各類場所空調系統分類及應用建議

李天正，周 偉

(深圳市職業病防治院職業危害評價所，廣東 深圳 518020)

2019年12月，湖北省武漢市暴發新型冠狀病毒肺炎(簡稱“新冠肺炎”)[1]疫情，隨后蔓延至全國。新冠肺炎作為急性呼吸道傳染病已被納入《中華人民共和國傳染病防治法》規定的乙類傳染病，采取甲類傳染病的預防、控制措施[2]。世界衛生組織(WHO)將新冠肺炎命名為COVID-19[3]，并宣布新冠肺炎疫情為國際關注的突發公共衛生事件(PHEIC)[4]。截至2020年3月18日，全球新冠肺炎病例已達200 000人[5]，發病人數持續、快速增長，說明新型冠狀病毒的人際傳播能力極強，比SARS-CoV和MERS-CoV具備更強的傳染性[6-10]。新型冠狀病毒傳播途徑包括飛沫傳播、接觸傳播，在相對封閉的環境中長時間暴露于高濃度氣溶膠情況下存在經氣溶膠傳播的可能[11-12]。空調系統可改善室內空氣質量，防寒保暖，增加空氣流動，稀釋有害物質，過濾灰塵、細菌，凈化空氣，有益于身體健康，增強抵抗力，但空調送風氣流對空氣的擾動會加速病毒氣溶膠的傳播，部分空調的回風還存在交叉污染的風險。在新冠肺炎疫情流行期間，引發大眾對空調系統可能造成病毒交叉擴散的恐慌。

市面上各類空調系統種類繁多，名稱各異，涉及的空氣處理方式也不盡相同，是否會導致交叉污染更是難以分辨。本文收集整理國內使用的主要空調類型和適用特點，梳理公共場所、辦公場所、企業廠房、醫院、家庭等各類區域使用的空調種類，分析各類空調系統的空氣組織方式，以及對新型冠狀病毒傳播的可能影響和作用，給出相應的建議，以期為企事業單位及大眾提供幫助，消除對空調使用的疑慮。

1 空調系統定義和組成

空調(air conditioner， AC)指用人工手段，對建筑或構筑物內環境空氣的溫度、濕度、流速等參數進行調節和控制的設備?？照{系統包括冷源/熱源設備、冷熱介質輸配系統、風機、冷/熱交換器等主要部件和其他輔助設備，核心設備為冷源/熱源設備和冷/熱交換器。見圖1。冷源/熱源設備主要包括冷水機組、室外機、鍋爐和電加熱器等，稱為空調主機；冷/熱交換器指與室內空氣進行熱交換的冷凝器和蒸發器，常見的類型包括散熱器、暖風機、風機盤管、室內機、輻射板和暖氣片等，本文統稱為末端設備。

圖1 空調系統核心組成

2 空調系統分類

空調系統一般按照設備設置情況、室內負荷介質、空氣處理方式、服務對象、風量調節方式、風道風速、風道設置等進行分類[13]，見圖2。

圖2 空調系統分類

3 典型空調系統及適用范圍

3.1 集中式空調系統 指所有空氣處理設備集中在空調機房內，將空氣集中處理后送至使用場所的空調系統。末端設備位于負擔場所外(簡稱室外)，適用于大面積、大空間的場所，如體育館、影劇院、會展中心、機場、候車廳、地鐵站廳、大型廠房、潔凈室、大型超市、商場、KTV、高檔寫字樓等。多為全空氣式系統，空氣處理方式包括封閉式、直流式和混合式三類，見圖3。封閉式系統采用內循環方式，無新風；直流式系統采用外循環，全新風；混合式采用交叉循環，既有新風也有回風。

圖3 全空氣式系統空氣處理方式

3.2 半集中式空調系統 與集中式空調的區別是將空氣處理末端設備設置在使用場所(房間)內，使各房間可以單獨調節，空氣互不串通，適用于賓館、酒店、寫字樓、辦公室、醫院病房等場所。多為空氣-水式風機盤管系統和全水式風機盤管系統，空氣-水式風機盤管系統的空氣處理方式可為直流式和混合式；全水式風機盤管系統空氣處理方式為封閉式。

3.3 分散式空調系統 將空調設備直接或就近安裝在房間內或鄰近區域。一般為制冷劑式空調系統，末端設備位于負擔場所內(簡稱室內)，空氣處理方式多為封閉式，包括窗式、分體式和柜式空調等，適用于家庭、機房、小型辦公室等。

3.4 其他空調系統 (1)多聯機空調系統。全稱為變冷媒流量多聯式空調系統，由一臺室外機連接數臺不同或相同型式、容量的直接蒸發式室內機，構成一套單一制冷/熱循環空調系統。末端設備多數位于室內，適用于小型廠房、辦公樓、家庭等場所。多聯機系統使用制冷劑作為冷媒，空氣處理方式多為封閉式和混合式。(2)輻射式空調系統。依靠輻射供暖(冷)末端設備(輻射板)與圍護結構形成熱(冷)輻射面與室內空氣、人體進行熱(冷)交換的空調系統?？赏ㄟ^水、電、制冷劑的方式供暖(冷)，末端設備位于室內。多應用于家庭、高檔酒店及寫字樓。

4 應對新冠肺炎空調運行和管理

4.1 根據空調系統運行方式采取相應措施 空調的種類雖然眾多，但從原理上來講，均是依靠末端設備通過輻射或對流的方式，調節室內空氣的溫度、濕度，實現冷/熱調節，末端設備的形式和設置位置決定空調的類型，負擔的獨立場所數量決定空氣處理方式，故可以根據末端設備的設置位置和負擔情況進行簡單分類，從而簡單的區分出哪些場所的空調會導致交叉污染，便于實際的運行和控制管理。按照末端設備的位置可分為：①全室外式空調系統，空調主機和末端設備設置在室外，主要指集中式空調系統；②半室外式空調系統，空調主機和末端設備分開設置，末端設備設置在室內，包括半集中式、分散式、多聯式、輻射式空調系統。見圖4。

圖4 按末端設備位置劃分空調系統

對空調重新劃分類型之后，根據末端設備的負擔情況，就可以決定是否需要關閉空調或采取限制措施。不同類型空調系統運行與控制建議：(1)全室外式空調系統，末端設備負擔一個區域(一/多管一)，可正常開啟；末端設備負擔多個區域(一管多)，關閉回風再開啟。見圖5、6。(2)半室外式空調系統，末端設備負擔一個區域(一/多管一)，可正常開啟，見圖7。少數特殊的末端設備負擔多個區域(一管多)，關閉末端設備，或關閉相鄰區域的風口形成“一管一”模式。(3)對于使用高效及以上過濾器(對于0.3 μm粒子捕集效率≥99.9%)[14]的空調系統，如潔凈室等，可正常開啟，但應適當提高新風比例。

圖5 全室外式空調(一/多管一)

Figure 5 Outdoor air conditioner (One or several AC control one room)

圖6 全室外式空調(一管多)

Figure 6 Outdoor air conditioner (One AC control several rooms)

4.2 空調系統管理建議 (1)空調新風口應設置在室外空氣清潔區，避免布置于機房、走廊、樓道、天棚吊頂內和室外建筑物陰影區。(2)轉輪式熱回收裝置新風受排風的污染率為10%～30%，采用“紙芯”的傳質式熱回收裝置新風受排風的污染率為6%～9%[15]，此兩類熱回收裝置應關閉。(3)封閉式空調房間，應保持排風系統開啟，保持室內壓力平衡或微負壓狀態，以避免污染臨近房間；非封閉式空調房間，盡可能保持門窗有一定開度。(4)空調房間應保證人均新風量≥30 m3/h，潔凈室的人均新風量應≥40 m3/h[16]。辦公場所換氣次數宜≥3次/h。(5)建議上班時間前1 h，提前開啟通風與空調系統；下班后通風空調系統延時運行1～2 h[15]。(6)宜關閉空調通風系統的加濕功能[17]。(7)不使用空調時應當關閉回風通道，避免新風反吹。(8)發現疑似、確診新冠肺炎病例，應關閉該場所空調系統。(9)宜每周對集中空調系統的過濾器、風口、空氣處理機組、表冷器、加熱(濕)器、冷凝水盤等部件進行清洗、消毒或更換。

圖7 半室外式空調(一/多管一)

Figure 7 Semi-outdoor air conditioner (One or several AC control one room)

5 總結

任何病毒導致人感染，需要兩個條件，即接觸途徑和接觸病毒量，在接觸途徑已然確定的情況下，控制接觸量是最重要的措施。對于室內場所來說，通過新風稀釋空氣中病毒濃度是極為有效的方式[18]?？照{的作用是增加氣流流動，提供一定量的新風，同樣具有稀釋空氣中病毒載量的作用，有些空調系統配備中/高效過濾器，過濾之后的回風與新風相比，在稀釋有害物質方面并無太大差異。多數空調系統(半集中式、分散式、多聯式、輻射式)不會造成各區域的交叉污染，不會增加相互感染的風險，不應過度夸大空調對病毒擴散的作用，不宜盲目的一刀切而選擇關閉空調，只需控制可能造成交叉污染“回風”系統，開空調減少空氣中病毒載量的作用優于不開空調。

企業單位應注意一些輔助用室的通風情況，如更/存衣室、衛生室、休息室等，房間狹窄，人員眾多，且往往處于建筑物的拐角、陰影區等通風不良的區域，應盡可能開門、開窗，保持排風設施持續開啟，保證充足的新風。

對于辦公場所，門窗、空隙存在渦流和邊界層效應，人員的走動和物體的移動會導致尾流效應，均會導致內外空氣的交換和滲漏，走廊成為有害物堆積和擴散的橋梁，應注意走廊的通風。

日本鉆石公主號游輪和山東任城監獄發生的新冠肺炎事件，表明封閉的空間是病毒傳播和擴散的溫床，對于此類場所，不僅要增加空調系統的新風量，還需要注意室內氣流組織，盡量做到送風-排風的單向氣流流向，同時注意氣流分布，覆蓋室內拐角及陰影區域，減少渦流，避免病毒聚集。

綜上所述，本文依據空調系統末端設備劃分空調類型，僅需判斷空調末端設備的位置和負擔情況，即可簡便的區分各類空調的類型和空氣處理方式，為及時采取相應的運行和管理措施提供依據，既可避免空調系統應用不當造成病毒的交叉擴散，也可消除因使用空調系統造成病毒傳播的恐慌，幫助用人單位盡快恢復生產。