疫情防控與船舶空調通風系統研究

仝春迎 吳寧

摘 要：改善郵輪通風，可以防止病毒通過空調通風傳播而引發交叉感染。文章首先介紹疫情期間關注郵輪通風的必要性，提出通過對新風集中處理后，通過定量閥定量分配給各艙室保證通風系統清潔性。其次，在回風系統配備的IDFC智能分散式空調單元獨立處理，避免了新風與回風的交叉感染。最后，闡述船舶空調系統潔凈技術的推廣應用。

關鍵詞：新風處理;定量閥;IDFC智能分散式空調單元;空調系統潔凈技術

傳統的空調通風，尤其是在客滾船通風方面，除了自帶陽臺的房間可以通過窗戶進行換氣，其他區域的房間主要通過中央空調系統進行空氣過濾，不同區域的回風系統是不一樣的。比如，郵輪客艙的通風循環主要是室內循環，如圖1所示。另一種就是公共區域等較大空間所采用的全區域回風系統，其在循環過程中會將室內空氣與部分新鮮空氣進行混合，并再次通過空調系統回到居住室內，如圖2所示。通過新冠疫情可以看出：病毒擴散速度快、范圍廣、存活能力比較強。目前，從大多數郵輪回風系統來看，由于風壓強造成送風和排風的差異而引起正壓或者負壓力[1]。同時，由于一部分客艙是封閉的且沒有窗戶，容易使污染物或細菌沿著走廊、過道擴散，這樣就會造成病毒經回風系統外擴的渠道。以下是目前客滾船的通風流程圖，如圖1、圖2所示。

目前，最常規的預防手段是加大對新風的投入比例，停止回風運行。如果郵輪上發生應急性事件，首先考慮切斷病毒傳播，即設立應急通風開關，加大對新風的投入比例，減少回風比例。為了保證船舶通風系統的安全性，保證生活區域的空氣流通良好，船上的一次風（新風）占比10%～20%，二次風（主要是指循環風量）占比80%～90%[5]。同時，根據實際情況進行風量比調整，直至把二次風關閉。一旦發生疫情，船舶病員選擇在船舶相對獨立的場所或者艙室，原則上選擇獨立的外循環，或者撤離周邊居住人員，封閉周邊場所，建立隔離區域。公共區域的集中空調系統可以考慮在出口增加防護裝置。獨立艙室中央空調比較適合利用艙室內外壓差，新增獨立的全熱交換新風系統，可以保證過濾一些微小顆粒。對于郵輪行業，會迎來很多新的變革，船艙空氣品質將成為未來關注的重中之重。因此，文章針對船舶環境下的流行病毒防控展開討論，提供一些建議和意見供大家討論。據了解，豪華郵輪居住區域的客艙艙室均配置了獨立新風智能分散式空調系統，即獨立新風IDFC智能分散式空調，如圖3所示[2]。

1 獨立新風IDFC智能分散式空調系統

新風進行獨立集中處理，然后通過定風量閥定量分配送往各客艙，滿足人員新風量和衛生單元的排風需求，確保艙室正壓;回風通過各艙室配備的IDFC智能分散式空調單元進行單獨處理。各艙室的回風通過預設在衛生單元下部的風管進入IDFC空調單元，回風口設在艙室內部，門上不設回風柵，這樣既保證了各艙室的回風不相互連通，避免了病毒在各艙室間相互傳播的可能，又保證了門的隔音和消音效果。各艙室衛生間的排風通過風機排至船外。在全新風空調器因考慮節能配置轉輪的情況下，可以考慮在回風混合箱處增設一個備用排風口和相應的調風門，并連接到一臺獨立的排風機。在疫情防控或其他防護需求時，回風通過空調器的備用排風口直接排至船外，經轉輪前的排風口關閉，避免了新風與回風的交叉感染[3]。

2 推動建立船上通風隔離標準

通過對通風系統的改造，可以促進船上隔離標準的建立，尤其是遇到港口不接收或者不配合的情景，郵輪上要有必要的防疫準備，可以考慮借鑒美國CBCS集裝箱生物控制系統，在節約成本等經濟性指標的考慮下，不全面改造和升級通風系統，而是配備通風系統相對獨立的CBCS集裝箱生物控制系統。這種醫療運輸系統是一種高密閉的結構，自帶通風和消毒系統，整個容器均保持負壓，進氣和排氣均經過HEPA過濾。這種類似的相對獨立的集裝箱可以在疫情發生時臨時放置在通風環境良好的甲板上，或者放置在較大的倉庫中，而對整個郵輪的影響不會太大。這樣就相當于客滾船的一個獨立衛生單元，與外界單獨隔離。

3 改善郵輪通風頭，優化防疫效果

在總結目前多種防疫措施的情況下，通過充分了解客滾船通風原理，了解新冠病毒在郵輪上的傳播風險，以及郵輪上人員不斷流動性造成的交叉感染風險等，通過采用仿真學研究，設想將每個單獨客艙的抽分頭設計成可拆卸式。抽風頭采用的過濾材料可以考慮GB2626-2006標準KN95防疫口罩材質，也就是熔噴布。眾所周知，熔噴布是口罩中有效阻隔病菌和病毒的關鍵材料，并且通過仿真學對這種材質采取模擬風場計算氣流阻力的方式，保證通風和換氣次數滿足客艙人員對風量的需求。這種抽風頭的材質優點是低阻、高效、易清潔膜復合材料。考慮到濾網需要耐高溫、蒸煮消毒，因此考慮將抽風頭端部設計成可拆卸樣式，以便替換，成本較低。從船東的使用角度考慮，可以把這種抽風頭作為備件，在疫情期間，每隔一段時間就要替換過濾材質，確保抽風頭不被污染。

4 船舶空調系統潔凈技術推廣應用

新冠疫情防疫工作任務艱巨，并對今后船舶空調設計提出了新的要求。目前，疫情防控最關鍵和有效的手段是加大新風換氣次數，停止回風管路運行。當然，郵輪上一旦發生傳染性疫情，艙室的開門和關門，以及窗戶關閉開啟狀態，都是病毒傳播途徑。因此，要考慮靈活的室內通風和排風方式，適當考慮在出風口增加一整套靜電殺菌過濾系統，以解決空氣凈化的相關問題[4]。

近年來，空調研發人員始終致力于艙室空氣凈化課題研究，結合“和平方舟”醫院船、軍民融合客滾船醫院區域潔凈空調的成功經驗進一步升級，集成了三重凈化技術，成功研發了船用空調凈化模塊，實現了對空氣的有效殺菌消毒、除異味、再過濾處理。

與傳統凈化方式相比，其具有凈化效率高、風阻小、二次污染幾率小等優點。同時，其還能去除揮發性有機物和有毒有害物質。另外，其運行安全可靠，完全可以在人居環境下長期使用而不對人體造成任何傷害。空調凈化模塊可模塊化安裝，拆卸方便，便于清潔和維護，在艦船空調設備中具有較強的實用性。

經中國人民解放軍海軍非金屬材料檢測中心檢驗驗證，采用該空氣凈化技術對塵埃顆粒過濾率，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、霉菌等細菌病菌去除率，對甲醛、多環芳烴、氨、苯、甲苯、二甲苯等有害氣體去除率等指標均高于相關標準要求，有效提高了空氣品質。后期將空調潔凈技術應用到客船、科考船等人員較多的空調系統中，并合理運用各種過濾、消毒、殺菌技術，合理配置初效、中效和高效過濾器、HAPE高效過濾器、活性炭過濾器、納米光觸媒空氣過濾凈化器、等離子消毒殺菌模塊、紫外線消毒殺菌模塊等，為船舶營造一個舒適無憂的凈化環境[3]。

5 結語

盡管在郵輪建造過程中考慮到航行中可能存在多種突發風險等一系列問題，目前針對郵輪航行中突發流行性疾病的控制手段還遠遠不夠，目前新冠疫情還在全球繼續蔓延，下一步將深化研究郵輪通風布置的優化條件，同時與設備廠家一起研究空調通風設備改進措施。如在客房末端增加可替換性過濾裝置以及凈化裝置，或者加裝末端設備自動控制裝置，并定期對客滾船中央空調系統進行深度清洗消毒計劃等相關改進措施。希望在不久的將來，可以在郵輪航行過程中減少疫情大規模發生概率，減少人們以后對于郵輪旅行的憂慮。

參考文獻

[1] 施楠，張曉穎，劉斌，等.新冠肺炎疫情在郵輪上蔓延對其建造的啟示[J].江蘇船舶，2020（4）：41-44.

[2] 肖陳俊.豪華郵輪空調系統技術應用研究[J].機電技術，2018（3）：89-92.

[3] 王賀，段許峰，張旭，等.新冠肺炎（NCP）疫情防控期間集中空調通風系統運行技術建議[J].技術，2020（3）：45-48.

[4] 王昔琴，林元，李志平.國際郵輪傳染病疫情防控工作探討[J].中國國境衛生疫情檢疫雜志，2010（3）：159-161.

[5] 謝燮.中國遠洋海運[C].1994-2020：48-53.