祁 麗，黃 雷

（滬東中華造船（集團）有限公司，上海 200129）

0 引言

近20年來，我國造船速度和能力快速增長，早期交付的船舶陸續(xù)進入等級修理階段，船舶集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)長期得不到專業(yè)清洗所呈現(xiàn)的狀況堪憂。系統(tǒng)使用中，除定期對空氣處理機組和其它換氣通風(fēng)設(shè)備的機電部分進行正常的維護保養(yǎng)外，機組、風(fēng)道及通風(fēng)部件（如調(diào)節(jié)閥門、送風(fēng)箱、控制元器件、消音管道和末端風(fēng)口等）從交付到修理階段很難得到徹底清潔。

船舶集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)是指使房間或封閉空間空氣溫度、濕度、潔凈度和氣流速度等參數(shù)達到設(shè)定要求而對空氣進行集中處理、輸送、分配的所有設(shè)備、管道及附件、儀器儀表的總和，船舶集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)由空氣處理機組、新風(fēng)通道、回風(fēng)通道和多分支送風(fēng)管路與艙內(nèi)形成封閉或半封閉空間，外界新風(fēng)經(jīng)初級過濾后和艙室回風(fēng)在空氣處理機組內(nèi)先混合，然后在機組內(nèi)的熱交換器段進行濕熱處理，處理好的空氣通過機組內(nèi)的風(fēng)機經(jīng)送風(fēng)箱和送風(fēng)管路輸送到各個艙室的末端風(fēng)口，為船員提供舒適的生活和工作環(huán)境。新風(fēng)通道、回風(fēng)通道多由矩形風(fēng)管構(gòu)成，有些通道依附船體結(jié)構(gòu)建成，貫穿2～3層甲板且形狀不規(guī)則；送風(fēng)管路大多采用通風(fēng)阻力小、安裝方便的圓形螺旋風(fēng)管，尺寸在Φ100～Φ175之間。由于新風(fēng)中各類懸浮顆粒物不能完全被空氣過濾裝置所阻隔，有些微細顆粒物會附著在機組的熱交換器、盛水盤和風(fēng)機葉輪上，有些微細的顆粒物隨著空氣流動與風(fēng)道內(nèi)壁相互碰撞摩擦，產(chǎn)生靜電吸附越積越多，從而導(dǎo)致風(fēng)道內(nèi)壁的粗糙度越來越大，如此長年累月灰塵越積越厚[1]，見圖1，加之機組和風(fēng)道內(nèi)四季溫濕度較為適宜，容易成為各類細菌和病毒滋生的“溫床”，造成空調(diào)系統(tǒng)的二次污染。由于船舶空間緊湊，通風(fēng)管道內(nèi)部空間狹小，很多風(fēng)管布置在艙室吊頂板內(nèi)，管路上有很多變徑、分叉、斜坡、彎道和閥門等，清洗起來技術(shù)難度很大，簡單的工具達不到徹底清潔的效果，船舶集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的清洗需要借助專業(yè)設(shè)備，由專業(yè)的清洗機構(gòu)實施，但實施對象的特殊性又制約了通風(fēng)系統(tǒng)清洗作業(yè)在船舶上常態(tài)執(zhí)行。

圖1 長期未清洗的濾網(wǎng)和風(fēng)管表面積塵

1 風(fēng)管清洗的必要性

1.1 保證船舶戰(zhàn)斗力

船舶集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)為了節(jié)能，部分艙室空調(diào)風(fēng)會回到空調(diào)機組被重新利用，這就造成了附著積塵和微生物的氣流通過公共回風(fēng)通道在艙室之間流動，極易發(fā)生交叉污染。2020年新冠病毒疫情肆略全球，日本的鉆石公主號郵輪、美國的羅斯福航母等船舶的疫情報道引發(fā)了公眾對船舶空氣品質(zhì)的廣泛關(guān)注。流行性疫情對新造船舶的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)提出了更高的設(shè)計要求，同時也引發(fā)了業(yè)內(nèi)人士對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗的高度重視。作為影響艙內(nèi)空氣品質(zhì)的因素，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗直接關(guān)系到船員的身心健康、工作效率甚至對戰(zhàn)斗力產(chǎn)生影響。

1.2 節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)能耗

流體流動存在阻力，其內(nèi)因是流體的粘滯性和慣性，其外因則是流道邊界壁面有一定的粗糙度，對流體有擾動作用?？朔鲃幼枇Γ枰囊欢康臋C械能[2]。流動阻力分沿程阻力和局部阻力，如果風(fēng)管內(nèi)壁滯留了大量積塵，就會破壞了氣流在風(fēng)道內(nèi)的流動狀態(tài)，增加流動阻力，從而導(dǎo)致機組運行負(fù)荷增大。另有試驗證明：風(fēng)管內(nèi)積塵達到每平方米管道表面20 g以上時，可能升高或降低管道氣流溫度0.58 ℃。若對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)定期清洗，可以有效地減少氣體流動阻力，降低管路溫升，達到節(jié)約能耗的目的。

1.3 延長空調(diào)機組壽命

空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗包括空氣處理機組、其它換氣通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)管道的清洗?？諝馓幚頇C組和風(fēng)道表面的大量積塵會導(dǎo)致空調(diào)制冷、制熱效率大幅下降，迫使空調(diào)機組工作時間延長，負(fù)載加重，縮短了正常使用壽命，增加了系統(tǒng)運行成本。定期清洗中央空調(diào)，使系統(tǒng)各組成處于最佳熱交換狀態(tài)，保證系統(tǒng)良性運轉(zhuǎn)，降低設(shè)備的故障率，這不僅能延長空調(diào)機組壽命，還能減少運行成本。

2 風(fēng)管清洗的可行性

2.1 清洗消毒規(guī)范

1976年美國費城的軍團菌大爆發(fā)后，歷經(jīng)數(shù)年風(fēng)管清洗在國外發(fā)展得已經(jīng)相當(dāng)成熟，美國、瑞典和日本等國相繼成立了協(xié)會并制定相關(guān)的行業(yè)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2003年“非典”疫情使全社會深刻意識到清洗空調(diào)系統(tǒng)的重要性，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局于2003年6月30日頒布了《GB 19210—2003空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范》, 國內(nèi)開始告別中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗缺乏行業(yè)指導(dǎo)性文件的尷尬狀況。衛(wèi)生部于2003年8月發(fā)布了《公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》，2006年2月，衛(wèi)生部在2003年規(guī)范基礎(chǔ)上修訂和頒布了一系列與集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生管理和清洗有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，后被2012年9月發(fā)布的《WS/T 396—2012公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗消毒規(guī)范》所代替。新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了集中空調(diào)系統(tǒng)各主要設(shè)備、部件的清洗與消毒方法、清洗過程以及專業(yè)清洗機構(gòu)、專用清洗消毒設(shè)備的技術(shù)要求和專用清洗消毒設(shè)備的檢驗方法。該標(biāo)準(zhǔn)相比之前發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：1）新增加了集中空調(diào)系統(tǒng)消毒的內(nèi)容；2）指明適用范圍。其他集中空調(diào)系統(tǒng)的清洗與消毒可參照執(zhí)行；3）規(guī)定了清洗和消毒效果的指標(biāo)要求：風(fēng)管清洗后，風(fēng)管內(nèi)表面積塵殘留量宜小于1 g/m2，風(fēng)管內(nèi)表面和部件表面細菌總數(shù)、真菌總數(shù)應(yīng)小于100 CFU/m2；集中空調(diào)系統(tǒng)消毒后，其自然菌去除率應(yīng)大于90%，風(fēng)管內(nèi)表面細菌總數(shù)、真菌總數(shù)應(yīng)小于100 CFU/m2且致病微生物不得檢出[3]。

2.2 清洗消毒技術(shù)

風(fēng)管清洗作用是把風(fēng)管內(nèi)的灰塵打碎和剝離，電動毛刷設(shè)備可以滿足風(fēng)管清洗大部分的需要，一些清洗死角如風(fēng)閥閥片，導(dǎo)流葉片、消音器等可以用氣動清洗裝置解決。清洗作業(yè)中的重要設(shè)備還有吸塵捕集裝置，選擇吸塵設(shè)備需考慮三個因素：工作距離、過濾效率和集塵量。工作距離短，現(xiàn)場開的集塵孔就多，清洗效率低；忽視了過濾效率和集塵量，很容易掉入“不斷清理過濾器”的陷阱，極大地降低清洗效率，符合國家標(biāo)準(zhǔn)的過濾器要求對0.3 μm顆粒的過濾效率達99.97%。

一套完整的風(fēng)管清洗系統(tǒng)主要包括：吸塵捕集裝置、管道監(jiān)控設(shè)施、電動或氣動清洗設(shè)備、氣霧消毒設(shè)備和連接管線。

2.2.1 “機器人”清洗技術(shù)

“機器人”通過電機驅(qū)動履帶或車輪在風(fēng)道內(nèi)行進，“機器人”的清洗臂上裝有回轉(zhuǎn)刷和振打管，可以升降、伸縮和旋轉(zhuǎn)，把風(fēng)管內(nèi)的積塵剝離、清除，見圖2。“機器人”還兼檢測和消毒功能；適合清洗高度大于400 mm矩形風(fēng)管，不適用清洗小口徑圓形管道、垂直管道和不規(guī)則管路；驅(qū)動電機馬達帶電運行，有安全隱患；噴灑消毒藥水有積液，不能吹干，易腐蝕管道。

圖2 機器人清洗技術(shù)

2.2.2 軟軸清洗技術(shù)

軟軸清洗設(shè)備清洗風(fēng)管時，它以經(jīng)過特殊處理的鋼絲或鋼絲繩為芯軸，以電力驅(qū)動芯軸帶動毛刷高速旋轉(zhuǎn)，清除管壁上的積塵，見圖3。軟軸有以下特點：如人延長的手臂那樣自如，可以正反回旋、前進、后退，適合高度在300 mm以下的風(fēng)管；可以清洗水平和豎直風(fēng)管，不適合清洗結(jié)構(gòu)復(fù)雜的風(fēng)道及不規(guī)則的風(fēng)管；更換、清洗刷頭不方便；不能進行風(fēng)管消毒。

2.2.3 氣動清洗技術(shù)

以一定壓力和流量的壓縮空氣作為清洗動力和介質(zhì)，帶動清洗頭，以抽打和吹掃的方式，驅(qū)動氣動馬達帶動清洗頭旋轉(zhuǎn)，完成清洗工作[4]。“風(fēng)刀”作為一種先進的氣動清洗技術(shù)被普遍運用，其核心是一組壓縮空氣噴嘴，以強力風(fēng)壓為工作動力，噴嘴的作用就像一把空氣風(fēng)刀，每平方厘米最高可達8 kg的切刷力量，貼壁旋轉(zhuǎn)沿管壁“切刷”污物，獨特空氣動力學(xué)技術(shù)使噴嘴可以如“磁懸浮”般地貼靠定位于管道壁，達到有效清洗目的。

圖3 軟軸清洗技術(shù)

風(fēng)刀噴嘴清洗范圍廣，適用直徑大于5 cm的圓管或高度大于5 cm的方管，可以水平、傾斜、垂直作業(yè)，解決了不規(guī)則風(fēng)管清洗和穿越風(fēng)閥清洗的難題；它以高壓氣流為動力，在管道內(nèi)無任何帶電設(shè)備，完全消除了消防隱患；噴嘴兼具噴灑消毒藥水的功能，消毒水成霧狀噴灑，均勻不留死角，并可用高速氣流將管壁吹干，不留異味。風(fēng)刀清洗和消毒技術(shù)具有效率高、適應(yīng)性強、無安全隱患的優(yōu)點，適合船舶集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的清洗和消毒。見圖4。

圖4 風(fēng)刀清洗和消毒技術(shù)

2.2.4 風(fēng)管消毒要求

風(fēng)管消毒使用的消毒劑必須是衛(wèi)生疾控部門指定或備案的有衛(wèi)生許可批件的消毒劑，不損傷人體健康，保護管道不受腐蝕，消毒劑的使用劑量和方法按產(chǎn)品說明書操作。

2.3 清洗消毒方案

2.3.1 工藝流程圖

船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗前應(yīng)根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)平面圖了解全船空調(diào)通風(fēng)設(shè)備布局和風(fēng)管走向，清洗機構(gòu)在進行現(xiàn)場勘察和檢查后，確定適宜的清潔設(shè)備和合理的工作流程，見圖5。

圖5 清洗消毒工藝流程圖

2.3.2 實施內(nèi)容和步驟

1）機組清洗

空氣處理機組的清洗主要包括過濾網(wǎng)、風(fēng)閥、箱體、換熱器、風(fēng)機、送風(fēng)箱和承水盤等與空氣相接觸的表面，主要采用負(fù)壓吸塵干式清洗和水壓沖洗濕式清洗相結(jié)合的方式。

（1）清洗空調(diào)機組前先切斷電源。

（2）清洗機組應(yīng)該在回風(fēng)管和新風(fēng)管清洗完畢之后進行，關(guān)閉送、回風(fēng)管上的風(fēng)閥。

（3）用負(fù)壓吸塵器吸掉積存在中效過濾器、新風(fēng)閥、回風(fēng)閥型上面的灰塵，初效空氣過濾器和機組過濾段的內(nèi)壁用高壓水槍沖洗，過濾器晾干，用濕毛巾擦拭過濾段區(qū)表面的水漬。

（4）先用高壓水槍濕潤換熱器翅片，接著將清洗藥液噴灑在換熱器表面，過一段時間用高壓水槍將換熱盤管表面沖洗干凈。

（5）在機組送風(fēng)段，因為有電機和接線盒，所以禁止用水直接沖洗。先用干布將風(fēng)機外表面和葉輪擦拭干凈后，然后把風(fēng)機和接線盒包裹嚴(yán)實，防止進水。用吸塵器把混合段內(nèi)箱體四壁上的灰塵吸干凈，然后用濕毛巾擦拭此段區(qū)。

（6）用高壓水槍沖洗承水盤直至流出的水變清為止。

（7）清洗完畢后，安裝過濾器，恢復(fù)風(fēng)閥初始角度，開啟電源，運轉(zhuǎn)試機。

2）風(fēng)管清洗

風(fēng)管清洗應(yīng)將空調(diào)區(qū)域分開清洗，各區(qū)域風(fēng)管先清洗新風(fēng)風(fēng)管和回風(fēng)風(fēng)管，再清洗送風(fēng)風(fēng)管。風(fēng)管分為若干個清洗施工管段，每個管段的長度應(yīng)保證清洗時風(fēng)管內(nèi)的污染物不外逸，并在清洗的工作段和非工作段之間采取氣囊密封，在遇到分支的情況下，先清洗支管道，后清洗主管道。

（1）結(jié)合現(xiàn)場實際情況選定操作段。

（2）將送、回風(fēng)口的隔離拆除，清洗所有風(fēng)口以及過濾網(wǎng)。

（3）選定吸塵風(fēng)口和清洗風(fēng)口。

盡量利用風(fēng)管系統(tǒng)現(xiàn)有的送、回風(fēng)口，為方便施工，必要時可現(xiàn)場切割工藝孔。

（4）預(yù)先拆除管路上的傳感器、凈化單元等易損原件。

（5）將清洗區(qū)域內(nèi)的所有送、回風(fēng)口封堵，利用通風(fēng)管路上的調(diào)節(jié)風(fēng)閥隔離清洗段和非清洗段。

（6）用吸管盤和伸縮風(fēng)管將高效真空收集器與風(fēng)管的吸風(fēng)口聯(lián)通，選定清洗孔，不清洗的風(fēng)管兩端用氣囊封住。

（7）開啟清洗設(shè)備，將清洗機器人、軟軸或氣刀放入風(fēng)管的清洗孔，對風(fēng)管進行清洗、消毒。

（8）采用具有監(jiān)測功能的機器人對風(fēng)管清洗情況進行錄像、編號、登記、存檔。

（9）一段風(fēng)管清洗完畢后，搬離清洗設(shè)備，妥善處理收集器的污物。

（10）拆掉吸氣管和吸管盤，恢復(fù)清洗用的風(fēng)口，現(xiàn)場開的風(fēng)口用可拆蓋板封住。

（11）對清洗作業(yè)中需要拆除的保溫隔熱材料予以更換。

（12）選定下一個操作段的吸風(fēng)口，將上一個操作段吸風(fēng)口變?yōu)榍逑纯?，按照上述順序?qū)︼L(fēng)管進行清洗、消毒。

（13）風(fēng)管清洗完后，對現(xiàn)場進行整理，恢復(fù)到初始狀態(tài)。

（14）在空調(diào)通風(fēng)按系統(tǒng)投入使用前，按照《GB 19210—2003空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范》或《WS/T 396—2012公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗消毒規(guī)范》對清洗效果進行確認(rèn)。

3 結(jié)論

隨著船舶設(shè)計建造以人為本理念的不斷深入和環(huán)保意識的逐漸加強，船舶空調(diào)通風(fēng)管路清洗和消毒逐漸顯示出其重要性和必要性，有些船舶配套企業(yè)也開始積極拓展這方面的業(yè)務(wù)，對清洗效果的檢查和驗收可以參照相關(guān)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求執(zhí)行。

疫情防控期間，在役船舶的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)建議采取如下應(yīng)對措施為船員提供健康的生活和工作環(huán)境，以保證船舶的生命力和戰(zhàn)斗力。

1）成立專門管理小組，對集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進行徹底的清洗消毒，規(guī)范空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備、管路、附件和凈化設(shè)施的維護、清洗和消毒管理流程。

2）當(dāng)集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)時，為防止回風(fēng)造成交叉污染，應(yīng)采用全新風(fēng)運行。在關(guān)閉回風(fēng)閥的同時，開大或開全新風(fēng)閥，同時打開舷窗和對外通道門避免艙室正壓過高。

3）建立應(yīng)急預(yù)案，將某個空調(diào)區(qū)域改為隔離和醫(yī)療區(qū)域，用于隔離患者并進行治療或?qū)γ芮薪佑|者進行醫(yī)學(xué)觀察，在選定區(qū)域工作的空氣處理機組上加裝消毒殺菌裝置，在該區(qū)域增加排風(fēng)管路和排風(fēng)機，將該區(qū)域改為負(fù)壓設(shè)計，防止病毒擴散到其它空調(diào)區(qū)域。