公共建筑集中空调系统面对空气传播病毒的设计运行对策思考

邱胜昌

（厦门磐胜机电科技有限公司，福建 厦门 361000）

集中空调系统广泛存在于公众办公、休闲、娱乐中，面对突发传染病时如何运行成为一大难题。传染流行病发生时，很多非传染病医院作为传染病医院使用，政府把酒店作为临时隔离区使用，会展中心和运动场馆也变成了“方舱医院”，这些大楼所基本为集中式中央空调系统，将怎样改进满足实际使用需求。面对上述问题，笔者展开探讨和思考。

1 空气传播传染流行病传染机理分析

感染可能是一种纳米级细菌，其主要传播途径是空气中的飞沫，病原体在空气中可存活4～8 h，是空气感染的主要携带者。注意到各类大型公用建筑均采用空调对室内空气进行混合送风。 从非医院大楼与医院大楼两方面说明中央空调系统应对突发性空气传播传染流行病所应采取的对策，医院大楼应划分为传染病医院与综合性医院两类来考虑。首先，传染病医院需根据自身情况制定相应的防控策略，如加强通风换气等措施；同时还应配备专业化消毒设备，并定期检查维护保养。另外，针对一些特殊人群，例如老年患者或是有精神疾病的人员、孕妇及儿童等，需要重点关注他们的身体状况，做好个人防护措施和健康教育工作。其次，综合性医院由于规模大，传染源物种类多、数量也较多，所以要特别注重对传染源物的管理工作。此外，在日常生活中要注意避免与其他人员接触，以免交叉感染。最后是隔离区要重点隔离阻断，这些地方一旦发生了传染，就会造成大面积的扩散。因此，必须严格遵守相关规定，及时采取措施控制住传染流行病的蔓延。

2 暖通系统运行现状分析

我国目前的公用建筑主流空调系统有三种：风机盘管+PAU+PAU机组、AHU+AHU机组、AHU+VAV BOX机组。一般来说，北方严寒地区（例如东北）夏季集中空调供冷、冬季采暖；比较寒冷的地区（例如北京，西安，太原），在夏天采用集中式空调供冷，在冬天采用集中空调和采暖系统；夏热冬冷区公用建筑（上海，南京，武汉），夏季使用集中式空调，冬季使用中央空调；南方的深圳、广州、海口等地夏季用中央空调制冷，冬季除极少数星级酒店有供暖用的空调以外，办公大楼大多不供暖用，仅开空调机组以达到大楼通风换气的目的。很多采用“风机盘管加新风系统”结构的建筑物都不具备集中式机械通风，因为新风机组不开启或者开启时间较短。定风量AHU机组新风率一般在30%左右，VAV系统则是恒风量加CAV动态调节，出风率在50%～60%之间。近年来，我国空调系统新风标准得到了提高，整体上能够满足70%左右新风需求。整个空气系统一般采用AHU机组。此外，目前空调系统还未严格按国家要求的频率清洗消毒，为此提出应针对不同区域用户的状况，采取相应的措施。

3 传染流行病下的空调系统调整

根据上述分析可知，当发生感染时，会导致空调系统出现故障问题，因此需要及时做出相应处理。首先，需对机房内空调机组和空调管道等关键部件做好检查和维护工作，确保各部件处于良好状态。其次，可通过定时巡检方式，实时监测机房内的温度、湿度、风速等参数，一旦发现异常，则立即停机检修或更换相关零部件。最后，在传染流行病应急期间，还应对空调系统进行定期维护与保养，以免因长时间使用而造成损坏。例如，在医院病房楼中设置独立的空调系统室以及配备专业的医护人员；同时，为了避免感染传播至其他人群聚集区域，应当加强对于室内外环境的消毒杀菌措施，如采用紫外线消毒设备，并且要保证房间内的清洁度，防止感染滋生蔓延。

提高空调系统的安全性及可靠性，在传染流行病应急期间，根据建筑物实际情况，将原有的集中空调系统改为集热器+新风机+排风口三合一的综合型空调系统。

结合实际需求，制定出一套适合于本工程的暖通系统管理方案。具体实施过程如下所示：首先，由专业人员负责该项目的施工组织工作，并且严格按照国家标准和规范要求来开展各项工作。同时，要做好建筑物内部的清洁卫生清理工作，及时清除建筑物中存在的灰尘以及杂物，保证室内空气质量符合国家规定标准。其次，针对本项目而言，需要从多个方面入手进行分析研究，比如说，建筑物内的温度变化、湿度变化等因素都会影响到暖通系统的正常运转，因此，必须要制定科学合理的措施来解决这些问题。最后，为了能够更好地保障建筑物内的空气质量，还要制定相应的管理制度，明确各个环节的责任人，确保各环节之间相互协调配合，共同完成整个暖通系统的管理工作。

4 非医疗场所集中空调系统设计运行对策分析

非医疗机构的公共建筑包括公共、酒店、商（电影院）、体育馆、博物馆、展览馆等类型，这些公共建筑往往是一个城市重要的基础设施，是满足人们工作和生活休闲娱乐的场所。传染流行病面前，各地采取了不同的应对措施，其暖通系统仍然需要根据具体情况进行针对性调整与完善，以适应传染流行病防控要求并保障人民生命安全为目标。

4.1 感染性传染流行病背景下风机盘管及新风系统设计及运行策略

所述风机盘管和新风系统都包括风机盘管系统和新风系统。对独立分隔到为小间工作室而言，它所装风机盘管为部分回风循环系统，产生污染物质扩散可控。但是大开房办公室仍有污染扩散可能。若设计不合适，一层或几层房间的天花板连接在一起，则风扇由天花板吹出，只需一人受到感染即可造成一块面积的感染。因此一定要在设计源头上加以控制，风机盘管一定要设计成带有回风箱回风口并直接连接抽吸室内空气，严禁在天花板上方回风。在新空气系统里，若通风和管道内维持相对高压差，污染便难以蔓延，空气里的病菌便会吸附到管道上，随着新空气把感染带进另外一间屋子，这一概率也随之减小。但若间歇性运行，污染空气可经新建通风管道流入系统中，新风系统重新开启时，感染可能会被带入其他室内。因此风机盘管+新风系统以盘管回风方式为主。另外，如有条项允许，新风系统推荐设计成可变新风量，并同步设计对应排风系统将排风口接入各室。两法均为增加新风量或增加室内换气次数、减少空气感染浓度以减少感染风险之良策。既有建筑物内风机盘管和新风系统怎样保证安全？建议仍改由房间直接进风为主，不采取吊顶回风的方式。此外，还应将风机盘管、过滤网、凝水盘和回风管清理干净，保持干净。新风空调箱内盘管、过滤网、冷盘、新风管等也应清理干净。传染流行病下，新风系统须维持开放状态。

4.2 集中式空调系统下全空气系统设计与操作对策

（1）全新风及可变风量操作。针对感染性肺炎（COVID-19）传染流行病期间，医院等公共场所存在大量人员聚集、感染传播风险大且通风条件差的情况下，提出了一种基于全空气空调系统的新型控制策略。该策略以全新风机组和多联机为基础，在现有集中式空调设备中增加了新风过滤消毒设备，通过设置风阀来实现室内外压差调节功能；同时还考虑到了医院内存在的人员密集性较强、污染物浓度较高以及室外环境温度变化幅度较大的实际工况特点，提出了适用于医院的集中式系统设计和运行策略。文章从全空气空调系统角度出发，就如何更好地进行建筑设计工作展开研究。在感染性爆发之后，为了解决当前城市住宅区和商业办公楼等区域的空气质量问题，需要加强对于建筑通风系统的优化设计。基于此本文首先阐述了全空气暖通系统的基本概念及分类，然后重点介绍了其主要类型及应用领域，最后详细分析了其中涉及的关键技术问题及应对措施。

（2）感染可能传染流行病背景下的强化超滤法。针对传染性流行病期间医院及社区等人员密集型公共场所出现的感染性呼吸道疾病和传染性单核细胞增多症（MMR-APC）感染患者，以及其他需要进行隔离或治疗的病人，建议采用新型高效低阻过滤器+前置预冷机组+全空气消毒机组合的新风处理方式。该方案可有效去除室内外污染空气中的细菌感染等病原微生物；同时，由于室外新风经过热湿交换器后再进入全空气系统内，因此可以提高全空气系统对感染性呼吸道疾病的净化能力。此次研究结果表明：通过在全空气系统中引入前置预冷却塔，能够进一步提高全空气过滤设备的整体过滤效率，进而降低全空气系统对感染性呼吸道疾病的净化效果。针对目前医院建筑集中空调系统存在的不足之处，提出了一种新型集中供冷供热通风系统及应用策略。

5 医疗场所集中空调系统设计运行对策分析

各综合医院仅发热门诊空调与通风系统分开安装。以下将以综合医院为研究对象，综合考虑医院在突发传染流行病面前能否转化为收容病人的问题，所以在设计之初就应该考虑这类突发事件的发生，从技术经济性角度出发，尽可能采用以下技术措施。

5.1 分离处理之后，将凝结水进行排放

感染可能爆发时某市大花园出现卫生间冲水造成感染气溶胶或微生物沿管道上下层传播。综合医院发热门诊中，也有部分病区专为接纳病患而设，其空调与冷凝水等，均应单独处置，使其符合GB 18466-2005《医疗机构水污染物排放标准》。污染区域冷凝水无法随清洁医护人员工作间排走。此外，凝结水封件还须确保有水才能遏制污染气体扩散。若为不同病区，宜分别独立设1层冷凝水立管，而非上下左右数层合并设置。

5.2 在集中式空调系统中的负压区加强抽吸室排风等措施

负压排风工作原理：负压排风向外排出空气使室内气压下降，室内空气变稀薄，形成一个负压区，空气由于气压差补偿流入室内。负压排风是利用空气对流、负压换气的降温原理，是一种由安装地点对向大门或窗户自然吸入新鲜空气，将室内闷热气体迅速强制排出室外，降温换气效果可达90%～97%。负压抽吸室内空气细菌数量较多，因此负压抽吸室内空气必须从最高点流出，抽吸室端部必须装到系统端部。如果经过环境影响评估，上述排风会对周围环境造成一定的影响，则建议排风口安装高效率的过滤装置，待治理达标后方可排放。过滤装置需经常更新并且经过严格的消毒处理才能被当作废物处理，排风口处需设计净化消毒杀菌设备，如紫外线光管杀菌或臭氧发生器进行消毒处理，防止感染扩散，二次危害安全。

5.3 集中式空调系统中增设净化空气风机滤单元

公共建筑如医院和集中式场所建筑中通风管道及新风系统广泛用于病房区，门诊区及医技大楼恒温恒湿需求。此外，还可在可能接受传染患者的病房和传染诊室加装单独风机过滤单元（FFU）。FFU风机过滤器单元是一种空气自净装置，可室内吊顶安装或放置在支架上，使局部级别达到百级。FFU风机过滤器单元也可用于洁净室末端送风。FFU风机过滤单元产品设有初效过滤器、高效过滤器两级过滤装置。风机从顶部将空气吸入并经初、高效过滤器过滤，过滤后的洁净空气在整个出风口送出FFU高效滤清器可有效降低室内空气微粒浓度和气溶胶浓度。这一临时性措施将温度、湿度与污染浓度控制相分离，更加利于实际需求。

5.4 集中式空调系统的新风发挥到极致

公共建筑如医院和集中式场所建筑前期设计中，一定保证所有房间（对温度，湿度，洁净度有较高要求的室内除外）要有足够的新风量。传染暴发时最佳方式是将新风开至最大以降低污染物浓度和感染风险，增大开度面积，以最大的幅度开启进行对流换气，在全室外新风的条件下，增加换气次数，增加室外的新鲜空气，辅助以一些机械如风扇和排气扇等，使通风发挥到极致，达到最好的换气通风的效果。由于医院内部存在着大量的交叉感染情况，因此必须重视医院内各种设施的布局规划，着重气流组织。

另集中式空调系统开启的同时，也要加强消毒管理工作，定期检查各个系统的运转状态，及时发现潜在的隐患并加以解决。此外，还需注意一些细小方面。比如说，当出现大面积的细菌感染时，就可能会有病原菌从破损处侵入人体而引起感染，要注意个人防护。

6 总结

文章通过对设计与运行方面的分析，建议非医院公共建筑集中空调系统应对突发性流行感染事件采取多种合理措施以确保人员安全。医院建设特别是非传染病医院规划时必须考虑采用何种技术以保证暴发时应急使用。所以在暖通空调系统设计时，一定要把治理空气污染扩散和预防问题当作一个重要考量，在设计和运行时尽量考虑避免二次交叉感染，营造洁净安心的环境。