有稀釋空氣中病毒載量的作用,有些空調(diào)系統(tǒng)配備中/高效過濾器,過濾之后的回風(fēng)與新風(fēng)相比,在稀釋有害物質(zhì)方面并無太大差異。多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)(半集中式、分散式、多聯(lián)式、輻射式)不會造成各區(qū)域的交叉污染,不會增加相互感染的風(fēng)險,不應(yīng)過度夸大空調(diào)對病毒擴(kuò)散的作用,不宜盲目的一刀切而選擇關(guān)閉空調(diào),只需控制可能造成交叉污染“回風(fēng)”系統(tǒng),開空調(diào)減少空氣中病毒載量的作用優(yōu)于不開空調(diào)。
企業(yè)單位應(yīng)注意一些輔助用室的通風(fēng)情況,如更/存衣室、衛(wèi)生室、休息室等,房間狹窄,人員眾多,且往往處于建筑物的拐角、陰影區(qū)等通風(fēng)不良的區(qū)域,應(yīng)盡可能開門、開窗,保持排風(fēng)設(shè)施持續(xù)開啟,保證充足的新風(fēng)。
對于辦公場所,門窗、空隙存在渦流和邊界層效應(yīng),人員的走動和物體的移動會導(dǎo)致尾流效應(yīng),均會導(dǎo)致內(nèi)外空氣的交換和滲漏,走廊成為有害物堆積和擴(kuò)散的橋梁,應(yīng)注意走廊的通風(fēng)。
日本鉆石公主號游輪和山東任城監(jiān)獄發(fā)生的新冠肺炎事件,表明封閉的空間是病毒傳播和擴(kuò)散的溫床,對于此類場所,不僅要增加空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量,還需要注意室內(nèi)氣流組織,盡量做到送風(fēng)-排風(fēng)的單向氣流流向,同時注意氣流分布,覆蓋室內(nèi)拐角及陰影區(qū)域,減少渦流,避免病毒聚集。
綜上所述,本文依據(jù)空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備劃分空調(diào)類型,僅需判斷空調(diào)末端設(shè)備的位置和負(fù)擔(dān)情況,即可簡便的區(qū)分各類空調(diào)的類型和空氣處理方式,為及時采取相應(yīng)的運(yùn)行和管理措施提供依據(jù),既可避免空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用不當(dāng)造成病毒的交叉擴(kuò)散,也可消除因使用空調(diào)系統(tǒng)造成病毒傳播的恐慌,幫助用人單位盡快恢復(fù)生產(chǎn)。