作者 | 许鹏（同济大学机械与能源工程学院教授）
导 读
2月18日，据NHK报道，日本官员表示“钻石公主号”上所有乘客及船员的咽喉拭子样本17日都已采集完毕，新冠病毒检测呈阴性者19日可以下船。
“钻石公主号”上共有2670名乘客和1100名船员，目前已确诊新冠肺炎病例共计454例。
一艘豪华邮轮如何因新冠肺炎，变成了人间炼狱？
同济大学机械与能源工程学院教授许鹏长期从事建筑能源系统的模拟计算和控制优化研究。他认为，邮轮上的空调系统在此次感染事件中可能起了重要作用。同时，全面复工在即，这个案例对如何控制办公楼内的传染病传播有非常好的借鉴意义。
滞留在日本的邮轮Diamond princess（钻石公主号）最近成为舆论的焦点。
该船简直成了人间炼狱，一个确诊患者目前（2/18）已经感染了454名乘客。大批游客在船上苦苦煎熬，等待各国政府撤侨。
撤离的人发病感染率也非常高。美国专机接走的328人中有14人被确诊感染。
邮轮的空调系统和建筑非常相似。中国很多城市马上要复工，很多大型办公楼的员工也都要纷纷回来办公。所以，这个案例对我们如何控制办公楼内的传染病传播有非常好的借鉴意义。
首先，我们了解一下该船的基本情况。
这条游轮长约300米，Beam（最宽处）约50米。邮轮高70米，一共有18层，11万吨排水。这个邮轮的体量和一个十几万平米的酒店综合体差不多。
游轮总共装了2666个客人和1045个员工。如果按照这个面积来计算的话，其实人员密度并不比我们办公室和酒店高到哪里去。
此外，海上风大，室外Deck等公共区域病毒传播的概率很小。
该船的冠状病毒感染从一位80岁的老人开始。他在1月25号在香港下船，并被确诊得了冠状病毒肺炎，船上人员立刻得到通知。
2月4号，该船确诊了10起病例，随后在日本港口被隔离。全部客人都被隔离在各自的房间里。
但此后还是陆续有人被感染，每天数字都在上升，目前最新统计的确诊人数上升到454人。
首先，通过这个案例，我们可以猜测冠状病毒大概率是可以通过气溶胶传播的，而且有可能是可以通过空调系统进行传播的。
因为最开始的病人只有一个，近距离用飞沫接触那么多人有些困难，而且还有很多人是在被隔离之后纷纷染病的。
我们再来看一下邮轮的空调系统。大部分的暖通工程师对邮轮的空调系统不一定很熟悉。
其实大型邮轮的空调系统跟建筑空调系统很类似，只是因为空间更加狭小，管道尺寸要小一些，风速高一些。冷热源都是大型冷机和锅炉，一个邮轮经常三分之一的能耗都是在空调系统上。
输配系统还是半集中式为主，根据房间的功能大体有以下这些形式。
大部分普通客房用的是风机盘管加新风系统。
如下图，室外空气被集中采集，经过空调箱冷热处理送到室内。室内有风机盘管控制温湿度。然后在卫生间有排风设施，排风再经过排风空调箱排出船外。排出之前，有一道全热回收热交换装置。
对于大型空间，比如餐厅、舞厅、电影院等，用的是定风量系统，有回风有新风。
对于一些100平米左右的房间， 比如头等舱的套间和一些空间稍大一点的健身房、会议室等地方，用的是变风量空调，VAV系统。钻石公主号一共有28个头等舱的套间。
这样看起来，邮轮的空调系统和我们建筑的空调系统上并没有很大的区别。最大的区别可能只是新风量比普通建筑要小，而且很多地方不能保证。
所以，我们担心同样的冠状病毒交叉感染未来会发生在综合体和办公楼里面。因为坦率地讲，我们很多公共建筑的新风系统的质量也很令人担忧，甚至运维人员经常完全不开新风。
我没有找到相关报道，不知道钻石公主号在隔离期间空调系统是怎么运行的。但我想在场的人肯定很有经验。
他们肯定采取了尽可能的措施，尽量避免空气被混在一起。比如隔离期间，规定每个旅客都待在自己的房间里，不可以出来，食物是送到走廊房间门口的。但即使这样还是控制不住人们不断地被感染。
单从图纸上来看，如果风机盘管及新风系统正常工作，应该没有什么太大的问题。
可是这么长的管线，这么大的体量，这么复杂的新风系统，平衡和压力控制在实际运行中多半都会出现一些问题。
比如有些房间可能送风量大于排风量，引起相对的正压。有些房间可能排风量大于送风量，引起相对的负压。因为绝大多数的客房是没有可开启外窗的，所以堆积起来的污染物就会沿走廊扩散。
还有可能是在排风的地方，也许有热回收装置。如果热回收没有关闭，或者无法关闭，也会带来排风和新风的交叉污染。
当然最主要的问题还是邮轮很多屋子是全黑的，没有可以开启的外窗。即使是有ocean view的房间外窗可能也是不可开启的。
另外一方面，由于游轮的空间狭小，所以管道狭小，新风量的供应肯定是非常有限的。这样病人在打喷嚏呼吸咳嗽的过程中，会引发含病毒的气溶胶的堆积。
不管怎么说，这个案例告诉我们，公共建筑里哪怕只要有一个病人，也是不排除可能引起大面积感染的。
我国马上要面临大面积复工了，这个案例告诉我们开启空调需要格外的谨慎。不一定是开足了新风，关闭回风管就万无一失了。
当然以上邮轮的分析也只是我非常初浅的猜想，邮轮现场很复杂，很多情况只能凭猜测，可能实际情况完全不是那么回事情。
最主要的问题还是要确保有足够多的新风量。
室外空气稀释是抑制气溶胶传播的最好办法。这点可以通过测试房间内二氧化碳的浓度而得知。
根据此前有人做过的相关计算，有人的房间内二氧化碳浓度最好小于550ppm，这样即使有病人存在，呼出空气中含病毒的气溶胶浓度也被稀释了一万倍，基本安全。
当然这些也是从2003年SARS疫情匆忙之中获得的经验，准确性还有待严肃的研究核实。二氧化碳高于1000ppm的房间，说明新风量不足，最好不要长待。
此外对于全封闭的办公楼，压力控制此前往往是被人们忽略的。
操作人员不是特别清楚空气的流向，经常一个空调箱的控制区和另外一个空调箱的控制区有混风现象。
鉴于这样的情况，建议大型的空调全空气系统除了把回风关闭掉之外，还要检查新风是不是能够从外窗或者有组织地排走，避免不同压力区之间有比较大的压差，从而避免交叉感染。
控制住压差最好的办法就是把外窗都开启，尽可能地开启更多的外窗，这样所有的压力区就都是中性的了。
总而言之，空调系统不能像以前那样简单运行，需要操作人员格外小心。
由于钻石公主号客房没有回风系统，其风机盘管及新风系统和我们中国大面积使用的系统又非常类似，所以我们知道这样的系统不一定安全。
没有可开启外窗的建筑，如果是全空气系统，不考虑压力平衡和气流组织，单单关闭回风也许是不够的。
如果现场操作工人对自己的系统不是很了解，抱着谨慎的态度，建议还是暂时关闭空气输配系统，用开窗的方式实现通风换气。
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