淺談新冠病毒對船舶居住艙室空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)影響

劉敬陽，陳 云，祁少云，朱紅成

（廣州廣船國際有限公司，廣州 510250）

1 前言

2020 年突如其來的新冠肺炎病毒疫情在全世界暴發(fā)并迅速蔓延，對全球人類是一次嚴(yán)重的危機(jī)和嚴(yán)峻的考驗(yàn)，為了有效地阻擋病毒傳播，必須減少聚集、實(shí)行隔離。船舶作為一個(gè)封閉的空間，可以通過減少和限制人員活動(dòng)來阻擋病毒傳播。然而，隨著新冠肺炎病毒在日本“鉆石公主”號郵輪和美國“羅斯福”號航母上瘋狂地傳播，說明僅靠限制船上人員的活動(dòng)和進(jìn)行艙室隔離并沒有顯著降低人員相互之間的傳播風(fēng)險(xiǎn)。通過具體分析發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)是引起新冠肺炎病毒傳播的主要因素，說明傳統(tǒng)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與疫情防控期間對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的需求是存在差異的，這種差異不但不能阻擋病毒的傳播，反而加速了病毒的傳播。新冠肺炎病毒可以通過呼吸道飛沫、氣溶膠和密切接觸等方式傳播。船上人員在完全隔離的情況下應(yīng)該能大大降低新冠肺炎病毒感染機(jī)會(huì)，但為什么還是爆發(fā)了如此嚴(yán)重的疫情呢？下面我們通過對傳統(tǒng)船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的分析，找出具體的解決方案。

2 傳統(tǒng)船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)組成

傳統(tǒng)船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，由室外空氣和艙室回風(fēng)經(jīng)過空調(diào)器混合冷卻后，通過空調(diào)器風(fēng)機(jī)加壓，經(jīng)空氣凈化單元處理后由空調(diào)風(fēng)管將風(fēng)送至各艙室。傳統(tǒng)船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)圖，見圖1 所示。

圖1 傳統(tǒng)船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

（1） 新風(fēng)

新風(fēng)由空調(diào)器內(nèi)的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力將外界的空氣抽入空調(diào)器，經(jīng)過過濾后再進(jìn)行空氣降溫、加熱、除濕、加濕等相關(guān)處理。新風(fēng)系統(tǒng)的主要作用，就是實(shí)現(xiàn)船舶艙室內(nèi)空氣和艙室外空氣之間的流通和換氣。

（2）回風(fēng)

回風(fēng)是通過走廊和回風(fēng)通道進(jìn)行回風(fēng)的，空調(diào)系統(tǒng)將艙室中的回風(fēng)經(jīng)過凈化后與新風(fēng)混合后再送回艙室。

（3）新風(fēng)閥

新風(fēng)閥主要用來調(diào)節(jié)新風(fēng)量，為了保持室內(nèi)和室外的壓差和換氣次數(shù)而設(shè)置。

（4） 回風(fēng)閥

回風(fēng)閥主要用來調(diào)節(jié)回風(fēng)量，為了保持室內(nèi)和室外的壓差和換氣次數(shù)而設(shè)置。

（5） 空氣凈化單元

空氣凈化單元安裝在各空調(diào)器的送風(fēng)口，利用空調(diào)器的送風(fēng)功能將凈化后的空氣送出。

3 傳統(tǒng)與疫情防控期間空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)差異分析

一般情況下，傳統(tǒng)的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是完全可以滿足船上人員工作和生活的需求。但是在新冠病毒疫情情況下，該系統(tǒng)無法滿足疫情防控的要求。下面從幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

（1）由于船舶為封閉、獨(dú)立的空間，空氣是通過圍井送入的。一般風(fēng)口位置的選擇，只要符合能防止海水和雨水濺入以及無毒害氣產(chǎn)生的規(guī)范要求即可；但在疫情發(fā)生的情況下，僅僅符合規(guī)范要求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要結(jié)合疫情防控措施，重新設(shè)置新風(fēng)口的位置；

（2）傳統(tǒng)的空調(diào)新風(fēng)進(jìn)入艙室可以有兩種途徑：一種是通過空調(diào)器、送風(fēng)頭或布風(fēng)器等設(shè)備，從艙室外抽取并送入艙室內(nèi)；另一種是通過房間的門及門上格柵與走廊通道新風(fēng)對流進(jìn)入室內(nèi)。由于疫情隔離的要求，必須考慮新風(fēng)在各個(gè)位置的壓差，通過合適的壓差可以形成天然隔離屏障；

（3）考慮到節(jié)能環(huán)保要求，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)都會(huì)要求用部分艙室的回風(fēng)，新風(fēng)與回風(fēng)控制在一個(gè)區(qū)間，只占空調(diào)送風(fēng)的50%左右；船級社也明確空調(diào)的通風(fēng)系統(tǒng)，可以利用回風(fēng)來降低能耗；但是在疫情防控期間，病毒在船上傳播途徑為：病人→艙室回風(fēng)口及回風(fēng)管路→空調(diào)器→各居住艙室。如果回風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行，則病毒很容易通過回風(fēng)系統(tǒng)傳播至整個(gè)空調(diào)區(qū)域；

（4）空調(diào)風(fēng)管是用以傳輸空調(diào)氣體或作為通風(fēng)換氣的傳輸管道，它把空調(diào)艙室與空調(diào)器連接起來，構(gòu)成一個(gè)完整的可調(diào)節(jié)的空氣循環(huán)系統(tǒng)；空調(diào)風(fēng)管一般采用預(yù)絕熱雙層螺旋風(fēng)管，容易藏匿病毒，設(shè)計(jì)中很少考慮清洗和消毒工作；

（5）船舶空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)中的空氣凈化單元，用于消除甲醛、臭味物（氨氣、硫化氫等）、有機(jī)污染物（苯、甲苯、二甲苯等）及微生物，對艙室和空調(diào)系統(tǒng)空氣進(jìn)行凈化，以維護(hù)船員的健康，但它不具備殺毒功能。

4 疫情防控期間空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

新冠肺炎疫情防控期間，由于傳統(tǒng)船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)無法滿足要求，需對船空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采取相應(yīng)措施，盡可能避免或降低船上人員被傳染新冠肺炎病毒的可能性。因此，必須通過對傳統(tǒng)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)與疫情防控期間空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)差異分析，確定空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)總結(jié)如下：

4.1 風(fēng)口位置選擇

風(fēng)口位置在滿足規(guī)范的情況下，盡可能遠(yuǎn)離居住區(qū)、不易被污染或不易滋生病毒的地方，控制好源頭。

4.2 引入新風(fēng)壓差

新風(fēng)進(jìn)入船舶各個(gè)艙室時(shí)，為了保證各艙室的回風(fēng)不相互連通，避免病毒在各艙室間相互傳播，可適當(dāng)加大通道送風(fēng)管和房間衛(wèi)生單元抽風(fēng)管道的管徑，增加通道新風(fēng)量和房間衛(wèi)生單元的抽風(fēng)量，這樣在房間內(nèi)會(huì)形成一定的負(fù)壓。

4.3 加大新風(fēng)送風(fēng)量

為了稀釋空氣中新冠肺炎病毒賴以生存的呼吸道飛沫和氣溶膠等傳播源，應(yīng)在避免回風(fēng)混入其他房間的前提下，考慮全開新風(fēng)閥和排風(fēng)閥，采用最大新風(fēng)量運(yùn)行設(shè)計(jì)；當(dāng)系統(tǒng)無法避免回風(fēng)混入其他房間時(shí)，應(yīng)考慮關(guān)閉中央空調(diào)系統(tǒng)，并根據(jù)具體情況來通新風(fēng)，以保證空氣流通。一般有兩種設(shè)計(jì)方案：艙室可以設(shè)計(jì)外窗或?qū)ν庀洗?，用開啟窗戶方式來通風(fēng)；若艙室無法設(shè)計(jì)外窗或舷窗，可以通過增加走通道等處的加壓系統(tǒng)進(jìn)行排風(fēng)。

4.4 取消回風(fēng)管路

傳統(tǒng)的船舶空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)為了節(jié)約能源、降低消耗，都會(huì)設(shè)計(jì)回風(fēng)管路?；仫L(fēng)管路是空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)將艙室或房間中的氣體收集起來，經(jīng)過空調(diào)器處理后又被空調(diào)系統(tǒng)送回到房間的管路。若空氣中含有病毒，則其在船上的傳播途徑為：病人居住房間→回風(fēng)口或回風(fēng)管路→空調(diào)器→各居住艙室。如果空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)管路繼續(xù)運(yùn)行，病毒就可以很容易通過空調(diào)的回風(fēng)系統(tǒng)傳播至整個(gè)空調(diào)通風(fēng)區(qū)域，然后傳播到整個(gè)船舶區(qū)域。雖然目前沒有足夠的證據(jù)證明回風(fēng)管路的存在會(huì)造成直接感染病毒的情況，但在非常時(shí)期，應(yīng)盡量減少傳播病毒的風(fēng)險(xiǎn)，采取取消回風(fēng)管路設(shè)計(jì)。針對不同空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中空調(diào)器的型式，可以采取不同的設(shè)計(jì)方法：

（1）如果空調(diào)器采用單風(fēng)機(jī)（只配備送風(fēng)機(jī)）的型式，應(yīng)設(shè)計(jì)關(guān)閉全部回風(fēng)閥或回風(fēng)柵，避免回風(fēng)滲漏，保證空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)按照全新風(fēng)系統(tǒng)的模式運(yùn)行；當(dāng)受到條件限制又無法實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)模式運(yùn)行時(shí)，空調(diào)器組內(nèi)部應(yīng)設(shè)計(jì)增加超低阻和中高效型過濾器裝置；

（2） 如果空調(diào)器采用雙風(fēng)機(jī)（備配一臺送風(fēng)機(jī)和一臺回風(fēng)機(jī)）的型式，應(yīng)將回風(fēng)管路中的回風(fēng)閥全部關(guān)閉，或者取消回風(fēng)管路。

（3）如果空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)為風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的型式，則關(guān)閉風(fēng)機(jī)盤管，僅保留新風(fēng)系統(tǒng)用于為艙室或房間提供空氣。但這里需要指出的是，并非所有的風(fēng)機(jī)盤管都需要關(guān)閉。比如：普通風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，此時(shí)的回風(fēng)僅在自身房間內(nèi)循環(huán)，不同房間之間并不相互流通，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)可以正常運(yùn)行；

（4）空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的回風(fēng)閥關(guān)閉后，艙室或房間的氣體正壓過大，必須設(shè)置排氣裝置，將過多氣體引至艙室外安全位置；當(dāng)多個(gè)排氣裝置匯總至同一個(gè)通風(fēng)管路一起排出艙室外時(shí)，應(yīng)在每個(gè)艙室或房間的出口管路上設(shè)置具有殺毒功能的凈化單元和止回閥，避免艙室或房間之間的氣體相互混合，引起相互污染。

4.5 清潔消毒設(shè)計(jì)

（1）空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中存在的新冠病毒，主要依靠空氣中存在的氣溶膠傳播。氣溶膠是一種可以長期存在空氣當(dāng)中漂浮的小顆粒物質(zhì)，因此及時(shí)清除空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中的可懸浮顆粒物是防止病毒傳播的有力手段。通過對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理的清潔消毒設(shè)計(jì)，采取有效措施確保新風(fēng)系統(tǒng)中的新風(fēng)不受污染；

（2）管路應(yīng)設(shè)置清洗口，空調(diào)通風(fēng)管路不宜過長，以方便拆裝；對于有天花板的房間，還應(yīng)留有拆裝口等。

4.6 選用殺毒凈化單元

由于一般的凈化單元不具備殺毒功能，必須采取措施使空氣凈化單元具備殺病毒能力，因此在設(shè)計(jì)中選用具有殺病毒的凈化單元是病毒防控的主要手段。殺毒凈化單元除了具備殺病毒能力外，還應(yīng)具備凈化效率高、風(fēng)阻小、二次污染機(jī)率小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能去除揮發(fā)性有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)；另外，其運(yùn)行應(yīng)安全可靠，保證在長期使用過程中而不會(huì)對船員及旅客身體造成傷害；殺毒凈化單元還應(yīng)該考慮安裝拆卸方便，便于清潔和維護(hù)，在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行中具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

5 結(jié)束語

本文僅僅對傳統(tǒng)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)與疫情防控期間空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的差異進(jìn)行了分析，并粗略介紹了設(shè)計(jì)改進(jìn)方案。但對于特種船的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)來說，由于其復(fù)雜性和特殊性，還需要更多特殊的要求和設(shè)計(jì)。因此在今后還需要注重特種船的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)，盡可能最大程度地全面解決新冠疫情影響空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的問題。