浅谈新冠病毒对船舶居住舱室空调通风系统设计影响

刘敬阳，陈 云，祁少云，朱红成

（广州广船国际有限公司，广州 510250）

1 前言

2020 年突如其来的新冠肺炎病毒疫情在全世界暴发并迅速蔓延，对全球人类是一次严重的危机和严峻的考验，为了有效地阻挡病毒传播，必须减少聚集、实行隔离。船舶作为一个封闭的空间，可以通过减少和限制人员活动来阻挡病毒传播。然而，随着新冠肺炎病毒在日本“钻石公主”号邮轮和美国“罗斯福”号航母上疯狂地传播，说明仅靠限制船上人员的活动和进行舱室隔离并没有显著降低人员相互之间的传播风险。通过具体分析发现，传统船舶空调通风系统是引起新冠肺炎病毒传播的主要因素，说明传统空调通风系统设计与疫情防控期间对空调通风系统的需求是存在差异的，这种差异不但不能阻挡病毒的传播，反而加速了病毒的传播。新冠肺炎病毒可以通过呼吸道飞沫、气溶胶和密切接触等方式传播。船上人员在完全隔离的情况下应该能大大降低新冠肺炎病毒感染机会，但为什么还是爆发了如此严重的疫情呢？下面我们通过对传统船舶空调通风系统的分析，找出具体的解决方案。

2 传统船舶空调通风系统组成

传统船舶空调通风系统，由室外空气和舱室回风经过空调器混合冷却后，通过空调器风机加压，经空气净化单元处理后由空调风管将风送至各舱室。传统船舶空调通风系统图，见图1 所示。

图1 传统船舶空调通风系统示意图

（1） 新风

新风由空调器内的风机产生动力将外界的空气抽入空调器，经过过滤后再进行空气降温、加热、除湿、加湿等相关处理。新风系统的主要作用，就是实现船舶舱室内空气和舱室外空气之间的流通和换气。

（2）回风

回风是通过走廊和回风通道进行回风的，空调系统将舱室中的回风经过净化后与新风混合后再送回舱室。

（3）新风阀

新风阀主要用来调节新风量，为了保持室内和室外的压差和换气次数而设置。

（4） 回风阀

回风阀主要用来调节回风量，为了保持室内和室外的压差和换气次数而设置。

（5） 空气净化单元

空气净化单元安装在各空调器的送风口，利用空调器的送风功能将净化后的空气送出。

3 传统与疫情防控期间空调通风系统差异分析

一般情况下，传统的空调通风系统设计是完全可以满足船上人员工作和生活的需求。但是在新冠病毒疫情情况下，该系统无法满足疫情防控的要求。下面从几个方面进行分析：

（1）由于船舶为封闭、独立的空间，空气是通过围井送入的。一般风口位置的选择，只要符合能防止海水和雨水溅入以及无毒害气产生的规范要求即可；但在疫情发生的情况下，仅仅符合规范要求是远远不够的，需要结合疫情防控措施，重新设置新风口的位置；

（2）传统的空调新风进入舱室可以有两种途径：一种是通过空调器、送风头或布风器等设备，从舱室外抽取并送入舱室内；另一种是通过房间的门及门上格栅与走廊通道新风对流进入室内。由于疫情隔离的要求，必须考虑新风在各个位置的压差，通过合适的压差可以形成天然隔离屏障；

（3）考虑到节能环保要求，空调通风系统都会要求用部分舱室的回风，新风与回风控制在一个区间，只占空调送风的50%左右；船级社也明确空调的通风系统，可以利用回风来降低能耗；但是在疫情防控期间，病毒在船上传播途径为：病人→舱室回风口及回风管路→空调器→各居住舱室。如果回风系统运行，则病毒很容易通过回风系统传播至整个空调区域；

（4）空调风管是用以传输空调气体或作为通风换气的传输管道，它把空调舱室与空调器连接起来，构成一个完整的可调节的空气循环系统；空调风管一般采用预绝热双层螺旋风管，容易藏匿病毒，设计中很少考虑清洗和消毒工作；

（5）船舶空调送风系统中的空气净化单元，用于消除甲醛、臭味物（氨气、硫化氢等）、有机污染物（苯、甲苯、二甲苯等）及微生物，对舱室和空调系统空气进行净化，以维护船员的健康，但它不具备杀毒功能。

4 疫情防控期间空调通风系统设计

新冠肺炎疫情防控期间，由于传统船舶空调通风系统无法满足要求，需对船空调通风系统设计采取相应措施，尽可能避免或降低船上人员被传染新冠肺炎病毒的可能性。因此，必须通过对传统空调通风系统与疫情防控期间空调通风系统差异分析，确定空调通风系统优化设计方案，现总结如下：

4.1 风口位置选择

风口位置在满足规范的情况下，尽可能远离居住区、不易被污染或不易滋生病毒的地方，控制好源头。

4.2 引入新风压差

新风进入船舶各个舱室时，为了保证各舱室的回风不相互连通，避免病毒在各舱室间相互传播，可适当加大通道送风管和房间卫生单元抽风管道的管径，增加通道新风量和房间卫生单元的抽风量，这样在房间内会形成一定的负压。

4.3 加大新风送风量

为了稀释空气中新冠肺炎病毒赖以生存的呼吸道飞沫和气溶胶等传播源，应在避免回风混入其他房间的前提下，考虑全开新风阀和排风阀，采用最大新风量运行设计；当系统无法避免回风混入其他房间时，应考虑关闭中央空调系统，并根据具体情况来通新风，以保证空气流通。一般有两种设计方案：舱室可以设计外窗或对外舷窗，用开启窗户方式来通风；若舱室无法设计外窗或舷窗，可以通过增加走通道等处的加压系统进行排风。

4.4 取消回风管路

传统的船舶空调通风系统为了节约能源、降低消耗，都会设计回风管路。回风管路是空调通风系统将舱室或房间中的气体收集起来，经过空调器处理后又被空调系统送回到房间的管路。若空气中含有病毒，则其在船上的传播途径为：病人居住房间→回风口或回风管路→空调器→各居住舱室。如果空调系统的回风管路继续运行，病毒就可以很容易通过空调的回风系统传播至整个空调通风区域，然后传播到整个船舶区域。虽然目前没有足够的证据证明回风管路的存在会造成直接感染病毒的情况，但在非常时期，应尽量减少传播病毒的风险，采取取消回风管路设计。针对不同空调通风系统中空调器的型式，可以采取不同的设计方法：

（1）如果空调器采用单风机（只配备送风机）的型式，应设计关闭全部回风阀或回风栅，避免回风渗漏，保证空调通风系统按照全新风系统的模式运行；当受到条件限制又无法实现全新风模式运行时，空调器组内部应设计增加超低阻和中高效型过滤器装置；

（2） 如果空调器采用双风机（备配一台送风机和一台回风机）的型式，应将回风管路中的回风阀全部关闭，或者取消回风管路。

（3）如果空调通风系统为风机盘管加新风系统的型式，则关闭风机盘管，仅保留新风系统用于为舱室或房间提供空气。但这里需要指出的是，并非所有的风机盘管都需要关闭。比如：普通风机盘管加新风系统，此时的回风仅在自身房间内循环，不同房间之间并不相互流通，空调通风系统可以正常运行；

（4）空调通风系统的回风阀关闭后，舱室或房间的气体正压过大，必须设置排气装置，将过多气体引至舱室外安全位置；当多个排气装置汇总至同一个通风管路一起排出舱室外时，应在每个舱室或房间的出口管路上设置具有杀毒功能的净化单元和止回阀，避免舱室或房间之间的气体相互混合，引起相互污染。

4.5 清洁消毒设计

（1）空调通风系统中存在的新冠病毒，主要依靠空气中存在的气溶胶传播。气溶胶是一种可以长期存在空气当中漂浮的小颗粒物质，因此及时清除空调通风系统中的可悬浮颗粒物是防止病毒传播的有力手段。通过对空调通风系统进行合理的清洁消毒设计，采取有效措施确保新风系统中的新风不受污染；

（2）管路应设置清洗口，空调通风管路不宜过长，以方便拆装；对于有天花板的房间，还应留有拆装口等。

4.6 选用杀毒净化单元

由于一般的净化单元不具备杀毒功能，必须采取措施使空气净化单元具备杀病毒能力，因此在设计中选用具有杀病毒的净化单元是病毒防控的主要手段。杀毒净化单元除了具备杀病毒能力外，还应具备净化效率高、风阻小、二次污染机率小等优点，同时还能去除挥发性有机物和有毒有害物质；另外，其运行应安全可靠，保证在长期使用过程中而不会对船员及旅客身体造成伤害；杀毒净化单元还应该考虑安装拆卸方便，便于清洁和维护，在空调通风系统运行中具有较强的实用性。

5 结束语

本文仅仅对传统空调通风系统与疫情防控期间空调通风系统的差异进行了分析，并粗略介绍了设计改进方案。但对于特种船的空调通风系统来说，由于其复杂性和特殊性，还需要更多特殊的要求和设计。因此在今后还需要注重特种船的空调通风系统研究和设计，尽可能最大程度地全面解决新冠疫情影响空调通风系统的问题。