Мерки за противодействие на климатичната система в следепидемичен период

Благодарение на предприетите решителни и ефективни мерки Китай овладя епидемията, животът се нормализира и икономиката работи нормално.Въпреки това, епидемията все още продължава по света, мерките за превенция и контрол се нуждаят от нормализиране.Дизайнът и противодействието на действието на климатичната система в периода след епидемията в Китай предизвикаха размисъл у хората, така че дискусията по-долу около различни възгледи и мерки ще допринесе за нормализиране за предотвратяване на епидемии в бъдеще.

Тъй като контролът на околната среда за превенция и контрол на епидемиите е различен от този на комфортните климатици в немедицинските граждански сгради, тази статия не разработва систематично противодействието на климатичната система в следепидемичния период, а поставя препратете някои опасения относно целта на противодействащите мерки, както и целите за превенция и контрол на климатичната система в периода след епидемията за ваша справка.

1. Правилнотопозициониранеза разпространението на новия коронавирус  

Theддиагноза иTповторно лечение наNовълCоронавирусPневмония(пробна версия 8), издадена на 19 август 2020 г., ясно показва, че новият коронавирус се разпространява главно чрез дихателни капчици и близък контакт, както и контакт със замърсен с вируса предмет.Дългосрочната експозиция в относително затворена среда с високи концентрации на аерозоли също може да доведе до аерозолно предаване.„Поради новия коронавирус, който може да бъде изолиран от изпражненията и урината, трябва да се обърне внимание, за да се предотврати замърсяването на околната среда и да доведе до контактно или аерозолно предаване.“което ни помага да идентифицираме правилно пътя на предаване на COVID-19.Това се потвърждава и от голям брой случаи на инфекция по време на епидемията.Носенето на маски, спазването на социална дистанция и миенето на ръцете са признати за най-ефективните мерки за предотвратяване и контрол на епидемията.

Обикновено, ако вирусът има добро въздушно предаване и дифузия, той ще се разпръсква непрекъснато под действието на въздушния поток и ще се разрежда в същото време, тогава концентрацията на вируса ще продължи да намалява, в резултат на това само малка доза бактерии може да да се предават по въздуха.В допълнение, диспергираните частици, носени с бактерии, носещи се във въздуха, неговата жизненост ще отслабне бързо поради излагането на топлина, влажност и UV светлина, освен ако няма огромна жизненост (или може да оцелее във въздуха за дълго време) .Досега не са намерени доказателства, че COVID-19 има горните две характеристики.Може да се каже само, че COVID-19 има малък шанс да се предаде по въздушен път в ограничена степен, възможността да се зарази по въздуха е много малка.СЗО все още вярва, че аерозолът SARS-CoV-2 може да се разпространи в безвъздушна или затворена среда, но това не е основният начин, въпреки че отворено писмо, подписано от 239 учени от 32 страни на 6 юли, беше публикувано в списанието на клинично инфекциозно заболяване (Oxford University Journal).

Тъй като инфекциозната доза във въздуха не е достатъчна за предаване и капчиците не могат да плават дълго време, за да се разпространят на голямо разстояние, тогава няколко събития на супер предаване в епидемията, спомената в отвореното писмо, са объркващи.Ето защо предлагаме хипотеза за предаване на аерозолни облаци.Аерозолният облак е двуфазен поток пара-течност, който е невидим за очите.

Състоянието на аерозолния облак може да накара капчици, съдържащи вирусни частици да плават, които ще се носят от въздушния поток.Маршрутът и посоката на предаването му са много ясни.

Аерозолният облак може да събира вирусните частици, трудни за разпространение и предаване, с по-дълго време на оцеляване, така че е лесно да се натрупат голям брой вируси на местно ниво и да се поддържа доза от инфекция за дълго време на голямо разстояние.Счита се, че образуването на аерозолен облак е свързано с фактори като затворена вътрешна среда, лоша вентилация, висока гъстота на персонала, висока влажност (фиг.1) и размер на капчиците и т.н. Тогава хипотезата за аерозолния облак може добре да обясни тези супер трансмисионни събития.Подобни хипотези могат да бъдат намерени и в чужди документи (фиг. 3.), въпреки че дефинициите и обясненията се различават.Фактори на околната среда като температура, влажност и замърсяване могат да повлияят на способността за оцеляване на вируса при COVID-19, като увреждат неговия протеин в повърхността и липидната му мембрана.Настоящата теория предполага, че стабилността му ще бъде подобрена при по-висока влажност (≥80%）) (фиг.1).

Фиг.1 Връзката между продължителността на живота на вирусните капчици и диаметъра на частиците и относителната влажност.

Фиг.2 Диаметрите на капките и обхватът им на предаване

Фиг. 3 Облак от кихане, кашляне, издишване и тяхното разстояние на предаване

2.Противодействия на въздуха-климатична система в пост-епидемичен период

Поради метода за превенция и контрол на патогените, както и изискванията и мерките за контрол на вътрешната среда при епидемия са различни от тези на комфортните климатици, така че методът за контрол на патогените не може да бъде разбран въз основа на логични разсъждения и здрав разум.

2.1 Съсредоточете се върху контрола на предаването на аерозолни облаци

Контролът на разпространението на COVID-19 във въздуха на закрито не е толкова, колкото контролът на предаването на аерозолен облак.

Резултатите показват, че аерозолният облак има добро въздушно течение, следващо изпълнение, тесен път на предаване и ясна посока.

За разлика от въздушното предаване, което може да се предава широко и да прониква в цялото пространство.Аерозолният облак се носи с въздуха към близките дихателни органи на податливите хора (фиг.4), които могат да бъдат вдишани и да причинят инфекция, дори ако се държат на безопасно социално разстояние.Несигурността на предаването на аерозолни облаци разкрива случайността на заразяването, което поставя под съмнение нашата традиционна теория за вентилация или превенция и контрол на инфекцията, като безопасно социално разстояние, лична защита, време на експозиция, риск или вероятност от инфекция.

Фиг. 4 Симулация на предаване на аерозолен облак

От гледна точка на контролиране на предаването на аерозолен облак има три начина:

1) Избягването на генерирането на аерозолни облаци е най-фундаменталният начин, намалявайки появата им (като носене на маски, контролиране на плътността на персонала, бързо утаяване на капчиците от вътрешния въздушен поток) и поддържане на добра вътрешна вентилация (разреждане на вътрешното замърсяване и избягване на вътрешната влажност натрупване).

2) След като се образува аерозолен облак, несигурността на предаването и случайността на инфекцията изглеждат извън контрол.Всъщност най-лесният начин да блокирате предаването на аерозолния облак е да избегнете хоризонталния въздушен поток на закрито и да го принудите да се уталожи бързо, след което да бъде изхвърлен от долния отвор за отработен (връщащ) въздух под действието на вентилация.

3) Най-простият начин за елиминиране на предаването на аерозолния облак е да се разпръсне аерозолният облак чрез външна сила, вентилационният въздушен поток непрекъснато ще смущава или разпръсква аерозолния облак, докато инфекциозните частици са децентрализирани и концентрацията пада, тогава не е трансмисивни.Разбира се, намаляването на нивото на вътрешна влажност до 40%-50% също е контролен метод, но с голям разход на енергия.

2.2 Съсредоточете се върху превенцията и контрола на патогените

Идеята за предотвратяване и контрол на патогените по време на епидемията е донякъде като контрола на околната среда на фармацевтичното и медицинско лечение.Но се различава от технологията за биологично почистване, това е мярка за предотвратяване на коронавирус в удобна зона за обслужване на климатици.Първо извличаме поуки от концепциите за фармацевтичен и медицински контрол, за да обясним разликата между това и удобните климатици.

Фиг.1 Разлики между идеите за превенция и контрол на патогените и тези за вентилационните климатици.

В следепидемичния период не могат да се прилагат три ефективни мерки за превенция и контрол, а именно носене на маски, спазване на социална дистанция и миене на ръцете.Но контролът върху плътността на персонала все още трябва да се обмисли.Противодействието на климатичната система в следепидемичния период е за предотвратяване на коронавирус.Разликите в метода за управление се отнасят до таблица 1. Освен спекулациите за превантивните контрамерки на климатичната система, основани на логически разсъждения или здрав разум, на какви проблеми трябва да обърнем внимание?Някои контрамерки могат да бъдат интегрирани в комфортната климатична система, но някои могат да се използват само като резервна схема.Ето няколко примера:

1) Цялостен контрол или контрол на ключови точки

Хората, които се занимават с климатизация, са свикнали да вземат предвид нещата от цялостната ситуация, като например контролиране на параметрите на температура, влажност и концентрация на въглероден диоксид за цялото пространство.Хората, които се занимават с контрол на инфекциите, се фокусират върху детайлите и ключовия момент, прекъсвайки пътя на инфекцията според характеристиките на източника на инфекция.Дори детайлите на оформлението на захранващия и връщащия въздух заслужават внимание.Безброй случаи са показали, че детайлите определят успеха на провала на контрола на инфекцията.Детайлите са чудовища.

2) Разреждане в цялата камера или утаяване in situ

Най-големият замърсител на комфортните климатици е CO2, хората са навсякъде в стаята, всеки може да произвежда CO2, това е източник на голяма площ.Вътрешните бактерии обикновено се издишват от отделни пациенти и се разпространяват в кратък диапазон, това е точков източник.Следователно мерките за контрол не могат да разредят цялата стая с чист въздух, за да контролират точковата инфекция като контрола на CO2, също така не могат да контролират обема на чистия въздух чрез сензора за CO2.Капките, издишани от пациенти с коронавирус, могат директно да заразят съседните и не чакат да бъдат разредени.След като патогенът издиша, той трябва бързо да се утаи на място, за да се предотврати предаването.Заселването на място е най-ефективният начин за намаляване на експозицията.Контролирането на точковата инфекция чрез генериране на многократно обем на въздуха в помещенията за разреждане не само причинява висока консумация на енергия, но има и слаб ефект.

3) Стерилизация или филтриране

Всички знаем, че свежият въздух не пренася патогените, а основната цел на филтрирането на свежия въздух е отстраняването на прах.Ако в помещението има патогени, филтърът за обратен въздух трябва да може да предотврати навлизането на патогените в системата.Съпротивлението на HEPA филтъра обаче е доста високо, което е трудно или неосъществимо за използване в граждански сгради.Поради ограниченото вътрешно пространство, издишаните капчици не могат да се изпарят в течна сърцевина с малък размер на частиците за кратко време, а филтрирането на връщащия въздух е главно за отстраняване на капчиците с големи частици.Нашата цел за контрол е да предотвратим патогените, натрупани в космоса, така че ефективността на стерилизация и устойчивостта на филтъра трябва да се вземат предвид при избора на филтри за обратен въздух.

Член 7.1.11 от код GB 51039-2014 за проектиране на сгради на многопрофилна болница показва:

Изходът на връщащия въздух на централната климатична система и вентилаторният конвектор трябва да бъде оборудван с филтриращо оборудване с първоначално съпротивление под 50Pa, скорост на първо преминаване на микроорганизми под 10%, а скоростта на преминаване на теглото на частиците наведнъж не трябва да бъде по-голяма от 5%.

Това е същата причина, поради която ASHRAE препоръча MERV13 като филтър за обратен въздух.За аерозолния облак филтрите могат не само да филтрират някои частици във въздуха, но и да разпръснат аерозолния облак, правейки го неспособен да съществува в системите.

4) Превантивна централизирана климатична система или превантивна децентрализирана климатична система

Според нашия здрав разум, централната климатична система обслужва множество стаи, след като бактериите се появят в една стая, останалите ще бъдат замърсени.В началото на епидемията централизираната климатична система беше основна цел за превенция, докато децентрализираната климатична система не беше.

След като заразеното лице се появи на обществени места, издишаният от него газ ще бъде засмукан в климатичната система, но инфекциозната доза в подавания въздух трябва да бъде намалена след процеса на високоскоростен работещ вентилатор, множество филтри, топлина и влажност компоненти за обработка и смесено разреждане на чист въздух.Дори ако има аерозолни облаци на закрито, с централна вентилационна и климатична система, обслужваща множество стаи, е малко вероятно това да причини кръстосана инфекция.Засега няма мащабна инфекция, причинена от централна климатизация.Въпреки това, децентрализираната климатизация, като климатизация с разделяне на въздуха, вентилаторен конвектор, VRV, използвани в ресторанти, барове, автобуси, места за забавление, техният модел на въздушния поток ще предизвика хоризонтален въздушен поток в помещението, тласкайки аерозолния облак да се носи наоколо (Фиг.4 ).

Има някои случаи на агрегиране на инфекции, възникващи от време на време на някои места, използващи децентрализирана климатизация по време на епидемията, което също е типично място за разпространение на аерозолни облаци.

5) Равномерно разпределение или ограничаване на въздушния поток

Климатичната система набляга на равномерното разпределение на параметрите на температурата и влажността.Теоретично погледнато, външният свеж въздух продължава да се смесва и разрежда с въздуха на закрито, въздушният поток се разпределя равномерно, така че концентрацията на вируса ще продължи да пада, но анализирайки детайлите на процеса на разпространение от друга гледна точка, това може да помогне на патогените да се разпространят обективно.Следователно посоката на разпределение на въздушния поток има значение, затова пречистващото пространство в медицинската, фармацевтичната и електронната област набляга на модела на въздушния поток, който се доставя отгоре и се връща надолу.Той използва пълноценно ограничаващата роля на въздушния поток, като кара замърсяването на място да се утаи възможно най-бързо и предотвратява отнасянето и разпространението му, което значително намалява времето на експозиция.Ограничаването на въздушния поток е много по-важно от равномерното разпределение.Централизираната климатична система може лесно да осъзнае, че моделът на въздушния поток се доставя отгоре и се връща обратно надолу, докато децентрализираните климатични модули, които интегрират обработка и разпределение на въздуха, е трудно постижимо.

6) Предотвратяване на подаването на въздух или предотвратяване на течове

След като въздухът в помещенията е бил замърсен и климатиците доставят замърсения въздух на закрито, е предизвикано второ замърсяване на въздуха, наречено непряко замърсяване.

От нашия здрав разум, вътрешните бактерии, доставяни от климатичната система, са най-ужасното нещо.Да не говорим, че вирусът не може да се разпространи в централната климатична система, дори и да може, докато има ефективен въздушен филтър на изхода за подаване на въздух или изхода за обратен въздух, е трудно да се изведе вирусът.От гледна точка на пречиствателното инженерство, има малко инциденти на замърсяване с изтичане, причинени от филтри и тяхното инсталиране в текущата конструкция и система за приемане.Въпреки това, сляпото увеличаване на обема на пресния въздух, без да се отчита контролът на разликата в налягането, ще направи подредения градиент на налягането извън контрол в района и вътрешният въздух, съдържащ замърсяване (вирус), ще изтече директно, причинявайки често инциденти на замърсяване (инфекция).Този вид замърсяване, причинено от изтичане на замърсяване на закрито, се нарича директно замърсяване, което е още по-ужасно, хаотичното изтичане на въздушен поток прави мястото на инфекцията трудно да се предвиди.Ето защо стандартите или нормите за изграждане на болници у нас или в чужбина не изискват филтри с високо ниво за терминала за подаване на въздух в ключови отделения, но наблягат на регионалния контрол на градиентното диференциално налягане.

7) Прекъсната работа или непрекъсната работа

Страхувайки се от предаване на вируси в климатичната система, често е необходима периодична работа на климатичната система.Това означава, че климатикът ще бъде затворен, след като е работил за определен период от време, и след това ще работи естествена вентилация или механична вентилация.Необходими са 2-3 пъти на ден поне по 30 минути.Всички знаем, че внасянето на голямо количество свеж въздух ще навреди на комфортната среда в помещенията, но това, което не знаехме е, че комфортната среда, създадена от климатиците, може да се разглежда и като противоепидемична мярка.Продължаването на епидемията показва, че COVID-19 все още поддържа силна инфекциозност, независимо при ниска или висока температура.Докато активността на вируса достига най-ниското ниво при стайна температура от 22-25 ℃ и относителна влажност от 50%-60% (фиг.5).

Директното навлизане на силен свеж въздух също разрушава баланса на разликата в налягането между различните пространства, което води до неправилно протичане на изтичащия въздушен поток.

Следователно, докато климатичната система е в съответствие, климатичната система не само изисква непрекъсната работа, но също така стартира предварително и забавя изключване.Стабилната и контролирана среда е истинското изискване за нормализиране на превенцията и контрола на епидемиите.

Фиг. 5 Процент на оцеляване на новия коронавирус и температура и влажност

8) Регулиране на забавяне или предотвратяване на ограничаване

Контролът на климатичното пространство се постига от сензора за температура и влажност, който ще се регулира от системата, след като сензорът открие отклонението на температурата или влажността, такъв процес се нарича корекция на забавяне.

Относително казано, нивото на температура и влажност е много високо, структурата и оборудването на вътрешното заграждение също имат топлинен капацитет, така че промяната на вътрешната температура от 1 ℃ изисква по-голяма енергия или няма да се колебае значително.

Дори ако температурата и влажността на комфортните климатици имат изисквания за контрол на положително и отрицателно отклонение, времето за регулиране обикновено не е проблем.Тази характеристика е и основата за комфортните климатици, които приемат променливо регулиране на обема на въздуха.

Относително казано, нивото на концентрация на прах е много малко, с малко невнимание, отклонението на частиците би било дузина или дори над сто.

След като концентрацията на бактерии и прах надвиши нормата, могат да възникнат проблеми.Параметрите трябва да бъдат зададени под лимита, преди да бъдат открити прекомерни бактерии и прах.

Намесата се извършва, ако се стигне до възпиращата линия.Времето от коригиране на отклонението на прекомерната концентрация на бактерии и прах до състоянието на настройка се нарича динамично самопречистване на замърсяването.Това е важен параметър за контролиране на контролирана среда.Но, разбира се, това е свързано с изискванията за контрол на нивото на риск при обработката.

9) Вентилация на прозорци или поддържане на температурата на закрито

Проветряването на прозорците може да е най-икономичният и ефективен метод за предотвратяване и контрол, но има малък ефект върху големи пространства.COVID-19 е самоограничаващо се заболяване, няма специално лечение.Имунитетът е най-добрият лекар и най-доброто медицинско лечение.Независимо през зимата или лятото е необходимо да се поддържа подходяща стайна температура.Разбира се, може да не е толкова точен, за да внесе повече чист въздух.Може да се контролира в рамките на 16 ℃ до 28 ℃, стига да не вреди на вашия имунитет, тъй като подобряването на собствения имунитет по време на епидемията е извън всичко.В даден момент поддържането на стабилна стайна температура е по-важно от отварянето на прозорци за вентилация.

По отношение на аерозолния облак, променливата посока на въздушния поток понякога може да се превърне в движеща сила за разпространение на аерозолния облак.

10) Прекъсване на предаването или мярка за предотвратяване и контрол

Каква е целта на климатичната система да предприеме контрамерки в следепидемичния период?Справяне с пациенти с COVID-19 на закрито?или за спиране на разпространението на COVID-19?

В следепидемичния период контрамерките на климатичната система са мерки за превенция и контрол, които могат да избегнат или намалят появата на кръстосана инфекция, ако се появи отделен случай.Могат да се предприемат инженерни мерки за предотвратяване на неговата колонизация, размножаване и предаване, вирусът може да бъде внесен само от пациенти, но не и от външния въздух или като мухъл и бактерии, които са навсякъде в естествената среда.

Дори ако климатичната система има силни превантивни мерки, след потвърждаване на случай на коронавирус или съмнение за пациент, обектът трябва да бъде затворен и климатиците трябва да бъдат изключени незабавно, своевременно да се докладва на местната агенция за здравеопазване и превенция на епидемии за спешно лечение , както и основно почистване и дезинфекция.

Използването на прекомерни мерки за превенция и контрол, които консумират енергия и пари, е малко полезно.Накратко, какви са целите на климатичната система в следепидемичния период?Какви са контролните цели на бактериите?Ако целта все още е превенцията и контролът на коронавируса, предпоставката е носенето на маски, спазването на социална дистанция и миенето на ръцете.Тези действия са по-добри от всички други мощни мерки на климатичната система, ако всеки, включително пациенти с COVID-19, може да го направи.

Ако целта на контрола е да се предотврати и контролира бактериалната кръстосана инфекция в общ смисъл, тогава GB 51039-2014 „код за проектиране на обща болнична сграда“ е взет предвид при подготовката, тоест в обществена зона, можем да приемете три мерки, които са обичайна контролна мярка, използвана в общата медицинска среда, те са разумна вентилация, подаване на въздух отгоре и връщане на въздух надолу и правилно филтриране в изхода за обратен въздух.Тези мерки са доказани като икономични, с ниска консумация на енергия, ефективни и зрели от практиката през последните години.Ако условията позволяват, е възможно да се използват климатици с постоянна разлика в налягането и променлив обем свеж въздух.

3. Заключение

Тази статия предполага, че дихателните капчици и близкият контакт са основният път на предаване на COVID-19.Възможно е заразяване с аерозол при продължително излагане в затворена среда с висока концентрация на аерозоли, което е доказано от близо 30 милиона случая на заразяване в епидемията.Носенето на маски, спазването на социална дистанция и миенето на ръцете са признати за най-ефективните мерки за предотвратяване и контрол на епидемията.

Честата агрегирана инфекция, възникваща в ограничено пространство, много вероятно е причинена от аерозолен облак.

Съществуващите неидентифицирани случаи на супер предаване могат да бъдат разумно обяснени от теорията за предаване на аерозолни облаци.Не е трудно да се симулира предаването на аерозолен облак чрез CFD, но е безполезно без подкрепата на голям брой епидемиологични проучвания.Въпреки че несигурността и случайността на предаването на аерозолни облаци предизвикват традиционните теории и противодействащи мерки за предотвратяване и контрол на инфекциите, не е трудно да се контролира предаването на аерозолни облаци.

Климатичната система в следепидемичния период трябва първо да определи целта на противодействието и контролните цели.Трябва да избягва да спекулира с контрамерките и целите на контрола въз основа на логически разсъждения и здрав разум.

Немедицинската климатична система в периода след епидемията може да приеме три мерки, които обикновено се използват при контрола на общата медицинска среда, а именно разумна вентилация, разпределение на въздушния поток и правилно филтриране на връщащия въздух.Тези мерки са с ниска консумация на енергия, ниска цена и голяма осъществимост.Не са необходими прекомерни мерки за превенция и контрол.С една дума, мерките за противодействие на климатичната система в следепидемичния период трябва да бъдат съобразени, подходящи и разумни.

Публикувано от Shen Jinming и Liu Yanmin относно HVAC