Противодействие системе кондиционирования воздуха в постэпидемический период

Благодаря предпринятым решительным и эффективным мерам Китай взял под контроль эпидемию, жизнь нормализовалась, а экономика работает нормально.Однако эпидемия все еще продолжается во всем мире, меры профилактики и борьбы нуждаются в нормализации.Конструктивные и эксплуатационные контрмеры системы кондиционирования воздуха в постэпидемический период в Китае вызвали у людей размышления, поэтому приведенное ниже обсуждение различных взглядов и мер будет способствовать нормализации профилактики эпидемий в будущем.

Ввиду того, что экологический контроль в целях профилактики и борьбы с эпидемиями отличается от контроля за комфортными кондиционерами в немедицинских гражданских зданиях, в данной статье систематически не разрабатываются меры противодействия системам кондиционирования воздуха в постэпидемический период, а ставится направить некоторые опасения по поводу целей контрмер, а также задач профилактики и контроля системы кондиционирования воздуха в постэпидемический период для вашего ознакомления.

1. Правильныйпозиционированиек распространению нового коронавируса  

Ддиагноз иTобработкаNпечьCоронавирусPпневмония(пробная версия 8), выпущенная 19 августа 2020 г., четко указывает, что новый коронавирус в основном распространяется воздушно-капельным путем и при тесном контакте, а также при контакте с зараженным вирусом предметом.Длительное воздействие в относительно закрытой среде с высокой концентрацией аэрозолей также может привести к передаче аэрозолей.«В связи с тем, что новый коронавирус можно выделить из фекалий и мочи, следует обратить внимание на то, чтобы он не загрязнял окружающую среду и не приводил к контактной или воздушно-капельной передаче».что помогает нам правильно определить путь передачи COVID-19.Это также подтверждается большим количеством случаев заражения во время эпидемии.Ношение масок, соблюдение социальной дистанции и мытье рук были признаны наиболее эффективными мерами профилактики и борьбы с эпидемией.

В норме, если вирус имеет хорошую воздушную трансмиссию и диффузию, он будет непрерывно рассеиваться под действием воздушного потока и в то же время разбавляться, тогда концентрация вируса будет продолжать снижаться, в результате только небольшая доза бактерий может передаваться по воздуху.Кроме того, диспергированные частицы, переносимые бактериями, плавающими в воздухе, их жизнеспособность быстро ослабевает из-за воздействия тепла, влажности и ультрафиолетового излучения, если только они не обладают огромной жизнеспособностью (или не могут выживать в воздухе в течение длительного времени). .До сих пор не было обнаружено никаких доказательств того, что COVID-19 обладает двумя вышеуказанными характеристиками.Можно только сказать, что у COVID-19 есть небольшая вероятность передачи по воздуху в ограниченной степени, вероятность заражения через воздух очень мала.ВОЗ по-прежнему считает, что аэрозоль SARS-CoV-2 может распространяться в безвоздушной или закрытой среде, но это не основной путь, хотя открытое письмо, подписанное 239 учеными из 32 стран, опубликовано 6 июля в журнале клинические инфекционные заболевания (Oxford University Journal).

Поскольку заражающей дозы в воздухе недостаточно для передачи, а капли не могут долго летать, чтобы распространяться на большие расстояния, то несколько событий суперпередачи в эпидемии, упомянутых в открытом письме, сбивают с толку.Поэтому мы предлагаем гипотезу переноса аэрозольных облаков.Аэрозольное облако представляет собой невидимый глазу парожидкостный двухфазный поток.

Состояние аэрозольного облака может привести к всплыванию капель, содержащих вирусные частицы, которые будут дрейфовать воздушным потоком.Путь и направление его передачи очень ясны.

Аэрозольное облако может собирать вирусные частицы, которые трудно распространять и передавать, с более длительным временем выживания, поэтому легко накапливать большое количество вируса локально и поддерживать дозу инфекции в течение длительного времени на большом расстоянии.Считается, что образование аэрозольного облака связано с такими факторами, как закрытость помещения, плохая вентиляция, высокая плотность персонала, высокая влажность (рис. 1), размер капель и т. д. Тогда гипотеза аэрозольного облака может хорошо объяснить эти факторы. события суперпередачи.Подобные гипотезы можно найти и в зарубежных документах (рис. 3), хотя определения и пояснения различаются.Факторы окружающей среды, такие как температура, влажность и загрязнение, могут повлиять на способность вируса выживать при COVID-19, повреждая его белок на поверхности и его липидную оболочку.Текущая теория предполагает, что его стабильность будет повышаться при более высокой влажности (≥80%) (рис. 1).

Рис.1 Зависимость между продолжительностью жизни вирусных капель, диаметром частиц и относительной влажностью.

Рис.2 Диаметр капель и дальность их пропускания

Рис. 3 Облако чихания, кашля, выдоха и расстояние их передачи

2.Контрмеры воздуха-система кондиционирования на посту-период эпидемии

Из-за метода предотвращения и контроля патогенов, а также требований и мер контроля окружающей среды в помещении в условиях эпидемии, отличаются от таковых для комфортных кондиционеров, поэтому метод контроля патогенов не может быть понят на основе логических рассуждений и здравого смысла.

2.1 Сосредоточьтесь на контроле переноса аэрозольных облаков

Контроль за распространением COVID-19 в воздухе помещений — это не столько контроль за распространением аэрозольного облака.

Результаты показывают, что аэрозольное облако имеет хорошие характеристики следования воздушного потока, узкий путь передачи и четкое направление.

В отличие от воздушной передачи, которая может передаваться широко и проникать во все пространство.Аэрозольное облако дрейфует с воздухом к близлежащим органам дыхания восприимчивых людей (рис. 4), которые могут вдыхаться и вызывать инфекцию, даже если они находятся на безопасном социальном расстоянии.Неопределенность передачи аэрозольных облаков выявила случайность заражения, что бросает вызов нашей традиционной теории вентиляции или профилактики и контроля инфекции, такой как безопасная социальная дистанция, личная защита, время воздействия, риск или вероятность заражения.

Рис. 4 Моделирование переноса аэрозольных облаков

С точки зрения управления распространением аэрозольного облака существует три способа:

1) Предотвращение образования аэрозольного облака является наиболее фундаментальным способом, уменьшая его возникновение (например, ношение масок, контроль плотности персонала, быстрое осаждение капель потоком воздуха в помещении) и поддержание хорошей вентиляции в помещении (разбавление загрязнения в помещении и предотвращение влажности в помещении). накопление).

2) Как только образуется аэрозольное облако, неопределенность передачи и случайность заражения кажутся неконтролируемыми.На самом деле, самый простой способ заблокировать передачу аэрозольного облака состоит в том, чтобы избежать горизонтального потока воздуха в помещении и заставить его быстро оседать, а затем выбрасываться из нижнего выпускного (возвратного) воздуховыпускного отверстия под действием вентиляции.

3) Самый простой способ устранить передачу аэрозольного облака - это рассеять аэрозольное облако внешней силой, поток вентиляционного воздуха будет постоянно возмущать или рассеивать аэрозольное облако, пока инфекционные частицы децентрализованы и концентрация падает, тогда это не передаваемый.Конечно, снижение уровня влажности в помещении до 40%-50% тоже метод управления, но с большими энергозатратами.

2.2 Сосредоточьтесь на профилактике и борьбе с патогенами

Идея предотвращения и контроля патогенов во время эпидемии чем-то похожа на контроль окружающей среды при фармацевтическом и медицинском лечении.Но это отличается от технологии биологической очистки, это мера профилактики коронавируса в комфортной зоне обслуживания кондиционеров.Сначала мы извлекаем уроки из концепций фармацевтического и медицинского контроля, чтобы объяснить разницу между этим и комфортными кондиционерами.

Рис.1 Различия между представлениями о профилактике и борьбе с возбудителями болезней и о вентиляционных кондиционерах.

В постэпидемический период три эффективные меры профилактики и контроля, такие как ношение масок, соблюдение социальной дистанции и мытье рук, могут больше не применяться.Но контролировать плотность персонала все же необходимо.Противодействие системы кондиционирования воздуха в постэпидемический период заключается в профилактике коронавируса.Различия в методах управления см. в таблице 1. Кроме предположений о мерах по предотвращению систем кондиционирования воздуха, основанных на логических рассуждениях или здравом смысле, на что следует обратить внимание?Некоторые средства противодействия можно интегрировать в систему комфортного кондиционирования воздуха, а некоторые можно использовать только в качестве резервной схемы.Вот некоторые примеры:

1) Общий контроль или контроль ключевых точек

Люди, которые занимаются кондиционированием, привыкли рассматривать вещи из общей ситуации, например, контролировать параметры температуры, влажности, концентрации углекислого газа для всего помещения.Люди, занимающиеся инфекционным контролем, акцентируют внимание на деталях и ключевом моменте, отсекая путь заражения по характеристикам источника инфекции.Даже детали компоновки приточного и возвратного воздуха заслуживают внимания.Бесчисленные случаи показали, что успех инфекционного контроля определяется деталями.Детали - монстры.

2) Полнокамерное разбавление или осаждение in situ

Самым большим загрязнителем комфортных кондиционеров является CO2, люди находятся повсюду в комнате, каждый может производить CO2, это источник большой площади.Комнатные бактерии в общих местах выдыхаются отдельными больными и распространяются на небольшом расстоянии, это точечный источник.Таким образом, меры контроля не могут разбавить всю комнату свежим воздухом, чтобы контролировать точечную инфекцию, как контроль CO2, они также не могут контролировать объем свежего воздуха с помощью датчика CO2.Капли, выдыхаемые пациентами с коронавирусом, могут напрямую заражать окружающих, не дожидаясь разбавления.Как только возбудитель выдохнется, его следует быстро осесть на месте, чтобы предотвратить передачу.Урегулирование на месте является наиболее эффективным способом снижения воздействия.Борьба с точечной инфекцией путем многократного увеличения объема воздуха в помещении для разбавления не только приводит к высоким затратам энергии, но и имеет плохой эффект.

3) Стерилизация или фильтрация

Все мы знаем, что свежий воздух не переносит болезнетворные микроорганизмы, а основная цель фильтрации свежего воздуха – обеспыливание.Если в помещении присутствуют болезнетворные микроорганизмы, фильтр возвратного воздуха должен предотвращать попадание патогенов в систему.Однако сопротивление HEPA-фильтра достаточно высокое, что затруднительно или нецелесообразно использовать в гражданских зданиях.Из-за ограниченного внутреннего пространства выдыхаемые капли не могут испаряться в жидкое ядро ​​с частицами малого размера за короткое время, а фильтрация возвратного воздуха предназначена в основном для удаления капель с частицами большого размера.Нашей целью является предотвращение накопления патогенов в космосе, поэтому при выборе фильтров возвратного воздуха необходимо учитывать эффективность стерилизации и сопротивление фильтра.

В статье 7.1.11 Свода правил ГБ 51039-2014 по проектированию зданий многопрофильной больницы указано:

Выход возвратного воздуха центральной системы кондиционирования воздуха и фанкойла должен быть оснащен фильтрующим оборудованием с начальным сопротивлением менее 50 Па, скоростью первого прохождения микроорганизмов менее 10%, а скорость прохождения взвешенных частиц за один раз не должна превышать чем 5%.

По той же причине ASHRAE рекомендовала MERV13 в качестве фильтра возвратного воздуха.Для аэрозольного облака фильтры могут не только отфильтровывать некоторые частицы в воздухе, но и рассеивать аэрозольное облако, делая его невозможным для существования в системах.

4) Превентивная централизованная система кондиционирования или превентивная децентрализованная система кондиционирования

Согласно нашему здравому смыслу, центральная система кондиционирования обслуживает несколько комнат, как только бактерии появятся в одной комнате, остальные будут заражены.В начале эпидемии централизованная система кондиционирования воздуха была ключевой целью профилактики, а децентрализованная система кондиционирования воздуха - нет.

При появлении инфицированного человека в общественных местах выдыхаемый им газ будет засасываться в систему кондиционирования воздуха, но инфекционная доза в подаче воздуха должна быть снижена за счет работы высокоскоростного вентилятора, многочисленных фильтров, тепла и влажности. лечебные компоненты и смешанное разбавление свежего воздуха.Даже если в помещении есть аэрозольные облака, а центральная система вентиляции и кондиционирования воздуха обслуживает несколько помещений, маловероятно, что это вызовет перекрестное заражение.Пока нет масштабного заражения, вызванного централизованным кондиционированием.Тем не менее, децентрализованное кондиционирование воздуха, такое как раздельное кондиционирование воздуха, фанкойлы, VRV, используемые в ресторанах, барах, автобусах, развлекательных заведениях, их схема воздушного потока будет вызывать горизонтальный поток воздуха в помещении, заставляя аэрозольное облако дрейфовать (рис. 4). ).

Время от времени в некоторых местах с использованием децентрализованного кондиционирования воздуха во время эпидемии происходили случаи агрегации инфекций, что также является типичным местом распространения аэрозольных облаков.

5) Равномерное распределение или сдерживание воздушного потока

В системе кондиционирования особое внимание уделяется равномерному распределению параметров температуры и влажности.Теоретически свежий наружный воздух продолжает смешиваться и разбавляться с воздухом в помещении, воздушный поток распределяется равномерно, поэтому концентрация вируса будет продолжать падать, но, анализируя детали процесса распространения с другой точки зрения, это может помочь распространению патогенов. объективно.Следовательно, имеет значение направление распределения воздушного потока, поэтому в очистных сооружениях в области медицины, фармацевтики, электроники упор делается на схему воздушного потока, который подается сверху и возвращается вниз.Он в полной мере использует сдерживающую роль воздушного потока, заставляя пятно загрязнения как можно быстрее оседать и предотвращая его дрейф и диффузию, что значительно сокращает время воздействия.Сдерживание воздушного потока гораздо важнее, чем его равномерное распределение.Централизованная система кондиционирования воздуха может легко реализовать схему подачи воздуха сверху и возврата вниз, в то время как децентрализованные блоки кондиционирования воздуха, которые объединяют обработку и распределение воздуха, труднодостижимы.

6) Предотвращение подачи воздуха или предотвращение утечки

После того, как воздух в помещении был загрязнен, и кондиционеры подали загрязненный воздух в помещение, возникло второе загрязнение воздуха, называемое косвенным загрязнением.

По нашему здравому смыслу, комнатные бактерии, питаемые системой кондиционирования воздуха, — это самое страшное.Не говоря уже о том, что вирус не может распространяться в центральной системе кондиционирования воздуха, даже если и может, пока есть эффективный воздушный фильтр на выходе приточного или рециркуляционного воздуха, вывести вирус сложно.С точки зрения техники очистки, случаев загрязнения утечками, вызванных фильтрами и их установкой в ​​существующей системе строительства и приемки, немного.Тем не менее, слепое увеличение объема свежего воздуха без учета контроля перепада давления приведет к тому, что упорядоченный градиент давления в этом районе выйдет из-под контроля, и воздух в помещении, содержащий загрязнения (вирусы), будет просачиваться напрямую, вызывая частые случаи загрязнения (инфекции).Этот вид загрязнения, вызванный утечкой загрязнений внутри помещений, называется прямым загрязнением, что еще более ужасно, поскольку беспорядочная утечка воздушного потока затрудняет прогнозирование места заражения.Вот почему стандарты или нормы для строительства больниц в стране или за рубежом не требуют фильтров высокого уровня для оконечных устройств подачи воздуха в ключевые отделения, а подчеркивают региональный упорядоченный градиент перепада давления.

7) Прерывистая работа или непрерывная работа

Опасаясь передачи вируса в системе кондиционирования воздуха, часто требуется прерывистая работа системы кондиционирования воздуха.То есть кондиционер будет выключен после работы в течение определенного периода времени, а затем будет работать естественная или механическая вентиляция.2-3 раза в день не менее 30 минут обязательно.Все мы знаем, что большое количество поступающего свежего воздуха вредит комфортной среде в помещении, но чего мы не знали, так это того, что комфортную среду, создаваемую кондиционерами, можно рассматривать и как противоэпидемическую меру.Развитие эпидемии показывает, что COVID-19 по-прежнему сохраняет сильную инфекционность независимо от низкой или высокой температуры.При этом активность вируса достигает нижнего уровня при комнатной температуре 22-25℃ и относительной влажности 50%-60% (рис.5).

Непосредственное поступление сильного свежего воздуха также нарушает баланс разницы давлений между различными помещениями, что приводит к беспорядочному прохождению просачивающегося воздушного потока.

Следовательно, пока система кондиционирования воздуха соответствует требованиям, система кондиционирования воздуха должна не только работать в непрерывном режиме, но и запускаться заранее и отключаться с задержкой.Стабильная и контролируемая среда является реальной потребностью в нормализации профилактики эпидемий и борьбы с ними.

Рис. 5 Выживаемость нового коронавируса, температура и влажность

8) Регулировка задержки или предотвращение ограничения

Управление кондиционированием воздуха осуществляется с помощью датчика температуры и влажности, который будет регулироваться системой после того, как датчик обнаружит отклонение температуры или влажности, такой процесс называется регулировкой запаздывания.

Условно говоря, уровень температуры и влажности очень высок, конструкция и оборудование внутреннего корпуса также обладают теплоемкостью, поэтому для изменения температуры в помещении на 1 ℃ требуется большая энергия или она не будет сильно колебаться.

Даже если температура и влажность комфортных кондиционеров требуют контроля положительных и отрицательных отклонений, время регулировки, как правило, не имеет значения.Эта функция также является основой для комфортных кондиционеров, использующих регулировку переменного объема воздуха.

Условно говоря, уровень концентрации пыли очень мал, при небольшой невнимательности отклонение частиц составило бы десяток, а то и больше сотни.

Как только концентрация бактерий и пыли превысит стандарт, могут возникнуть проблемы.Параметры должны быть установлены ниже предела, прежде чем будет обнаружено чрезмерное количество бактерий и пыли.

Вмешательство должно быть произведено, если он доберется до линии сдерживания.Время от устранения отклонения чрезмерной концентрации бактерий и пыли до заданного состояния называется самоочищением динамического загрязнения.Это важный параметр для управления контролируемой средой.Но, конечно, это связано с требованиями контроля уровня риска обработки.

9) Оконная вентиляция или поддержание температуры в помещении

Оконная вентиляция может быть наиболее экономичным и эффективным методом профилактики и контроля, но она малоэффективна в больших помещениях.COVID-19 — это самоограничивающееся заболевание, специального лечения не существует.Иммунитет – лучший врач и лучшее лечение.Независимо от того, зимой или летом, необходимо поддерживать подходящую температуру в помещении.Конечно, это может быть не так точно, чтобы принести больше свежего воздуха.Его можно контролировать в пределах от 16 ℃ до 28 ℃, если это не наносит вреда вашему иммунитету, поскольку повышение собственного иммунитета во время эпидемии выходит за рамки всего.В какой-то момент поддерживать стабильную температуру в помещении важнее, чем открывать окна для проветривания.

Что касается аэрозольного облака, то переменное направление воздушного потока иногда может стать движущей силой распространения аэрозольного облака.

10) Прекращение передачи или меры по предотвращению и контролю

С какой целью система кондиционирования принимает меры противодействия в постэпидемический период?Работа с пациентами с COVID-19 в помещении?или пресечь распространение COVID-19?

В постэпидемический период контрмерами системы кондиционирования воздуха являются профилактические и контрольные меры, которые могут предотвратить или уменьшить возникновение перекрестной инфекции в случае возникновения отдельного случая.Могут быть приняты технические меры для предотвращения его колонизации, размножения и передачи, вирус может быть занесен только больными, но не может быть занесен из атмосферного воздуха или подобно плесени и бактериям, которые повсюду в естественной среде.

Даже если система кондиционирования воздуха имеет строгие профилактические меры, после подтверждения случая заболевания коронавирусом или пациента с подозрением на коронавирус объект должен быть закрыт, а кондиционеры должны быть немедленно отключены, своевременно сообщать в местное агентство по здравоохранению и профилактике эпидемий для оказания неотложной помощи. , а также тщательная очистка и дезинфекция.

Использование чрезмерных мер профилактики и контроля, которые потребляют энергию и деньги, мало что дает.Короче говоря, каковы задачи системы кондиционирования воздуха в постэпидемический период?Что является мишенью контроля бактерий?Если профилактика и борьба с коронавирусом по-прежнему являются целью, ношение масок, соблюдение социальной дистанции и мытье рук являются предпосылками.Эти действия лучше, чем любые другие мощные меры системы кондиционирования воздуха, если все, включая пациентов с COVID-19, могут это сделать.

Если целью контроля является предотвращение и контроль перекрестной инфекции бактерий в общем смысле, то при подготовке, то есть в общественных местах, мы можем принять во внимание GB 51039-2014 «Кодекс проектирования здания больницы общего профиля». принять три меры, которые являются общими мерами контроля, используемыми в общей медицинской среде, а именно разумную вентиляцию, подачу воздуха сверху и возврат воздуха снизу и надлежащую фильтрацию на выходе возвратного воздуха.Эти меры доказали свою экономичность, низкое энергопотребление, эффективность и отработанность практикой за последние годы.Если позволяют условия, можно использовать кондиционеры с постоянным перепадом давления и переменным объемом свежего воздуха.

3. Заключение

В этой статье предполагается, что воздушно-капельный и тесный контакт являются основным путем передачи COVID-19.Заразиться аэрозолем можно при длительном нахождении в закрытой среде с высокой концентрацией аэрозолей, что доказано почти 30 миллионами случаев заражения в период эпидемии.Ношение масок, соблюдение социальной дистанции и мытье рук были признаны наиболее эффективными мерами профилактики и борьбы с эпидемией.

Частое агрегационное заражение, происходящее в ограниченном пространстве, весьма вероятно, вызвано аэрозольным облаком.

Существующие неопознанные случаи суперпередачи можно разумно объяснить теорией переноса аэрозольных облаков.Смоделировать передачу аэрозольного облака с помощью CFD несложно, но бесполезно без поддержки большого количества эпидемиологических исследований.Хотя неопределенность и случайность передачи аэрозольных облаков бросают вызов традиционным теориям и контрмерам по профилактике инфекций и борьбе с ними, контролировать передачу аэрозольных облаков несложно.

Система кондиционирования воздуха в постэпидемический период должна в первую очередь определять цель противодействия и задачи управления.Следует избегать спекуляций о контрмерах и целях контроля на основе логических рассуждений и здравого смысла.

Немедицинская система кондиционирования воздуха в постэпидемический период может принять три меры, которые обычно используются при контроле общей медицинской среды, а именно разумная вентиляция, распределение воздушного потока и надлежащая фильтрация возвратного воздуха.Эти меры отличаются низким энергопотреблением, низкой стоимостью и высокой осуществимостью.Чрезмерные меры профилактики и контроля не нужны.Одним словом, меры противодействия системе кондиционирования воздуха в постэпидемический период должны быть адекватными, целесообразными и разумными.

Автор: Шэнь Цзиньмин и Лю Яньминь на HVAC