陈志群1 杜新智2 周育伟3
广州市科帮空气净化科技有限公司 510760
摘要 写字楼、购物中心、学校、体育馆等公共场所，是人们正常生活和生产所离不开的公共空间，其普遍的现状是人员密集、流动性大、空间相对封闭，对病毒几乎没有系统性的防控措施；一旦疫情爆发，公共空间极易发生病毒传播，是造成疫情加剧的主要因素。本文基于公共空间关键风险点,提出的公共场所卫生防控措施.
关键词 新型冠状病毒肺炎、消毒灭菌、公共场所、空调通风系统
1、引言
据世界卫生组织最新数据显示，截止5月4日，全球累计新冠确诊病例达153187889例，死亡病例达到3209109例，新冠病毒给全人类生命安全和财产造成了巨大损失。
2003年的SARS疫情和当前新冠肺炎疫情的全球大流行，给我们的警示和教训是人类与病毒的较量会一直持续下去，而新发传染病所特有的突发性、破坏性以及当今社会相应对的防护技术的系统性缺乏，将会继续给人类生命安全、经济发展和社会稳定带来巨大威胁。面对如此惨痛的教训，如何全方位地提高人类对未知传染病毒的应对能力，是关乎人类生命健康安全与社会稳定的重大课题，亟待研究突破，刻不容缓。
2、实施的必要性
1）现有普通空调系统难以满足突发疫情的快速响应要求
现有的普通空调系统没有针对性的抗疫防疫功能设计，发生疫情时难以满足对病毒传播阻断和防控的技术要求，甚至还会加速和扩大病毒的传播，加剧疫情。而当面临传染病疫情时，大面积公共空间建筑抛开原有空调系统完全不用，短时间可以，长时间内却是不可行的。参考医院洁净区域，建造另外一套全新的医用标准的消毒净化空调系统，在一些小公共空间区域，在应对紧急高危疫情的情况下是可行且必要的，但是，在大面积的公共空间内实施，在短时间内都是不现实的。
（2）现有大面积公共空间不具备有效对抗病毒传播的系统能力
①交通枢纽、学校、办公楼、商场、工厂、 体育馆、医院等是人们正常生活和生产所离不开的公共空间，其普遍的现状是人员密集、空间相对封闭、对病毒几乎没有系统性的防控措施。一旦疫情爆发，公共空间极易发生病毒传播，是造成疫情加剧的主要因素。
②当下的情况是，等疫情爆发之后，人们才意识到大面积公共空间所存在的高危风险，迫不得已采取应急的措施：控制人员聚集密度、用消毒液熏蒸喷洒、紫外线辐射、加装空气消毒机、开窗通风、空调全新风运行等等。这些措施虽能起到一定的作用，但大都是临时应急的权宜之计，缺乏深入的科学研究和验证，缺乏完整的规范和标准，来不及深思熟虑地规划和设计，没有形成规模的产业体系的供应，也就谈不上完善的系统解决方案的实施，耗费大量人力物力财力，而其有效性却难以评价以及保障。
综上，在现阶段，人类社会是离不开普通空调的，在大面积公共空间，即使在疫情时有加剧疫情的风险，普通空调系统也是绕不开的。那么，研究一种经济可行、让普通空调系统变得没有加剧疫情风险，甚至还可以让公共空间变成防疫抗疫的安全堡垒的技术，就是我们迫在眉睫的课题。
图1 常规空调送风气流紊乱，没有净化消毒处理
3、国内外研究现状及发展趋势
国内外研究人员针对经空气传播的传染病病原体的传播原理、传播过程等进行了研究，对作为病原体载体的气溶胶运动规律进行了研究。研究表明，室内合理的空气消毒净化、气流组织、换气次数、压差控制对有效避免交叉感染非常重要，对室内病原体浓度控制也很重要，没有有效的空气消毒净化以及不合理的气流组织可能导致病毒扩散和室内交叉感染。在本次新冠肺炎疫情中，因空气消毒净化措施不足、换气次数不足、气溶胶浓度积累、空调送风气流组织不合理而发生的交叉感染和聚集性疫情案例不在少数。
如何解决病毒传播问题，医院传染病隔离病房的空气洁净净化技术已经很成熟。国内外权威机构发布的规范和设计指南给出了针对传染病房气流组织的设计原则，美国疾病控制与预防中心（CDC）发布的《卫生保健机构预防结核分歧杆菌传播指南》要求在可能存在传染性空气飞沫核的区域优先选择全排式净化空调通风系统。澳大利亚隔离病房空气净化系统要求“在天花板上均匀布置多个送风口，并在较低的地面处均匀布置多个排风口”。我国GB/T 35428-2017《医院负压隔离病房环境控制要求》详细规定，负压隔离病房的关键核心区必须配置规范的净化空调系统、各不同区域的压差控制，空气换气次数和送风口与排风口布置。人、物、污等均有严格的原则规定，就是基于保护医护人员和病患、有利于消除污染物降低交叉感染两大因素来考量的。大量的应用实践证明，这些技术是有效的、成熟的。
图2 高速相机拍摄飞沫运动过程（日本某大学拍摄）
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图3 飞沫扩散模拟（传染源为右下角男子）
前人研究主要聚焦于传染病病房、手术室等医用净化区域，技术成熟度已很高、但这些技术系统复杂、安装调试时间长，造价和运行成本很高，大规模的应用于大面积公共空间不切实际，国内外尚无能够解决大面积公共空间病毒传染问题的成熟的系统解决方案。因此，应立刻研究标准化、模块化，可快速嵌入安装于现有通风空调系统之上的病毒传播防控技术及产品，以解决大面积公共空间疫情控制难题。
4、技术方案
本技术方案适合于大面积公共空间运用的病毒传播阻断理论基础、技术标准、关键零部件、集成产品生产以及系统解决方案，解决室内空气传播导致人际交叉感染等难题，将人流密集公共场所的病毒传播链条打断，基于现有空调通风系统，并通过标准化、模块化的设计，实现平时具备预防机制和系统，疫情发生时可快速部署、极速启用，在最短时间内将病毒大范围传播风险最大限度地降低。大面积公共空间30分钟病毒杀灭率≥99.9%，部分高风险空间30分钟病毒杀灭率≥99.99%，排风空气质量符合相关大气污染物排放控制标准，病毒杀灭符合《消毒技术规范2002》的要求。
（1）大面积公共空间通风以及气流组织改善技术
大面积空间空调系统消毒净化空气处理流量大，人多复杂容易造成病毒二次传播。疫情期间，大范围的完全抛开原有空调通风系统重新组建一套消毒净化系统不经济、不可行。在原有空调系统基础上，增加消毒净化功能是最经济的选择。
a应用标准化模块化杀毒净化模块，简单快捷地嵌入现有的空调系统中，与现有的空调共同组成具有消毒净化功能的升级版空调。
b加装下回风式加压模块，改造上回风为下回风，加大换气次数，改善气流组织设计。
c应用静电纤维过滤器+超高能量密度UVC紫外线+低温等离子+光氢离子消毒净化模组，将病毒快速高效地氧化分解灭活；
d根据气溶胶及病毒与各个空气指标之间的参数匹配关系，通过调整模块装置结构尺寸和运行参数适配病毒灭活能力，实现流行性病毒的快速彻底灭活，从而快速经济地解决大流量空调及通风系统消毒净化优化升级的难题。
图4 常规空调系统升级具备消杀功能示意图（上送上回）
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图5 大空间加压回风柱消杀示意图a（上送侧回）
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图6 大空间加压回风柱消杀示意图b（上送侧回）
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图7消毒净化模块关键技术
（2）对于高风险局部区域（如隔离室、发热门诊、采样检测间等）的应急措施
a采用新型分置式送风、回风结构，形成顶部送风、地面回风的空调通风布置方式，气流由屋顶到地面竖向垂直流动，被污染的回风消杀后全部排出室外，实现公共空间全新风垂直置换通风，完全阻断病毒传播；
b采用标准化、模块化、可快速组装的天花送风-地板回风模块，回风模块采用均匀布置的多孔通风结构实现垂直回风，研究远距离回风场景下的回风阻力调节方法，实现各回风模块内压力均衡、回风量均衡；
c采用大面积、多点位均匀送风技术及送风模块，通过对多支路风管形成的复杂流体输配管网进行压力和流速优化，实现大空间建筑物多点位均匀送风；
送风、回风模块及相应的气流消毒净化控制方法形成病毒传播阻断应急装备，实现公共空间垂直置换通风，彻底解决室内病原体充分去除的难题。
图8 高风险区消杀新风净化机组（送、排风一体机）示意图
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5、结语
采用标准化、模块化、易于嵌入安装于现有空调系统中的送回风消毒净化模块，能与现有空调系统无缝对接，实现快速大面积大范围部署，模块安装与拆卸均不对建筑原有结构及外观造成影响，系统及模块平时工作处于值班待命状态，基本不耗能量，突发疫情时可及时启动，具备快速响应能力，将大面积公共空间防疫抗疫提升至新的水平。