Contramesures al sistema d'aire condicionat en el període post-epidèmic

Gràcies a les mesures decisives i efectives adoptades, la Xina ha controlat l'epidèmia, la vida ha tornat a la normalitat i l'economia funciona amb normalitat.No obstant això, l'epidèmia continua passant arreu del món, les mesures de prevenció i control necessiten una normalització.El disseny i les contramesures de funcionament del sistema d'aire condicionat en el període posterior a l'epidèmia a la Xina han suscitat la reflexió de la gent, de manera que la discussió a continuació sobre diferents punts de vista i mesures contribuirà a la normalització de la prevenció d'epidèmies en el futur.

Atès que el control ambiental de la prevenció i el control d'epidèmies és diferent del dels còmodes aparells d'aire condicionat als edificis civils no mèdics, aquest article no elabora de manera sistemàtica les contramesures al sistema de climatització en el període post-epidèmic, sinó transmetre algunes inquietuds sobre la finalitat de les contramesures, així com els objectius de prevenció i control del sistema d'aire condicionat en el període post-epidèmia per a la seva referència.

1. El correcteposicionamenta la propagació del nou coronavirus  

ElDdiagnòstic iTtractament deNovelCoronavirusPneumònia(versió de prova 8), publicada el 19 d'agost de 2020, indica clarament que el nou coronavirus es transmet principalment per gotes respiratòries i contacte proper, així com per contacte amb l'element contaminat pel virus.L'exposició a llarg termini en un entorn relativament tancat amb altes concentracions d'aerosols també pot provocar la transmissió d'aerosols."A causa que el nou coronavirus es pot aïllar de les femtes i l'orina, s'ha de prestar atenció a evitar que contamini el medi ambient i condueixi a la transmissió per contacte o la transmissió d'aerosols".que ens ajuda a identificar correctament la via de transmissió de la COVID-19.També està confirmat per un gran nombre de casos d'infecció durant l'epidèmia.L'ús de mascaretes, el manteniment de la distància social i el rentat de mans han estat reconeguts com les mesures més efectives per prevenir i controlar l'epidèmia.

Normalment, si el virus té una bona transmissió i difusió de l'aire, es dispersa contínuament sota l'acció del flux d'aire i es dilueix al mateix temps, aleshores la concentració del virus continuarà disminuint, com a resultat, només una petita dosi de bacteris pot. transmetre per l'aire.A més, les partícules disperses transportades amb bacteris que suren a l'aire, la seva vitalitat es debilitaria ràpidament a causa de l'exposició a la calor, la humitat i la llum UV, tret que tingui una vitalitat enorme (o pugui sobreviure a l'aire durant molt de temps) .No s'ha trobat cap evidència que el COVID-19 tingui les dues característiques anteriors fins ara.Només es pot dir que el COVID-19 té una petita probabilitat de transmetre's per l'aire de manera limitada, la possibilitat d'infectar-se per l'aire és molt petita.L'OMS encara creu que l'aerosol SARS-CoV-2 es pot propagar a l'entorn on no té aire o tancat, però no és la via principal, tot i que una carta oberta signada per 239 estudiosos de 32 països el 6 de juliol es va publicar a la revista de malaltia infecciosa clínica (Oxford University Journal).

Atès que la dosi infecciosa a l'aire no és suficient per transmetre i les gotes no poden flotar durant molt de temps per estendre's a llarga distància, aleshores diversos esdeveniments de supertransmissió de l'epidèmia esmentada a la carta oberta són confusos.Per tant, proposem una hipòtesi de transmissió de núvols d'aerosols.El núvol d'aerosol és un flux bifàsic vapor-líquid, que és invisible als ulls.

L'estat del núvol d'aerosols pot fer que les gotes que contenen partícules de virus surin, que aniran a la deriva pel flux d'aire.El recorregut i la direcció de la seva transmissió són molt clars.

El núvol d'aerosols pot reunir partícules de virus, difícils de difondre i transmetre, amb un temps de supervivència més llarg, de manera que és fàcil acumular un gran nombre de virus localment i mantenir una dosi d'infecció durant molt de temps a llarga distància.Es considera que la formació del núvol d'aerosols està relacionada amb factors com l'entorn interior tancat, la mala ventilació, l'alta densitat de personal, l'alta humitat (Fig.1) i la mida de les gotes, etc. Aleshores la hipòtesi del núvol d'aerosols pot explicar-ho bé. esdeveniments de supertransmissió.Hipòtesis semblants també es poden trobar en documents estrangers (Fig 3.), tot i que les definicions i les explicacions difereixen.Factors ambientals com la temperatura, la humitat i la contaminació poden afectar la capacitat de supervivència del virus per a la COVID-19, en danyar la seva proteïna a la superfície i la seva membrana lipídica.La teoria actual suggereix que la seva estabilitat es millorarà a una humitat més alta (≥80%）（Fig.1).

Fig.1 La relació entre la vida útil de les gotes de virus i el diàmetre de la partícula i la humitat relativa.

Fig.2 Els diàmetres de les gotes i el seu rang de transmissió

Fig. 3 Núvol per esternudar, tossir, exhalar i la seva distància de transmissió

2.Contremesures de l'aire-sistema de condicionament en post-període de l'epidèmia

A causa del mètode de prevenció i control dels patògens, així com els requisits i les mesures de control ambiental interior en epidèmia són diferents del dels còmodes aparells d'aire condicionat, de manera que el mètode de control dels patògens no es pot entendre basat en un raonament lògic i sentit comú.

2.1 Focus en el control de la transmissió dels núvols d'aerosols

El control de la propagació de la COVID-19 a l'aire interior no és tant el control de la transmissió del núvol d'aerosols.

Els resultats mostren que el núvol d'aerosol té un bon corrent d'aire després del rendiment, una ruta de transmissió estreta i una direcció clara.

A diferència de la transmissió de l'aire, que pot transmetre àmpliament i impregnar-se per tot l'espai.El núvol d'aerosols deriva amb l'aire cap als òrgans respiratoris de les persones susceptibles (Fig.4), que poden ser inhalats i causar infecció, fins i tot si es mantenen a una distància social segura.La incertesa de la transmissió del núvol d'aerosols va revelar l'aleatorietat d'infectar-se, cosa que desafia la nostra teoria tradicional en ventilació o prevenció i control de la infecció, com ara la distància social segura, la protecció personal, el temps d'exposició, el risc o la probabilitat d'infecció.

Fig. 4 Simulació de transmissió de núvols d'aerosols

Des de la perspectiva de controlar la transmissió del núvol d'aerosols, hi ha tres maneres:

1) Evitar la generació de núvols d'aerosols és la manera més fonamental, reduir-ne l'aparició (com portar màscares, controlar la densitat del personal, assentar les gotes ràpidament pel flux d'aire interior) i mantenir una bona ventilació interior (diluint la contaminació interior i evitant la humitat interior). acumulació).

2) Un cop format el núvol d'aerosols, la incertesa de la transmissió i l'aleatorietat de la infecció semblen estar fora de control.De fet, la manera més senzilla de bloquejar la transmissió del núvol d'aerosols és evitar el flux d'aire horitzontal a l'interior i obligar-lo a establir-se ràpidament i després descarregar-se des de la sortida d'aire inferior d'escapament (retorn) sota l'acció de la ventilació.

3) La manera més senzilla d'eliminar la transmissió del núvol d'aerosols és dispersar el núvol d'aerosols per força externa, el flux d'aire de ventilació pertorbarà o dispersarà contínuament el núvol d'aerosols, sempre que les partícules infeccioses estiguin descentralitzades i la concentració baixi, llavors no ho és. transmissible.Per descomptat, reduir el nivell d'humitat interior al 40%-50% també és un mètode de control, però amb un gran consum d'energia.

2.2 Centrar-se en la prevenció i el control dels patògens

La idea de prevenir i controlar els patògens durant l'epidèmia s'assembla una mica al control ambiental del tractament farmacèutic i mèdic.Però varia de la tecnologia de neteja biològica, és una mesura per prevenir el coronavirus a la zona de servei d'aire condicionat còmode.Primer traurem lliçons dels conceptes de control farmacèutic i mèdic per explicar la diferència entre això i els còmodes aparells d'aire condicionat.

Fig.1 Diferències entre les idees de prevenció i control dels patògens i la de ventilar els aparells d'aire condicionat.

Durant el període post-epidèmia, es podran deixar d'aplicar tres mesures efectives de prevenció i control que són l'ús de mascaretes, el manteniment de la distància social i el rentat de mans.Però encara s'ha de tenir en compte controlar la densitat de personal.La contramesura del sistema d'aire condicionat en el període post-epidèmia és prevenir el coronavirus.Les diferències de mètode de control es refereixen a la taula 1. Excepte l'especulació de les contramesures de prevenció del sistema d'aire condicionat basat en un raonament lògic o sentit comú, a quines preocupacions hem de prestar atenció?Algunes contramesures es poden integrar al còmode sistema d'aire condicionat, però algunes només es poden utilitzar com a esquema de seguretat.Aquests són alguns exemples:

1) Control general o control del punt clau

Les persones que fan servir l'aire condicionat acostumen a considerar coses des de la situació general, com ara controlar els paràmetres de temperatura, humitat i concentració de diòxid de carboni per a tot l'espai.Les persones que es dediquen al control de la infecció se centren en els detalls i el punt clau, tallant la ruta d'infecció segons les característiques de la font d'infecció.Fins i tot els detalls de distribució de l'aire de subministrament i retorn val la pena atenció.Innombrables casos han demostrat que els detalls determinen l'èxit del fracàs del control de la infecció.Els detalls són monstres.

2) Dilució de cambra sencera o sedimentació in situ

El contaminant més gran dels aparells d'aire condicionat còmodes és el CO2, la gent està a tot arreu de l'habitació, tothom pot produir CO2, és una font d'àrea gran.Els bacteris d'interior en llocs generals són exhalats per pacients individuals i es propaguen a curt abast, és una font puntual.Per tant, les mesures de control no poden diluir tota l'habitació amb aire fresc per controlar la infecció puntual com el control de CO2, tampoc pot controlar el volum d'aire fresc mitjançant el sensor de CO2.Les gotes exhalades pels pacients amb coronavirus poden infectar directament els adjacents i no esperen que es dilueixin.Una vegada que el patogen ha exhalat, s'ha d'assentar ràpidament in situ per evitar la transmissió.L'assentament in situ és la manera més eficaç de reduir l'exposició.Controlar la infecció puntual mitjançant la generació de múltiples vegades de volum d'aire interior per a la dilució no només provoca un alt consum d'energia, sinó que també té un efecte pobre.

3) Esterilització o filtració

Tots sabem que l'aire fresc no transporta els patògens, i l'objectiu principal de la filtració d'aire fresc és l'eliminació de la pols.Si existeixen patògens a l'habitació, el filtre d'aire de retorn hauria de poder evitar que els patògens entrin al sistema.No obstant això, la resistència del filtre HEPA és bastant alta, cosa que és difícil o inviable d'utilitzar en edificis civils.A causa de l'espai interior limitat, les gotes exhalades no es poden evaporar al nucli líquid de mida de partícula petita en poc temps, i la filtració de l'aire de retorn és principalment per eliminar les gotes de mida de partícules grans.El nostre objectiu de control és prevenir els patògens acumulats a l'espai, per la qual cosa s'ha de tenir en compte l'eficiència d'esterilització i la resistència del filtre a l'hora de seleccionar els filtres d'aire de retorn.

L'article 7.1.11 del codi GB 51039-2014 de disseny d'edificis d'hospital general indica:

La sortida d'aire de retorn del sistema central d'aire condicionat i la unitat de fan coil ha d'estar equipada amb un equip de filtració amb una resistència inicial inferior a 50 Pa, la primera taxa de pas de microorganisme inferior al 10% i la taxa de pas de ponderació de partícules alhora no ha de ser més gran. superior al 5%.

Aquesta és la mateixa raó per la qual ASHRAE va recomanar MERV13 com a filtre d'aire de retorn.Per al núvol d'aerosols, els filtres no només poden filtrar algunes partícules de l'aire, sinó que també poden dispersar el núvol d'aerosols, cosa que fa que no pugui existir als sistemes.

4) Sistema de climatització centralitzat preventiu o sistema de climatització descentralitzat preventiu

Segons el nostre sentit comú, el sistema d'aire condicionat central està donant servei a diverses habitacions, un cop apareguessin els bacteris en una habitació, la resta es contaminaria.A l'inici de l'epidèmia, el sistema d'aire condicionat centralitzat era l'objectiu clau de la prevenció, mentre que el sistema d'aire condicionat descentralitzat no ho era.

Una vegada que una persona infectada aparegui als llocs públics, el gas que ha exhalat serà aspirat al sistema d'aire condicionat, però la dosi infecciosa al subministrament d'aire s'ha de reduir després del procés de ventilador d'alta velocitat, filtres múltiples, calor i humitat. components de tractament i la dilució mixta d'aire fresc.Fins i tot si hi ha núvols d'aerosols a l'interior, amb el sistema central de ventilació i aire condicionat que serveix a diverses habitacions, és poc probable que provoqui infeccions creuades.De moment, no hi ha cap infecció a gran escala causada per l'aire condicionat centralitzat.Tanmateix, l'aire condicionat descentralitzat, com ara l'aire condicionat dividit, la unitat de fan coil, el VRV utilitzat en restaurants, bars, autobusos, llocs d'entreteniment, el seu patró de flux d'aire provocarà un flux d'aire horitzontal a l'habitació, empenyent el núvol d'aerosols a la deriva (Fig.4). ).

Hi ha alguns esdeveniments d'infecció d'agregació que es van produir de tant en tant en alguns llocs amb aire condicionat descentralitzat durant l'epidèmia, que també és un lloc típic de propagació dels núvols d'aerosols.

5) Distribució o contenció uniforme del flux d'aire

El sistema d'aire condicionat posa l'accent en la distribució uniforme dels paràmetres de temperatura i humitat.Teòricament parlant, l'aire fresc de l'exterior es continua barrejant i diluint amb l'aire interior, el flux d'aire es distribueix de manera uniforme, de manera que la concentració del virus continuarà baixant, però analitzant els detalls del procés de distribució des d'una altra perspectiva, pot ajudar a propagar-se els patògens. objectivament.Per tant, és important la direcció de la distribució del flux d'aire, per això l'espai de purificació en el camp mèdic, farmacèutic i electrònic posa l'accent en el patró de flux d'aire, que es subministra des de l'alça i es torna a la baixa.Aprofita plenament el paper de contenció del flux d'aire, fent que la contaminació del punt s'assenti tan aviat com sigui possible i evitant que es desvii i es difongui, redueix molt el temps d'exposició.La contenció del flux d'aire és molt més important que la distribució uniforme.El sistema d'aire condicionat centralitzat pot adonar-se fàcilment que el patró de flux d'aire es subministra des de la part superior i es torna a la baixa, mentre que les unitats d'aire condicionat descentralitzats, que integren la gestió i distribució de l'aire, són difícils d'aconseguir.

6) Prevenció del subministrament d'aire o prevenció de fuites

Una vegada que l'aire interior s'ha contaminat i els aparells d'aire condicionat subministren l'aire contaminat a l'interior, es va provocar una segona contaminació atmosfèrica anomenada contaminació indirecta.

Des del nostre sentit comú, el més terrible és que els bacteris interiors siguin subministrats pel sistema d'aire condicionat.Sense oblidar que el virus no es pot propagar al sistema d'aire condicionat central, encara que ho faci, sempre que hi hagi un filtre d'aire efectiu a la sortida de subministrament d'aire o a la sortida d'aire de retorn, és difícil sortir el virus.Des de la perspectiva de l'enginyeria de depuració, hi ha pocs incidents de contaminació per fuites provocats pels filtres i la seva instal·lació en el sistema de construcció i recepció actual.Tanmateix, l'augment cec del volum d'aire fresc sense tenir en compte el control de la diferència de pressió farà que la pressió del gradient ordenat es descontroli a la zona i l'aire interior que conté contaminació (virus) es filtrarà directament, causant incidents de contaminació (infecció) amb freqüència.Aquest tipus de contaminació causada per fuites de contaminació interior s'anomena contaminació directa, que és encara més terrible, la fuita desordenada del flux d'aire fa que la ubicació de la infecció sigui difícil de predir.És per això que els estàndards o normes per a la construcció d'hospitals a casa o a l'estranger no requereixen filtres d'alt nivell per a la terminal de subministrament d'aire als departaments clau, però posen l'accent en el control de pressió diferencial de gradient ordenat regional.

7) Funcionament intermitent o funcionament continu

Amb por de la transmissió de virus al sistema d'aire condicionat, sovint es requereix el funcionament intermitent del sistema d'aire condicionat.És a dir, l'aire condicionat es tancarà després de funcionar durant un període de temps, i després funcionarà la ventilació natural o la ventilació mecànica.Es requereix 2-3 vegades al dia durant almenys 30 minuts.Tots sabem que un gran nombre d'aire fresc introduït danyarà l'ambient interior còmode, però el que no sabíem és que l'ambient còmode creat pels aparells d'aire condicionat també es pot considerar com una mesura antiepidèmica.L'evolució de l'epidèmia demostra que el COVID-19 encara manté una forta infectivitat, independentment de les temperatures baixes o altes.Mentre que l'activitat del virus arriba al nivell inferior a una temperatura ambient de 22-25 ℃ i una humitat relativa del 50%-60% (Fig.5).

L'entrada directa d'aire fresc fort també destrueix l'equilibri de diferència de pressió entre diferents espais, donant lloc a un funcionament desordenat del flux d'aire de fuites.

Per tant, sempre que el sistema d'aire condicionat compleixi, el sistema d'aire condicionat no només requereix un funcionament continu, sinó que també es posa en marxa per endavant i retarda l'aturada.Un entorn estable i controlat és la demanda real per a la normalització de la prevenció i el control de les epidèmies.

Fig. 5 Taxa de supervivència del nou coronavirus i temperatura i humitat

8) Ajust de retard o prevenció del límit

El control de l'espai de l'aire condicionat s'aconsegueix mitjançant el sensor de temperatura i humitat, que el sistema ajustaria després que el sensor detecti la desviació de temperatura o humitat, aquest procés anomenat ajust de retard.

Relativament parlant, el nivell de temperatura i humitat és molt alt, l'estructura i l'equip del recinte interior també tenen capacitat tèrmica, de manera que canviar la temperatura interior d'1 ℃ requereix una energia més gran o no fluctuarà molt.

Fins i tot si la temperatura i la humitat dels còmodes aparells d'aire condicionat tenen requisits de control de desviacions positius i negatius, el temps d'ajust generalment no és la preocupació.Aquesta característica també és la base perquè els aparells d'aire condicionat còmodes adoptin una regulació de volum d'aire variable.

Relativament parlant, el nivell de concentració de pols és molt petit, amb una mica de desatenció, la desviació de les partícules seria d'una dotzena o fins i tot més de cent.

Un cop la concentració de bacteris i pols supera l'estàndard, es poden produir problemes.Els paràmetres s'han de posar sota límit abans que els bacteris i la pols es detectin excessius.

S'ha d'intervenir si arriba a la línia dissuasòria.El temps des que rectifiquem la desviació de la concentració excessiva de bacteris i pols fins a l'estat de fixació s'anomena autodepuració de contaminació dinàmica.Aquest és un paràmetre important per controlar un entorn controlat.Però, per descomptat, està relacionat amb els requisits de control del nivell de risc de processament.

9) Ventilació de la finestra o manteniment de la temperatura interior

La ventilació de la finestra pot ser el mètode de prevenció i control més econòmic i eficaç, però té poc efecte en un espai gran.La COVID-19 és una malaltia autolimitada, no hi ha cap cura especial.La immunitat és el millor metge i el millor tractament mèdic.No importa a l'hivern o a l'estiu, cal mantenir una temperatura ambient adequada.Per descomptat, pot no ser tan precís per aportar més aire fresc.Es pot controlar entre 16 ℃ i 28 ℃, sempre que no faci mal a la vostra immunitat, ja que millorar l'autoimmunitat durant l'epidèmia està més enllà de tot.En algun moment, mantenir una temperatura ambient estable és més important que obrir finestres per a la ventilació.

Pel que fa al núvol d'aerosols, la direcció variable del flux d'aire de vegades pot esdevenir la força motriu per a la propagació del núvol d'aerosols.

10) Tall de transmissió o mesura de prevenció i control

Quina és la finalitat del sistema d'aire condicionat que prengui contramesures en el període post-epidèmia?Tracteu amb pacients amb COVID-19 a l'interior?o aturar la propagació del COVID-19?

En el període post-epidèmic, les contramesures del sistema d'aire condicionat són mesures de prevenció i control, que poden evitar o reduir l'aparició d'infeccions creuades si apareix un cas individual.Es poden prendre mesures d'enginyeria per evitar la seva colonització, reproducció i transmissió, el virus només pot ser introduït pels pacients però no ser introduït des de l'aire exterior, o com el motlle i els bacteris que hi ha a tot arreu del medi natural.

Fins i tot si el sistema d'aire condicionat té mesures preventives fortes, una vegada que es confirmi un cas de coronavirus o un pacient sospitós, el lloc s'ha de tancar i els aparells d'aire condicionat s'han d'apagar immediatament, informar oportunament a l'agència local de salut i prevenció d'epidèmies per al tractament d'emergència. , i neteja i desinfecció a fons.

De poc serveix fer servir mesures de prevenció i control excessives que consumeixen energia i diners.En definitiva, quins són els objectius del sistema de climatització en el període postepidèmic?Quins són els objectius de control dels bacteris?Si la prevenció i el control del coronavirus segueixen sent l'objectiu, portar mascaretes, mantenir la distància social i rentar-se les mans són la premissa.Aquestes accions són millors que qualsevol altra mesura potent del sistema d'aire condicionat si tothom, inclosos els pacients amb COVID-19, ho poden fer.

Si l'objectiu de control és prevenir i controlar la infecció creuada de bacteris en un sentit general, llavors GB 51039-2014 "codi per al disseny d'edificis hospitalaris generals" s'ha tingut en compte en la preparació, és a dir, a l'àrea pública, podem Adoptar tres mesures que són mesures de control habituals utilitzades en l'entorn mèdic general, són ventilació raonable, subministrament d'aire des de la part superior i aire de retorn cap a la baixa i una filtració adequada a la sortida d'aire de retorn.Durant els darrers anys, s'ha demostrat que aquestes mesures són econòmiques, de baix consum energètic, efectives i madures.Si les condicions ho permeten, és factible utilitzar aparells d'aire condicionat amb diferència de pressió constant i volum d'aire fresc variable.

3.Conclusió

Aquest article va suggerir que les gotes respiratòries i el contacte proper són la principal via de transmissió de COVID-19.És possible infectar-se per aerosol si s'exposa en un entorn tancat amb alta concentració d'aerosols durant molt de temps, cosa que s'ha comprovat amb prop de 30 milions de casos d'infecció en l'epidèmia.L'ús de mascaretes, el manteniment de la distància social i el rentat de mans han estat reconeguts com les mesures més efectives per prevenir i controlar l'epidèmia.

La infecció d'agregació freqüent que es va produir en un espai limitat és molt probablement causada pel núvol d'aerosols.

Els casos de supertransmissió no identificats existents es poden explicar raonablement per la teoria de la transmissió del núvol d'aerosols.No és difícil simular la transmissió del núvol d'aerosols mitjançant CFD, però és inútil sense el suport d'un gran nombre d'enquestes epidemiològiques.Tot i que la incertesa i l'aleatorietat de la transmissió del núvol d'aerosols desafien les teories i contramesures tradicionals en la prevenció i el control d'infeccions, però no és difícil controlar la transmissió del núvol d'aerosols.

El sistema d'aire condicionat en el període posterior a l'epidèmia hauria de determinar primer el propòsit de les contramesures i els objectius de control.S'ha d'evitar especular les contramesures i els objectius de control des del raonament lògic i del sentit comú.

El sistema d'aire condicionat no mèdic en el període post-epidèmia pot adoptar tres mesures que s'utilitzen habitualment en el control de l'entorn mèdic general, és a dir, una ventilació raonable, una distribució del flux d'aire i una filtració adequada de l'aire de retorn.Aquestes mesures són de baix consum energètic, de baix cost i tenen una forta viabilitat.Les mesures de prevenció i control excessives són innecessàries.En una paraula, les contramesures del sistema d'aire condicionat en el període post-epidèmia haurien de ser compatibles, adequades i raonables.

Publicat per Shen Jinming i Liu Yanmin a HVAC