龔凱,楊美媛

(華北理工大學 建筑工程學院，河北 唐山 063210)

引言

COVID-19(Corona Virus Disease 2019)，中文全稱"新型冠狀病毒肺炎"，簡稱"新冠肺炎"。"新冠肺炎"是一種冠狀病毒及其變種導致的病毒，可以通過患者打噴嚏、咳嗽、飛沫、呼出的氣體等方式直接傳播；通過病毒沉積在物品表面，人接觸病毒后再觸摸眼睛等部位接觸傳播，也可以通過漂浮在空氣中的病原體被人吸入后進行氣溶膠傳播[1]。有研究認為，"新冠病毒"一般在空氣氣溶膠中存活可達3 h，中位半衰期為2.7 h；在紙質(zhì)材料上可存活24 h之久，而在塑料和不銹鋼表面存活可達2～3 d[2]。

2020年1月20日，國家衛(wèi)生健康委員會公告，將"新冠肺炎"納入《中華人民共和國傳染病防治法》規(guī)定的乙類傳染病，并采取甲類傳染病的預防、控制措施[3]，截止到2021年5月20日，國外現(xiàn)有確診病例20 595 246例，死亡病例3 426 711例；國內(nèi)現(xiàn)有確診病例1 759例，無癥狀感染者350例，死亡病例4 860例[4]；"外防輸入、內(nèi)防反彈"形勢依然嚴峻，對于人員密度大、人員流動性強、空間封閉的圖書館而言，是容易引起傳染性疾病大范圍傳播的場所之一。研究發(fā)現(xiàn)，空調(diào)通風系統(tǒng)對密閉空間空氣環(huán)境衛(wèi)生及空氣病菌傳播具有重要影響，此次"新冠肺炎"對圖書館產(chǎn)生的影響，應如何預防疫情的傳播，如何保護廣大讀者的身體健康，圖書館內(nèi)空調(diào)通風系統(tǒng)可否正常使用、如何避免圖書館內(nèi)病毒交叉感染？是圖書館工作者亟需思考的問題。為了正確解決上述問題，筆者調(diào)查研究了河北省地區(qū)多座圖書館，剖析圖書館在空調(diào)環(huán)境衛(wèi)生等方面所暴露出來的問題并提出解決措施，為圖書館工作者應對"新冠肺炎"提供一些參考。

1圖書館空調(diào)通風系統(tǒng)現(xiàn)狀

筆者重點調(diào)研了河北省地處不同城市的13所建筑面積大、閱讀人數(shù)多、藏書量大的圖書館，如表1所示。

表1 河北省地區(qū)圖書館概況

在"新冠肺炎"疫情下，解決圖書館室內(nèi)環(huán)境安全問題是"新冠肺炎"疫情下圖書館工作的重中之重。筆者在搜集各圖書館空調(diào)系統(tǒng)資料的基礎(chǔ)上，對部分圖書館門廳、展覽廳、報刊閱覽室、借閱區(qū)、辦公區(qū)等進行了實地調(diào)查，目前河北省地區(qū)圖書館所采用的空調(diào)系統(tǒng)主要分為以下三大類：(1)離心式電制冷機組作為空調(diào)冷源，風機盤管+新風；(2)多聯(lián)機+新風處理機組；(3)全空氣系統(tǒng)和風機盤管+新風系統(tǒng)。如圖1所示。

圖1 河北省地區(qū)圖書館空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)狀

經(jīng)過資料搜集和實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，從防治"新冠肺炎"空氣傳播的角度來看，圖書館建筑空調(diào)通風系統(tǒng)面臨著很大挑戰(zhàn)。主要出現(xiàn)的問題：(1)空調(diào)系統(tǒng)劃分不科學；(2)新風量不能滿足衛(wèi)生要求；(3)氣流組織計算不規(guī)范；(4)空氣壓力梯度劃分不明確；(5)風系統(tǒng)及冷凝水系統(tǒng)交叉感染的隱患[5]；(6)空調(diào)系統(tǒng)殺菌消毒維護不到位。分析總結(jié)空調(diào)通風系統(tǒng)和圖書館使用功能的特殊性，主要存在以下問題。

1.1 空調(diào)系統(tǒng)劃分不科學

在"新冠肺炎"疫情期內(nèi)，各類公共建筑應做好充足的復工復產(chǎn)準備，根據(jù)需要設(shè)置相對獨立、通風良好的臨時隔離間，對發(fā)現(xiàn)的疑似病例應采取臨時隔離的方式，用于隔離"新冠肺炎"疑似病人的隔離間不應與書庫、借閱區(qū)、辦公區(qū)等合用同一個空調(diào)系統(tǒng)；目前在設(shè)計階段大多數(shù)圖書館空調(diào)系統(tǒng)的劃分并沒有考慮到預防空氣傳播病毒的備用空調(diào)系統(tǒng)，急需單獨設(shè)置獨立隔離房間空調(diào)系統(tǒng)[6]。

1.2 新風量不能滿足衛(wèi)生要求

設(shè)計初期未完全考慮建筑物整個生命周期空調(diào)系統(tǒng)新風需求，缺少對設(shè)備老化、空調(diào)機組運行管理不規(guī)范等因素的考慮。并且圖書館人流量大，新風供給量不能與讀者增加數(shù)量成正比關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)，人數(shù)增多，空氣中的負氧離子濃度逐漸減少，館內(nèi)CO2、可吸入顆粒物等濃度會隨著時間逐漸增加，降低室內(nèi)空氣品質(zhì)[7]。長時間處于空氣質(zhì)量差的環(huán)境，容易產(chǎn)生氣悶、疲勞、呼吸不暢通等不良現(xiàn)象[8]。

1.3 氣流組織計算不規(guī)范

一方面，新風口選擇不合理，設(shè)計初期把新風口和排風口放在同一側(cè)，導致空調(diào)新風口吸入的空氣被污染；由于空氣氣流組織計算不合理，導致送風口與排風口發(fā)生氣流短路，形成通風死角[9,10]。

另一方面，受熱壓煙囪效應影響，排風系統(tǒng)易發(fā)生"回流"現(xiàn)象；在排風系統(tǒng)停止運行時，容易發(fā)生夏季上層的室內(nèi)空氣流向下層，冬季下層的室內(nèi)空氣流向上層的問題[11]，嚴重影響室內(nèi)氣流組織正常分布。

1.4 壓力梯度劃分不嚴格

雖然大多數(shù)圖書館集中式空調(diào)系統(tǒng)可以控制送風量、排風量，控制各功能區(qū)域的溫度、濕度，但是無法對空調(diào)區(qū)域空氣壓力進行調(diào)節(jié)，無法保證書庫、閱讀區(qū)、辦公區(qū)等之間的空氣壓力級差，存在各功能區(qū)域空氣串流或摻混等現(xiàn)象[12]。

1.5 風系統(tǒng)及冷凝水系統(tǒng)交叉感染

一方面，加濕器、冷卻盤管表面凝水?？照{(diào)末端主要裝置有盤管、冷凝水盤、水封等。長期處于潮濕環(huán)境中，空調(diào)系統(tǒng)啟動后，由于熱交換盤管、肋片及周圍部位濕度高，以及混入的新風，為冷凝水盤周圍的微生物繁殖提供了養(yǎng)分和良好存活條件[13,14]。

另一方面，空調(diào)系統(tǒng)的清洗和維護不到位。隨著風機啟動，軸流風機會卷吸殘留在設(shè)備或管道的粉塵、微生物等，隨著通風管道分散到各空調(diào)區(qū)域，影響室內(nèi)的空調(diào)環(huán)境[15]。

1.6 專業(yè)運行維護人員不足

空調(diào)的運行與維護需要專業(yè)人員，運維人員的綜合素養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)風險意識能力與設(shè)備正常運行有很大關(guān)系，通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，圖書館管理人員中，很少有畢業(yè)于建筑設(shè)備相關(guān)專業(yè)，管理人員缺少對建筑環(huán)境專業(yè)理論知識、設(shè)備結(jié)構(gòu)和原理的掌握，并且圖書館很少對運維人員進行專業(yè)培訓，無法滿足設(shè)備維護和建筑環(huán)境衛(wèi)生控制的工作需要。

2空調(diào)通風系統(tǒng)污染的主要表現(xiàn)形式

空調(diào)系統(tǒng)污染情況與其結(jié)構(gòu)、功能和維護狀況有密切關(guān)系。大多數(shù)圖書館對空調(diào)系統(tǒng)機組、風道、送/回風口、風機盤管等維護清理較少，尤其對吊頂內(nèi)設(shè)備幾乎不進行清理，表2給出了維護管理方面的調(diào)查結(jié)果。該項目以調(diào)研的圖書館空調(diào)通風系統(tǒng)為例，按照系統(tǒng)進行劃分，詳細介紹產(chǎn)生污染物的部件及原因。

表2 圖書館空調(diào)系統(tǒng)不同部位的清潔情況

2.1 水系統(tǒng)易產(chǎn)生微生物污染的部件及原因

(1)冷卻塔：冷卻塔一般安裝在建筑物屋頂或者裙房處，冷卻水與大氣不斷接觸，在自然環(huán)境和風機的雙重作用下，不斷進行物質(zhì)和能量的傳遞，由于冷卻塔內(nèi)冷卻水自上而下噴淋，極易吸收空氣夾雜中的粉塵、微生物等，隨著冷卻塔使用時間增加，容易滋生各種細菌，例如"軍團菌"等，細菌可經(jīng)冷卻水管道污染整座建筑物，嚴重威脅人類身體健康。如圖2所示。

圖2 冷卻塔

(2)冷凝水管：由于風機盤管及空氣處理機組內(nèi)的表冷器表面溫度低于周圍空氣露點溫度，空氣中的水蒸氣產(chǎn)生冷凝水，冷凝水沿冷凝水管排至地漏上方，導致地漏周圍環(huán)境濕度大，容易滋生各種細菌，存在交叉感染的風險。

(3)冷凝器：微生物與其他雜質(zhì)容易附著在傳熱管壁上，降低熱交換效率，增加水流阻力，容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象[16]，降低設(shè)備使用壽命。

(4)風機盤管積水盤：冷凝水盤處在盤管換熱器和擋水板下，一般凝水盤安裝坡度不夠，容易導致排水不暢，凝水盤積水；受積水盤結(jié)構(gòu)影響，容易聚集灰塵，發(fā)生微生物污染問題[17]。如圖3所示。

圖3 風機盤管積水盤

2.2 通風系統(tǒng)易產(chǎn)生微生物污染的部件及原因

(1)過濾段：目前圖書館空調(diào)系統(tǒng)過濾裝置過濾精度低、清洗次數(shù)極少，不能有效控制積塵和微生物進入室內(nèi)環(huán)境，在過濾裝置處于潮濕狀態(tài)時，污染現(xiàn)象更加嚴重[18]。如圖4所示。

圖4 空調(diào)箱結(jié)構(gòu)示意圖

(2)通風管道：圖書館通風系統(tǒng)一般需要長期運行，送回風與管內(nèi)壁相互碰撞摩擦產(chǎn)生靜電，易造成風管灰塵粘附越積越多，為微生物的繁殖和生長提供了環(huán)境；并且風管一般安裝在空氣不流通的吊頂內(nèi)，受風管周圍各種供回水管道影響，吊頂內(nèi)濕度較大，利于微生物大量繁殖，嚴重影響送風品質(zhì)[19]。

(3)風口：圖書館建筑風口類型一般采用為方形散流器、百葉、噴口3種形式，如圖5所示，一般情況，空調(diào)粗精效過濾網(wǎng)能夠過濾3 μm以上的懸浮顆粒物，無法完全過濾掉全部顆粒物，并且受送回風與風口相互摩擦影響，靜電導致越來越多的灰塵粘附在風口位置，有研究表明，微生物生長隨著風口積塵量的增加而增加。因此，風口粉塵不及時清理，威脅館內(nèi)人員身體健康。

圖5 方形散流器、百葉、噴口

(4)表冷器：夏季表冷器附近空氣溫度范圍一般在14～20 ℃，表冷器表附近濕度較大，適宜真菌、細菌生長[20]；由于表冷器在粗精效過濾器之后，在風壓的作用下，會將微生物帶入室內(nèi)，影響室內(nèi)空氣品質(zhì)。

3圖書館應采取的預防控制措施

3.1 通風系統(tǒng)設(shè)備檢查

(1)檢查新風進風口位置，保證新風進風口遠離室外污染源，并處于污染源上風口位置，嚴禁新風取自機房、樓道、吊頂?shù)葓鏊?，必須保證新風的質(zhì)量。

(2)檢查空氣過濾器、表面式冷卻器、加濕器、冷凝水水盤等易集聚灰塵和滋生細菌的部件，并定期(一般1次/星期)進行清洗和消毒[21]；檢查并確保新風機房的密閉性，避免機房外其他區(qū)域的空氣回流進新風機組，形成空氣的交叉流通。

(3)新冠肺炎疫情期間適當降低圖書館內(nèi)舒適需求，盡量不開啟回風，由于回風是空調(diào)系統(tǒng)從房間中收集起來之后又被空調(diào)系統(tǒng)送回房間中的空氣，當空氣中含有病毒氣溶膠時，會被回風系統(tǒng)再次送入室內(nèi)；可能造成大范圍交叉感染。雖然目前無確切證據(jù)表明回風造成的直接傳染病例，但非常時期，仍應盡量規(guī)避風險。當必須開啟回風運行時，應保持較大新風比運行，并加強對回風過濾器的清洗和更換頻率，同時更換高效低阻空氣過濾器或增設(shè)通風凈化裝置等必要的凈化消毒設(shè)施。

(4)為了切斷"新冠肺炎"在電梯的傳播途徑，可以聯(lián)系電梯廠商更換通風換氣的轎廂，也可以對電梯轎廂進行改造，為轎廂增設(shè)開啟式天窗或者四壁上部換上花格[22]，通過電梯豎井進行通風換氣。

3.2 圖書館空調(diào)系統(tǒng)及潛在污染源清洗消毒

(1)消毒所采用的藥劑應符合國家相關(guān)標準。對金屬部件宜選用季銨鹽類消毒劑，對非金屬部件可選用含氯消毒劑，并嚴格按照使用說明進行規(guī)范操作。根據(jù)已報道的研究結(jié)果可知，冠狀病毒屬于有包膜的親脂類病毒。按照人類認知的所有微生物對消毒處理的抗力大小，有包膜的病毒屬于最容易殺滅的微生物。所有批準上市的消毒劑、消毒器械、物理消毒方法，都能夠有效殺滅冠狀病毒。因此可以使用84消毒劑、消毒泡騰片等含氯消毒劑、過氧乙酸和氯仿等脂溶劑及季銨鹽類消毒劑對空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備進行消毒殺菌[23]。

(2)對空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵衛(wèi)生部件，例如過濾網(wǎng)、過濾器、風口、表冷器、 冷凝水積水盤等進行清洗、消毒或者更換，保證通風系統(tǒng)的暢通與清潔。

(3)"新冠病毒"可以通過接觸傳播，為避免病毒通過圖書等物品引起交叉感染，可以對歸還圖書、書桌、書架等采用1 000 mg/L含氯消毒劑抹擦進行消毒處理；也可以安裝紫外線消毒燈，待閉館后對圖書館進行照射消毒[24]。

(4)研究發(fā)現(xiàn)，濕度對微生物的生長比溫度對微生物的生長更重要，潮濕是影響室內(nèi)空氣污染的主要因素，在疫情期間，圖書館管理者應保證圖書館內(nèi)的環(huán)境濕度,減少水源污染，對衛(wèi)生間、開水間、設(shè)備間等房間加強清理消毒工作，保持干燥衛(wèi)生。

3.3 增加公共環(huán)境衛(wèi)生意識

(1)加強對讀者的宣傳教育工作，促進養(yǎng)成良好生活習慣，如發(fā)現(xiàn)自身身體不適，應及時就醫(yī)治療，不進出圖書館等公共場所，避免病菌的流行傳播，影響他人身體健康[25]。

(2)提高讀者自我防范意識，在進出公共場所時，佩戴醫(yī)用一次性口罩，注意個人衛(wèi)生，館內(nèi)人與人之間保持1 m以上距離，留意周邊人員身體狀況，對發(fā)現(xiàn)有發(fā)熱、干咳、鼻塞、流涕等癥狀的病人時，要即時遠離，并及時用洗手液或肥皂水洗手，減少微生物病源的傳播可能性。

(3)嚴格控制圖書館內(nèi)濕度，減少霉菌、細菌滋生；改善圖書館內(nèi)通風設(shè)施，如密集書庫、閱讀大廳、借閱室等區(qū)域安裝換氣扇、抽風機等，增加空氣換氣量，減少細菌密度；同時可以安裝空氣凈化機，吸附室內(nèi)空氣中污染物，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。

3.4 建立應急管理體系

(1)建立圖書館出入人員登記檔案和各功能區(qū)域進出檔案，設(shè)置臨時觀察隔離點，配備專人負責，并接受相關(guān)培訓。

(2)明確圖書館內(nèi)突發(fā)疫情應急處理的責任人和應急管理體制，制定突發(fā)疫情的應對措施和應急管理方案，并在開館前進行演練。

(3)加強醫(yī)務(wù)人員指導培訓，將地方或者高校公共醫(yī)療資源融入圖書館防疫工作，促進疫情信息共享，組織圖書館防控工作人員、圖書管理員、志愿者等人員進行相關(guān)防控知識培訓，建立工作臺賬和健康檔案。

(4)完善圖書館人才隊伍建設(shè)，選拔培訓熟悉圖書館設(shè)備運行的專業(yè)人員，落實專人負責，確保館內(nèi)建筑環(huán)境衛(wèi)生、氣流合理流動、設(shè)備清潔。

4結(jié)論

(1)大量的實測調(diào)查結(jié)果表明，我國圖書館公共建筑集中式空調(diào)系統(tǒng)衛(wèi)生狀況堪憂。由于濕度較大、積塵較多、清洗消毒少，風系統(tǒng)部件如加濕部件等，非常容易滋生微生物。由于冷卻水直接與外界大氣接觸，具有適宜微生物生長的環(huán)境條件(溫度、養(yǎng)分、pH、水分等)，且消毒措施不到位，水系統(tǒng)中以軍團菌為代表的微生物污染現(xiàn)象十分嚴重，應當釆取更嚴格的措施來監(jiān)測和控制集中式空調(diào)系統(tǒng)生物污染。

(2)我國公共建筑的通風空調(diào)系統(tǒng)的運行、維修和管理，停留在比較粗放的水平。很多單位對通風空調(diào)系統(tǒng)運行的主要關(guān)注點僅是溫度和運行費用。應該制定和完善通風空調(diào)系統(tǒng)的運行、維修和管理的標準，逐步改變落后狀。

(3)"新冠肺炎"疫情期間暴露出來的問題，對于空調(diào)行業(yè)，既是機遇優(yōu)勢挑戰(zhàn)，通過摒棄以前不合理的空調(diào)形式，優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)思想，采用更加先進的合理的空調(diào)系統(tǒng)型式，空調(diào)不僅不會成為滋生病菌病毒的溫床和病菌病毒傳播的途徑，而且會成為防范病菌病毒通過空氣傳播的有效手段。