Contramedidas ao sistema de ar condicionado no período pós-epidêmico

Graças às medidas decisivas e eficazes tomadas, a China controlou a epidemia, a vida voltou ao normal e a economia está funcionando normalmente.No entanto, A epidemia ainda está acontecendo em todo o mundo, as medidas de prevenção e controle precisam ser normalizadas.O projeto e as contramedidas de operação do sistema de ar condicionado no período pós-epidêmico na China provocaram a reflexão das pessoas, portanto, a discussão abaixo sobre diferentes pontos de vista e medidas conduzirá à normalização da prevenção de epidemias no futuro.

Tendo em vista que o controle ambiental da prevenção e controle epidêmico é diferente daquele dos confortáveis ​​aparelhos de ar condicionado nos prédios civis não médicos, este artigo não elabora sistematicamente as contramedidas ao sistema de ar condicionado no período pós-epidêmico, mas coloca encaminhar algumas preocupações sobre o propósito das contramedidas, bem como os objetivos de prevenção e controle do sistema de ar condicionado no período pós-epidêmico para sua referência.

1. o apropriadoposicionamentopara a disseminação do novo coronavírus  

ODdiagnóstico eTtratamento deNromanceCoronavírusPpneumonia(versão de teste 8), emitida em 19 de agosto de 2020, indica claramente que o novo coronavírus é transmitido principalmente por gotículas respiratórias e contato próximo, bem como contato com o item contaminado pelo vírus.A exposição prolongada em um ambiente relativamente fechado com altas concentrações de aerossóis também pode levar à transmissão de aerossóis.“Como o novo coronavírus pode ser isolado de fezes e urina, deve-se prestar atenção para evitar que ele polua o meio ambiente e leve à transmissão por contato ou aerossol.”o que nos ajuda a identificar corretamente a via de transmissão do COVID-19.Também é confirmado por um grande número de casos de infecção durante a epidemia.O uso de máscaras, o distanciamento social e a lavagem das mãos foram reconhecidos como as medidas mais eficazes para prevenir e controlar a epidemia.

Normalmente, se o vírus tiver boa transmissão e difusão no ar, ele será disperso continuamente sob a ação do fluxo de ar e diluído ao mesmo tempo, então a concentração do vírus continuará diminuindo, como resultado, apenas uma pequena dose de bactérias pode ser transmitido pelo ar.Além disso, as partículas dispersas carregadas com bactérias flutuando no ar, sua vitalidade seria enfraquecida rapidamente devido à exposição ao calor, umidade e luz ultravioleta, a menos que tenha enorme vitalidade (ou possa sobreviver no ar por muito tempo). .Nenhuma evidência foi encontrada de que o COVID-19 tenha as duas características acima até agora.Só podemos dizer que o COVID-19 tem uma pequena chance de ser transmitido pelo ar de forma limitada, a possibilidade de ser infectado pelo ar é muito pequena.A OMS ainda acredita que o aerossol do SARS-CoV-2 pode se espalhar em ambientes sem ar ou fechados, mas não é a principal forma, embora uma carta aberta assinada por 239 estudiosos de 32 países em 6 de julho tenha sido publicada na revista doença infecciosa clínica (Oxford University Journal).

Como a dose infecciosa no ar não é suficiente para transmitir e as gotículas não podem flutuar por muito tempo para se espalhar por uma longa distância, vários eventos de supertransmissão na epidemia mencionada na carta aberta são confusos.Portanto, propomos uma hipótese de transmissão de nuvem de aerossol.A nuvem de aerossol é um fluxo bifásico líquido-vapor, invisível a olho nu.

O estado da nuvem de aerossol pode fazer com que gotículas contendo partículas de vírus flutuem, que estarão à deriva pelo fluxo de ar.A rota e a direção de sua transmissão são muito claras.

A nuvem de aerossol pode reunir as partículas de vírus, difíceis de difundir e transmitir, com maior tempo de sobrevivência, por isso é fácil acumular um grande número de vírus localmente e manter uma dose de infecção por um longo tempo a uma longa distância.Considera-se que a formação da nuvem de aerossol está relacionada a fatores como ambiente interno fechado, pouca ventilação, alta densidade de pessoal, alta umidade (Fig.1) e tamanho das gotículas, etc. Então, a hipótese da nuvem de aerossol pode explicar bem esses eventos de supertransmissão.Hipóteses semelhantes também podem ser encontradas em documentos estrangeiros (Fig. 3.), embora as definições e explicações sejam diferentes.Fatores ambientais como temperatura, umidade e poluição podem afetar a capacidade de sobrevivência do vírus da COVID-19, danificando suas proteínas na superfície e sua membrana lipídica.A teoria atual sugere que sua estabilidade será aprimorada em umidade mais alta (≥80%）（Fig.1).

Fig.1 A relação entre o tempo de vida das gotículas do vírus e o diâmetro da partícula e a umidade relativa.

Fig.2 Os diâmetros das gotas e sua faixa de transmissão

Fig. 3 Espirros, tosse, nuvens exaladas e sua distância de transmissão

2. Contramedidas de ar-sistema de condicionamento no posto-período da epidemia

Devido ao método de prevenção e controle de patógenos, bem como os requisitos e medidas de controle ambiental interno em epidemias, são diferentes daqueles dos condicionadores de ar confortáveis, portanto, o método de controle de patógenos não pode ser entendido com base no raciocínio lógico e no bom senso.

2.1 Foco no controle da transmissão da nuvem de aerossóis

O controle da propagação do COVID-19 no ar interno não é tanto quanto o controle da transmissão da nuvem de aerossol.

Os resultados mostram que a nuvem de aerossol tem bom desempenho de seguimento da corrente de ar, rota de transmissão estreita e direção clara.

Ao contrário da transmissão aérea, que pode transmitir amplamente e penetrar em todo o espaço.A nuvem de aerossol se desloca com o ar para perto dos órgãos respiratórios das pessoas susceptíveis (Fig.4), podendo ser inalada e causar infecção, mesmo que seja mantida a uma distância social segura.A incerteza da transmissão da nuvem de aerossol revelou a aleatoriedade de se infectar, o que desafia nossa teoria tradicional em ventilação ou prevenção e controle de infecção, como distância social segura, proteção individual, tempo de exposição, risco ou probabilidade de infecção.

Fig. 4 Simulação de transmissão de nuvem de aerossol

Do ponto de vista do controle da transmissão da nuvem de aerossol, existem três maneiras:

1) Evitar a geração de nuvem de aerossol é a forma mais fundamental, reduzindo sua ocorrência (como usar máscaras, controlar a densidade de pessoal, depositar as gotículas rapidamente pelo fluxo de ar interno) e manter uma boa ventilação interna (diluir a poluição interna e evitar a umidade interna acumulação).

2) Uma vez formada a nuvem de aerossol, a incerteza da transmissão e a aleatoriedade da infecção parecem estar fora de controle.De fato, a maneira mais simples de bloquear a transmissão da nuvem de aerossol é evitar o fluxo de ar horizontal em ambientes internos e forçá-lo a se estabilizar rapidamente e depois descarregado pela saída de ar de exaustão (retorno) inferior sob a ação da ventilação.

3) A maneira mais simples de eliminar a transmissão da nuvem de aerossol é dispersar a nuvem de aerossol por força externa, o fluxo de ar da ventilação perturbará ou dispersará continuamente a nuvem de aerossol, desde que as partículas infecciosas sejam descentralizadas e a concentração caia, então não é transmissível.Obviamente, reduzir o nível de umidade interna para 40%-50% também é um método de controle, mas com grande consumo de energia.

2.2 Foco na prevenção e controle de patógenos

A ideia de prevenir e controlar os patógenos durante a epidemia é um pouco como o controle ambiental do tratamento farmacêutico e médico.Mas varia da tecnologia de limpeza biológica, é uma medida de prevenção ao coronavírus em área de serviço de ar condicionado confortável.Primeiro tiramos lições dos conceitos de controle farmacêutico e médico para explicar a diferença entre isso e os confortáveis ​​condicionadores de ar.

Fig.1 Diferenças entre as ideias de prevenção e controle de patógenos e de ventilação de ar condicionado.

Durante o período pós-epidêmico, três medidas eficazes de prevenção e controle que são o uso de máscaras, o distanciamento social e a lavagem das mãos podem não ser mais aplicadas.Mas o controle da densidade de pessoal ainda precisa ser considerado.A contramedida do sistema de ar condicionado no período pós-epidemia é prevenir o coronavírus.As diferenças do método de controle referem-se à tabela 1. Exceto a especulação sobre as contramedidas de prevenção do sistema de ar condicionado com base no raciocínio lógico ou no bom senso, a quais preocupações devemos prestar atenção?Algumas contramedidas podem ser integradas ao confortável sistema de ar condicionado, mas outras podem ser usadas apenas como um esquema de backup.aqui estão alguns exemplos:

1) Controle geral ou controle de ponto-chave

As pessoas que trabalham com ar condicionado estão acostumadas a considerar as coisas da situação geral, como controlar os parâmetros de temperatura, umidade e concentração de dióxido de carbono para todo o espaço.As pessoas que se dedicam ao controle de infecções concentram-se nos detalhes e pontos-chave, cortando a rota de infecção de acordo com as características da fonte de infecção.Mesmo os detalhes do layout do ar de suprimento e retorno merecem atenção.Inúmeros casos demonstraram que os detalhes determinam o sucesso ou a falha no controle da infecção.Detalhes são monstros.

2) Diluição de toda a câmara ou sedimentação in situ

O maior poluente dos aparelhos de ar condicionado confortáveis ​​é o CO2, as pessoas estão por toda parte na sala, todos podem produzir CO2, é uma fonte de grande área.Bactérias internas em locais gerais são exaladas por pacientes individuais e se espalham em um curto intervalo, é uma fonte pontual.Portanto, as medidas de controle não podem diluir toda a sala com ar fresco para controlar a infecção do ponto como o controle de CO2, também não pode controlar o volume de ar fresco pelo sensor de CO2.As gotículas exaladas pelos pacientes com coronavírus podem infectar diretamente os adjacentes e não esperam ser diluídas.Uma vez que o patógeno exalou, ele deve ser instalado no local rapidamente para evitar a transmissão.A liquidação in situ é a forma mais eficaz de reduzir a exposição.Controlar a infecção do ponto gerando várias vezes o volume de ar interno para diluição não apenas causa alto consumo de energia, mas também tem efeito ruim.

3) Esterilização ou filtração

Todos nós sabemos que o ar fresco não carrega patógenos, e o principal objetivo da filtragem de ar fresco é a remoção de poeira.Se houver patógenos na sala, o filtro de ar de retorno deve ser capaz de impedir que os patógenos entrem no sistema.Porém, a resistência do filtro HEPA é bastante alta, o que dificulta ou inviabiliza sua utilização em edificações civis.Devido ao espaço interno limitado, as gotículas exaladas não podem ser evaporadas no núcleo líquido em tamanho de partícula pequeno dentro de um curto período de tempo, e a filtragem do ar de retorno é principalmente para remover as gotículas em tamanho de partícula grande.Nosso objetivo de controle é evitar que os patógenos se acumulem no espaço, portanto, a eficiência da esterilização e a resistência do filtro devem ser levadas em consideração ao selecionar os filtros de ar de retorno.

O artigo 7.1.11 do código GB 51039-2014 para projeto de edifícios de hospital geral indica:

A saída de ar de retorno do sistema de ar condicionado central e da unidade do ventiloconvector deve ser equipada com equipamento de filtragem com resistência inicial abaixo de 50Pa, a primeira taxa de passagem do microrganismo abaixo de 10% e a taxa de passagem do peso de partículas de uma só vez não deve ser maior de 5%.

Esta é a mesma razão pela qual a ASHRAE recomendou o MERV13 como filtro de ar de retorno.Para a nuvem de aerossol, os filtros podem não apenas filtrar algumas partículas no ar, mas também dispersar a nuvem de aerossol, tornando-a impossível de existir nos sistemas.

4) Ar condicionado preventivo centralizado ou ar condicionado preventivo descentralizado

De acordo com o nosso senso comum, o sistema central de ar condicionado está servindo a vários cômodos, uma vez que a bactéria aparecesse em um cômodo, o resto estaria contaminado.No início da epidemia, o sistema de ar condicionado centralizado era o principal alvo de prevenção, enquanto o sistema de ar condicionado descentralizado não era.

Uma vez que um indivíduo infectado apareça em locais públicos, o gás exalado será sugado para o sistema de ar condicionado, mas a dose infectante no suprimento de ar deve ser diminuída após o processo de ventilador de alta velocidade, filtros múltiplos, calor e umidade componentes de tratamento e a diluição mista de ar fresco.Mesmo que haja nuvens de aerossóis no interior, com o sistema de ventilação central e ar condicionado atendendo a vários cômodos, é improvável que cause infecção cruzada.Até o momento, não há infecção em larga escala causada por ar-condicionado centralizado.No entanto, o ar condicionado descentralizado, como ar condicionado split, unidade de fan coil, VRV usado em restaurantes, bares, ônibus, locais de entretenimento, seu padrão de fluxo de ar causará fluxo de ar horizontal na sala, empurrando a nuvem de aerossol para flutuar (Fig.4 ).

Existem alguns eventos de infecção de agregação ocorridos de tempos em tempos em alguns lugares usando ar-condicionado descentralizado durante a epidemia, que também é um local típico de propagação de nuvem de aerossol.

5) Distribuição ou contenção uniforme do fluxo de ar

O sistema de ar condicionado enfatiza a distribuição uniforme dos parâmetros de temperatura e umidade.Teoricamente falando, o ar fresco externo continua se misturando e se diluindo com o ar interno, o fluxo de ar está se distribuindo uniformemente, então a concentração do vírus continuará caindo, mas analisando os detalhes do processo de distribuição de outra perspectiva, pode ajudar os patógenos a se espalharem objetivamente.Portanto, é a direção da distribuição do fluxo de ar que importa, é por isso que o espaço purificador no campo médico, farmacêutico e eletrônico enfatiza o padrão do fluxo de ar, que é fornecido de cima e retornado para baixo.Ele faz pleno uso do papel de contenção do fluxo de ar, fazendo com que a poluição do local se instale o mais rápido possível e evitando que ela se desloque e se difunda, reduzindo bastante o tempo de exposição.A contenção do fluxo de ar é muito mais importante do que a distribuição uniforme.O sistema de ar condicionado centralizado pode facilmente realizar o padrão de fluxo de ar fornecido de cima para baixo, enquanto as unidades descentralizadas de ar condicionado, que integram o tratamento e distribuição de ar, são difíceis de alcançar.

6) Prevenção de suprimento de ar ou prevenção de vazamento

Uma vez que o ar interno foi poluído, e os condicionadores de ar fornecem o ar poluído para o interior, desencadeou uma segunda poluição do ar chamada poluição indireta.

Do nosso senso comum, as bactérias internas fornecidas pelo sistema de ar condicionado é a coisa mais terrível.Sem falar que o vírus não pode se espalhar no sistema central de ar condicionado, mesmo que possa, desde que haja um filtro de ar eficaz na saída de ar de suprimento ou na saída de ar de retorno, é difícil liberar o vírus.Do ponto de vista da engenharia de purificação, existem poucos incidentes de poluição por vazamento causados ​​por filtros e sua instalação no atual sistema de construção e aceitação.No entanto, o aumento cego do volume de ar fresco sem considerar o controle da diferença de pressão fará com que a pressão gradiente ordenada fique fora de controle na área, e o ar interno contendo poluição (vírus) vazará diretamente, causando incidentes de poluição (infecção) com frequência.Esse tipo de poluição causada pelo vazamento de poluição interna é chamada de poluição direta, que é ainda mais terrível, o vazamento desordenado do fluxo de ar torna difícil prever o local da infecção.É por isso que os padrões ou normas para construção de hospitais em casa ou no exterior não exigem filtros de alto nível para terminal de suprimento de ar em departamentos-chave, mas enfatizam o controle de pressão diferencial de gradiente ordenado regional.

7) Operação intermitente ou operação contínua

Com medo de transmissão de vírus no sistema de ar condicionado, a operação intermitente do sistema de ar condicionado é frequentemente necessária.Ou seja, o ar condicionado será desligado após funcionar por um período de tempo, e então a ventilação natural ou ventilação mecânica entrará em operação.2-3 vezes ao dia por pelo menos 30 minutos é necessário.Todos nós sabemos que um grande número de ar fresco trazido irá prejudicar o ambiente confortável interno, mas o que não sabíamos é que o ambiente confortável criado pelos condicionadores de ar também pode ser considerado uma medida anti-epidêmica.O andamento da epidemia mostra que o COVID-19 ainda mantém uma forte infecciosidade, não importa em temperatura baixa ou alta.Enquanto a atividade do vírus atinge o nível mais baixo em temperatura ambiente de 22-25℃ e umidade relativa de 50%-60%(Fig.5).

A entrada direta de ar fresco forte também destrói o equilíbrio da diferença de pressão entre os diferentes espaços, resultando no funcionamento desordenado do fluxo de ar de vazamento.

Portanto, desde que o sistema de ar condicionado esteja em conformidade, o sistema de ar condicionado não é apenas necessário para operação contínua, mas também para iniciar com antecedência e atrasar o desligamento.Ambiente estável e controlado é a demanda real para a normalização da prevenção e controle da epidemia.

Fig. 5 Taxa de sobrevivência do novo coronavírus e temperatura e umidade

8) Ajuste de atraso ou prevenção de limite

O controle do espaço do ar-condicionado é feito pelo sensor de temperatura e umidade, que seria ajustado pelo sistema após o sensor detectar o desvio de temperatura ou umidade, processo chamado de ajuste de defasagem.

Relativamente falando, o nível de temperatura e umidade é muito alto, a estrutura e o equipamento do gabinete interno também têm capacidade térmica, portanto, para alterar a temperatura interna de 1℃, é necessário mais energia ou não flutua muito.

Mesmo que a temperatura e a umidade dos condicionadores de ar confortáveis ​​tenham requisitos de controle de desvio positivo e negativo, o tempo de ajuste geralmente não é uma preocupação.Esse recurso também é a base para que condicionadores de ar confortáveis ​​adotem regulagem de volume de ar variável.

Relativamente falando, o nível de concentração de poeira é muito pequeno, com um pouco de desatenção, o desvio de partículas seria de uma dúzia ou mesmo mais de cem.

Uma vez que a concentração de bactérias e poeira exceda o padrão, podem ocorrer problemas.Os parâmetros devem ser definidos abaixo do limite antes que bactérias e poeira sejam detectadas em excesso.

A intervenção será feita se chegar à linha de dissuasão.O tempo desde que corrigimos o desvio da concentração excessiva de bactérias e poeira até o estado de configuração é chamado de autopurificação dinâmica da poluição.Este é um parâmetro importante para controlar um ambiente controlado.Mas, claro, está relacionado aos requisitos de controle para o nível de risco do processamento.

9) Ventilação de janela ou manutenção de temperatura interna

A ventilação em janela pode ser o método de prevenção e controle mais econômico e eficaz, mas tem pouco efeito em grandes espaços.A COVID-19 é uma doença autolimitada, não há cura especial.A imunidade é o melhor médico e o melhor tratamento médico.Não importa no inverno ou no verão, é necessário manter uma temperatura ambiente adequada.Claro, pode não ser tão preciso para trazer mais ar fresco.Pode ser controlado dentro de 16 ℃ a 28 ℃, desde que não prejudique sua imunidade, pois melhorar a auto-imunidade durante a epidemia está além de tudo.Em algum momento, manter uma temperatura ambiente estável é mais importante do que abrir as janelas para ventilação.

No que diz respeito à nuvem de aerossol, a direção variável do fluxo de ar às vezes pode se tornar a força motriz para a propagação da nuvem de aerossol.

10) Interrupção da transmissão ou medida de prevenção e controle

Qual é o objetivo do sistema de ar condicionado tomar contramedidas no período pós-epidemia?Lidando com pacientes com COVID-19 em ambientes fechados?ou para interromper a propagação do COVID-19?

No período pós-epidêmico, as contramedidas do sistema de ar condicionado são medidas de prevenção e controle, que podem evitar ou reduzir a ocorrência de infecção cruzada caso surja um caso individual.Medidas de engenharia podem ser tomadas para prevenir sua colonização, reprodução e transmissão, o vírus só pode ser trazido por pacientes, mas não pode ser introduzido pelo ar externo, ou como o mofo e as bactérias que estão por toda parte no ambiente natural.

Mesmo que o sistema de ar condicionado tenha fortes medidas preventivas, uma vez confirmado um caso de coronavírus ou paciente suspeito, o local deve ser fechado e os aparelhos de ar condicionado devem ser desligados imediatamente, informe oportunamente à agência local de saúde e prevenção de epidemias para tratamento de emergência , e limpeza e desinfecção completas.

De nada adianta o uso excessivo de medidas de prevenção e controle que consomem energia e dinheiro.Em suma, quais são os objetivos do sistema de ar condicionado no período pós-epidemia?Quais são os alvos de controle das bactérias?Se a prevenção e controle do coronavírus ainda é o alvo, o uso de máscaras, o distanciamento social e a lavagem das mãos são as premissas.Essas ações são melhores do que qualquer outra medida poderosa do sistema de ar condicionado se todos, incluindo os pacientes com COVID-19, puderem fazê-lo.

Se o objetivo de controle é prevenir e controlar a infecção cruzada bacteriana em um sentido geral, então GB 51039-2014 "código para projeto de edifício de hospital geral" foi levado em consideração na preparação, ou seja, em área pública, podemos Adote três medidas que são medidas de controle comuns usadas no ambiente médico geral, elas são ventilação razoável, suprimento de ar de cima e retorno de ar para baixo e filtragem adequada na saída de ar de retorno.Essas medidas provaram ser econômicas, de baixo consumo de energia, eficazes e maduras pela prática nos últimos anos.Se as condições permitirem, é possível usar condicionadores de ar com diferença de pressão constante e volume de ar fresco variável.

3.Conclusão

Este artigo sugeriu que gotículas respiratórias e contato próximo são a principal via de transmissão do COVID-19.É possível se infectar por aerossol se exposto por muito tempo em ambiente fechado com alta concentração de aerossóis, o que foi comprovado por quase 30 milhões de casos de infecção na epidemia.O uso de máscaras, o distanciamento social e a lavagem das mãos foram reconhecidos como as medidas mais eficazes para prevenir e controlar a epidemia.

A infecção de agregação frequente ocorrida em um espaço limitado é muito provavelmente causada por nuvem de aerossol.

Os casos de supertransmissão não identificados existentes podem ser razoavelmente explicados pela teoria da transmissão de nuvem de aerossol.Não é difícil simular a transmissão de nuvem de aerossol por CFD, mas é inútil sem o apoio de um grande número de pesquisas epidemiológicas.Embora a incerteza e a aleatoriedade da transmissão da nuvem de aerossol desafiem as teorias e contramedidas tradicionais na prevenção e controle de infecções, não é difícil controlar a transmissão da nuvem de aerossol.

O sistema de ar condicionado no período pós-epidêmico deve primeiro determinar a finalidade das contramedidas e os objetivos de controle.Deve evitar especular as contramedidas e os objetivos de controle a partir do raciocínio lógico e do bom senso.

O sistema de ar condicionado não médico no período pós-epidêmico pode adotar três medidas que são comumente usadas no controle do ambiente médico geral, ou seja, ventilação razoável, distribuição do fluxo de ar e filtragem adequada do ar de retorno.Estas medidas são de baixo consumo de energia, baixo custo e têm forte viabilidade.Medidas excessivas de prevenção e controle são desnecessárias.Em uma palavra, as contramedidas do sistema de ar condicionado no período pós-epidemia devem ser compatíveis, adequadas e razoáveis.

Postado por Shen Jinming e Liu Yanmin em HVAC