淺談新冠病毒對船舶居住艙室空調通風系統設計影響

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并迅速蔓延，對全球人類是一次嚴重的危機和嚴峻的考驗，為了有效地阻擋病毒傳播，必須減少聚集、實行隔離。船舶作為一個封閉的空間，可以通過減少和限制人員活動來阻擋病毒傳播。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?！碧柡侥干席偪竦貍鞑ィf明僅靠限制船上人員的活動和進行艙室隔離并沒有顯著降低人員相互之間的傳播風險。通過具體分析發現，傳統船舶空調通風系統是引起新冠肺炎病毒傳播的主要因素，說明傳統空調通風系統設計與疫情防控期間對空調通風系統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該能大大降低新冠肺炎病毒感染機會，但為什么還是爆發了如此嚴重的疫情呢？下面我們通過對傳統船舶空調通風系統的分析，找出具體的解決方案。

2 傳統船舶空調通風系統組成

傳統船舶空調通風系統，由室外空氣和艙室回風經過空調器混合冷卻后，通過空調器風機加壓，經空氣凈化單元處理后由空調風管將風送至各艙室。傳統船舶空調通風系統圖，見圖1 所示。

圖1 傳統船舶空調通風系統示意圖

（1） 新風

新風由空調器內的風機產生動力將外界的空氣抽入空調器，經過過濾后再進行空氣降溫、加熱、除濕、加濕等相關處理。新風系統的主要作用，就是實現船舶艙室內空氣和艙室外空氣之間的流通和換氣。

（2）回風

回風是通過走廊和回風通道進行回風的，空調系統將艙室中的回風經過凈化后與新風混合后再送回艙室。

（3）新風閥

新風閥主要用來調節新風量，為了保持室內和室外的壓差和換氣次數而設置。

（4） 回風閥

回風閥主要用來調節回風量，為了保持室內和室外的壓差和換氣次數而設置。

（5） 空氣凈化單元

空氣凈化單元安裝在各空調器的送風口，利用空調器的送風功能將凈化后的空氣送出。

3 傳統與疫情防控期間空調通風系統差異分析

一般情況下，傳統的空調通風系統設計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，該系統無法滿足疫情防控的要求。下面從幾個方面進行分析：

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

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

（3）考慮到節能環保要求，空調通風系統都會要求用部分艙室的回風，新風與回風控制在一個區間，只占空調送風的50%左右；船級社也明確空調的通風系統，可以利用回風來降低能耗；但是在疫情防控期間，病毒在船上傳播途徑為：病人→艙室回風口及回風管路→空調器→各居住艙室。如果回風系統運行，則病毒很容易通過回風系統傳播至整個空調區域；

（4）空調風管是用以傳輸空調氣體或作為通風換氣的傳輸管道，它把空調艙室與空調器連接起來，構成一個完整的可調節的空氣循環系統；空調風管一般采用預絕熱雙層螺旋風管，容易藏匿病毒，設計中很少考慮清洗和消毒工作；

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

4 疫情防控期間空調通風系統設計

新冠肺炎疫情防控期間，由于傳統船舶空調通風系統無法滿足要求，需對船空調通風系統設計采取相應措施，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，必須通過對傳統空調通風系統與疫情防控期間空調通風系統差異分析，確定空調通風系統優化設計方案，現總結如下：

4.1 風口位置選擇

風口位置在滿足規范的情況下，盡可能遠離居住區、不易被污染或不易滋生病毒的地方，控制好源頭。

4.2 引入新風壓差

新風進入船舶各個艙室時，為了保證各艙室的回風不相互連通，避免病毒在各艙室間相互傳播，可適當加大通道送風管和房間衛生單元抽風管道的管徑，增加通道新風量和房間衛生單元的抽風量，這樣在房間內會形成一定的負壓。

4.3 加大新風送風量

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，應在避免回風混入其他房間的前提下，考慮全開新風閥和排風閥，采用最大新風量運行設計；當系統無法避免回風混入其他房間時，應考慮關閉中央空調系統，并根據具體情況來通新風，以保證空氣流通。一般有兩種設計方案：艙室可以設計外窗或對外舷窗，用開啟窗戶方式來通風；若艙室無法設計外窗或舷窗，可以通過增加走通道等處的加壓系統進行排風。

4.4 取消回風管路

傳統的船舶空調通風系統為了節約能源、降低消耗，都會設計回風管路。回風管路是空調通風系統將艙室或房間中的氣體收集起來，經過空調器處理后又被空調系統送回到房間的管路。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→回風口或回風管路→空調器→各居住艙室。如果空調系統的回風管路繼續運行，病毒就可以很容易通過空調的回風系統傳播至整個空調通風區域，然后傳播到整個船舶區域。雖然目前沒有足夠的證據證明回風管路的存在會造成直接感染病毒的情況，但在非常時期，應盡量減少傳播病毒的風險，采取取消回風管路設計。針對不同空調通風系統中空調器的型式，可以采取不同的設計方法：

（1）如果空調器采用單風機（只配備送風機）的型式，應設計關閉全部回風閥或回風柵，避免回風滲漏，保證空調通風系統按照全新風系統的模式運行；當受到條件限制又無法實現全新風模式運行時，空調器組內部應設計增加超低阻和中高效型過濾器裝置；

（2） 如果空調器采用雙風機（備配一臺送風機和一臺回風機）的型式，應將回風管路中的回風閥全部關閉，或者取消回風管路。

（3）如果空調通風系統為風機盤管加新風系統的型式，則關閉風機盤管，僅保留新風系統用于為艙室或房間提供空氣。但這里需要指出的是，并非所有的風機盤管都需要關閉。比如：普通風機盤管加新風系統，此時的回風僅在自身房間內循環，不同房間之間并不相互流通，空調通風系統可以正常運行；

（4）空調通風系統的回風閥關閉后，艙室或房間的氣體正壓過大，必須設置排氣裝置，將過多氣體引至艙室外安全位置；當多個排氣裝置匯總至同一個通風管路一起排出艙室外時，應在每個艙室或房間的出口管路上設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 清潔消毒設計

（1）空調通風系統中存在的新冠病毒，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中漂浮的小顆粒物質，因此及時清除空調通風系統中的可懸浮顆粒物是防止病毒傳播的有力手段。通過對空調通風系統進行合理的清潔消毒設計，采取有效措施確保新風系統中的新風不受污染；

（2）管路應設置清洗口，空調通風管路不宜過長，以方便拆裝；對于有天花板的房間，還應留有拆裝口等。

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，因此在設計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，還應具備凈化效率高、風阻小、二次污染機率小等優點，同時還能去除揮發性有機物和有毒有害物質；另外，其運行應安全可靠，保證在長期使用過程中而不會對船員及旅客身體造成傷害；殺毒凈化單元還應該考慮安裝拆卸方便，便于清潔和維護，在空調通風系統運行中具有較強的實用性。

5 結束語

本文僅僅對傳統空調通風系統與疫情防控期間空調通風系統的差異進行了分析，并粗略介紹了設計改進方案。但對于特種船的空調通風系統來說，由于其復雜性和特殊性，還需要更多特殊的要求和設計。因此在今后還需要注重特種船的空調通風系統研究和設計，盡可能最大程度地全面解決新冠疫情影響空調通風系統的問題。