"新冠肺炎"疫情防控下图书馆空调环境卫生现状调查及预防对策

龚凯,杨美媛

(华北理工大学 建筑工程学院，河北 唐山 063210)

引言

COVID-19(Corona Virus Disease 2019)，中文全称"新型冠状病毒肺炎"，简称"新冠肺炎"。"新冠肺炎"是一种冠状病毒及其变种导致的病毒，可以通过患者打喷嚏、咳嗽、飞沫、呼出的气体等方式直接传播；通过病毒沉积在物品表面，人接触病毒后再触摸眼睛等部位接触传播，也可以通过漂浮在空气中的病原体被人吸入后进行气溶胶传播[1]。有研究认为，"新冠病毒"一般在空气气溶胶中存活可达3 h，中位半衰期为2.7 h；在纸质材料上可存活24 h之久，而在塑料和不锈钢表面存活可达2～3 d[2]。

2020年1月20日，国家卫生健康委员会公告，将"新冠肺炎"纳入《中华人民共和国传染病防治法》规定的乙类传染病，并采取甲类传染病的预防、控制措施[3]，截止到2021年5月20日，国外现有确诊病例20 595 246例，死亡病例3 426 711例；国内现有确诊病例1 759例，无症状感染者350例，死亡病例4 860例[4]；"外防输入、内防反弹"形势依然严峻，对于人员密度大、人员流动性强、空间封闭的图书馆而言，是容易引起传染性疾病大范围传播的场所之一。研究发现，空调通风系统对密闭空间空气环境卫生及空气病菌传播具有重要影响，此次"新冠肺炎"对图书馆产生的影响，应如何预防疫情的传播，如何保护广大读者的身体健康，图书馆内空调通风系统可否正常使用、如何避免图书馆内病毒交叉感染？是图书馆工作者亟需思考的问题。为了正确解决上述问题，笔者调查研究了河北省地区多座图书馆，剖析图书馆在空调环境卫生等方面所暴露出来的问题并提出解决措施，为图书馆工作者应对"新冠肺炎"提供一些参考。

1图书馆空调通风系统现状

笔者重点调研了河北省地处不同城市的13所建筑面积大、阅读人数多、藏书量大的图书馆，如表1所示。

表1 河北省地区图书馆概况

在"新冠肺炎"疫情下，解决图书馆室内环境安全问题是"新冠肺炎"疫情下图书馆工作的重中之重。笔者在搜集各图书馆空调系统资料的基础上，对部分图书馆门厅、展览厅、报刊阅览室、借阅区、办公区等进行了实地调查，目前河北省地区图书馆所采用的空调系统主要分为以下三大类：(1)离心式电制冷机组作为空调冷源，风机盘管+新风；(2)多联机+新风处理机组；(3)全空气系统和风机盘管+新风系统。如图1所示。

图1 河北省地区图书馆空调系统现状

经过资料搜集和实地调查发现，从防治"新冠肺炎"空气传播的角度来看，图书馆建筑空调通风系统面临着很大挑战。主要出现的问题：(1)空调系统划分不科学；(2)新风量不能满足卫生要求；(3)气流组织计算不规范；(4)空气压力梯度划分不明确；(5)风系统及冷凝水系统交叉感染的隐患[5]；(6)空调系统杀菌消毒维护不到位。分析总结空调通风系统和图书馆使用功能的特殊性，主要存在以下问题。

1.1 空调系统划分不科学

在"新冠肺炎"疫情期内，各类公共建筑应做好充足的复工复产准备，根据需要设置相对独立、通风良好的临时隔离间，对发现的疑似病例应采取临时隔离的方式，用于隔离"新冠肺炎"疑似病人的隔离间不应与书库、借阅区、办公区等合用同一个空调系统；目前在设计阶段大多数图书馆空调系统的划分并没有考虑到预防空气传播病毒的备用空调系统，急需单独设置独立隔离房间空调系统[6]。

1.2 新风量不能满足卫生要求

设计初期未完全考虑建筑物整个生命周期空调系统新风需求，缺少对设备老化、空调机组运行管理不规范等因素的考虑。并且图书馆人流量大，新风供给量不能与读者增加数量成正比关系，研究发现，人数增多，空气中的负氧离子浓度逐渐减少，馆内CO2、可吸入颗粒物等浓度会随着时间逐渐增加，降低室内空气品质[7]。长时间处于空气质量差的环境，容易产生气闷、疲劳、呼吸不畅通等不良现象[8]。

1.3 气流组织计算不规范

一方面，新风口选择不合理，设计初期把新风口和排风口放在同一侧，导致空调新风口吸入的空气被污染；由于空气气流组织计算不合理，导致送风口与排风口发生气流短路，形成通风死角[9,10]。

另一方面，受热压烟囱效应影响，排风系统易发生"回流"现象；在排风系统停止运行时，容易发生夏季上层的室内空气流向下层，冬季下层的室内空气流向上层的问题[11]，严重影响室内气流组织正常分布。

1.4 压力梯度划分不严格

虽然大多数图书馆集中式空调系统可以控制送风量、排风量，控制各功能区域的温度、湿度，但是无法对空调区域空气压力进行调节，无法保证书库、阅读区、办公区等之间的空气压力级差，存在各功能区域空气串流或掺混等现象[12]。

1.5 风系统及冷凝水系统交叉感染

一方面，加湿器、冷却盘管表面凝水。空调末端主要装置有盘管、冷凝水盘、水封等。长期处于潮湿环境中，空调系统启动后，由于热交换盘管、肋片及周围部位湿度高，以及混入的新风，为冷凝水盘周围的微生物繁殖提供了养分和良好存活条件[13,14]。

另一方面，空调系统的清洗和维护不到位。随着风机启动，轴流风机会卷吸残留在设备或管道的粉尘、微生物等，随着通风管道分散到各空调区域，影响室内的空调环境[15]。

1.6 专业运行维护人员不足

空调的运行与维护需要专业人员，运维人员的综合素养和发现风险意识能力与设备正常运行有很大关系，通过调研发现，图书馆管理人员中，很少有毕业于建筑设备相关专业，管理人员缺少对建筑环境专业理论知识、设备结构和原理的掌握，并且图书馆很少对运维人员进行专业培训，无法满足设备维护和建筑环境卫生控制的工作需要。

2空调通风系统污染的主要表现形式

空调系统污染情况与其结构、功能和维护状况有密切关系。大多数图书馆对空调系统机组、风道、送/回风口、风机盘管等维护清理较少，尤其对吊顶内设备几乎不进行清理，表2给出了维护管理方面的调查结果。该项目以调研的图书馆空调通风系统为例，按照系统进行划分，详细介绍产生污染物的部件及原因。

表2 图书馆空调系统不同部位的清洁情况

2.1 水系统易产生微生物污染的部件及原因

(1)冷却塔：冷却塔一般安装在建筑物屋顶或者裙房处，冷却水与大气不断接触，在自然环境和风机的双重作用下，不断进行物质和能量的传递，由于冷却塔内冷却水自上而下喷淋，极易吸收空气夹杂中的粉尘、微生物等，随着冷却塔使用时间增加，容易滋生各种细菌，例如"军团菌"等，细菌可经冷却水管道污染整座建筑物，严重威胁人类身体健康。如图2所示。

图2 冷却塔

(2)冷凝水管：由于风机盘管及空气处理机组内的表冷器表面温度低于周围空气露点温度，空气中的水蒸气产生冷凝水，冷凝水沿冷凝水管排至地漏上方，导致地漏周围环境湿度大，容易滋生各种细菌，存在交叉感染的风险。

(3)冷凝器：微生物与其他杂质容易附着在传热管壁上，降低热交换效率，增加水流阻力，容易发生腐蚀现象[16]，降低设备使用寿命。

(4)风机盘管积水盘：冷凝水盘处在盘管换热器和挡水板下，一般凝水盘安装坡度不够，容易导致排水不畅，凝水盘积水；受积水盘结构影响，容易聚集灰尘，发生微生物污染问题[17]。如图3所示。

图3 风机盘管积水盘

2.2 通风系统易产生微生物污染的部件及原因

(1)过滤段：目前图书馆空调系统过滤装置过滤精度低、清洗次数极少，不能有效控制积尘和微生物进入室内环境，在过滤装置处于潮湿状态时，污染现象更加严重[18]。如图4所示。

图4 空调箱结构示意图

(2)通风管道：图书馆通风系统一般需要长期运行，送回风与管内壁相互碰撞摩擦产生静电，易造成风管灰尘粘附越积越多，为微生物的繁殖和生长提供了环境；并且风管一般安装在空气不流通的吊顶内，受风管周围各种供回水管道影响，吊顶内湿度较大，利于微生物大量繁殖，严重影响送风品质[19]。

(3)风口：图书馆建筑风口类型一般采用为方形散流器、百叶、喷口3种形式，如图5所示，一般情况，空调粗精效过滤网能够过滤3 μm以上的悬浮颗粒物，无法完全过滤掉全部颗粒物，并且受送回风与风口相互摩擦影响，静电导致越来越多的灰尘粘附在风口位置，有研究表明，微生物生长随着风口积尘量的增加而增加。因此，风口粉尘不及时清理，威胁馆内人员身体健康。

图5 方形散流器、百叶、喷口

(4)表冷器：夏季表冷器附近空气温度范围一般在14～20 ℃，表冷器表附近湿度较大，适宜真菌、细菌生长[20]；由于表冷器在粗精效过滤器之后，在风压的作用下，会将微生物带入室内，影响室内空气品质。

3图书馆应采取的预防控制措施

3.1 通风系统设备检查

(1)检查新风进风口位置，保证新风进风口远离室外污染源，并处于污染源上风口位置，严禁新风取自机房、楼道、吊顶等场所，必须保证新风的质量。

(2)检查空气过滤器、表面式冷却器、加湿器、冷凝水水盘等易集聚灰尘和滋生细菌的部件，并定期(一般1次/星期)进行清洗和消毒[21]；检查并确保新风机房的密闭性，避免机房外其他区域的空气回流进新风机组，形成空气的交叉流通。

(3)新冠肺炎疫情期间适当降低图书馆内舒适需求，尽量不开启回风，由于回风是空调系统从房间中收集起来之后又被空调系统送回房间中的空气，当空气中含有病毒气溶胶时，会被回风系统再次送入室内；可能造成大范围交叉感染。虽然目前无确切证据表明回风造成的直接传染病例，但非常时期，仍应尽量规避风险。当必须开启回风运行时，应保持较大新风比运行，并加强对回风过滤器的清洗和更换频率，同时更换高效低阻空气过滤器或增设通风净化装置等必要的净化消毒设施。

(4)为了切断"新冠肺炎"在电梯的传播途径，可以联系电梯厂商更换通风换气的轿厢，也可以对电梯轿厢进行改造，为轿厢增设开启式天窗或者四壁上部换上花格[22]，通过电梯竖井进行通风换气。

3.2 图书馆空调系统及潜在污染源清洗消毒

(1)消毒所采用的药剂应符合国家相关标准。对金属部件宜选用季铵盐类消毒剂，对非金属部件可选用含氯消毒剂，并严格按照使用说明进行规范操作。根据已报道的研究结果可知，冠状病毒属于有包膜的亲脂类病毒。按照人类认知的所有微生物对消毒处理的抗力大小，有包膜的病毒属于最容易杀灭的微生物。所有批准上市的消毒剂、消毒器械、物理消毒方法，都能够有效杀灭冠状病毒。因此可以使用84消毒剂、消毒泡腾片等含氯消毒剂、过氧乙酸和氯仿等脂溶剂及季铵盐类消毒剂对空调系统的设备进行消毒杀菌[23]。

(2)对空调系统的关键卫生部件，例如过滤网、过滤器、风口、表冷器、 冷凝水积水盘等进行清洗、消毒或者更换，保证通风系统的畅通与清洁。

(3)"新冠病毒"可以通过接触传播，为避免病毒通过图书等物品引起交叉感染，可以对归还图书、书桌、书架等采用1 000 mg/L含氯消毒剂抹擦进行消毒处理；也可以安装紫外线消毒灯，待闭馆后对图书馆进行照射消毒[24]。

(4)研究发现，湿度对微生物的生长比温度对微生物的生长更重要，潮湿是影响室内空气污染的主要因素，在疫情期间，图书馆管理者应保证图书馆内的环境湿度,减少水源污染，对卫生间、开水间、设备间等房间加强清理消毒工作，保持干燥卫生。

3.3 增加公共环境卫生意识

(1)加强对读者的宣传教育工作，促进养成良好生活习惯，如发现自身身体不适，应及时就医治疗，不进出图书馆等公共场所，避免病菌的流行传播，影响他人身体健康[25]。

(2)提高读者自我防范意识，在进出公共场所时，佩戴医用一次性口罩，注意个人卫生，馆内人与人之间保持1 m以上距离，留意周边人员身体状况，对发现有发热、干咳、鼻塞、流涕等症状的病人时，要即时远离，并及时用洗手液或肥皂水洗手，减少微生物病源的传播可能性。

(3)严格控制图书馆内湿度，减少霉菌、细菌滋生；改善图书馆内通风设施，如密集书库、阅读大厅、借阅室等区域安装换气扇、抽风机等，增加空气换气量，减少细菌密度；同时可以安装空气净化机，吸附室内空气中污染物，提高室内空气品质。

3.4 建立应急管理体系

(1)建立图书馆出入人员登记档案和各功能区域进出档案，设置临时观察隔离点，配备专人负责，并接受相关培训。

(2)明确图书馆内突发疫情应急处理的责任人和应急管理体制，制定突发疫情的应对措施和应急管理方案，并在开馆前进行演练。

(3)加强医务人员指导培训，将地方或者高校公共医疗资源融入图书馆防疫工作，促进疫情信息共享，组织图书馆防控工作人员、图书管理员、志愿者等人员进行相关防控知识培训，建立工作台账和健康档案。

(4)完善图书馆人才队伍建设，选拔培训熟悉图书馆设备运行的专业人员，落实专人负责，确保馆内建筑环境卫生、气流合理流动、设备清洁。

4结论

(1)大量的实测调查结果表明，我国图书馆公共建筑集中式空调系统卫生状况堪忧。由于湿度较大、积尘较多、清洗消毒少，风系统部件如加湿部件等，非常容易滋生微生物。由于冷却水直接与外界大气接触，具有适宜微生物生长的环境条件(温度、养分、pH、水分等)，且消毒措施不到位，水系统中以军团菌为代表的微生物污染现象十分严重，应当釆取更严格的措施来监测和控制集中式空调系统生物污染。

(2)我国公共建筑的通风空调系统的运行、维修和管理，停留在比较粗放的水平。很多单位对通风空调系统运行的主要关注点仅是温度和运行费用。应该制定和完善通风空调系统的运行、维修和管理的标准，逐步改变落后状。

(3)"新冠肺炎"疫情期间暴露出来的问题，对于空调行业，既是机遇优势挑战，通过摒弃以前不合理的空调形式，优化空调系统思想，采用更加先进的合理的空调系统型式，空调不仅不会成为滋生病菌病毒的温床和病菌病毒传播的途径，而且会成为防范病菌病毒通过空气传播的有效手段。