
目前對通風空調(diào)機組(zǔ)及(jí)其係統微生物汙染有3種控製方法:
一種方法是采用控製或消(xiāo)除空調機組及其係統的積塵與積水(shuǐ)等一整套措施,從源頭上消除誘發微(wēi)生物二次汙染的因子(被形象地稱為做減法),這比產(chǎn)生(shēng)微生物汙染後再(zài)消毒殺菌更有效、更安全。這一整套措施已在我國實施多年,被證實有效,並被GB50333—2013《醫院潔淨手術部建築技(jì)術規(guī)範》(以下簡稱《規範》)采用:空調機組內表麵及內置零部件應選用耐(nài)腐蝕(shí)的材料或麵(miàn)層,材質表麵應光潔;表麵冷卻(què)器的冷凝水排出口宜(yí)設(shè)在正(zhèng)壓段;加濕器不應采用有(yǒu)水(shuǐ)直(zhí)接(jiē)介入的形式,宜(yí)采用幹蒸汽加濕器;禁止采(cǎi)用木質邊(biān)框的空氣過濾器。這些(xiē)措施*可以(yǐ)借鑒到民(mín)用建(jiàn)築的(de)空調係統中。采用品質(zhì)良好的(de)空調機組對室內空氣(qì)質量的改善所取得的效(xiào)益遠大於增加的成本。
另(lìng)一種方法是在通風(fēng)空調機組及其係統內增加動(dòng)態消毒殺菌裝置(被形象地稱為做加法)。在送風係統運行中持續進行消毒殺(shā)菌,無論(lùn)在(zài)各國的通風空調標準(zhǔn)還是工程實踐(jiàn)中一直十分謹慎。過濾除菌成為各(gè)國標準推薦的技術(shù)措(cuò)施。因為對空氣消(xiāo)毒(dú)殺菌有效且無負麵效應的(de)裝置幾乎沒有,*的送風將負麵效應擴大,持續影(yǐng)響著室內人員與環境。相對(duì)來(lái)說紫外線輻射使用較多(duō),裝置簡便但對空(kōng)氣消毒效果有限,常用於空調機組內(nèi)盤管的表麵消毒,效果不錯。近(jìn)年(nián)來,隨著電消毒裝置技術的發(fā)展,在通(tōng)風空調係統中有應用的趨勢,但美國環境保護署(EPA)對此有客觀的評價(jià),認為至少(shǎo)目前不宜推廣使用。《規(guī)範(fàn)》第8.3.5條規定:末級淨化(huà)設施不得產(chǎn)生有害氣體和物質,不得產生電磁幹擾,不得有促使微生物變異的作用。這點(diǎn)可供民用建築參考。
還(hái)有一種方法是常規的清洗(xǐ)消毒。其實應該(gāi)是(shì)消毒後再清洗、幹燥,這對改善空調係統微生(shēng)物汙染狀況有積極作用。常用的(de)是化學消毒劑,如(rú)次氯酸鈉、甲醛及(jí)環氧乙烷等。消毒(dú)效果雖好,但對空調機(jī)組本身及其管路係統有損傷,對消毒人員有暴露危害,需要做(zuò)好個人防護。而且消毒後必須對空調機組及其管路(lù)係統*清洗,再進行幹燥,以免化學殘留及係(xì)統受潮再(zài)被汙染(rǎn)。通常,整個消毒、清洗(xǐ)過程十分複雜、煩瑣、耗時,工作(zuò)人員勞動強度大。需要將整個通風空調係統停用,隻能用於季節性的定期消毒,難以實施隨時按需(xū)消毒。
1、通風空調機組及其係統(tǒng)在線安全消毒必要性
控製民用建(jiàn)築室(shì)內(特別是送風係統)微生物汙染的任何措施,必須對室內人員無害,才能實現舒適、健康的環境。盡管上述的3種常用方法對控製民用建築室內微(wēi)生(shēng)物汙染起到(dào)了一定的作用,但是為了更有效地控製室內微生物汙染(rǎn),必須研(yán)發通風空調機組及其係統的汙染程度實時在線監測技術,以及運行維(wéi)護(hù)全過程的在(zài)線動態消毒技術。本文重點探討通風空調機組運行維護全過程的在線動態消毒技術。空調機組微生(shēng)物汙染在線實時監控技術將另文介紹。長期以來,次氯酸鈉、甲醛及環氧乙烷等一直是空(kōng)調機(jī)組常(cháng)用的化學消毒劑。直至(zhì)20世(shì)紀80年代後期,美國(guó)某公(gōng)司發現過氧化氫(H2O2)在低(dī)濃度的氣體狀態下比在液體狀態下具有更高的殺孢子能力(lì),因(yīn)為氣態H2O2能生成大量遊離的氫氧基,可(kě)以直接攻擊微生物的細胞成分(包括(kuò)脂類、蛋白質和DNA)使其消亡。從原理上講,對於(yú)具有類似細胞結構(gòu)的真菌、細菌、病毒和芽孢,均能有效消毒(dú)。氣態H2O2學名(míng)為VHP,經證實VHP對人無暴露危害(hài),對於大多數材料,甚至對靈敏的(de)電子設備也可以采用。這些特性使(shǐ)它(tā)成為一種比較理(lǐ)想的滅菌劑。
目(mù)前,VHP發生器已經商品化,可以方便地(dì)將高濃度的H2O2液體轉換成氣(qì)體。VHP消毒技術有如下特點:
(1)低溫滅菌過程,可以在4~80℃的溫度範圍(wéi)內進行消毒滅菌(jun1);
(2)消毒過程(chéng)中殘(cán)留物少(消(xiāo)毒後不需要清洗(xǐ)),消毒完成後自行分解(jiě)為(wéi)水蒸(zhēng)氣和氧氣(無有毒的副產品);
(3)快速的滅菌循(xún)環回路,節省成本,也很容易驗證消毒效果;
(4)具有較好的物料兼容性(xìng)(對裝置、電子元件(jiàn)和建築材(cái)料都沒有(yǒu)損壞);
(5)性能穩定,具有廣譜(pǔ)殺菌作用,適用於真菌、細菌、病毒和芽孢的消毒。通常來說,能被VHP氣體迅速破壞的材料很少。矽膠(jiāo)、氟橡膠、諾普林、氯磺酰化聚乙(yǐ)烯合(hé)成橡膠及其他彈性橡膠對VHP氣體的相容性都比(bǐ)較好,但天然橡膠及某些合成橡膠物(wù)質,如丁納橡膠和三(sān)元乙丙(bǐng)膠(jiāo)易(yì)被氧化。另外,VHP氣體對表麵有鏽蝕(shí)的材料或部件的消毒效果也沒有表(biǎo)麵光潔的效果好。
2、空調機組應用VHP消毒的可行性及對去除空調機組內汙染的有效性
美國環境保護署EPA在其文件《過(guò)氧化(huà)氫熏蒸對暖通空調係統去汙的評價》中對空調係統采用VHP消毒的可行性給予了正麵的肯定(dìng)。文獻在工程實施過程中證明了(le)VHP對暖通空調係統消毒的有效性。為了使民用建築的空調機組能適用於VHP消毒,可選用符合《規範》要求的空調機組,其實這些要求對(duì)一般空(kōng)調機組並不高,至少也應該滿足一般空調機組要求的在箱體內(nèi)靜壓保持700Pa時漏風率不大於3%。這是空調的節能要求,也(yě)為采用VHP消(xiāo)毒滅菌創造了良好的(de)條件。
3、空調機組在(zài)線消毒(dú)、實時監控的新思路、新措施(shī)實施方法
為了(le)便於空調機組在線消毒、實時監(jiān)控的實施,經不斷研發與方案反複比較,優選了如圖1所示的係統。對(duì)於民用建築新設的空調係統,如半集中式空調(diào)係統的新風獨立處(chù)理機組,或全空氣係統的空調機組,可以將圖1作為機組的在線消(xiāo)毒、實時監控的標準配置。
對於既有空調機組,改造起來也比較簡便,隻需在既有空調機組的原有管道係統中增設一根循環風管,中間設一氣密性自動(dòng)風閥。一般來說,在空調機組(zǔ)原進、出口兩端通(tōng)常(cháng)會各配置一個(gè)手動進風調節閥和出風調節閥。由於調節閥氣(qì)密性(xìng)較差,不能(néng)用作(zuò)切斷氣流的密閉風閥,因此必須在循環管的前後各增設一個進風密閉閥和出風密閉閥。對於體積不大的獨立新(xīn)風處理機組(zǔ),采用一台VHP發生器就可以同時對數台機組(zǔ)進行(háng)消毒(dú),在合適的地方集(jí)中設(shè)置(zhì)VHP發生器,建立一個固(gù)定的VHP輸送管網。對於體積較大的(de)空調機組(zǔ),可用一台VHP發生器對空調機組進行專門消毒。將VHP輸送管道F插入到空調機組的送風管,在輸送VHP管道(dào)中設置自動密閉閥,平時常閉,消毒時打開。VHP發生器及其輸送管道幾乎不(bú)需要(yào)維護(hù),可以作為(wéi)固定配置而長期設置。
采用一個簡單(dān)的開關電路構成的自控係統連接係統(tǒng)中所有的電動風(fēng)閥或閥門就可實現空調機組的在線(xiàn)消(xiāo)毒、實時監控。在空調機組平時正常運行時,自控(kòng)係統將氣密性自動風閥關閉(bì),進風(fēng)密閉閥和出風密閉閥開啟,整(zhěng)個淨化空調係統處於正常運行狀態。當在線實(shí)時監控係統檢測到空調機組微生物汙染水平超標時,可在夜間進行在線消毒。自控係統控製與需(xū)要消毒的空調機組相關的整個係統停運,空調機組進入消毒狀態。自控係統將所需消(xiāo)毒(dú)的空調機(jī)組的氣密性自(zì)動風閥E開啟,進風密閉閥A和出風密閉閥D關閉(bì),並關閉所(suǒ)需消毒(dú)的空調機組的蒸(zhēng)汽加濕器進口(kǒu)。由於空調機組(zǔ)將熱濕處理裝置設置在正壓段,凝水排放裝置采用球閥,當凝水盤有積水時球(qiú)浮起,正壓迫使凝水排出,無(wú)水時球下落關閉出水口,空調機組箱(xiāng)體(tǐ)內壓力越大關閉越嚴(yán)密。保證(zhèng)了整個箱體在消毒時的密閉性。
為了提高消毒效(xiào)果,可將所要消(xiāo)毒(dú)的空調(diào)機組箱體內的相對濕度降下來。通常需要另外(wài)配置除(chú)濕裝置,本文提出的方案可利用空調機(jī)組自身的熱濕處理裝置來除濕。當進入上述消毒模式後,箱體處於密閉狀態。先讓空調(diào)機(jī)組內置風機(jī)進行(háng)自循環運行,用內置(zhì)的(de)冷盤(pán)管(guǎn)降溫、除濕與排水,達到穩定狀態(tài)後,球下落關閉出水口。然後開啟內置的加熱盤管循環加(jiā)熱,在保證箱體(tǐ)空間內溫度不超過70℃的情況下,相對(duì)濕度甚至可以降到理想的40%。整個過程可以利用內置在空調機組(zǔ)內的(de)溫濕度傳感器在線控製與監測。此時,在線自控(kòng)係統開啟VHP發(fā)生器及插入空調機組進(jìn)風段(duàn)的VHP輸送管的密閉閥(fá)門,VHP氣(qì)體進入空調(diào)機組,隨氣流不斷自循環,多次反複流經空調機組的所有部(bù)件,殺滅附著在各種表(biǎo)麵(miàn)上的微生物。
整(zhěng)個消毒過(guò)程中,如果需要在(zài)線監控空調機組消毒空間內的VHP濃度,可(kě)以(yǐ)安裝VHP濃度傳感器,隻是價格較高。後可以通過生物指示劑進行驗(yàn)證。注入VHP的濃度與消毒時間取決(jué)於空調機組的汙染程度與要求的消毒滅菌效果。消毒時間一般(bān)為90~120min,VHP體積分數一般(bān)為(100~400)×10-6。完成空調機組消毒後,關閉VHP輸送管(guǎn)的密閉閥門,一般空轉30min即可打開空(kōng)調機組所有檢修(xiū)門。在線自控係統將所有控製密閉閥門和風閥恢複到正(zhèng)常運行狀態,無需再進行清(qīng)洗就可正常運行。如果空調(diào)機組的消毒時間不允許(xǔ)太(tài)長(zhǎng),可以注入高濃度的(de)VHP,這需要(yào)在(zài)循環風管處增設催化裂(liè)解裝(zhuāng)置(zhì),以(yǐ)加快VHP分解,迅(xùn)速將(jiāng)VHP濃度降到無害值(安全水平0.1×10-6)。
從原理上講VHP可以穿透空氣過濾器進行消毒。如果空調機組是定期清洗(xǐ)消毒,則可以將到更換期的空氣過濾器拆除,消毒後再安裝上新的空氣過濾器。值得注意的是,整(zhěng)個過(guò)程不要調節空調機組前(qián)後的手(shǒu)動調節風閥,這(zhè)些(xiē)閥門是係統調節風量(liàng)平衡用的,一旦整(zhěng)個係統調試結束後即固定,一般不必再更改。
4、結語
本文探討了(le)民用建築空(kōng)調機組微生物汙染問題,提(tí)出了在線控製空調機組消毒的具體措(cuò)施。利用空調機組自身部件,如內(nèi)置風機提供消毒氣流(liú)循環動(dòng)力,內置熱(rè)濕處理裝置實施消毒前除濕,內(nèi)置傳感器實現(xiàn)在線過程控製,無需專門配(pèi)置帶動力的氣流循(xún)環裝置、除濕裝置和監控裝置,隻需增加一根循環(huán)風管,就可完成在線除濕、循環、控製與監測,實施簡便,而且(qiě)省錢、省力。所采用的VHP消毒技術是安全、有效的低溫消毒滅(miè)菌技術。由於VHP在消毒後能降解成水(shuǐ)和氧氣,過程中沒有殘(cán)留(liú)物。VHP技術可作為甲醛、臭氧等消毒技術的替代技術,代表著建(jiàn)築空間滅菌的一個新發展方向,並正在向其他行業拓展,在民(mín)用建(jiàn)築中也逐漸推廣開來。由(yóu)於空調機組的特殊性,控製二次汙染的措施無法替代定期的清洗(xǐ)消毒。本文(wén)提出(chū)的措施(shī)有利(lì)於消除民用建築空調機組的微生物汙染,保障室內環境控製,隨著(zhe)其推廣應用,可作為今後(hòu)空調機組在線消毒、實時監控的一種配(pèi)置。