常態(tài)化疫情防控下毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用

王少康

（際高建業(yè)有限公司，北京 100000）

0 引言

自疫情以來，公眾對(duì)集中式中央空調(diào)系統(tǒng)的質(zhì)疑聲越來越強(qiáng)烈，甚至出現(xiàn)工作生活區(qū)域附近一發(fā)現(xiàn)疫情就全面關(guān)停空調(diào)的現(xiàn)象，這表明當(dāng)前的集中式中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)已漸漸偏離普遍的社會(huì)需求，如何將現(xiàn)有的集中式中央空調(diào)系統(tǒng)與疫情傳播因素綜合考慮，在暖通設(shè)計(jì)中規(guī)避常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)的不足，降低乃至完全消除疫情傳播對(duì)集中式中央空調(diào)系統(tǒng)的不良影響，是所有暖通設(shè)計(jì)人員需要去認(rèn)真思考的。

新冠病毒的傳播途徑可分為兩種，一種是通過近距離飛沫進(jìn)入人體呼吸道傳播，即空氣傳播，一種是通過人體眼睛、口腔和鼻腔黏膜進(jìn)行接觸傳播[1]。此類病毒傳播的主要因素包括傳播距離、病毒濃度和病毒暴露時(shí)間等。而在相對(duì)封閉的集中式中央空調(diào)系統(tǒng)中，此類病毒極易通過風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)散式傳播。如何阻斷病毒的傳播途徑，優(yōu)化當(dāng)前集中式中央空調(diào)系統(tǒng)，并使之適應(yīng)不同時(shí)期的使用需求，是暖通專業(yè)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該著重考慮的。本文將以此為基礎(chǔ)，討論在疫情防控中毛細(xì)管輻射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1 常規(guī)集中式中央系統(tǒng)現(xiàn)狀

在住宅建筑中，常規(guī)集中式中央空調(diào)系統(tǒng)如風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)，其室內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)主要通過風(fēng)機(jī)盤管末端來實(shí)現(xiàn)，依靠風(fēng)機(jī)盤管末端內(nèi)的風(fēng)機(jī)作用，經(jīng)回風(fēng)口回收室內(nèi)空氣，將室內(nèi)空氣通過風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)部的冷盤管冷卻或加熱后重新送入室內(nèi)，其工作原理實(shí)質(zhì)上是不斷的再循環(huán)室內(nèi)空氣，以空氣的對(duì)流傳熱來保證房間內(nèi)溫度的相對(duì)恒定，在此基礎(chǔ)上增加新風(fēng)系統(tǒng)，來滿足室內(nèi)人員對(duì)新風(fēng)量的需求。另外，考慮建筑節(jié)能性，該系統(tǒng)送風(fēng)一般會(huì)采用全熱熱回收的方式，將室外新風(fēng)與房間內(nèi)回風(fēng)混合處理后重新送入室內(nèi)，這種熱回收方式能夠有效回收室內(nèi)空氣中的熱量，節(jié)省新風(fēng)系統(tǒng)能耗。

然而在疫情期間循環(huán)使用的室內(nèi)空氣無法及時(shí)排出空氣中的可吸入有害物，風(fēng)機(jī)盤管末端的冷凝水盤也是細(xì)菌滋生的重災(zāi)區(qū)，常規(guī)全熱熱回收方式提供的新風(fēng)雖然能耗低，但處理后送入室內(nèi)的新風(fēng)質(zhì)量不如全新風(fēng)系統(tǒng)，且容易造成室內(nèi)排風(fēng)對(duì)新風(fēng)的污染，倘若排風(fēng)中含有傳染性病毒，病毒將會(huì)有極大風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)熱回收段重新隨新風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)，而這也是絕大多數(shù)用戶對(duì)集中式中央空調(diào)系統(tǒng)有疑慮的原因。因此準(zhǔn)確判斷集中式中央空調(diào)系統(tǒng)在防疫中存在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，針對(duì)這些要點(diǎn)進(jìn)行專項(xiàng)優(yōu)化，是疫情中集中式中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重中之重。對(duì)于住宅建筑，暖通空調(diào)系統(tǒng)的目標(biāo)就是能夠結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，使空調(diào)系統(tǒng)不僅能滿足平時(shí)使用的需求，還可以在疫情防控的時(shí)候僅對(duì)系統(tǒng)做出一些模式調(diào)整，即可具備一定阻斷病毒傳播路徑的能力，使集中式中央空調(diào)系統(tǒng)“平疫結(jié)合”，適應(yīng)多種使用環(huán)境。

2 毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)是一種新型節(jié)能型舒適空調(diào)，由于其輻射傳熱的本質(zhì)，輔以地板置換式送風(fēng)、智能化空調(diào)控制系統(tǒng)、室內(nèi)吸聲處理等手段，即可打造恒溫、恒濕、恒氧、恒靜、恒潔、恒智的“六恒”科技住宅。

毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)計(jì)思想為溫濕度獨(dú)立控制，通過毛細(xì)管輻射末端承擔(dān)室內(nèi)絕大部分顯熱負(fù)荷，置換式地送新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)全部潛熱負(fù)荷、部分顯熱負(fù)荷以及全部的新風(fēng)負(fù)荷，達(dá)到室內(nèi)溫度和濕度獨(dú)立處理的目的。相較于傳統(tǒng)空調(diào)的溫濕聯(lián)控方案，溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)可以有效避免因室內(nèi)溫濕度控制失調(diào)而造成的舒適度下降、凝水滋生細(xì)菌和能源浪費(fèi)等問題。

區(qū)別于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的點(diǎn)狀傳熱，毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，空調(diào)冷/熱水經(jīng)相應(yīng)的毛細(xì)管席布滿空調(diào)房間的整個(gè)頂面或墻面，可以實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)的平面?zhèn)鳠幔蠓秶膫鳠崦娣e能夠使整個(gè)空調(diào)房間溫度分布均勻，無溫度死角。另外毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)傳熱效率高，在達(dá)到與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相同設(shè)計(jì)溫度的情況下，夏季供水溫度可提高至16～19℃，冬季供水溫度可降低至35～31℃，而常規(guī)空調(diào)則主要通過對(duì)流傳熱，熱損失較大，空調(diào)能耗較高。因此毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)相較常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)有著天然的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

1.1一般資料2015年9月至2017年1月我院對(duì)70例酒精性肝硬化患者開展分析研究,將患者分成了對(duì)照組和觀察組。對(duì)照組有35例患者,最小32歲,最大54歲,平均45.3歲,觀察組35例患者最小34歲,最大56歲,平均47.5歲,兩組的普通資料對(duì)比不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性,可以進(jìn)行比較分析。

毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)主要由溫度控制子系統(tǒng)、濕度控制子系統(tǒng)組成。溫度控制系統(tǒng)的主體是毛細(xì)管席、供回水管道、水力分配中心等。常見的毛細(xì)管席鋪裝方式有濕式安裝和干式安裝，其中濕式安裝主要包括石膏板抹灰安裝、頂面或者墻面抹灰安裝等[2]，受裝修方式影響，這種鋪裝方式常見于住宅、酒店類建筑和部分辦公類建筑，干式安裝主要包括金屬板模塊式、金屬帆板式等，常見于辦公類建筑，可根據(jù)業(yè)主要求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況結(jié)合精裝方案靈活選擇采用哪種鋪裝方式；濕式安裝常用的毛細(xì)管規(guī)格為3.35mm×0.5mm（外徑×壁厚），材質(zhì)為無規(guī)共聚聚丙烯。

濕度控制系統(tǒng)主要包含新風(fēng)處理機(jī)組、除濕或加濕設(shè)備、新排風(fēng)管道、戶內(nèi)地板送風(fēng)系統(tǒng)等，通過集中設(shè)置在樓頂或地下室的新風(fēng)除濕機(jī)組對(duì)室外新風(fēng)經(jīng)過一系列過濾、除濕（或加濕）、加熱（或加冷）后，由新風(fēng)立管經(jīng)戶內(nèi)地送風(fēng)系統(tǒng)送入空調(diào)房間。

目前，結(jié)露問題是困擾毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展的重難點(diǎn)，由于毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)末端為平鋪在頂面或墻面的毛細(xì)管席，無法設(shè)置專門的凝水裝置，受氣候條件的影響，當(dāng)進(jìn)入空調(diào)房間的空氣含濕量過高，且外來空氣溫度大于夏季毛細(xì)管冷輻射表面附近空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。合理的設(shè)計(jì)濕度控制系統(tǒng)可以有效防止毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)露問題，針對(duì)以上問題，主要可以從以下4 個(gè)方面來著手解決。

（1）對(duì)新風(fēng)進(jìn)行深度除濕，降低新風(fēng)含濕量。

（2）降低新風(fēng)送風(fēng)溫度，保證室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度低于毛細(xì)管輻射表面。

（3）保證房間微正壓，確保房間密閉性。

（4）建立防結(jié)露預(yù)警系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)露風(fēng)險(xiǎn)時(shí)及時(shí)關(guān)閉風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域水路。

3 毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)在防疫中的應(yīng)用

新冠病毒主要通過空氣傳播和接觸傳播，針對(duì)毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)，則應(yīng)該從新風(fēng)系統(tǒng)、室內(nèi)末端系統(tǒng)、空調(diào)房間密閉性控制等方面來著重考慮。

3.1 毛細(xì)管輻射空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)

針對(duì)毛細(xì)管輻射空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)，主要應(yīng)該從以下幾點(diǎn)思考：如新風(fēng)取風(fēng)點(diǎn)空氣是否干凈衛(wèi)生、新風(fēng)機(jī)組能否有效處理空氣中的污染物和致病菌、新排風(fēng)之間是否存在交叉污染等。

新風(fēng)機(jī)房的新風(fēng)取風(fēng)點(diǎn)和排風(fēng)點(diǎn)的位置需要嚴(yán)格遵守規(guī)范來設(shè)置，首先空調(diào)的新風(fēng)取風(fēng)點(diǎn)應(yīng)確保空氣清新，人流量少，氣流通暢，避開含有害氣體的地方或建筑內(nèi)排氣口，對(duì)于設(shè)在首層或地下室的新風(fēng)機(jī)房取風(fēng)點(diǎn)，其下緣距地坪不少于2m；對(duì)于設(shè)在樓頂?shù)男嘛L(fēng)機(jī)房，排風(fēng)口應(yīng)高于屋面不小于3m。為了防止建筑內(nèi)排風(fēng)被吸入新風(fēng)系統(tǒng)造成污染，還應(yīng)保證取風(fēng)口和排風(fēng)口在不同高度時(shí)，取風(fēng)口低于排風(fēng)口3m 以上，在同一高度時(shí)，取風(fēng)口與排風(fēng)口的水平距離不小于10m，如果項(xiàng)目有條件，最好在不同方向設(shè)置取風(fēng)口和排風(fēng)口。

空氣處理機(jī)組的選擇也是防疫中極為重要的一環(huán)，良好的機(jī)組處理過程不僅可以降低毛細(xì)輻射空調(diào)系統(tǒng)結(jié)露的風(fēng)險(xiǎn)，還能夠預(yù)防新風(fēng)和排風(fēng)在空氣處理的過程中交叉污染。如下圖所示為北方某項(xiàng)目毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)選用的組合式單板雙冷源新風(fēng)除濕機(jī)組，所謂雙冷源，指的是機(jī)組不僅可以通過冷熱源機(jī)房提供的冷（熱）水來對(duì)新風(fēng)進(jìn)行表冷，進(jìn)行一次冷凍除濕，并且還配置壓縮機(jī)來對(duì)經(jīng)過一次表冷的新風(fēng)進(jìn)行二次深度冷凍除濕。經(jīng)過除濕后的新風(fēng)含濕量將被控制在8g/kg 以下，然后再經(jīng)過加熱將送風(fēng)溫度控制在16～18℃，確保室內(nèi)露點(diǎn)溫度低于輻射表面溫度。

由圖1 中氣流流向可以看出，室外新風(fēng)經(jīng)初效板式G4 過濾段、靜電除塵段、單板熱回收段和中效袋式F9 過濾段對(duì)新風(fēng)進(jìn)行過濾和回收排風(fēng)中的熱量后，再經(jīng)過兩級(jí)表冷冷凍除濕，然后在加濕段加濕（冬季）/再熱段加熱（夏季）后，送入室內(nèi)；排風(fēng)經(jīng)初效板式G4 過濾段、單板熱回收段、風(fēng)冷冷凝器段排出室外。新風(fēng)機(jī)組在整個(gè)空氣處理過程中與排風(fēng)完全物理隔離，尤其是單板熱回收段，新風(fēng)和排風(fēng)進(jìn)行能量交換的過程，僅針對(duì)排風(fēng)中的顯熱部分，進(jìn)行溫度傳遞，有效避免了新、排風(fēng)之間的交叉污染。排風(fēng)經(jīng)過風(fēng)冷冷凝器后可將壓縮機(jī)產(chǎn)生的多余熱量帶走。

圖1 單板雙冷源新風(fēng)除濕機(jī)組氣流流向

3.2 毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)末端部分

毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)末端部分包括毛細(xì)管輻射末端系統(tǒng)（毛細(xì)管席、供回水管道、水力分配中心）、地板送風(fēng)系統(tǒng)（地面分風(fēng)靜壓箱、地板送風(fēng)管道、地板送風(fēng)口）、集中回風(fēng)系統(tǒng)（門頭排風(fēng)口、吊頂集中排風(fēng)口、吊頂內(nèi)排風(fēng)管道）等。

毛細(xì)管輻射末端系統(tǒng)主要對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行控制，為保證人員舒適度，一般要求其供回水溫差在供冷時(shí)不超過3℃，供暖時(shí)不超過6℃[3]；為保證毛細(xì)管席內(nèi)水流量的恒定，最好在水力分配中心設(shè)置各個(gè)空調(diào)區(qū)域的流量調(diào)節(jié)裝置，保證各段水路的水力平衡。

地板送風(fēng)系統(tǒng)和集中排風(fēng)系統(tǒng)主要對(duì)室內(nèi)濕度進(jìn)行控制，經(jīng)過組合式新風(fēng)除濕機(jī)組處理的新風(fēng)由地板分風(fēng)靜壓箱通過若干路地送風(fēng)管道送入各個(gè)房間地送風(fēng)口，室內(nèi)的排風(fēng)口設(shè)在門頭或者門縫處，形成“下送上排”的置換送風(fēng)形式。這種送風(fēng)形式氣流組織好，有利于空氣充分的交換，及時(shí)排出室內(nèi)廢氣，在疫情中擁有巨大的推廣價(jià)值。在客廳等公共區(qū)域設(shè)置集中排風(fēng)口，各個(gè)空調(diào)房間排出的空氣會(huì)由集中排風(fēng)口進(jìn)入排風(fēng)系統(tǒng)，隨排風(fēng)管道排出室外。

毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)末端部分無任何運(yùn)動(dòng)部件，在整個(gè)運(yùn)行過程中絕對(duì)靜音，可有效規(guī)避常規(guī)空調(diào)末端因風(fēng)機(jī)回風(fēng)造成的室內(nèi)負(fù)壓以及不同房間交叉污染的可能性。另外，由于新風(fēng)主要承擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷，送風(fēng)風(fēng)量的減小可以將地送風(fēng)口風(fēng)速降低至0.5m/s 以下，室內(nèi)基本沒有吹風(fēng)感。本系統(tǒng)運(yùn)行過程中無冷凝水，避免了因凝水盤內(nèi)細(xì)菌滋生而造成的空氣污染。

毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)由于有防止輻射表面結(jié)露的需要，對(duì)房間的氣密性要求較高，不允許長(zhǎng)時(shí)間開窗或開門，防止室外濕空氣擴(kuò)散進(jìn)室內(nèi)，設(shè)計(jì)排風(fēng)量為新風(fēng)送風(fēng)量的80%，室內(nèi)處于微正壓的狀態(tài)。良好的氣密性可以防止疫情期間住宅建筑免受室外污染空氣的影響，微正壓的室內(nèi)環(huán)境可以阻止室外可吸入污染物進(jìn)入室內(nèi)，這是毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的天然優(yōu)勢(shì)。

3.3 毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)智能化控制

毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的控制方案不僅要滿足用戶基本的空調(diào)控制需求，還應(yīng)滿足在特殊情況下的疫情防控要求，如大樓內(nèi)有被隔離人員，被隔離人員如何正常使用集中式空調(diào)，大樓內(nèi)其他住戶如何不受隔離人員影響等。

針對(duì)以上需求，毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)可在原本智能化控制的基礎(chǔ)上，通過增加電動(dòng)閥門設(shè)置防疫運(yùn)行模式。毛細(xì)管末端排風(fēng)系統(tǒng)為集中式排風(fēng)，在室內(nèi)排風(fēng)支管上增設(shè)設(shè)電動(dòng)兩通閥、止回閥，常規(guī)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)閥門按要求常開，當(dāng)出現(xiàn)疫情時(shí)，倘若有被隔離人員，則關(guān)閉被隔離人員戶內(nèi)的排風(fēng)電動(dòng)兩通閥，防止被隔離人員戶內(nèi)的空氣進(jìn)入整個(gè)毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)中，每戶設(shè)置止回閥可以有效防止其他戶的排風(fēng)通過排風(fēng)支管倒灌回戶內(nèi)，被隔離人員戶內(nèi)排風(fēng)可通過衛(wèi)生間排風(fēng)或廚房排風(fēng)排出室外；在室內(nèi)客廳設(shè)置集中控制屏，設(shè)定常規(guī)運(yùn)行模式和防疫模式，當(dāng)防疫模式打開即控制排風(fēng)電動(dòng)閥門關(guān)閉，達(dá)到一鍵觸摸即可切換模式的目的。

4 結(jié)語

毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)是一種經(jīng)過市場(chǎng)多年檢驗(yàn)的新型空調(diào)技術(shù)，平疫結(jié)合的暖通設(shè)計(jì)方案需要結(jié)合業(yè)主的實(shí)際需求，綜合考慮初投資、疫情防控、建筑平面布局等多方面因素，使整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)在不影響其舒適性、靜音性的前提下具備防止疫情擴(kuò)散的目的。