探讨新冠疫情下民用建筑暖通空调系统消毒措施和方法论文_黄春霖

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摘要:随着2019年底的一场新型冠状病毒疫情,由武汉迅速蔓延至全国。国家的应急响应不断升级,并采取了一系列严厉的管控措施,例如封城,阻断交通,停工停学等,随着防控手段的逐级落实,新增感染病例近期持续下降,同时我国的经济也遭受到了沉重的打击。目前随着各地防控成效显著,防疫响应逐渐降级,国家号召企事业单位尽快复工复产的信息传递到各地。可目前抗疫战争并没有完全胜利,各地复工、复学的人们即将走进各种办公写字楼、商业宾馆、学校、超市内。本文针对和群众健康密切相关民用建筑暖通空调系统的消毒措施和方法进行了初步的研究,对净化公共场所空气质量,有效灭活新冠病毒,保护人体健康提出了一些措施和看法。

关键词:民用建筑;新型冠状病毒;空调系统;消毒灭菌;

新型冠状病毒属于β属冠状病毒,病毒对紫外线和热敏感,56˚C约30分钟、乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒。基于目前的流行病学的调查和研究结果,潜伏期为1-14天,多为3-7天;传染源主要是新型冠状病毒感染的患者或携带者。主要传播途径为经呼吸道的飞沫和接触传播,在相对封闭的环境中长时间暴露与高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能,其他传播途径尚待明确,人群普遍易感。

为做好民用建筑内新型冠状病毒肺炎防控工作,控制疫情的传播,降低感染率,维护复工复产人民群众的生命安全和身体健康,结合目前新冠病毒和空调系统的特点,本文拟探讨可以对空调系统有效灭活新冠病毒的措施和方法。

1、民用建筑暖通空调的类型

空调系统根据不同分类的方法可以分为多种类型。按空气处理设备的设置情况可以分为集中式系统、半集中式系统、分散式系统、其他空调系统等。

2、民用建筑暖通空调的组成

2.1集中式空调系统主要的空气处理设备,包括新风机、排风机、冷却装置、加热装置、加湿器、过滤器等都设置在一个集中的空调机房。空气处理所需的冷、热源等都由集中设置的冷冻站、锅炉房集中供给。全空气单双风管、定风量、变风量VAV系统就属于这类空调系统。目前甲级写字楼、政府机关、图书馆多数采用该种空调系统。

2.2半集中式空调系统特点是除了设置集中空调机房外,还设在各个需要温控空调房间内的末端装置,主要是冷热交换装置(风机盘管),器作用是在空气进入空调房间之前,对来自集中处理空气做进一步补充处理。例如风机盘管+新风系统,诱导式空调系统就是该类空调系统。目前宾馆、酒店、大型展览、会馆比较多采用这种空调系统。

2.3分散式空调系统(局部机组)。分散式空调系统是吧空气处理所需的冷、热源空气处理和空气输送设备设置在一个箱体内,组成一个紧凑的、可独立使用的空调系统。这种系统一般设置在空调房间和临室内,其特点是使用灵活布置方便。例如,窗式、柜式、分体式或多联机空调,VRV系统就属于这类空调系统。通常在住宅、公寓、别墅内应用该种空调系统比较常见。

其余的空调系统还包括楼板送风、冷却和热水毛细管辐射、地源和水源热泵等系统因应用不太广泛不在本文赘述。

3、常用的空气消毒技术

在日常的生产和生活中,有很多场所对空气要求比较严格,涉及到空气消毒问题。通常的空气消毒、灭菌技术可以分为以下几类:

3.1高温消毒,在常压下将空气加热到120~160 ˚C,保持一定时间起到一定灭菌消毒作用,通常加热到121 ˚C维持15min就能达到病毒完全灭活的效果。(暖通空调内不适用)

3.2静电除菌,利用静电引力吸附带电粒子,而达到除菌和吸附病毒微尘颗粒的作用。将交流电电压提高到2~5万伏,经整流变成直流电,当空气通过时,在强电场(>7000V/cm²)作用下形成电力作用,产生带正负电荷的离子,并分别向正负电极移动,在移动过程中又使灰尘,微生物带电,而被电极所吸附。

3.3紫外消毒,紫外线在波长为240~280 m范围最具有杀菌效能,尤其在波长为253.7 nm时紫外线的杀菌作用最强。紫外线中的一段C频(C—BAQND)对摧毁对人体有害的细菌或病毒有极大的效用。其杀菌原理是通过紫外线对细胞、病毒等单细胞微生物的照射,以破坏其生命中枢DNA(去氧核糖核酸)的结构.使构成该微生物的蛋白质无法形成,使其立即死亡或丧失繁殖能力。一般紫外线在1~2 s内就可达到灭菌的效果。目前已证明,紫外线能杀灭细菌、霉菌、病毒和单胞藻。事实上,新冠病毒对紫外线都很敏感,所以紫外线用于对空调管道内空气处理方面是很优越的。

3.4过滤介质除菌,过滤除菌是目前国内外普遍使用的空气消毒方法。它是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层,将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中,而达到除菌目的。

3.5定期在空调管道内喷洒经稀释和雾化的消毒剂灭菌。消毒剂的选择是这种灭菌方法的关键,需要考虑空调系统的特性,易燃易爆的75%的乙醇、乙醚、过氧乙酸溶剂显然不适合作为消毒剂直接喷洒在通风管道或风机箱内。具有较大腐蚀性、毒性(氯仿)和人体感官刺激的消毒剂也不可以直接在空调系统内使用。建议选用经稀释300~500倍的含氯消毒剂(例如84消毒液)或来苏水为甲酚的肥皂溶液,其杀菌能力与苯酚相似,其石炭酸系数随成份与菌种的不同而异,处于1.6~5之间,含0.3%~0.6%本品溶液能使大部分致病菌死亡,能杀灭亲脂性病毒。另外经稀释的碘溶剂(碘伏、碘酊)也可小范围试用灭菌及人体危害实验后通过后实施。另外,空调系统内雾化消毒剂灭菌实施的时间建议在下班后,大量人员离开工作学习岗位后由物业专业人员实施或采用BA自动控制实施。如有人员不适,应立即停止灭菌,并及时送医,并在空调系统内喷洒相应消毒剂的中和剂。

4、民用建筑暖通空调系统适用的消毒措施和方法

4.1开窗自然通风,增加空气流动速度,及时稀释和排出病毒因子。适用于可以开启门窗的所有空调系统,但有些全封闭幕墙的甲级写字楼,采用全空气的VAV空调系统无法采用开窗自然通风和换气的方法。

4.2增加送风、排风效率,增大换气量和换气效率,及时稀释和排出病毒因子。适用于有新风机组、空调箱和排风机组的所有空调系统。可以具体采用更换风机皮带轮传动比,提高送排风机变频工作频率,提高转速等措施。但分体柜式、挂式、无新风系统的多联机不适用本方法。

4.3定期对空调系统清洗和消毒,包括用消毒剂清洗送风管道,过滤器,初效、中效过滤片,积水盘,送排风口等。对不能清洗的纸质或高效过滤片只能采取及时更换的方式。本方式适用所有的空调系统,建议在夜间或空调系统空置时间段内实施。清洗的具体操作步骤为“关电源-停止送排风-过滤网、表冷器、凝结水盘进行清洗-消毒-30min后再送电源-开新风送排风机”,并做好有效的清洗消毒记录。

4.4空调系统内定时喷洒雾化稀释的消毒剂,适用用有新风机、送排风机、风管的各种空调系统,需注意选择合适的消毒剂,易燃、易爆、有毒、重感官刺激的消毒剂不可使用。有加湿器的空调系统可以直接将稀释消毒剂混入加湿器中,由BA自动控制自动喷洒。不适用无风机箱和管道的分体柜式、挂式、无新风系统的多联机组空调系统。

4.5静电除菌和紫外线消毒设备,适用于有新风机组、空调箱和排风机组的所有空调系统。具体可以在空调箱的初效和风机之间改造增设静电除菌、紫外光除菌设备,增设位置如图1。

目前的中央空调系统普遍使用初、中效过滤器,50%以上的可吸入性颗粒物无法被有效过滤,风管及空气处理器、风机盘管滴水盘的湿度条件十分适宜细菌的生长和繁衍,在送、排风过程中随气流迅速扩散,绝大部分中央空调系统采用回风处理方式,室内某处污染源所产生的污染就会经过回风而扩散至整个空调房间内造成交叉污染。因此,在初滤和中滤中间增加了组合式空气洁净消毒段,该段采用紫外除菌设计或静电除菌设计,或者增加两者的结合体,这样能够有效地除菌消毒。在使用紫外光除菌系统是,应选择合适功率和波长的紫外光系统,需监测经过紫外光后端空气中臭氧浓度,当浓度值波动0.06~0.10mg/m³时,臭氧含量合格对后端空调房间内人体无害。除了送风风柜安装净化除菌装置外,还有安装在中央空调送、回风管道位置的净化消毒装置,此净化消毒装置指安装在空调风柜到使用终端的风管管道上。主要有应用紫外灯消毒技术制作的插入式紫外净化消毒装置和应用高压静电消毒技术制作的中央空调管道式电子消毒装置。另外还有安装在回风口位置的净化消毒装置。中央空调系统内加装空气消毒装置是必要的消毒措施。分体柜式、挂式、无新风系统的多联机不适用本方法。

4.6过滤介质除菌系统,可以在图1中效过滤段后方和出风口的前方增设针对冠状病毒有效的过滤系统,相当于给空调系统整体带上了口罩。该除菌方法对滤材的选择十分关键。根据相关文献,新冠病毒附着的飞沫的直径在0.03µm~1.0µm之间,平均直径在0.05µm左右,病毒主要通过呼吸道飞沫和接触传播。有效的滤材包括,复合熔喷布层的活性炭纤维网、复合熔喷布层的镀银滤网、HEPA等。另外上海刚刚研发一款纳米纤维微孔薄膜材质对0.75µm细小微粒过滤性能达到95%以上,且可以反复清洗消毒20次以上,预计将来也会广泛应用于空调过滤系统中。通常为增加空气接触面积,防止堵塞,过滤片通常做成褶皱型和布袋型。过滤器两侧可以增加压差传感器,在堵塞后向BA系统报警提醒清洗或更换。

对于分体空调柜机、挂机和多联机,以及风机盘管在回风过滤网可以增加一层如图2所示静电过滤网,3M及国产品牌配合多种空调型号可以购买定期安装更换。

图2空调静电滤网

5、结语

我们应该认识到对民用建筑的空调系统的除菌、消毒措施是在疫情传播期间保证人民生命健康和安全的重要措施,本文仅通过浅显的研究和整理,希望推动暖通空调系统的升级和工艺生产方式的改变。使空调消毒灭菌系统和措施广泛的应用到人员聚集、公共交通、展览展示、行政机关等场所,进一步推动工程规范制定和厂家成熟产品的面世。从而在疫情期间保护群众健康,提供空调房间内空气质量。利用专业的力量,在某些方面为祖国的经济持续稳定的发展保驾护航。

参考文献

(1)、《新型冠状病毒肺炎防控方案》(第五版),国家卫建委办公厅,2020年2月发布。

(2)、《民用建筑空调设计》,马最良、姚杨主编,化学工业出版社,2003年

(3)、《建筑空调实用技术基础》,陈沛霖主编,中国电力出版社,2004年9月

(4)、《科学设置医院暖通空调提高防范非典的作用》,金春荣、戚磊、严静,全科医学临床与教育2003年10月第一卷第3期

论文作者:黄春霖

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/5/6

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