疫情防控形勢下博物館空調(diào)通風系統(tǒng)運行和管理方法探討

陳 旭

(故宮博物院,北京)

0 引言

2020年以來,全球已有超過5.4億人確診新冠肺炎,不僅影響了人民的健康,還造成了嚴重的經(jīng)濟損失。在新冠肺炎疫情防控期間,空調(diào)系統(tǒng)的安全性被上升到一個新高度,它的使用及監(jiān)管逐漸成為焦點。許多人擔心空調(diào)系統(tǒng)會成為病毒擴散和交叉感染的媒介,更有甚者停止了空調(diào)系統(tǒng)的使用,給人們的生活、出行、工作等造成了不便。博物館作為典藏、陳列文化遺產(chǎn)的公共建筑,密閉程度較高,開展教育、研究、觀賞等活動相對頻繁,且觀眾流動性大,室內(nèi)空氣質(zhì)量很大程度上依賴于空調(diào)系統(tǒng)的送風質(zhì)量。面對傳播性較強的空氣傳播疾病,博物館空調(diào)通風系統(tǒng)的使用和監(jiān)管應(yīng)引起重視,需要對空調(diào)通風系統(tǒng)進行合理管理以有效應(yīng)對,避免其成為病毒傳播的媒介。本文通過分析空調(diào)系統(tǒng)的分類及其對疫情防控的影響,在保障文物和展品安全的前提下,討論博物館展廳空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)對疫情傳播的運行和管理方法。

1 空調(diào)通風系統(tǒng)對疫情防控的影響

1.1 疫情傳播途徑

1) 直接傳播:病人打噴嚏、咳嗽、說話時產(chǎn)生的飛沫,呼出的氣體被近距離接觸的人直接吸入,導(dǎo)致感染。

2) 氣溶膠傳播:飛沫混合在空氣中,形成氣溶膠,被人體吸入后導(dǎo)致感染。

3) 接觸傳播:飛沫沉積在物品表面,接觸、污染手后,再接觸口腔、鼻腔、眼睛等器官的黏膜,導(dǎo)致感染。

1.2 空調(diào)通風系統(tǒng)運行存在的風險

在上述3種傳播途徑中,都提到了飛沫,飛沫可以隨空氣流動,含有病毒的飛沫還可形成氣溶膠。在一定溫濕度、污染環(huán)境中,空氣中含有的液體(小水滴)、顆粒(固體)、氣體(空氣、水蒸氣)會在局部空間聚集在一起,在室內(nèi)形成氣溶膠云(簡稱氣云),產(chǎn)生一種新的傳播方式,即氣云傳播[1]。氣溶膠、氣云中的病毒或附著在物體表面的病毒仍具有一定時間的活性,長達數(shù)小時或數(shù)天之久。空調(diào)通風系統(tǒng)會加速空氣流動,如不正確使用空調(diào)通風系統(tǒng),可能會把病毒輸送到房間各個區(qū)域或其他房間,擴大病毒傳播范圍,且病毒還會附著在系統(tǒng)中,不斷積累[2],如果展出文物暴露在空氣中或展柜密封不嚴,病毒還有可能附著在文物上,文物的消殺工作可能給文物帶來傷害,所以在疫情防控形勢下正確運行空調(diào)通風系統(tǒng)至關(guān)重要。

2 空調(diào)通風系統(tǒng)運行管理方法

2.1 空調(diào)通風系統(tǒng)消毒

在空調(diào)通風系統(tǒng)運行過程中,空氣中未被空氣過濾器攔截的病毒或病毒載體會通過新風口、回風口進入系統(tǒng)內(nèi),使其成為可能傳播病毒和擴散污染的媒介,將細菌、病毒等傳播至室內(nèi)各個角落或其他房間。為了預(yù)防空氣傳播疾病在公共場所傳播,根據(jù)《公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)清洗消毒規(guī)范》,博物館集中空調(diào)通風系統(tǒng)應(yīng)在必要時進行消毒,參照《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第八版)》《公共場所新型冠狀病毒感染的肺炎衛(wèi)生防護指南》,采用紫外線、56 ℃ 30 min、乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸、季銨鹽類消毒劑和氯仿等脂溶劑均能有效滅活冠狀病毒[3-5],但不同消毒方式的應(yīng)用范圍不盡相同,不當?shù)氖褂貌坏珪照{(diào)系統(tǒng)造成影響,還會對展出的文物藏品造成不可逆的危害[6-7]。

1) 紫外線會加速有機質(zhì)文物的老化、褪色,如字畫類文物、古建筑類博物館的油飾彩畫和裱糊紙張等,并且波長為180～200 nm的紫外線還會產(chǎn)生臭氧,臭氧的氧化性對有機質(zhì)文物也有一定的傷害。

2) 高溫消毒產(chǎn)生的水蒸氣和熱量會影響展廳環(huán)境和文物存放環(huán)境,加速所展示文物的老化、變形等,對有機質(zhì)文物的纖維造成不可控的傷害。博物館多為磚木結(jié)構(gòu),受溫濕度影響較大,局部溫濕度驟然的變化會在短時間內(nèi)造成木質(zhì)結(jié)構(gòu)形變,油飾彩畫的拱起、脫落,并在裱糊紙張上留下水印。

3) 醇類消毒劑具有性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、無腐蝕性等優(yōu)點,但具有脂溶性,不宜用于脂溶性物體表面的消毒,且易燃易爆,存在極大的安全隱患,如發(fā)生爆燃將造成不可逆的破壞,應(yīng)嚴禁使用。

4) 含氯消毒劑具有殺菌譜廣、毒性低等優(yōu)點,但氧化性強,對金屬、紙張、木材等大部分文物都有較強的腐蝕性,可能引起文物表面變色,而且產(chǎn)生的氣態(tài)氯離子也具有腐蝕性。

5) 過氧乙酸殺菌能力強,屬于強氧化劑,具有腐蝕性,易燃易爆,存在極大的安全隱患,應(yīng)嚴禁使用。

6) 季銨鹽類消毒劑具有無腐蝕性、無漂白副作用、毒性低等優(yōu)點,化學(xué)性質(zhì)相對溫和,但對親水病毒、結(jié)核桿菌等病毒和細菌芽孢等微生物的消殺效果不好,不能與陰離子洗滌劑、碘化物、過氧化物同用,也不能用于物體表面存在有機物質(zhì)時的消毒,否則會降低消毒效果。使用季銨鹽類消毒劑應(yīng)先確定消殺病毒或微生物的種類,并注意消毒劑濃度,避免效果不佳。

7) 氯仿消毒劑具有有毒、有害等特點,不建議在日常生活和公共環(huán)境中使用。

鑒于各種消毒方式的負面影響,尤其是對博物館這類特殊場所的影響,博物館等公共場所的空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)首先采用物理阻隔(設(shè)置多級空氣過濾器過濾)、新風稀釋等方法進行環(huán)境控制。在某些特殊情況下不得不對博物館展廳空調(diào)通風系統(tǒng)消毒時,應(yīng)在充分考慮博物館建筑類型、展出文物的種類、展柜的密閉性、文物存放溫濕度要求、空調(diào)消毒部位與展出文物和建筑結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系的前提下合理選用消毒措施,避免消毒工作直接或間接接觸文物,造成文物損壞。建議根據(jù)具體情況采取如下消毒措施:

1) 對于文物無法移出展柜的情況,由于展柜的密封是相對的,揮發(fā)性氣體還是會進入展柜,所以應(yīng)選擇較為安全的季銨鹽類消毒劑對風管、過濾網(wǎng)、過濾器等部件消毒;對冷卻水消毒不會影響室內(nèi)空氣,可使用含氯消毒劑,確保殺菌效果。

2) 如果文物可以移出展廳,在不存放文物的情況下,可選用的消毒方法較多,可在對風管除塵、清洗后,選用紫外線、臭氧、含氯消毒劑、季銨鹽類消毒劑對風管消毒,同時應(yīng)注意加大新風量,稀釋室內(nèi)的臭氧和氣態(tài)氯離子,減少臭氧、氣態(tài)氯離子在建筑內(nèi)的存在時間;冷卻水可用含氯消毒劑消毒;過濾網(wǎng)等部件可拿到室外用含氯消毒劑、季銨鹽類消毒劑消毒。

文物保護和病毒消殺之間的關(guān)系是矛盾的、復(fù)雜的,沒有哪種消毒措施是對文物絕對無害的,濫用消毒措施可能會適得其反,造成危害,只能根據(jù)實際情況對消殺工作的必要性進行充分評估后,選取對其傷害最小的方式,在確保文物和人員安全的前提下,盡可能地協(xié)調(diào)好防疫與文保工作的平衡。建議由防疫工作人員與文物管理人員共同參與,文物管理人員在防疫人員的監(jiān)管下直接取放、消毒文物,防疫工作人員在文物管理人員的協(xié)助下,對展廳進行消毒,避免因操作不規(guī)范導(dǎo)致文物損壞或病毒感染、擴散。

2.2 運行方式

根據(jù)展出文物對溫濕度環(huán)境的要求,博物館展廳一般分為2種:第1種是展陳書畫、絲織品等對溫濕度敏感文物的展廳,空調(diào)系統(tǒng)一般采用恒溫恒濕空調(diào),或者展廳舒適性空調(diào)與展柜恒溫恒濕空調(diào)結(jié)合的方式,24 h不間斷運行;第2種是展陳瓷器、金屬器、現(xiàn)代展出品等對溫濕度要求不高的文物的展廳,空調(diào)系統(tǒng)一般采用舒適性空調(diào)。博物館展廳空調(diào)系統(tǒng)的運行方式要考慮到觀眾舒適度和文物安全,在疫情下還要兼顧防疫工作,避免出現(xiàn)擴散病毒的情況,因此空調(diào)通風系統(tǒng)如何正確地運行很重要。

1) 第1種展廳空調(diào)一般采用全空氣系統(tǒng)或風機盤管加新風系統(tǒng)的組合,在運行過程中需關(guān)閉回風閥全新風運行,避免室內(nèi)空氣與室外新風接觸。根據(jù)《公共及居住建筑室內(nèi)空氣環(huán)境防疫設(shè)計與安全保障指南(試行)》,全空氣系統(tǒng)新風量應(yīng)不小于70%的設(shè)計送風量,風機盤管加新風系統(tǒng)新風量不應(yīng)小于60 m3/(人·h)[8]。我國北方地區(qū)空氣較為干燥,北方地區(qū)博物館第1種展廳在全新風運行狀態(tài)下,難以保持文物適宜的溫濕度環(huán)境,尤其是古建筑類博物館在建造時保溫隔熱技術(shù)遠不如現(xiàn)代建筑,為達到文物存放環(huán)境要求,空調(diào)系統(tǒng)常處于較高的運行負荷狀態(tài),如全新風運行,更是難以達到文物適宜的溫濕度環(huán)境,所以只能在滿足文物溫濕度環(huán)境要求的前提下,盡量加大新風比,降低室內(nèi)污染物濃度。

2) 第2種展廳可采用的空調(diào)系統(tǒng)種類較多,如全空氣系統(tǒng)、風機盤管加新風系統(tǒng)、變制冷劑流量多聯(lián)機系統(tǒng)、分體式空調(diào)均有使用,運行方式如下:

① 全空氣系統(tǒng)建議全新風運行,如無法全新風運行,應(yīng)確保回風閥關(guān)閉。

② 風機盤管加新風系統(tǒng)建議開啟新風裝置。

③ 變制冷劑流量多聯(lián)機系統(tǒng)和分體式空調(diào)建議開啟排風、換氣裝置或開門、開窗進行通風換氣。

④ 每天展廳開放前和關(guān)閉后,建議空調(diào)通風系統(tǒng)單獨運行0.5 h,期間打開新風系統(tǒng),排風、換氣設(shè)備或采取開門、開窗的方式進行通風換氣,減小展廳存在病毒污染物的可能性。

⑤ 如展廳出現(xiàn)疑似或確診病例,應(yīng)立即關(guān)閉空調(diào)通風系統(tǒng),在疾病預(yù)防控制中心的指導(dǎo)下對空調(diào)消殺工作的必要性進行評估后,結(jié)合本文提出的空調(diào)通風系統(tǒng)消毒方法,對空調(diào)通風系統(tǒng)進行消毒和清洗,經(jīng)衛(wèi)生學(xué)評估合格后方可投入使用[9-12]。

2.3 空氣過濾器設(shè)置

病毒顆粒會依附于粉塵、飛沫等較大直徑的載體進行傳播,也可形成氣溶膠,所以直徑會遠遠大于病毒顆粒本身的直徑。人體呼吸道呼出的飛沫粒子直徑小于5 μm(稱為飛沫核)時,其傳播屬于空氣傳播,直徑大于5 μm時其傳播屬于飛沫傳播。其中,直徑小于10 μm的飛沫將隨房間氣流或通風系統(tǒng)遠距離傳播,直徑大于10 μm的飛沫會沉降在半徑1～2 m的范圍內(nèi)[4]。

針對通過空氣傳播的病毒載體,空調(diào)系統(tǒng)可安裝亞高效以上等級的空氣過濾器過濾,亞高效過濾器對粒徑≥0.5 μm顆粒的過濾效率可高達99.9%[13]。安裝過濾器時還需綜合考慮過濾器的初阻力、終阻力,避免影響空調(diào)性能,影響文物存放環(huán)境。對于人員密集的展廳或區(qū)域,可增設(shè)高效級移動式空氣凈化器,縮小病毒載體傳播范圍,提高過濾效率。

2.4 設(shè)備設(shè)計與安裝

1) 氣流組織。

針對病毒傳播特性,合理的送回風布局是空調(diào)通風系統(tǒng)控制疫情傳播的關(guān)鍵。依附在較小載體上的病毒在空中的停留時間較長,會隨氣流遠距離傳播;依附在較大載體上的病毒,會很快沉降在地面;如果病毒形成氣云,會長時間漂浮在室內(nèi),也有可能因氣流渦流的原因在室內(nèi)移動,增加了室內(nèi)人員的暴露時間。采用上送上回、側(cè)送上回等氣流組織形式時管道安裝在室內(nèi)屋頂,雖然不占用展廳的展覽面積,但空調(diào)通風系統(tǒng)的運行會在室內(nèi)出現(xiàn)水平橫向氣流,推動病毒載體或氣云的流動。建議博物館展廳內(nèi)采用上送下回的氣流組織形式,將送風口安裝在展柜上側(cè),回風口安裝在展柜下側(cè),加速室內(nèi)空氣流通,打散氣云,加快污染物的沉降、過濾、排出,減少病毒飄逸、擴散。對于古建筑類博物館,此安裝方式可以減少空調(diào)設(shè)備與古建筑的接觸,避免空調(diào)系統(tǒng)消殺、清洗等對古建筑造成影響。

2) 新風系統(tǒng)。

不具備新風系統(tǒng)的展廳,污染的氣體會在室內(nèi)流動、循環(huán),雖然通過開窗、開門方式可以換氣,但空氣流通不足、氣流分布不均、空氣稀釋不完全,很難將室內(nèi)污染氣體完全排除。若存在氣云,消除氣云最簡單的辦法是用外力將氣云打散,如通過通風不斷擾亂或打散氣云,而開窗、開門換氣產(chǎn)生的氣流流通慢,很難將氣云排除和打散,所以展廳設(shè)置新風系統(tǒng)是必要的。

3) 新風口位置。

空調(diào)通風系統(tǒng)的作用是引入室外新風,稀釋室內(nèi)可能存在的病毒的濃度,將室內(nèi)病毒通過換氣排出室外,從而降低病毒傳播的可能性。若空調(diào)通風系統(tǒng)新風口位置選擇不合理,將排風口氣體或室外污染氣體引入,則會造成系統(tǒng)和室內(nèi)的污染,所以在系統(tǒng)設(shè)計安裝階段,應(yīng)確保新風直接取自室外,禁止從天棚吊頂?shù)葻o新鮮空氣的區(qū)域取風,新風口與污染氣體排放口、排風口等的距離應(yīng)符合衛(wèi)生標準和要求。

2.5 制定應(yīng)急預(yù)案。

新冠肺炎疫情期間,應(yīng)針對不同建筑類型的展廳、不同展出文物的展廳和可能出現(xiàn)的疫情傳染等狀況,制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案,包括各組織機構(gòu)及其職責、疫情期間防控措施、應(yīng)急處置辦法、空調(diào)通風系統(tǒng)運行方式等,實行常態(tài)化管理,進行有效的控制,避免文物受到損壞和疫情擴散。

3 結(jié)束語

科學(xué)合理地使用空調(diào)通風系統(tǒng),對文物是一種保護,對社會防疫工作也是一份貢獻,有利于預(yù)防疫情的傳播,也有利于推進社會復(fù)工、復(fù)產(chǎn)。本文通過分析病毒傳播途徑、空調(diào)通風系統(tǒng)與病毒傳播之間的關(guān)系,從空調(diào)通風系統(tǒng)的消毒措施、運行使用等方面,探討了博物館空調(diào)通風系統(tǒng)在新形勢下的運行方式和管理辦法,為博物館開展疫情防控工作提供參考。