中国建筑设计研究院有限公司  徐 征

       【摘  要】本文介绍了新型冠状病毒的存活条件和时间，提出了对于非传染病医院建筑的暖通专业防控措施的几点意见。

       【关键词】新型冠状病毒 空气洁净度 全新风 交叉污染

0 引言

       笔者从网上收集了一些有关病毒的资料来了解病毒在体外存活的条件和时间。遗憾的是目前对于新型冠状病毒的研究，尚没有精确到数字的数据，但是其与SARS同属冠状病毒，迄今为止也展现出很多与SARS相似的地方，因此17年前科学家们研究出来的数据在今日我们应对新型冠状病毒时仍然具有参考价值。

1 新型冠状病毒存活条件和时间介绍

       1.1 存活温度

       有研究显示，引起SARS的冠状病毒在22~25°C的温度和40%~50％的相对湿度下，在光滑物体表面5d仍可保持活力，但在较高温度和相对湿度，病毒的生存能力迅速丧失。

       国家卫生健康委专家组成员、北京地坛医院感染二科主任医师蒋荣猛也表示：“如果温度湿度合适，有可能存活数天。例如20℃的环境，湿度40%~50%，有研究发现，病毒有可能存活达到5d” 。

       还有其他资料表明“病毒在4℃合适维持液中为中等稳定，-60℃可存活数年”，“50~60℃，持续30min即可使病毒全部灭活，在室温25℃左右时，病毒很快会丧失传染性”等等。

       病毒有耐冷不耐热，温度越低存活时间越长、在高温下病毒的生存能力迅速丧失等特点，但在“25℃左右很快丧失传染性”的“很快”需要实验证明。

       1.2 存活湿度

       病毒需要在体液环境中才能存活，离开人体后主要是通过飞沫和直接接触来进行传播的，能否通过气溶胶传播尚不确定。此病毒传染性比较强，而且可以人传人。

       飞沫一般通过咳嗽打喷嚏出来，在空气中传播距离非常有限，喷嚏产生的大的飞沫会在1~2m（最远8m）内落地，只有较小的飞沫会以气溶胶形式停留在空中，通过咳嗽可以传到6m远处，悬浮最多10min。

       有资料表明，病毒对干燥、日光、紫外线，甚至空气质量等很敏感，保守估计在目前北方的温度和湿度下，白天相对干燥的日光照射下，冠状病毒体外存活时间不会超过2min，也有保守估计12h以上的 ，还有保守估计小飞沫存活寿命>24h ，大颗粒飞沫至少48h以上。

       实验结果证明，SARS病毒不耐干燥，在干燥的条件下存活时间相对较短，如一直保持液体状态，则能够在较长时间内保持较强的感染性。尽管在不同干燥状态下病毒的存活时间不同，但SARS病毒在外界环境中仍具有较强的生存能力，实验结果表明：

       SARS病毒在不吸水、表面光滑的表面，存活时间在2d左右；

       SARS病毒在吸水、表面不光滑的表面，存活时间在4h左右；

       SARS病毒在自来水中，可以存活2d以上。

       由此可见，飞沫降落到物体和地面上后，病毒在光滑潮湿表面上存活时间较长，比如在金属、塑料、玻璃、复印纸上可存活2~3d，在人的手上，有的病毒能存活几分钟，有的可以一个多小时。

       因此病毒通常更容易在干燥的空气中传播，但这并不代表在干燥空气中就存活时间长。这是因为在干燥的空气中，更容易在空气中漂浮，但在潮湿的空气中，病毒比较容易落在物体表面上和地面上，更容易存活。由此推断，在中国的湖北地区，国外的日本、韩国等地的低温潮湿气候对病毒生存和传播帮助很大。

       病毒生存的温度和湿度和人的差不多，这也不奇怪，病毒的主要成分是蛋白质，病毒受不了的，人也受不了，因此通过调节温湿度来减少病毒存活时间的办法收效不大。但是如果经过试验证明新冠病毒能够在室温“25℃左右很快丧失传染性”，将可以作为暖通专业防控措施之一。

       按以上病毒传播的特点，最好的防控措施还是隔离，人与人保持1~2m的距离，办公桌周围竖起不低于人坐着或站着高度隔板，以控制飞沫的飞行距离，有的措施中要求人均2.5m²，估计也是按间隔1.5m的平方计算出来的。经常擦拭周围的光滑物体表面、常洗手也是减少接触传染的好办法。

2 暖通专业防控措施

       发生疫情后对于非传染病医院的空调通风系统的运行管理，各地各部门新出的措施指南基本原则是一致的，无论开窗通风、全新风运行、关闭回风，还是甚至不惜停开空调，无非是最大程度防止空调引起的交叉感染，尽可能引入新风去稀释室内可能出现的病毒。

       即使没有疫情，非传染病医院建筑（包括住宅）开窗通风，在无外窗的房间设机械通风系统，卫生间保持清洁，有足够的排风都是必须的。

       2.1 空气洁净度与通风换气次数关系

       理论上室内空气洁净度级别与通风换气次数有关，室内通风量越大，对空气中细菌、病毒的稀释越好，和新风量的大小关系不大。

       洁净手术室用数倍于舒适性空调的通风量只降低了手术台周围的细菌和病毒浓度，使周围的细菌和病毒不易接近手术台，保护病人和医护人员的安全。

       根据GB 50489-2014《传染病医院建筑设计规范》呼吸道传染病的门诊、医技用房及病房、发热门诊最小换气次数(新风量)（6h^-1），低于《医院洁净手术部建筑技术规范》规定的护士站、恢复室、洁净走廊等的要求。

       护士站、恢复室、洁净走廊等等的洁净用房等级为IV级，护士站的最小换气次数为10 h^-1，恢复室、洁净走廊的最小换气次数为8 h^-1，最小新风换气次数为2 h^-1。IV级洁净用房的空气洁净等级为8.5级，也就是常说的“30万级”，几乎是空气洁净度级别中最低的了。

       GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中办公室或客房楼的最小新风量每人不应低于30m³/h，换算为新风换气次数一般不小于1 h^-1,全空气系统的送风量一般为5 h^-1,大空间的可能更少。

       《综合医院建筑设计规范》规定的医疗用房的集中空调系统的新风量每人不应低于40m³/h或不应小于2 h^-1,送风量不宜低于6 h^-1。

       这与《医院洁净手术部建筑技术规范》中的护士站、恢复室、洁净走廊等的IV级洁净用房相比，非传染病医院建筑（包括住宅）的通风换气次数相差不大，新风换气次数也相差不大，区别在于房间的密闭程度和新风的过滤程度， 和新风量大小关系不大。从这个角度来说，在没有改变建筑的密封性，没有更换空调的过滤器的情况下，非传染病医院建筑仅靠增加通风量或新风量，对空气洁净度影响有限，即使按传染医院规范的通风量不低于6 h^-1全新风运行，空气洁净度级别还是较低的，不可能做到“空气中没有病毒”。

       2.2 防控措施分析

       传染病医院的大空间（中庭、门诊大厅等）设置全新风空调系统，是因为这些区域人员较杂，防止回风造成大范围污染。当传染病医院内的某一个或数个小空间（诊室、病房、医护办公区等）的空气被病菌污染，被控制在小范围内，可结合机械送排风系统做风机盘管系统，机械送风系统可设计为空调新风系统；如果采用全空气系统（CAV或VAV），它的回风会造成各房间之间的交叉污染;如果都用全新风系统,那么空调系统的投资及运行费用会成倍上升。

       国家卫生健康委专家组成员、北京地坛医院感染二科主任医师蒋荣猛表示：“病毒一般通过咳嗽打喷嚏出来的飞沫，在空气中传播距离非常有限，大概1~2m。它从人体出来很快就沉降了，不会在空气中飘浮。从这个角度讲，空气中不会有病毒，也就不存在病毒在空气存活多久的问题。”

显然专家说的是有条件的，在传染病医院如果空气中没有病毒，医护人员也就没必要穿防护服了，但是在非传染病医院的建筑中只要是不在病毒患者附近还是有可能的。

       如前所述即使非传染病医院建筑（包括住宅）达到传染病医院的呼吸道传染病的用房的换气次数标准，也不可能达到“空气中没有病毒”的绝对要求，但增大通风量还是有可能降低空气中的病菌浓度的，那么通风量增加多少就要视具体情况而定了。

       2.2.1 全空气空调系统可否转全新风运行和关闭回风阀

       在非传染病医院的建筑室内如果出现新冠病毒患者，他的周围可能有很多病毒，但是可以认为出现多个和大量的新冠病毒患者的可能性不大，即使出现也是分散的。另外由于无法预见病毒患者会出现在什么地方，就无法确定清洁区和污染区的划分，总不能把整个建筑都定位是污染区吧。

       在非传染病医院的建筑中，全空气定风量空调系统服务的一般是门厅、中庭、餐厅等容易产生人员密集的区域，一般是一个或多个全空气空调系统服务于一个房间或区域，每个系统的回风口集中设置在一处或几处的吊顶上或侧墙上，可以认为在大空间中病毒患者恰好在回风口处的可能性较小。飞沫被空调系统吸进又吹出的可能性就较小，空调的过滤器也可以阻挡一部分飞沫，因此发生交叉污染的可能性很小，最好的办法是减少大空间的人员密度，而不是关闭空调回风转全新风运行。即便是在室外，也应是用减少人员密度或隔离的办法防止传染。

       非传染病医院建筑的全空气空调系统一般也不会和传染病医院一样按全新风运行设计的，若转全新风运行，虽然送风量不需要增加很多，现有风管还可能承受，但是在北方冬季，空调机组盘管加热能力不足会造成室内温度过低，不利于室内人员的身体健康，还有利于病毒的存活，得不偿失。因此是否转为全新风运行，还应以保证室内温度不降低为前提。

       一个全空气定风量空调系统负担几个不同功能房间情况较少，但是对于负担多个区域的全空气变风量空调系统来说，若为了防止病毒从一个房间传到另几个房间，应关闭回风口，转为全新风运行，在北方冬季，可减少空调机组的风机风量，利用外区再热和内区的内热保证室内温度。

       2.2.2 新风加风机盘管系统可否加大新风量和关闭空调

       对于非传染病医院的建筑中的新风加风机盘管系统来说，例如，办公楼、酒店的新风换气次数与传染医院的呼吸道传染病的用房的相比差距较大，若要增加带来的问题是：

       1）新风机组需要增加将近数倍的风量；

       2）需要增加新风系统的风管尺寸，否则增加数倍的风速可能损坏风管；

       3）现有建筑中一般也没有空间允许风管尺寸增加；

       4）若不增加风管尺寸，风管阻力损失的增加是不可想象的，能否送到各房间不得而知；

       5）在冬季，需要相应地提高盘管加热能力，否则送风温度会大幅降低，引起室内温度降低，不利于室内人员的身体健康，有利于病毒的存活。

       在GB50489-2014《传染病医院建筑设计规范》中，没有限制集中空调的使用，除负压隔离病房外仍然可以在门诊、医技用房及病房、发热门诊使用风机盘管、分体空调、多联机等，前提是空调新风系统、机械排风系统要按清洁区、半污染区和污染区独立设置，控制气流方向，防止空气交叉污染。

       非传染病医院建筑中的新风加风机盘管系统一般也是按区域设置的，一个小空间（如办公、客房等）的空气被病菌污染后可被控制在小范围内，因此不需要增加新风系统的新风量。若增加新风量，还必须相应地增加排风量，否则会影响各区域的压差关系，反而有利于病毒的传播。

       与全空气系统一样，如果病毒患者恰好在一个房间内的风机盘管回风口下，重力作用使飞沫向上漂浮的较少，空调的回风口还设有过滤器，一般粗效过滤器的效率大于50%，还可以阻挡一部分，飞沫被空调吸进又吹出的可能性更小，因此没必要关闭风机盘管等的回风口，包括一台风机盘管或多联机室内机负担几个房间的也不需要关闭（尽管这种设计本身不合理）。

       如果患者站在送风口附近，空调的送风能否会将飞沫吹得较远或到处都是呢？如果按照人员活动区的设计风速要求，这个扩散是非常有限的。实际上，人员在房间内的活动距离，已经远远超过了气流扩散的距离。如果同一个房间内发生传染，主要原因应该是人员的活动性而不是空调送风气流问题。

       在冬季，非传染病医院的建筑关闭集中空调后，如果没有其它供暖措施，北方地区的室内温度将降低，低温将延长病毒的存活时间，得不偿失，因此不应关闭集中空调系统的供暖风机盘管。在有些地区的建筑中，冬季只能依靠多联机室内机和分体空调供暖，也不用关闭。

3 散热器系统的优势

       在传染病医院，由于病毒较多，就不能忽视风机盘管、多联机室内机、分体空调等的影响了，这就看到了设供暖系统的重要性了，尤其采用低温辐射型散热器系统。

       这次如果武汉及湖北的医院中都设有集中供暖系统，室内温度又能达到25℃以上，一方面可以减少空调对气流的影响，一方面提高患者的自身康复能力，还有可能使病毒很快丧失传染性。

       笔者曾提出过应向湖北及武汉的方舱医院等提供大量的电暖气和电热毯而不是空调，正是基于此种认识，被实践证明是有效的。

       春天来了，全空气空调系统就可按过渡季要求转为全新风运行了，关闭所有供暖的风机盘管、分体空调和多联机了。

4 结语

       1）需要通过实验获得新型冠状病毒的存活条件和时间的精确数据，作为各种防控措施的重要依据。

       2）由于病毒适宜存活的温度与人基本相同，不适合用改变室内空气温度和湿度的方法来防控新型冠状病毒的传染。

       3）建议严寒、寒冷、夏热冬冷地区（条件较好的夏热冬暖和温和地区）的综合医院，传染病医院等设采用辐射型散热器的集中供暖系统，呼吸道传染病区的冬季室内设计温度应有调节到25℃以上的可能。

       4）室内空气洁净度级别与通风的换气次数有关。房间通风量越大，对空气中细菌、病毒的稀释越好，而不是新风量越大越好。即使达到传染病医院规范要求的换气次数，空气洁净度也是较低的，增加通风量的效果是有限的。

       5）非传染病医院建筑内的全空气系统(CAV或VAV)是否关闭回风阀转为全新风运行，由它的回风是否会造成各房间之间的交叉污染而决定，风机盘管等回风是否关闭由能否把病毒控制在一个小空间或区域内决定，空调新风系统和排风系统应按区域独立设置，增加新风量的同时还应增加排风量，防止把病毒吹得到处都是。

       6）非传染病医院建筑是否增大新风量，是否停开空调还应以保证室内温度不降低为前提，低温将延长病毒的存活时间，得不偿失。一切的前提是非传染病医院建筑的病毒患者极少。

       7）应更多地采用人为隔离、减少人员密度，戴口罩、勤洗手、勤消毒擦拭周围光洁物体表面等方法来控制传染。