"新冠肺炎"疫情防控下圖書館空調環境衛生現狀調查及預防對策

龔凱,楊美媛

(華北理工大學 建筑工程學院，河北 唐山 063210)

引言

COVID-19(Corona Virus Disease 2019)，中文全稱"新型冠狀病毒肺炎"，簡稱"新冠肺炎"。"新冠肺炎"是一種冠狀病毒及其變種導致的病毒，可以通過患者打噴嚏、咳嗽、飛沫、呼出的氣體等方式直接傳播；通過病毒沉積在物品表面，人接觸病毒后再觸摸眼睛等部位接觸傳播，也可以通過漂浮在空氣中的病原體被人吸入后進行氣溶膠傳播[1]。有研究認為，"新冠病毒"一般在空氣氣溶膠中存活可達3 h，中位半衰期為2.7 h；在紙質材料上可存活24 h之久，而在塑料和不銹鋼表面存活可達2～3 d[2]。

2020年1月20日，國家衛生健康委員會公告，將"新冠肺炎"納入《中華人民共和國傳染病防治法》規定的乙類傳染病，并采取甲類傳染病的預防、控制措施[3]，截止到2021年5月20日，國外現有確診病例20 595 246例，死亡病例3 426 711例；國內現有確診病例1 759例，無癥狀感染者350例，死亡病例4 860例[4]；"外防輸入、內防反彈"形勢依然嚴峻，對于人員密度大、人員流動性強、空間封閉的圖書館而言，是容易引起傳染性疾病大范圍傳播的場所之一。研究發現，空調通風系統對密閉空間空氣環境衛生及空氣病菌傳播具有重要影響，此次"新冠肺炎"對圖書館產生的影響，應如何預防疫情的傳播，如何保護廣大讀者的身體健康，圖書館內空調通風系統可否正常使用、如何避免圖書館內病毒交叉感染？是圖書館工作者亟需思考的問題。為了正確解決上述問題，筆者調查研究了河北省地區多座圖書館，剖析圖書館在空調環境衛生等方面所暴露出來的問題并提出解決措施，為圖書館工作者應對"新冠肺炎"提供一些參考。

1圖書館空調通風系統現狀

筆者重點調研了河北省地處不同城市的13所建筑面積大、閱讀人數多、藏書量大的圖書館，如表1所示。

表1 河北省地區圖書館概況

在"新冠肺炎"疫情下，解決圖書館室內環境安全問題是"新冠肺炎"疫情下圖書館工作的重中之重。筆者在搜集各圖書館空調系統資料的基礎上，對部分圖書館門廳、展覽廳、報刊閱覽室、借閱區、辦公區等進行了實地調查，目前河北省地區圖書館所采用的空調系統主要分為以下三大類：(1)離心式電制冷機組作為空調冷源，風機盤管+新風；(2)多聯機+新風處理機組；(3)全空氣系統和風機盤管+新風系統。如圖1所示。

圖1 河北省地區圖書館空調系統現狀

經過資料搜集和實地調查發現，從防治"新冠肺炎"空氣傳播的角度來看，圖書館建筑空調通風系統面臨著很大挑戰。主要出現的問題：(1)空調系統劃分不科學；(2)新風量不能滿足衛生要求；(3)氣流組織計算不規范；(4)空氣壓力梯度劃分不明確；(5)風系統及冷凝水系統交叉感染的隱患[5]；(6)空調系統殺菌消毒維護不到位。分析總結空調通風系統和圖書館使用功能的特殊性，主要存在以下問題。

1.1 空調系統劃分不科學

在"新冠肺炎"疫情期內，各類公共建筑應做好充足的復工復產準備，根據需要設置相對獨立、通風良好的臨時隔離間，對發現的疑似病例應采取臨時隔離的方式，用于隔離"新冠肺炎"疑似病人的隔離間不應與書庫、借閱區、辦公區等合用同一個空調系統；目前在設計階段大多數圖書館空調系統的劃分并沒有考慮到預防空氣傳播病毒的備用空調系統，急需單獨設置獨立隔離房間空調系統[6]。

1.2 新風量不能滿足衛生要求

設計初期未完全考慮建筑物整個生命周期空調系統新風需求，缺少對設備老化、空調機組運行管理不規范等因素的考慮。并且圖書館人流量大，新風供給量不能與讀者增加數量成正比關系，研究發現，人數增多，空氣中的負氧離子濃度逐漸減少，館內CO2、可吸入顆粒物等濃度會隨著時間逐漸增加，降低室內空氣品質[7]。長時間處于空氣質量差的環境，容易產生氣悶、疲勞、呼吸不暢通等不良現象[8]。

1.3 氣流組織計算不規范

一方面，新風口選擇不合理，設計初期把新風口和排風口放在同一側，導致空調新風口吸入的空氣被污染；由于空氣氣流組織計算不合理，導致送風口與排風口發生氣流短路，形成通風死角[9,10]。

另一方面，受熱壓煙囪效應影響，排風系統易發生"回流"現象；在排風系統停止運行時，容易發生夏季上層的室內空氣流向下層，冬季下層的室內空氣流向上層的問題[11]，嚴重影響室內氣流組織正常分布。

1.4 壓力梯度劃分不嚴格

雖然大多數圖書館集中式空調系統可以控制送風量、排風量，控制各功能區域的溫度、濕度，但是無法對空調區域空氣壓力進行調節，無法保證書庫、閱讀區、辦公區等之間的空氣壓力級差，存在各功能區域空氣串流或摻混等現象[12]。

1.5 風系統及冷凝水系統交叉感染

一方面，加濕器、冷卻盤管表面凝水。空調末端主要裝置有盤管、冷凝水盤、水封等。長期處于潮濕環境中，空調系統啟動后，由于熱交換盤管、肋片及周圍部位濕度高，以及混入的新風，為冷凝水盤周圍的微生物繁殖提供了養分和良好存活條件[13,14]。

另一方面，空調系統的清洗和維護不到位。隨著風機啟動，軸流風機會卷吸殘留在設備或管道的粉塵、微生物等，隨著通風管道分散到各空調區域，影響室內的空調環境[15]。

1.6 專業運行維護人員不足

空調的運行與維護需要專業人員，運維人員的綜合素養和發現風險意識能力與設備正常運行有很大關系，通過調研發現，圖書館管理人員中，很少有畢業于建筑設備相關專業，管理人員缺少對建筑環境專業理論知識、設備結構和原理的掌握，并且圖書館很少對運維人員進行專業培訓，無法滿足設備維護和建筑環境衛生控制的工作需要。

2空調通風系統污染的主要表現形式

空調系統污染情況與其結構、功能和維護狀況有密切關系。大多數圖書館對空調系統機組、風道、送/回風口、風機盤管等維護清理較少，尤其對吊頂內設備幾乎不進行清理，表2給出了維護管理方面的調查結果。該項目以調研的圖書館空調通風系統為例，按照系統進行劃分，詳細介紹產生污染物的部件及原因。

表2 圖書館空調系統不同部位的清潔情況

2.1 水系統易產生微生物污染的部件及原因

(1)冷卻塔：冷卻塔一般安裝在建筑物屋頂或者裙房處，冷卻水與大氣不斷接觸，在自然環境和風機的雙重作用下，不斷進行物質和能量的傳遞，由于冷卻塔內冷卻水自上而下噴淋，極易吸收空氣夾雜中的粉塵、微生物等，隨著冷卻塔使用時間增加，容易滋生各種細菌，例如"軍團菌"等，細菌可經冷卻水管道污染整座建筑物，嚴重威脅人類身體健康。如圖2所示。

圖2 冷卻塔

(2)冷凝水管：由于風機盤管及空氣處理機組內的表冷器表面溫度低于周圍空氣露點溫度，空氣中的水蒸氣產生冷凝水，冷凝水沿冷凝水管排至地漏上方，導致地漏周圍環境濕度大，容易滋生各種細菌，存在交叉感染的風險。

(3)冷凝器：微生物與其他雜質容易附著在傳熱管壁上，降低熱交換效率，增加水流阻力，容易發生腐蝕現象[16]，降低設備使用壽命。

(4)風機盤管積水盤：冷凝水盤處在盤管換熱器和擋水板下，一般凝水盤安裝坡度不夠，容易導致排水不暢，凝水盤積水；受積水盤結構影響，容易聚集灰塵，發生微生物污染問題[17]。如圖3所示。

圖3 風機盤管積水盤

2.2 通風系統易產生微生物污染的部件及原因

(1)過濾段：目前圖書館空調系統過濾裝置過濾精度低、清洗次數極少，不能有效控制積塵和微生物進入室內環境，在過濾裝置處于潮濕狀態時，污染現象更加嚴重[18]。如圖4所示。

圖4 空調箱結構示意圖

(2)通風管道：圖書館通風系統一般需要長期運行，送回風與管內壁相互碰撞摩擦產生靜電，易造成風管灰塵粘附越積越多，為微生物的繁殖和生長提供了環境；并且風管一般安裝在空氣不流通的吊頂內，受風管周圍各種供回水管道影響，吊頂內濕度較大，利于微生物大量繁殖，嚴重影響送風品質[19]。

(3)風口：圖書館建筑風口類型一般采用為方形散流器、百葉、噴口3種形式，如圖5所示，一般情況，空調粗精效過濾網能夠過濾3 μm以上的懸浮顆粒物，無法完全過濾掉全部顆粒物，并且受送回風與風口相互摩擦影響，靜電導致越來越多的灰塵粘附在風口位置，有研究表明，微生物生長隨著風口積塵量的增加而增加。因此，風口粉塵不及時清理，威脅館內人員身體健康。

圖5 方形散流器、百葉、噴口

(4)表冷器：夏季表冷器附近空氣溫度范圍一般在14～20 ℃，表冷器表附近濕度較大，適宜真菌、細菌生長[20]；由于表冷器在粗精效過濾器之后，在風壓的作用下，會將微生物帶入室內，影響室內空氣品質。

3圖書館應采取的預防控制措施

3.1 通風系統設備檢查

(1)檢查新風進風口位置，保證新風進風口遠離室外污染源，并處于污染源上風口位置，嚴禁新風取自機房、樓道、吊頂等場所，必須保證新風的質量。

(2)檢查空氣過濾器、表面式冷卻器、加濕器、冷凝水水盤等易集聚灰塵和滋生細菌的部件，并定期(一般1次/星期)進行清洗和消毒[21]；檢查并確保新風機房的密閉性，避免機房外其他區域的空氣回流進新風機組，形成空氣的交叉流通。

(3)新冠肺炎疫情期間適當降低圖書館內舒適需求，盡量不開啟回風，由于回風是空調系統從房間中收集起來之后又被空調系統送回房間中的空氣，當空氣中含有病毒氣溶膠時，會被回風系統再次送入室內；可能造成大范圍交叉感染。雖然目前無確切證據表明回風造成的直接傳染病例，但非常時期，仍應盡量規避風險。當必須開啟回風運行時，應保持較大新風比運行，并加強對回風過濾器的清洗和更換頻率，同時更換高效低阻空氣過濾器或增設通風凈化裝置等必要的凈化消毒設施。

(4)為了切斷"新冠肺炎"在電梯的傳播途徑，可以聯系電梯廠商更換通風換氣的轎廂，也可以對電梯轎廂進行改造，為轎廂增設開啟式天窗或者四壁上部換上花格[22]，通過電梯豎井進行通風換氣。

3.2 圖書館空調系統及潛在污染源清洗消毒

(1)消毒所采用的藥劑應符合國家相關標準。對金屬部件宜選用季銨鹽類消毒劑，對非金屬部件可選用含氯消毒劑，并嚴格按照使用說明進行規范操作。根據已報道的研究結果可知，冠狀病毒屬于有包膜的親脂類病毒。按照人類認知的所有微生物對消毒處理的抗力大小，有包膜的病毒屬于最容易殺滅的微生物。所有批準上市的消毒劑、消毒器械、物理消毒方法，都能夠有效殺滅冠狀病毒。因此可以使用84消毒劑、消毒泡騰片等含氯消毒劑、過氧乙酸和氯仿等脂溶劑及季銨鹽類消毒劑對空調系統的設備進行消毒殺菌[23]。

(2)對空調系統的關鍵衛生部件，例如過濾網、過濾器、風口、表冷器、 冷凝水積水盤等進行清洗、消毒或者更換，保證通風系統的暢通與清潔。

(3)"新冠病毒"可以通過接觸傳播，為避免病毒通過圖書等物品引起交叉感染，可以對歸還圖書、書桌、書架等采用1 000 mg/L含氯消毒劑抹擦進行消毒處理；也可以安裝紫外線消毒燈，待閉館后對圖書館進行照射消毒[24]。

(4)研究發現，濕度對微生物的生長比溫度對微生物的生長更重要，潮濕是影響室內空氣污染的主要因素，在疫情期間，圖書館管理者應保證圖書館內的環境濕度,減少水源污染，對衛生間、開水間、設備間等房間加強清理消毒工作，保持干燥衛生。

3.3 增加公共環境衛生意識

(1)加強對讀者的宣傳教育工作，促進養成良好生活習慣，如發現自身身體不適，應及時就醫治療，不進出圖書館等公共場所，避免病菌的流行傳播，影響他人身體健康[25]。

(2)提高讀者自我防范意識，在進出公共場所時，佩戴醫用一次性口罩，注意個人衛生，館內人與人之間保持1 m以上距離，留意周邊人員身體狀況，對發現有發熱、干咳、鼻塞、流涕等癥狀的病人時，要即時遠離，并及時用洗手液或肥皂水洗手，減少微生物病源的傳播可能性。

(3)嚴格控制圖書館內濕度，減少霉菌、細菌滋生；改善圖書館內通風設施，如密集書庫、閱讀大廳、借閱室等區域安裝換氣扇、抽風機等，增加空氣換氣量，減少細菌密度；同時可以安裝空氣凈化機，吸附室內空氣中污染物，提高室內空氣品質。

3.4 建立應急管理體系

(1)建立圖書館出入人員登記檔案和各功能區域進出檔案，設置臨時觀察隔離點，配備專人負責，并接受相關培訓。

(2)明確圖書館內突發疫情應急處理的責任人和應急管理體制，制定突發疫情的應對措施和應急管理方案，并在開館前進行演練。

(3)加強醫務人員指導培訓，將地方或者高校公共醫療資源融入圖書館防疫工作，促進疫情信息共享，組織圖書館防控工作人員、圖書管理員、志愿者等人員進行相關防控知識培訓，建立工作臺賬和健康檔案。

(4)完善圖書館人才隊伍建設，選拔培訓熟悉圖書館設備運行的專業人員，落實專人負責，確保館內建筑環境衛生、氣流合理流動、設備清潔。

4結論

(1)大量的實測調查結果表明，我國圖書館公共建筑集中式空調系統衛生狀況堪憂。由于濕度較大、積塵較多、清洗消毒少，風系統部件如加濕部件等，非常容易滋生微生物。由于冷卻水直接與外界大氣接觸，具有適宜微生物生長的環境條件(溫度、養分、pH、水分等)，且消毒措施不到位，水系統中以軍團菌為代表的微生物污染現象十分嚴重，應當釆取更嚴格的措施來監測和控制集中式空調系統生物污染。

(2)我國公共建筑的通風空調系統的運行、維修和管理，停留在比較粗放的水平。很多單位對通風空調系統運行的主要關注點僅是溫度和運行費用。應該制定和完善通風空調系統的運行、維修和管理的標準，逐步改變落后狀。

(3)"新冠肺炎"疫情期間暴露出來的問題，對于空調行業，既是機遇優勢挑戰，通過摒棄以前不合理的空調形式，優化空調系統思想，采用更加先進的合理的空調系統型式，空調不僅不會成為滋生病菌病毒的溫床和病菌病毒傳播的途徑，而且會成為防范病菌病毒通過空氣傳播的有效手段。