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西安咸阳机场T3航站楼空调系统是否导致新冠疫情传播?

2022-02-16 09:4069730地热加

凤凰新闻客户端荣誉主笔唐驳虎2021年12月26日在凤凰网微信公众号上发表《西安出现最匪夷所思的病毒传播》一文,称此轮西安疫情的传播途径之一是西安咸阳国际机场(以下简称“咸阳机场”)的送风系统,“相当于气动投毒”。该说法立即引起暖通空调行业高度关注和热烈讨论,包括清华大学建筑学院教授朱颖心在内的多位专家学者对唐文予以反驳。


12月26日,凤凰新闻客户端荣誉主笔唐驳虎发文,认为此轮西安疫情的传播途径之一是咸阳机场的送风系统,引发争议。


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清华大学建筑学院朱颖心教授对此回应称:西安咸阳机场不存在“气动投毒”。


作为从业者之一,个人认为暖通空调行业无需忙着自证清白,努力解释机场空调设计是符合标准的,而应该认真调查和广泛研讨,以应对未来通过空气传播病毒对暖通行业带来的严峻挑战。本文的目的不在于查究本次疫情传播是否和空调设计有关,而在于探讨地调温系统是否对病毒传播浓度产生一定影响。



咸阳机场T3航站楼空调设计先进,采用节能极高的地调温(地面辐射供暖和制冷)技术,全新风溶液式除湿加干盘管(地冷)系统。


首先,关于溶液式新风到底能不能一次通过率杀菌,须有监测报告作为依据,批评者不能张口就来,否则全国民用机场空调过滤网都不达标。因为除了HEPA过滤器,携带病毒的细微颗粒均不能完全被一次性过滤掉。而把所有机场及公共空间变成实验室和肺结核病房那种HEPA 百级、千级空调并不现实。从厂家提供的第三方监测表明,氯化锂溶液对一次通过性甲型流感灭活率达到99.99%,何况溶液新风机组已经配备了F9以上级别的中高效过滤器。这一点我同意朱颖心教授的观点。


咸阳机场T3航站楼的节能地暖(夏季地冷)调温辐射制冷制热技术(如图4所示),采用地埋盘管夏季制冷冬季制暖加置换式地板新风, 该系统设计的主要目的是尽量不要跟高空间空气混合,在距离地面2.5米以内(见图5,标注红线处)完成人体温湿度空气调节和供应足量新风的任务。


图4咸阳机场T3航站楼地暖调温辐射制冷制热技术示意图


图5该系统在距地面2.5米以内完成供应足量新风任务


暖通设计人员对新风计算往往停留在按照传统人员数量乘以规范上新风风量指标计算,而对稀释二氧化碳和有机物浓度指标量不做计算,更别说新冠这种无法控制随机爆发的某单点位置口鼻飞溅气溶胶浓度指标。我们必须清醒地认识到传统新风稀释量和小范围单点式病毒浓度的关联和区别。这好比在完全卫生而仅有足够新风量的低面风速室内,某人喷出一口烟依然能被附近的人闻到,而在同样条件下如装有吊扇,该烟味的浓度会大幅降低。从传染病学角度来说,病毒气溶胶在空气中的浓度越高,其传染几率会呈指数级增长。因此,解决好小区域及时稀释气溶胶浓度问题才是唯一出路。


在咸阳机场T3航站楼的地板送新风+地盘管系统所致力于的低空间小空气循环次数低能耗区域,恰巧能营造出远高于传统型机场的射流喷口形式空调送风系统的局部飞沫/气溶胶浓度。(后者一般可作用到4~6米高空间范围,虽不如前者节能,但空气循环次数相对来说远高于低流量的地出风新风置换系统)


病毒携带者口鼻飞溅出的病毒气溶胶飞沫浓度,更容易在地调温这种低速垂直面风速而循环次数又很小的2.5米超低区域内短时间聚集。在暖通行业领域这种大空间小区域的有机物或气溶胶浓度超标往往被忽视(除非千级层流洁净室),而病毒的即时传播非常迅速,有的案例表明就算是室外无风环境,对面两人擦肩而过也会传播,当然这也要看个体免疫能力。虽未对此做过定量测算,但以个人经验来看,地调温机场开阔空间中局部个人口鼻气溶胶浓度,相比传统喷口空调系统至少有增大2到3倍的可能性。


目前全球领域的相关研究更多地停留在一些新冠防治经验的积累。2020年前暖通行业从来没有想到像新冠这种传染性如此强的病毒会肆虐全球,至少本人尚未看到权威机构发布专业研究数据对以下问题给出答案,如每立方米有多少新冠毒株可导致不同体质的人员感染?一个新冠病人每小时呼出多大浓度含气溶胶病毒的空气?再比如,病毒传播者在某个空调气流的风向风速是多少或室外空间离人体有多远能避免交叉传染?


如果都按照肺结核等恶性传染病病房或高洁净实验室来设计全新风以及HEPA空调系统,当然可有效降低传播概率。随之而来的是空调系统的新风能耗及滤网的投资也超级巨大——简单来说大概是1栋楼能耗相当于4栋楼,这在实际应用中既不现实也没必要。


个人结论是:本人和朱颖心教授持同样观点,不认为疫情像前述唐驳虎文章所说,是由于管道送风(任何高大公共空间都无法避免地采用管道送风)或是溶液除湿新风导致,这的确属于外行臆测。


但本人与朱教授意见的不同之处在于:咸阳机场T3航站楼的地板调温节能技术虽已充分考虑到正常的设计新风量,但其天生的小换气次数会增加局部区域的新冠病毒浓度,而使受感染率高于大风量传统射流空调系统。在当前新冠疫情尚未彻底结束的情况下,建议在高密度人流聚集区慎重采用该技术,并应该在现有机场做不同区域气溶胶密度测试对比论证。


在此分享一下个人建议:


第一,咸阳机场T3航站楼在新冠病毒泛滥期间,尽量让地面风机或诱导风机朝上出风(或者加装循环风机把地面空气送入高空稀释),同时打开屋顶排烟排热风机,这样做会导致能耗增高,但能让高空间的空气循环起来。类似的大空间机场项目国内还有两个:北京大兴国际机场和武汉天河机场T3航站楼,建议吸取咸阳机场教训进行研究整改,进一步加大循环风量和新风量,利用好大空间的空气稀释量。


第二,涉及机场管理问题,由于个别乘客不能按要求全程科学佩戴口罩,在高密度低风量的候机大厅要注意人员密度和间距,特别是在地调温系统区域人员密度大的地方,应该局部加装风机,尽最大可能稀释空气中的有害物浓度。


现实中引发新冠病毒大面积传播背后的原因往往很复杂,各种不可控因素相互交织。本文仅从一个暖通工作者的视角分享一下对机场地调温技术与病毒浓度之间关系的看法,不足之处希望各位专家与同行指正。


(作者:张昂,上海毅建机电工程有限公司总经理,毕业于同济大学,有22年暖通设计施工管理经验。本文仅代表其个人看法。)


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