疫情期间,空调--开or不开?空调系统是否会成为新冠传播通道?

2003年SARS期间,香港陶大花园因整栋楼受到SARS病毒感染而被众所周知,也引起人们在此次疫情期间对室内公用设备是否存在安全隐患而产生担忧。近期随着阿联酋当地气温逐渐升高,是否可以开启空调也让很多人一头雾水。本文从空调系统、通风系统及排水系统分别进行介绍,希望可以带领大家客观的认识各个系统的基本工作原理以及可能存在的安全隐患。


关于空调系统:

阿联酋的各类建筑中最常用的空调系统,根据冷能生产及输送方式可分为三种系统类型,分别为:全空气集中空调系统直接膨胀式空调系统风机盘管+新风系统

(1)全空气集中空调系统,顾名思义,制冷设备制造冷空气后直接通过风管将冷空气(即俗称的“冷风”)输送至各用户室内,并通过回风管将室内空气强制排出。此类空调系统常用于高档酒店大堂、餐厅、机场候机大厅等空间较开敞的室内,以及特殊用途房间等。

一个全空气集中空调系统可以为一个或多个房间服务,也可为某些区域服务。而全空气集中空调系统,根据送风量是否恒定又可分为:

1)全新风系统(又称直流式系统)—全部采用室外新鲜空气(新风)的系统,新风经处理后送入室内,消除室内的冷、热负荷后,全部排到室外。

2)再循环式系统(又称封闭式系统)—全部采用再循环空气的系统,即室内空气经处理后,再送回室内消除室内的冷、热负荷,不补充新风。

3)回风式系统(又称混合式系统)—采用部分新鲜空气和室内空气(回风)混合的全空气系统,介于上述两种系统之间。新风与回风混合并经处理后,送入室内消除室外的冷、热负荷。

如果全空气集中空调系统采用再循环式系统或回风式系统,那么就存在病毒传播的风险。当感染病毒的用户室内空气进入空调回风系统,被再次制冷后病毒就会随着制冷后的冷空气进入其它共用该系统的用户。但是该类型空调系统在普通住宅建筑中很少使用。至于机场候机大厅的空调系统,由于对空气质量的高要求,一般均设置有L6 级别及以上的空气过滤系统,甚至有紫外消毒等功能,因此也不必过于恐慌。


(2)直接膨胀式空调系统,以制冷剂为冷媒、压缩机为动力,通过逆卡诺循环制冷。如在国内常见的普通分体式空调(室内壁挂或立式内机+室外压缩机)。该类型空调系统在UAE的小体量、底层民用建筑中使用较多,但多为暗装式分体机。国内流行的室内壁挂机和柜式机,在阿联酋一般仅限于临时建筑或独立于主体建筑的小型室内制冷,如独立的保安房、水泵房、工业厨房等等。使用此类空调不存在与其他用户交换空气的可能性。

(3)风机盘管+新风系统,一种半集中式空调系统,在UAE的各类建筑中被广泛使用。

它由两部分组成:空调制冷系统和通风系统(新风系统)。

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制冷系统工作原理


制冷系统:在该类型空调系统中,不管是各户独自安装直接膨胀式空调(暗装风机盘管+室外机)还是安装由冷冻水制冷的风机盘管,都是通过将冷媒(比如“冷冻水”、“制冷剂”)加工后(对冷冻水降温或者对制冷剂加压)在封闭式管道内提供到各家各户,在各家各户的FCU(风机盘管)进行热量交换,从而为室内制得冷风。其原理类似于国内的集中供暖,FCU(风机盘管)中的盘管功能等同于暖气片,风机用于机械通风,当室内空气流经FCU时温度降低,形成冷风吹入室内,从而达到降低室温的效果。因此,在该部分设备进行热量交换提供冷风时,是不存在各用户之间的空气流通的

新风系统,Fresh Air Handling Unit(简称“FAHU"),也是存在争议较大的部分。新风系统简而言之,是一个相对独立于制冷系统的完整的空气进、出循环系统。空调在提供冷风的同时,往往封闭门窗,造成通风量减少,为了满足室内人员卫生、燃烧耗氧及保持房间正压的需求,需要依靠新风系统向空调区域送入新风,并抽走排风。不同的用户单元一般共用同一套新风系统,新风设备通过风机抽取室外新鲜空气,经过过滤、初步冷却、除湿后由风机经新风管道送入各用户的FCU系统进一步进行热交换,形成冷风然后通过风口送入室内,改善室内空气质量,提高室内空气含氧量和舒适度。而同时,室内的污浊空气则通过新风系统的排风口进入排风管道,传送至室外。

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新风系统基本工作原理

那么室内污浊空气如果直接排入室外,对于阿联酋这样的地区而言,将会白白损耗不少冷能。因此,在新风系统的末端进行能量回收,是很常见的甚至必须的。一般根据投资方要求的不同,新风系统中排风与新风的能量交换方式可以分成两种:非接触式接触式

非接触式,即新风系统进风和排风管道内的气体完全通行在不同的管道内,通过共用的管道壁进行冷能交换回收。这种方式不产生物质交换,不能利用凉爽的排风给湿热的新风除湿,能源利用效率也相对偏低,但是在疫情之下却是安全系数最高的。

接触式,新风系统的进出风管道连接处设置热湿回收装置。该装置通过特殊材料吸收排风管道内来自室内冷空气的冷能,传递给室外新风,同时吸收新风管道内室外热湿空气中的湿气,释放到冷干的排风中排出室外。物质交换(即空气中的水分)的存在,大大提高了新风系统的热交换效率。由于此类热交换方式并非完全隔离进、排风管道内的空气,因此存在室内污浊空气中的病菌通过导热体表面及其冷凝水附着并进入新风系统的可能。

注意,新风系统进、排风管道上的能量交换装置并非让进风和排风直接混合接触!只是该方式相对于非接触式的完全隔离,还是存在少量物质交换的。但是,究竟有多少病毒有机会在流经热湿回收装置的极短时间内(流速可达6-10m/s)附着于此,或通过设备空隙 ,进入新风系统进风管道,目前并无实验数据支撑。那么,此种情况是否会成为病毒传播的途径呢?

一句话,撇开剂量谈毒性,就是耍流氓!

至于各家具体属于哪种情况,详情请咨询物业公司的专业人员。


关于排风系统

一方面,空调排风系统通过动力设备强制抽离室内污浊空气,改善使用空调时密闭空间的空气质量。另一方面,阿联酋大多数公寓的厨房、卫生间通过共用空调排风系统管道在非制冷季节排出室内异味。在空调停止运行时,新风系统处于关闭状态,此时,室内排风口与室外排风口的高度差引起的压差产生虹吸作用,将室内污浊空气抽离,通过排风管道排出。正常情况下,室外排风口的压力大于室内各排风口压力,室内呈负压状态,各户之间不存在“串味儿”的情况。如因其他原因导致室内负压破坏,则可能产生“串味儿”现象。如担心此类情形下各住户之间出现病菌传播,可将排风口进行封闭,同时多开窗通风换气。

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常见排风口盖如上图所示

关于排水系统

室内排水系统主要包括厨房、卫生间排水系统,排水设备主要包括水池、水槽、马桶及地漏,均通过排水管道连通至污废水收集装置。马桶自带存水弯,地漏及排水口下方也均设置存水弯,也称“水封”,通过至少5厘米深的水封达到阻止管道内臭气进入室内的效果。03年非典时期的香港陶大花园集体感染事件,起因正是因为楼内某户居民家中卫生间里的地漏水封完全被破坏,即存水弯干涸。病毒通过同栋楼居住的患者排泄泻物进入排水立管后,完全没有水封的地漏则成为含有病毒的臭气进入室内的通道,从而感染该住户,并引起人与人之间的传播。针对此项,建议每天往地漏里灌点水,注意动作要轻缓。

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常见存水弯形态及水封原理


综上所述,本文仅从建筑内空气交换流通的角度分析,作为科普文供大家参考,并不代表笔者认为病毒会通过空气传播,欢迎专业人士留言探讨。

作者简介:撰文--Eunize, 工程师一枚,环境工程/建筑物理专业背景;技术审核--Wave, 建筑环境与设备专业背景,常驻阿联酋多年,理论结合实际的技术大拿。


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