Протидія системі кондиціонування повітря в постепідемічний період

Завдяки вжитим рішучим і ефективним заходам Китай взяв епідемію під контроль, життя нормалізувалося, економіка працює в нормальному режимі.Однак епідемія все ще триває у всьому світі, заходи профілактики та боротьби з нею потребують нормалізації.Конструкція та експлуатація контрзаходів системи кондиціонування повітря в період після епідемії в Китаї викликали роздуми людей, тому наведене нижче обговорення різних поглядів і заходів сприятиме нормалізації для запобігання епідемії в майбутньому.

З огляду на те, що контроль навколишнього середовища для запобігання та боротьби з епідемією відрізняється від контролю за комфортними кондиціонерами в немедичних цивільних будівлях, у цій статті систематично не розробляються контрзаходи системи кондиціонування повітря в післяепідемічний період, а поставлено передати деякі занепокоєння щодо мети контрзаходів, а також цілей профілактики та контролю системи кондиціонування повітря в період після епідемії для вашої довідки.

1. Належнийпозиціонуваннядо поширення нового коронавірусу  

TheДдіагностика іTповторне лікуванняNовельCоронавірусPпневмонія(пробна версія 8), виданий 19 серпня 2020 року, чітко вказує, що новий коронавірус поширюється в основному повітряно-крапельним шляхом і при тісному контакті, а також через контакт із зараженим вірусом предметом.Тривале перебування у відносно закритому середовищі з високою концентрацією аерозолів також може призвести до аерозольного перенесення.«Оскільки новий коронавірус можна виділити з фекалій і сечі, слід звернути увагу на те, щоб він не забруднював навколишнє середовище та не спричиняв контактну або аерозольну передачу».що допомагає нам правильно визначити шлях передачі COVID-19.Це також підтверджує велика кількість випадків інфікування під час епідемії.Носіння масок, дотримання соціальної дистанції та миття рук визнано найефективнішими заходами запобігання та контролю над епідемією.

Зазвичай, якщо вірус має хорошу повітряну передачу та дифузію, він постійно розсіюється під дією повітряного потоку та водночас розбавляється, тоді концентрація вірусу буде продовжувати зменшуватися, як наслідок, лише невелика доза бактерій може передаватися повітряним шляхом.Крім того, дисперговані частинки, які переносяться разом з бактеріями, що плавають у повітрі, їх життєздатність швидко слабшає через вплив тепла, вологості та ультрафіолетового світла, якщо вони не мають величезної життєздатності (або можуть виживати в повітрі протягом тривалого часу) .До сих пір не знайдено доказів того, що COVID-19 має дві вищезазначені характеристики.Можна лише сказати, що COVID-19 має невеликий шанс передаватися повітряним шляхом в обмеженій мірі, можливість заразитися повітряним шляхом дуже мала.ВООЗ все ще вважає, що аерозоль SARS-CoV-2 може поширюватися в безповітряному або закритому середовищі, але це не основний шлях, хоча 6 липня в журналі було опубліковано відкритий лист, підписаний 239 вченими з 32 країн. клінічне інфекційне захворювання (журнал Оксфордського університету).

Оскільки інфекційної дози в повітрі недостатньо для передачі, а краплі не можуть довго плавати, щоб поширитися на велику відстань, кілька подій суперпередачі під час епідемії, згаданої у відкритому листі, викликають плутанину.Тому ми пропонуємо гіпотезу передачі аерозольних хмар.Аерозольна хмара - парорідинний двофазний потік, невидимий оком.

Стан аерозольного хмари може змусити краплі, що містять частинки вірусу, плавати, які будуть дрейфувати потоком повітря.Маршрут і напрямок його передачі дуже зрозумілі.

Аерозольна хмара може збирати частинки вірусу, які важко поширювати та передавати, з більшим часом виживання, тому легко накопичувати велику кількість вірусу локально та підтримувати дозу інфекції протягом тривалого часу на великій відстані.Вважається, що утворення аерозольних хмар пов’язане з такими факторами, як закрите середовище в приміщенні, погана вентиляція, висока щільність персоналу, висока вологість (рис. 1), розмір крапель тощо. Тоді гіпотеза аерозольних хмар може добре пояснити це події суперпередачі.Подібні гіпотези також можна знайти в іноземних документах (рис. 3.), хоча визначення та пояснення відрізняються.Такі фактори навколишнього середовища, як температура, вологість і забруднення, можуть впливати на здатність вірусу виживати при COVID-19, пошкоджуючи його білок на поверхні та ліпідну мембрану.Поточна теорія припускає, що його стабільність підвищиться при вищій вологості (≥80%）) (рис. 1).

Рис.1 Зв’язок між тривалістю життя крапель вірусу, діаметром частинок і відносною вологістю.

Рис.2 Діаметр краплі та діапазон її пропускання

Рис. 3 Хмари чхання, кашлю, видиху та відстань їх передачі

2.Протидія повітря-система кондиціонування на пост-період епідемії

Через те, що методи профілактики та боротьби з хвороботворними мікроорганізмами, а також вимоги та заходи контролю внутрішнього середовища під час епідемії відрізняються від вимог до комфортних кондиціонерів, тому метод боротьби з хвороботворними мікроорганізмами не можна зрозуміти на основі логічних міркувань і здорового глузду.

2.1 Зосередьтеся на контролі передачі аерозольних хмар

Контроль за поширенням COVID-19 у повітрі приміщень – це не стільки контроль за поширенням аерозольних хмар.

Результати показують, що аерозольна хмара має хороші характеристики повітряного потоку, вузький шлях передачі та чіткий напрямок.

На відміну від повітряної передачі, яка може передаватися широко і охоплювати весь простір.Аерозольна хмара дрейфує разом з повітрям до органів дихання чутливих людей поблизу (рис. 4), які можна вдихнути та спричинити інфекцію, навіть якщо їх тримати на безпечній відстані.Невизначеність передачі аерозольних хмар виявила випадковість зараження, що кидає виклик нашій традиційній теорії щодо вентиляції або запобігання та контролю за інфекцією, як-от безпечна соціальна дистанція, особистий захист, час впливу, ризик або ймовірність зараження.

Рис. 4 Моделювання передачі аерозольних хмар

З точки зору управління передачею аерозольних хмар існує три способи:

1) Найважливішим способом є запобігання утворенню аерозольних хмар, що зменшує їх появу (наприклад, носіння масок, контроль щільності персоналу, швидке осідання крапель повітряним потоком у приміщенні) і підтримання належної вентиляції в приміщенні (розрідження забруднення в приміщенні та уникнення вологості в приміщенні). накопичення).

2) Коли утворюється аерозольна хмара, невизначеність передачі та випадковість інфекції здається поза контролем.Насправді, найпростіший спосіб заблокувати передачу аерозольних хмар — це уникнути горизонтального повітряного потоку в приміщенні та змусити його швидко осідати, а потім випускати з нижнього витяжного (зворотного) повітряного отвору під дією вентиляції.

3) Найпростіший спосіб усунути передачу хмари аерозолю — це розсіяти хмару аерозолю зовнішньою силою, вентиляційний повітряний потік постійно заважатиме або розсіюватиме хмару аерозолю, доки інфекційні частинки децентралізуються та концентрація падає, тоді це не трансмісивний.Звісно, ​​зниження рівня вологості в приміщенні до 40%-50% – теж спосіб контролю, але з великими енерговитратами.

2.2 Зосередьтеся на профілактиці та контролі патогенів

Ідея запобігання та контролю патогенів під час епідемії дещо схожа на екологічний контроль фармацевтичного та медичного лікування.Але це відрізняється від технології біологічного очищення, це захід для запобігання коронавірусу в комфортній зоні обслуговування кондиціонерів.Спочатку ми витягли уроки з концепцій фармацевтичного та медичного контролю, щоб пояснити різницю між цим і комфортними кондиціонерами.

Рис.1 Відмінності між ідеями профілактики та боротьби з патогенами та вентиляційними кондиціонерами.

У післяепідемічний період три ефективні заходи профілактики та контролю, а саме носіння масок, дотримання соціальної дистанції та миття рук, більше не можуть застосовуватися.Але контролювати щільність персоналу все ще потрібно розглянути.Протидія системою кондиціонування повітря в постепідемічний період – запобігання коронавірусу.Відмінності методу контролю див. у таблиці 1. Окрім припущень про запобігання контрзаходам системи кондиціювання повітря, заснованих на логічних міркуваннях або здоровому глузді, на які проблеми ми повинні звернути увагу?Деякі контрзаходи можна інтегрувати в комфортну систему кондиціонування повітря, але деякі можна використовувати лише як резервну схему.Ось кілька прикладів:

1) Загальний контроль або контроль ключових точок

Люди, які займаються кондиціонуванням, звикли розглядати речі із загальної ситуації, наприклад, контролювати параметри температури, вологості, концентрації вуглекислого газу для всього приміщення.Люди, які займаються інфекційним контролем, зосереджуються на деталях і ключових моментах, відсікаючи шлях зараження відповідно до особливостей джерела інфекції.Варті уваги навіть деталі компонування припливного та зворотного повітря.Незліченна кількість випадків показала, що деталі визначають успіх невдачі інфекційного контролю.Деталі - монстри.

2) Розведення всієї камери або седиментація in situ

Найбільшим забруднювачем комфортних кондиціонерів є CO2, люди скрізь у кімнаті, кожен може виробляти CO2, це джерело великої площі.Внутрішні бактерії в загальних місцях видихаються окремими пацієнтами і поширюються на невеликі відстані, це точкове джерело.Таким чином, заходи контролю не можуть розбавити все приміщення свіжим повітрям для контролю точкової інфекції, як контроль CO2, вони також не можуть контролювати об’єм свіжого повітря за допомогою датчика CO2.Краплі, які видихають хворі на коронавірус, можуть безпосередньо заразити оточуючих, не чекаючи розведення.Після того, як збудник видихається, його слід швидко осісти на місці, щоб запобігти передачі.Поселення на місці є найефективнішим способом зменшення впливу.Контроль за точковою інфекцією шляхом генерування багатократного об’єму повітря в приміщенні для розведення не тільки спричиняє високе споживання енергії, але й має поганий ефект.

3) Стерилізація або фільтрація

Ми всі знаємо, що свіже повітря не переносить хвороботворних мікроорганізмів, а головна мета фільтрації свіжого повітря – видалення пилу.Якщо патогени все-таки є в приміщенні, фільтр зворотного повітря повинен запобігти проникненню патогенів у систему.Однак опір фільтра HEPA досить високий, що важко або неможливо використовувати в цивільних будівлях.Через обмежений простір у приміщенні краплі, що видихаються, не можуть бути випаровані в рідке ядро ​​з невеликим розміром частинок протягом короткого часу, а фільтрація зворотного повітря в основному призначена для видалення крапель великого розміру.Наша мета контролю полягає в тому, щоб запобігти накопиченню хвороботворних мікроорганізмів у космосі, тому при виборі фільтрів зворотного повітря слід враховувати ефективність стерилізації та стійкість фільтра.

Стаття 7.1.11 коду GB 51039-2014 для проектування будівель загальної лікарні вказує:

Вихід зворотного повітря центральної системи кондиціонування повітря та фанкойла повинен бути обладнаний фільтруючим обладнанням із початковим опором менше 50 Па, швидкістю першого проходження мікроорганізмів менше 10%, а швидкість проходження вагових часток за один раз не повинна перевищувати ніж 5%.

Це та сама причина, чому ASHRAE рекомендує MERV13 як зворотний повітряний фільтр.Для аерозольних хмар фільтри можуть не тільки фільтрувати деякі частинки в повітрі, але й розсіювати аерозольну хмару, унеможливлюючи її існування в системах.

4) система профілактичного централізованого кондиціонування повітря або система профілактичного децентралізованого кондиціювання повітря

Відповідно до нашого здорового глузду, центральна система кондиціонування повітря обслуговує кілька кімнат, як тільки бактерії з’являться в одній кімнаті, решта буде заражена.На початку епідемії централізована система кондиціонування була основною метою профілактики, а децентралізована – ні.

Коли інфікована людина з’являється в громадських місцях, газ, який він видихає, буде всмоктуватися в систему кондиціонування повітря, але дозу інфекції в подачі повітря необхідно зменшити після процесу роботи високошвидкісного вентилятора, кількох фільтрів, тепла та вологості. компоненти обробки і змішане розведення свіжого повітря.Навіть якщо в приміщенні є аерозольні хмари, а центральна система вентиляції та кондиціонування повітря обслуговує кілька приміщень, це навряд чи спричинить перехресне зараження.Масштабного зараження через централізоване кондиціювання поки що немає.Однак децентралізовані системи кондиціонування повітря, такі як кондиціонери з розподіленим повітрям, фанкойли, VRV, які використовуються в ресторанах, барах, автобусах, розважальних закладах, спричинятимуть горизонтальний повітряний потік у кімнаті, штовхаючи аерозольну хмару до носіння (рис. 4). ).

Під час епідемії в деяких місцях з використанням децентралізованого кондиціонування повітря час від часу трапляються випадки агрегаційної інфекції, що також є типовим місцем поширення аерозольних хмар.

5) Рівномірний розподіл або утримання повітряного потоку

Система кондиціонування робить акцент на рівномірному розподілі параметрів температури і вологості.Теоретично кажучи, зовнішнє свіже повітря продовжує змішуватися та розбавлятися повітрям у приміщенні, повітряний потік розподіляється рівномірно, тому концентрація вірусу продовжуватиме падати, але аналізуючи деталі процесу поширення з іншої точки зору, це може сприяти поширенню патогенів. об'єктивно.Отже, напрямок розподілу повітряного потоку має значення, тому очисний простір у медичній, фармацевтичній та електронній сферах робить наголос на структурі повітряного потоку, який подається згори та повертається вниз.Він повною мірою використовує стримуючу роль повітряного потоку, завдяки чому забруднення осідає якнайшвидше, запобігаючи дрейфу та розсіюванню, що значно скорочує час впливу.Стримування повітряного потоку набагато важливіше, ніж рівномірний розподіл.Централізована система кондиціонування повітря може легко реалізувати схему повітряного потоку, яка подається згори та повертається вниз, тоді як децентралізовані блоки кондиціонування повітря, які об’єднують обробку та розподіл повітря, досягти важко.

6) Запобігання подачі повітря або запобігання витоку

Після того, як повітря в приміщенні було забруднене, і кондиціонери подають забруднене повітря в приміщення, спричинило друге забруднення повітря, яке називається непрямим забрудненням.

З нашого здорового глузду найжахливішою річчю є бактерії, які потрапляють у приміщення через систему кондиціонування повітря.Не кажучи вже про те, що вірус не може поширюватися в центральній системі кондиціонування повітря, навіть якщо це можливо, поки є ефективний повітряний фільтр на виході подачі повітря або на виході зворотного повітря, важко вивести вірус.З точки зору техніки очищення, існує небагато випадків забруднення витоками, спричинених фільтрами та їх встановленням у поточній системі будівництва та приймання.Однак сліпе збільшення об’єму свіжого повітря без урахування контролю різниці тиску призведе до того, що впорядкований градієнт тиску вийде з-під контролю, і повітря в приміщенні, що містить забруднення (вірус), буде витікати безпосередньо, спричиняючи часті випадки забруднення (інфекції).Таке забруднення, спричинене витоком забруднень у приміщенні, називається прямим забрудненням, що є ще страшнішим, оскільки безладний витік повітря робить важко передбачити місце зараження.Ось чому стандарти або норми для будівництва лікарень в країні чи за кордоном не вимагають фільтрів високого рівня для терміналів подачі повітря в ключових відділеннях, але наголошують на регіональному впорядкованому градієнтному контролі перепаду тиску.

7) Переривчаста робота або безперервна робота

Через побоювання передачі вірусу в системі кондиціонування повітря часто потрібна періодична робота системи кондиціонування повітря.Тобто, після роботи протягом певного часу кондиціонер вимкнеться, а потім увімкнеться природна або механічна вентиляція.Необхідно 2-3 рази на день не менше 30 хвилин.Ми всі знаємо, що надходження великої кількості свіжого повітря зашкодить комфортному середовищу в приміщенні, але ми не знали, що комфортне середовище, яке створюють кондиціонери, також можна розглядати як протиепідемічний захід.Початок епідемії показує, що COVID-19 все ще зберігає сильну заразність незалежно від низької чи високої температури.Тоді як активність вірусу досягає нижнього рівня при кімнатній температурі 22-25 ℃ і відносній вологості 50%-60% (рис. 5).

Пряме надходження сильного свіжого повітря також порушує баланс різниці тиску між різними просторами, що призводить до безладного проходження повітряного потоку витоку.

Таким чином, поки система кондиціонування повітря відповідає вимогам, система кондиціонування повітря не тільки потребує безперервної роботи, але також має запускатися заздалегідь і відкладати відключення.Стабільне та контрольоване середовище є справжньою потребою для нормалізації профілактики та контролю епідемій.

Рис. 5 Рівень виживання нового коронавірусу та температура та вологість

8) Регулювання затримки або запобігання обмеженню

Контроль простору кондиціонування повітря досягається за допомогою датчика температури та вологості, який регулюється системою після того, як датчик виявляє відхилення температури або вологості, такий процес називається коригуванням затримки.

Відносно кажучи, рівень температури та вологості дуже високий, внутрішня конструкція корпусу та обладнання також мають теплоємність, тому для зміни температури в приміщенні на 1 ℃ потрібна більша енергія або вона не буде сильно коливатися.

Навіть якщо температура та вологість комфортних кондиціонерів повітря мають вимоги щодо позитивного та негативного контролю відхилень, час налаштування, як правило, не є проблемою.Ця функція також є основою для комфортних кондиціонерів, які використовують змінне регулювання об’єму повітря.

Умовно кажучи, рівень концентрації пилу дуже малий, при невеликій неуважності відхилення частинок буде на десяток або навіть більше сотні.

Якщо концентрація бактерій і пилу перевищує норму, можуть виникнути проблеми.Параметри повинні бути встановлені на межі, перш ніж буде виявлено надмірну кількість бактерій і пилу.

Втручання має бути здійснене, якщо воно доходить до лінії стримування.Час від того, як ми виправляємо відхилення від надмірної концентрації бактерій і пилу до стану застигання, називається динамічним самоочищенням забруднення.Це важливий параметр для контролю контрольованого середовища.Але, звичайно, це пов’язано з вимогами до контролю рівня ризику обробки.

9) Вентиляція вікон або підтримання температури в приміщенні

Віконна вентиляція може бути найбільш економічним і ефективним методом профілактики та контролю, але вона мало впливає на великі приміщення.COVID-19 є самообмеженою хворобою, спеціального лікування не існує.Імунітет – найкращий лікар і найкраще лікування.Неважливо, взимку чи влітку, необхідно підтримувати відповідну температуру в приміщенні.Звичайно, він може бути не таким точним, щоб принести більше свіжого повітря.Його можна контролювати в межах від 16 ℃ до 28 ℃, якщо це не шкодить вашому імунітету, оскільки покращення імунітету під час епідемії понад усе.У певний момент підтримувати стабільну кімнатну температуру важливіше, ніж відкривати вікна для провітрювання.

Що стосується аерозольних хмар, змінний напрямок повітряного потоку іноді може стати рушійною силою для поширення аерозольних хмар.

10) Припинення передачі або заходи профілактики та контролю

З якою метою системи кондиціонування вживають заходів протидії в післяепідемічний період?Працювати з хворими на COVID-19 у приміщенні?чи зупинити поширення COVID-19?

У післяепідемічний період контрзаходами системи кондиціонування є заходи профілактики та контролю, які можуть уникнути або зменшити виникнення перехресної інфекції, якщо з’явиться окремий випадок.Можуть бути вжиті технічні заходи, щоб запобігти його колонізації, розмноженню та передачі, вірус може бути занесений лише пацієнтами, але не занесений із зовнішнього повітря або, як цвіль і бактерії, які є скрізь у природному середовищі.

Навіть якщо система кондиціонування повітря має сильні профілактичні заходи, як тільки підтверджено випадок коронавірусу або підозру на пацієнта, місце має бути закрито, а кондиціонери мають бути негайно вимкнуті, своєчасно повідомляти місцеве агентство охорони здоров’я та запобігання епідеміям для екстреної допомоги , а також ретельне очищення та дезінфекцію.

Застосування надмірних заходів профілактики та контролю, які споживають енергію та гроші, малокорисно.Коротше кажучи, які завдання системи кондиціонування повітря в післяепідемічний період?Що є мішенню контролю бактерій?Якщо метою все ще є профілактика та контроль над коронавірусом, передумовою є носіння масок, дотримання соціальної дистанції та миття рук.Ці дії є кращими за будь-які інші потужні заходи системи кондиціонування повітря, якщо це можуть робити всі, включаючи пацієнтів з COVID-19.

Якщо метою контролю є запобігання та контроль перехресної інфекції бактерій у загальному сенсі, то GB 51039-2014 «Кодекс для проектування загальної лікарні» було прийнято до уваги під час підготовки, тобто в громадських місцях, ми можемо прийняти три заходи, які є загальними заходами контролю, які використовуються в загальному медичному середовищі, це розумна вентиляція, подача повітря з верхньої сторони та зворотне повітря в нижню сторону та належна фільтрація у випускному отворі зворотного повітря.Практика останніх років показала, що ці заходи є економічними, мають низьке споживання енергії, ефективними та зрілими.Якщо дозволяють умови, доцільно використовувати кондиціонери з постійним перепадом тиску і змінним обсягом свіжого повітря.

3.Висновок

У цій статті стверджується, що основним шляхом передачі COVID-19 є дихальні краплі та тісний контакт.Заразитися аерозолем можна при тривалому перебуванні в закритому середовищі з високою концентрацією аерозолів, що підтверджено майже 30 мільйонами випадків зараження в епідемії.Носіння масок, дотримання соціальної дистанції та миття рук визнано найефективнішими заходами запобігання та контролю над епідемією.

Часте зараження агрегацією, що відбувається в обмеженому просторі, дуже ймовірно, спричинене аерозольною хмарою.

Існуючі неідентифіковані випадки суперпередачі можна розумно пояснити теорією передачі аерозольних хмар.Змоделювати передачу аерозольних хмар за допомогою CFD неважко, але це марно без підтримки великої кількості епідеміологічних досліджень.Хоча невизначеність і випадковість передачі аерозольних хмар кидають виклик традиційним теоріям і контрзаходам у профілактиці та контролі інфекцій, але контролювати передачу аерозольних хмар неважко.

Система кондиціонування повітря в післяепідемічний період повинна спочатку визначити мету контрзаходів і цілі контролю.Слід уникати спекуляцій щодо контрзаходів і цілей контролю на основі логічних міркувань і здорового глузду.

Немедична система кондиціонування повітря в період після епідемії може застосовувати три заходи, які зазвичай використовуються для контролю загального медичного середовища, а саме розумну вентиляцію, розподіл повітряного потоку та належну фільтрацію зворотного повітря.Ці заходи відрізняються низьким енергоспоживанням, низькою вартістю та достатньою здійсненністю.Надмірні заходи профілактики та контролю не потрібні.Одним словом, протиепідемічні заходи системи кондиціонування повітря в післяепідемічний період повинні бути відповідними, доцільними та обґрунтованими.

Опубліковано Shen Jinming і Liu Yanmin щодо HVAC