流行後の空調システム対策

決定的かつ効果的な措置が講じられたおかげで、中国は流行を抑制し、生活は正常に戻り、経済は正常に機能しています。しかし、流行は依然として世界中で進行しており、予防と制御の対策には正常化が必要です。中国における流行後の期間における空調システムの設計と運用対策は、人々の反省を呼び起こしたので、さまざまな見解と対策に関する以下の議論は、将来の流行防止の正常化に役立つでしょう。

疫病の予防と制御の環境制御は、非医療用の市民建物の快適なエアコンの環境制御とは異なるため、この記事では、流行後の空調システムへの対策を体系的に詳しく説明するのではなく、対策の目的に関するいくつかの懸念と、流行後の期間における空調システムの予防と制御の目的を参考のために転送します。

1. 適切なポジショニング新型コロナウイルスの感染拡大に  

のD診断とTの治療N新しいCオロナウイルスP肺炎2020 年 8 月 19 日に発行された (試用版 8) は、新型コロナウイルスが主に呼吸飛沫と密接な接触、およびウイルス汚染されたアイテムとの接触によって広がることを明確に示しています。高濃度のエアロゾルを含む比較的密閉された環境での長期暴露も、エアロゾル感染につながる可能性があります。「新型コロナウイルスは糞便や尿から分離される可能性があるため、環境を汚染し、接触感染やエアロゾル感染を引き起こさないように注意する必要があります。」COVID-19の感染経路を正しく特定するのに役立ちます。また、流行中の多数の感染症例によっても確認されています。マスクの着用、社会的距離の維持、手洗いは、流行を防止および制御するための最も効果的な対策として認識されています。

通常、ウイルスが空気の透過と拡散が良好であれば、空気の流れの作用で継続的に分散し、同時に希釈され、ウイルス濃度は減少し続け、その結果、わずかな量の細菌しか感染できません。空気感染する。また、バクテリアが浮遊している分散粒子は、非常に強い生命力を持たない限り、熱や湿気、紫外線などにさらされることで、その生命力が急速に弱まってしまいます（空気中で長時間生存することもできません）。 .これまでのところ、COVID-19 が上記の 2 つの特徴を持っているという証拠は見つかっていません。COVID-19が空気感染する可能性は限られており、空気感染する可能性は非常に低いとしか言​​えません。WHO は、SARS-CoV-2 エアロゾルが空気のない環境や密閉された環境で拡散する可能性があると今でも信じていますが、それが主な方法ではありません。臨床感染症（オックスフォード大学ジャーナル）。

空気中の感染量は伝染するのに十分ではなく、飛沫は長時間浮遊して長距離に広がることができないため、公開書簡で言及されている流行のいくつかの超伝染イベントは混乱を招きます。したがって、エアロゾル雲の透過の仮説を提案します。エアロゾル雲は気液二相流で、目には見えません。

エアロゾル雲の状態により、ウイルス粒子を含む液滴が浮遊し、気流によって漂流する可能性があります。その伝達経路と方向は非常に明確です。

エアロゾル雲は、拡散や伝染しにくいウイルス粒子を集め、生存期間を長くすることができるため、局所的に大量のウイルスを蓄積させやすく、長距離にわたって感染量を長期間維持することができます。エアロゾル雲の形成には、密閉された室内環境、換気の悪さ、人員密度の高さ、湿度の高さ(図1)、飛沫の大きさなどが関係していると考えられています。スーパートランスミッションイベント。定義や説明は異なりますが、同様の仮説が海外文献にも見られます（図3）。温度、湿度、汚染などの環境要因は、表面のタンパク質と脂質膜を損傷することにより、COVID-19 のウイルス生存能力に影響を与える可能性があります。現在の理論では、湿度が高いほど（80%以上）安定性が高まることが示唆されています（図1）。

図1 ウイルス飛沫の寿命と粒子径と相対湿度の関係

図2 液滴径と透過範囲

図3 くしゃみ、咳、吐き気の雲とその伝播距離

2.空気対策-ポストのコンディショニングシステム-エピデミック 期間

病原体の予防と制御方法、および流行時の室内環境制御要件と対策は、快適なエアコンのそれとは異なるため、病原体の制御方法は論理的推論と常識に基づいて理解することはできません。

2.1 エアロゾル雲透過制御への注目

室内空気中の COVID-19 の拡散を制御することは、エアロゾル雲の伝播を制御することほどではありません。

結果は、エアロゾル雲が良好な気流追従性能、狭い伝達経路、および明確な方向を有することを示しています。

広く伝達し、空間全体に浸透できる空気伝達とは異なります。エアロゾルの雲は空気とともに浮遊し、感染しやすい人々の呼吸器官の近くに到達します (図 4)。安全な社会的距離を保っていたとしても、吸入されて感染を引き起こす可能性があります。エアロゾル雲の伝播の不確実性は、感染のランダム性を明らかにしました。これは、安全な社会的距離、個人の保護、曝露時間、感染のリスクまたは可能性など、換気または感染の予防と制御に関する従来の理論に挑戦します。

図4 エアロゾル雲透過シミュレーション

エアロゾル雲の透過を制御する観点からは、次の 3 つの方法があります。

1) エアロゾル雲の発生を避けることが最も基本的な方法であり、その発生を減らし(マスクを着用する、人員の密度を制御する、室内の気流によって飛沫を迅速に落ち着かせるなど)、室内の換気を良好に維持する(室内の汚染を希釈し、室内の湿気を避ける)累積）。

2) エアロゾル雲が形成されると、伝染の不確実性と感染のランダム性は制御できないようです。実際、エアロゾル雲の伝播をブロックする最も簡単な方法は、室内で水平方向の気流を避け、強制的に落ち着かせてから、換気の作用で下部の排気 (戻り) 空気出口から排出することです。

3) エアロゾル雲の透過を排除する最も簡単な方法は、外力によってエアロゾル雲を分散させることです。感染性粒子が分散化され、濃度が低下する限り、換気気流はエアロゾル雲を継続的に妨害または分散させます。伝達可能。もちろん、室内の湿度を40%～50%に下げることも制御方法ですが、エネルギー消費が大きくなります。

2.2 病原体の予防と制御に焦点を当てる

流行中に病原体を予防および制御するという考えは、製薬および医療の環境制御にやや似ています。生物洗浄技術とは異なりますが、快適な空調サービスエリアでのコロナウイルス対策です。まず、薬学・医療管理の考え方から教訓を引き出し、快適なエアコンとの違いを説明します。

図1 病原菌の予防・抑制の考え方と換気空調の考え方の違い

流行後の期間中、マスクの着用、社会的距離の維持、手洗いという3つの効果的な予防と制御対策は、もはや実施されない可能性があります。しかし、人員密度の制御はまだ検討する必要があります。流行後の空調システムの対策は、コロナウイルスを防ぐことです。制御方法の違いは表1を参照してください。論理的推論または常識に基づく空調システムの防止対策への憶測を除いて、私たちが注意すべき懸念事項は何ですか?いくつかの対策は快適な空調システムに組み込むことができますが、一部はバックアップ スキームとしてのみ使用される場合があります。ここではいくつかの例を示します。

1) 全体管理または要点管理

空調に携わる人間は、空間全体の温度や湿度、二酸化炭素濃度などのパラメータをコントロールするなど、全体の状況から物事を考えることに慣れています。感染症対策に携わる者は、感染源の特徴に合わせて感染経路を断ち切り、細部やツボに気を配ります。給気と還気のレイアウトの詳細も注目に値します。詳細が感染制御の成否を決定することは、数え切れないほどのケースで示されています。詳細はモンスターです。

2) 全チャンバー希釈または in situ 沈降

快適なエアコンの最大の汚染物質は CO2 です。人は部屋のいたるところにいて、誰もが CO2 を発生させる可能性があり、広範囲の発生源です。一般的な場所の室内細菌は、個々の患者によって吐き出され、短い範囲で広がる点源です。したがって、CO2 の制御として部屋全体を新鮮な空気で希釈して点感染を制御することはできず、CO2 センサーによって新鮮な空気の量を制御することもできません。コロナウイルス患者が吐き出した飛沫は、隣接する人に直接感染する可能性があり、希釈されるのを待ちません。病原体が吐き出されたら、伝染を防ぐためにすぐにその場に落ち着く必要があります。原位置沈下は、被ばくを減らす最も効果的な方法です。希釈用の室内空気量を複数回発生させて点感染を抑えることは、エネルギー消費が大きいだけでなく、効果も低い。

3) 滅菌またはろ過

新鮮な空気が病原体を運ばないことは誰もが知っており、新鮮な空気のろ過の主な目的はほこりの除去です.室内に病原体が存在する場合、還気フィルターは病原体がシステムに侵入するのを防ぐことができるはずです。ただし、HEPA フィルターの耐性は非常に高く、市民の建物での使用は困難または実行不可能です。屋内空間が限られているため、吐き出された液滴は短時間で小さな粒子サイズの液体コアに蒸発することができず、還気ろ過は主に大きな粒子サイズの液滴を除去することです。私たちの管理目標は、病原体が空間に蓄積するのを防ぐことであるため、還気フィルターを選択する際にはフィルターの殺菌効率と耐性を考慮する必要があります。

総合病院の建物の設計に関する GB 51039-2014 コードの第 7.1.11 条は、次のように示しています。

中央空調システムとファン コイル ユニットの還気出口には、初期抵抗が 50Pa 未満で、微生物の初回通過率が 10% 未満のろ過装置が装備されている必要があり、一度に重み付けされた粒子の通過率がそれより大きくなってはなりません。 5％未満。

これは、ASHRAE が還気フィルターとして MERV13 を推奨したのと同じ理由です。エアロゾル クラウドの場合、フィルターは空気中の一部の粒子を除去するだけでなく、エアロゾル クラウドを分散させ、システム内に存在できないようにします。

4) 予防集中空調システムまたは予防分散空調システム

私たちの常識によれば、中央空調システムは複数の部屋にサービスを提供しており、細菌が 1 つの部屋に現れると、残りは汚染されます。流行の初期には、集中型空調システムが主要な予防目標でしたが、分散型空調システムはそうではありませんでした。

感染者が公共の場所に現れると、彼が吐き出したガスは空調システムに吸い込まれますが、高速回転ファン、複数のフィルター、熱と湿度のプロセスの後、空気供給の感染量を減らす必要があります治療成分と新鮮な空気の混合希釈。屋内にエアロゾルの雲があっても、中央の換気と空調システムが複数の部屋に対応していれば、交差感染を引き起こす可能性は低い.集中空調による大規模感染は今のところありません。しかし、レストラン、バー、バス、娯楽施設で使用されるエアスプリット空調、ファンコイルユニット、VRV などの分散型空調は、それらの気流パターンが室内の水平方向の気流を引き起こし、エアロゾル雲を漂流させます (図 4)。 ）。

流行中に分散型空調を使用しているいくつかの場所では、いくつかの集合感染イベントが時々発生しました。これは、エアロゾル雲が拡散した典型的な場所でもあります。

5) 気流の均一な分布または封じ込め

空調システムは、温度と湿度のパラメーターの均一な分布を重視しています。理論的に言えば、屋外の新鮮な空気が室内の空気と混ざり合って希釈され続け、気流が均等に分配されるため、ウイルス濃度は低下し続けますが、別の観点から分配プロセスの詳細を分析すると、病原体の拡散に役立つ可能性があります客観的に。したがって、気流の分布方向が問題となるため、医療、製薬、電子分野の浄化空間では、上から供給され、下に戻る気流パターンが重視されます。気流の封じ込めの役割をフルに活用し、スポット汚染をできるだけ早く沈降させ、漂流と拡散を防ぎ、暴露時間を大幅に短縮します。気流の封じ込めは、均一な分布よりもはるかに重要です。集中型空調システムは、気流パターンを上から供給して下側に戻すことを容易に実現できますが、空気の処理と分配を統合する分散型空調ユニットは実現が困難です。

6) エア供給防止または漏れ防止

室内の空気が汚染されると、エアコンが汚染された空気を室内に供給すると、間接汚染と呼ばれる第 2 の大気汚染が引き起こされます。

私たちの常識からすれば、空調システムによって室内のバクテリアが供給されることは最も恐ろしいことです。ウイルスが中央空調システムに拡散できないことは言うまでもありませんが、たとえ拡散できたとしても、給気口または還気口に効果的なエアフィルターがあれば、ウイルスを排出することは困難です。浄化工学の観点からは、現在の建設・受入体制ではフィルターやその設置による漏えい公害事故はほとんどありません。しかし、差圧制御を考慮せずにやみくもに外気量を増やすと、その地域の整然とした勾配圧力が制御不能になり、汚染（ウイルス）を含む室内空気が直接漏れ出し、汚染（感染）事件が多発します。このような室内汚染漏れによる汚染は直接汚染と呼ばれ、さらにひどいもので、空気の流れが乱れているため、感染場所の予測が困難です。そのため、国内外の病院建設の基準または基準は、主要部門の空気供給ターミナルに高レベルのフィルターを必要とせず、地域の整然とした勾配差圧制御を強調しています。

7) 間欠運転または連続運転

空調システム内でウイルスが伝染することを恐れて、空調システムの間欠運転が必要になることがよくあります。つまり、一定時間運転した後、エアコンを停止し、自然換気または機械換気を行います。少なくとも 30 分間、1 日 2 ～ 3 回が必要です。大量の新鮮な空気が室内の快適な環境を損なうことは誰もが知っていますが、エアコンが作り出す快適な環境は、防疫対策と見なすこともできます.流行の進行は、COVID-19 が低温または高温に関係なく、依然として強い感染力を維持していることを示しています。一方、室温22～25℃、相対湿度50%～60%でウイルスの活動は最低レベルに達します(図5)。

また、新鮮な強い空気が直接入ると、各空間間の圧力差のバランスが崩れ、漏れ気流が無秩序に流れます。

したがって、空調システムが準拠している限り、空調システムは連続運転が要求されるだけでなく、事前に起動し、シャットダウンを遅らせる必要があります。安定した管理された環境は、流行の予防と制御の正常化に対する真の要求です。

図5 新型コロナウイルスの生存率と気温・湿度

8) ラグ調整またはリミット防止

空調空間の制御は温湿度センサーが行い、センサーが温度や湿度の偏差を検知した後、システムが温度や湿度を調整する、いわゆるラグ調整を行います。

相対的に言えば、温度と湿度のレベルは非常に高く、室内のエンクロージャー構造と機器にも熱容量があるため、室内の温度を 1℃ 変化させるには、より大きなエネルギーが必要であり、大きく変動することはありません。

快適なエアコンの温度と湿度には、正と負の偏差制御要件がある場合でも、調整時間は一般的に問題になりません。この特徴は、可変風量調整を採用する快適エアコンの基礎でもあります。

相対的に言えば、粉塵濃度のレベルは非常に低く、少し注意を怠ると、粒子の偏差は数十または数百を超えます。

細菌やほこりの濃度が基準を超えると、問題が発生する可能性があります。バクテリアやほこりが過剰に検出される前に、パラメーターを制限以下に設定する必要があります。

抑止線に到達したら介入する。過剰なバクテリアやダスト濃度の偏りを是正して設定状態に戻してからの時間を動的公害自己浄化と呼びます。これは、制御された環境を制御するための重要なパラメーターです。もちろん、それは処理リスクレベルの管理要件に関連しています。

9) 窓の換気や室内の温度管理

窓の換気は、最も経済的で効果的な予防および制御方法かもしれませんが、大きなスペースにはほとんど効果がありません。COVID-19 は自然治癒する病気であり、特別な治療法はありません。免疫は最高の医者であり、最高の医療です。冬でも夏でも、適切な室温を維持する必要があります。もちろん、より多くの新鮮な空気をもたらすためには、それほど正確ではない可能性があります.疫病の時期には自己免疫力を高めることが何よりも重要であり、免疫力を損なわない限り、16℃から28℃の範囲で制御できます。ある時点で、換気のために窓を開けるよりも、安定した室温を保つことが重要です。

エアロゾル雲に関しては、気流の方向の変化がエアロゾル雲の広がりの原動力になることがあります。

10) 送信の遮断または防止および抑制措置

エピデミック後の期間に対策を講じる空調システムの目的は何ですか?屋内で COVID-19 患者に対処しますか?またはCOVID-19の蔓延を断ち切るために？

流行後の期間では、空調システムの対策は予防と制御対策であり、個々のケースが発生した場合、交差感染の発生を回避または減少させる可能性があります.ウイルスのコロニー形成、繁殖、伝染を防ぐために工学的手段を講じることができます。ウイルスは患者によってのみ持ち込むことができますが、外気から持ち込むことはできず、自然環境のいたるところにあるカビやバクテリアとは異なります。

空調システムに強力な予防措置が講じられていても、コロナウイルスの症例または疑いのある患者が確認されたら、サイトをシャットダウンし、エアコンをすぐにオフにし、緊急治療のために地元の保健および防疫機関にタイムリーに報告する必要があります。 、徹底した洗浄と消毒。

エネルギーとお金を消費する過度の予防と制御手段を使用しても、ほとんど役に立ちません。要するに、流行後の期間における空調システムの目的は何ですか?細菌の防除対象は？コロナウイルスの予防と制御が依然として対象である場合、マスクの着用、社会的距離の維持、手洗いが前提です。これらのアクションは、COVID-19 患者を含むすべての人が実行できる場合、空調システムの他の強力な対策よりも優れています。

管理目標が一般的な意味で細菌交差感染を防止および管理することである場合、GB 51039-2014「一般病院建物の設計のためのコード」は、準備、つまり公共エリアで考慮されています。一般的な医療環境で使用される一般的な管理手段である 3 つの対策を採用します。それらは、合理的な換気、上部からの空気の供給と下部への戻り空気、および戻り空気出口での適切なろ過です。これらの対策は、過去数年間の実践により、経済的で、エネルギー消費が少なく、効果的で成熟していることが証明されています。条件が許せば、圧力差が一定で新鮮な空気量が可変のエアコンを使用することができます。

3.まとめ

この記事は、呼吸飛沫と濃厚接触が COVID-19 の主な感染経路であることを示唆しています。高濃度のエアロゾルを含む密閉された環境に長時間さらされると、エアロゾルに感染する可能性があります。これは、3000 万件近くの感染事例によって証明されています。マスクの着用、社会的距離の維持、手洗いは、流行を防止および制御するための最も効果的な対策として認識されています。

限られたスペースで頻繁に発生する凝集感染は、エアロゾル雲が原因である可能性が非常に高いです。

既存の未確認の超透過ケースは、エアロゾル雲透過の理論によって合理的に説明できます。CFD によってエアロゾル雲の透過をシミュレートすることは難しくありませんが、多数の疫学的調査のサポートがなければ無意味です。エアロゾル雲の伝達の不確実性とランダム性は、感染の予防と制御における従来の理論と対策に挑戦しますが、エアロゾル雲の伝達を制御することは難しくありません。

流行後の空調システムは、まず対策の目的と制御の目的を決定する必要があります。論理的推論と常識から対策と制御目標を推測することは避けるべきです。

流行後の期間における非医療用空調システムは、一般的な医療環境の制御に一般的に使用される 3 つの対策、すなわち合理的な換気、気流の分配、および還気の適切なろ過を採用できます。これらの対策は、低エネルギー消費、低コストであり、実現可能性が高い。過度の予防および管理措置は必要ありません。一言で言えば、流行後の期間における空調システムの対策は、準拠し、適切かつ合理的でなければなりません。

HVAC に関する Shen Jinming と Liu Yanmin の投稿