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疫情時(shí)家庭新風(fēng)系統(tǒng)使用及其他注意事項(xiàng)

作者:CEO 時(shí)間:2023-04-20 點(diǎn)擊:0

信息摘要:冠狀病毒肆虐神州,舉國對(duì)抗,一線醫(yī)護(hù)人員超負(fù)荷工作,可歌可泣。為了控制冠狀病毒的傳播,更快地戰(zhàn)勝它,人們盡量不出行,待在家里等待著這場戰(zhàn)役的勝利。新型冠狀病毒在密閉的空間,也要做好防護(hù)工作,呼吁大家在家要多通風(fēng),有條件的開啟新風(fēng)系統(tǒng)。同時(shí),我們也呼吁任何時(shí)候,大家

疫情時(shí)家庭新風(fēng)系統(tǒng)使用及其他注意事項(xiàng)

疫情時(shí)家庭新風(fēng)系統(tǒng)使用及其他注意事項(xiàng)

  冠狀病毒肆虐神州,舉國對(duì)抗,一線醫(yī)護(hù)人員超負(fù)荷工作,可歌可泣。為了控制冠狀病毒的傳播,更快地戰(zhàn)勝它,人們盡量不出行,待在家里等待著這場戰(zhàn)役的勝利。

  新型冠狀病毒

  在密閉的空間,也要做好防護(hù)工作,呼吁大家在家要多通風(fēng),有條件的開啟新風(fēng)系統(tǒng)。同時(shí),我們也呼吁任何時(shí)候,大家加倍重視室內(nèi)對(duì)空氣凈化濕度控制的要求??諝庵袣馊苣z(也就是漂浮的微粒)會(huì)攜帶部分病毒和細(xì)菌,而且在相對(duì)濕度低于38%易存活、高于65%的時(shí)候加速繁殖,但在45-55%之間被抑制。

  家庭新風(fēng)系統(tǒng)的類型不少,使用方式也是不同,也有很多需要注意的地方。通過新風(fēng)系統(tǒng)使室內(nèi)空氣質(zhì)量變好主要就是這么幾個(gè)方面:新風(fēng)量充足,室內(nèi)空氣換氣次數(shù)合理,新風(fēng)過濾凈化穩(wěn)定,防止濾網(wǎng)后期細(xì)菌病毒繁殖造成二次污染,保證室內(nèi)一定正壓阻止室外臟空氣進(jìn)入室內(nèi)。下面我們簡單聊聊發(fā)生疫情的時(shí)候,新風(fēng)系統(tǒng)怎么來實(shí)現(xiàn)上述的要求。

  新風(fēng)量充足以及室內(nèi)空氣換氣次數(shù)合理,只要選擇合格產(chǎn)品,參照國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及施工,能滿足正常使用要求。

  如果采用的是單向流新風(fēng),最好把衛(wèi)生間的排風(fēng)扇或者廚房的抽油煙機(jī)一直打開,加速室內(nèi)空氣的置換速度,提高單位時(shí)間內(nèi)的換氣次數(shù)。因?yàn)閱蜗蛄髦回?fù)責(zé)向室內(nèi)送風(fēng),現(xiàn)代建筑的密封性都有所提高,當(dāng)室內(nèi)空氣壓力達(dá)到一定時(shí),單向流新風(fēng)系統(tǒng)的新風(fēng)量就會(huì)變小,無法達(dá)到正常的換氣次數(shù),對(duì)室內(nèi)的空氣品質(zhì)有影響。有內(nèi)循環(huán)功能的,建議將內(nèi)循環(huán)關(guān)閉,采用全新風(fēng)模式。

  單向流新風(fēng)

  著重講一下新風(fēng)過濾凈化及穩(wěn)定性這方面,室內(nèi)、室外空氣質(zhì)量糟糕的時(shí)候通過新風(fēng)系統(tǒng)可以提升室內(nèi)空氣品質(zhì),主要是其過濾凈化能力和室內(nèi)外空氣置換能力。談到過濾凈化能力,我們先來了解一下到底是過濾凈化什么樣的東西。

  大部分病例都是以呼吸道傳播、飛沫傳播為主,病原體由傳染源通過咳嗽、噴嚏、談話排出的分泌物和飛沫,使易感者吸入受染。一般情況下,飛沫傳播只有與傳染源近距離接觸才可能實(shí)現(xiàn),最直接的防范方法就是戴口罩。

  打噴嚏的微觀狀態(tài)

  飛沫在空氣中失去水分后由剩下的蛋白質(zhì)和病原體組成飛沫核,飛沫核可以氣溶膠的形式漂流到遠(yuǎn)處,在空氣中存留的時(shí)間較長。

  來了解一下氣溶膠這個(gè)概念,凡分散介質(zhì)為氣體的膠體物系稱為氣溶膠。它們的粒子大小約在0.001-100μm之間,屬于粗分散物系。氣溶膠粒子是懸浮在大氣中的多種固體微粒和液體微小顆粒,有的來源于自然界,如火山噴發(fā)的煙塵、被風(fēng)吹起的土壤微粒、海水飛濺揚(yáng)入大氣后而被蒸發(fā)的鹽粒、細(xì)菌、微生物、植物的孢子花粉、流星燃燒所產(chǎn)生的細(xì)小微粒和宇宙塵埃等:有的是由于人類活動(dòng),如煤、油及其他礦物燃料的燃燒物質(zhì),以及車輛產(chǎn)生的廢氣排放至空氣中的大量煙粒等。當(dāng)氣溶膠的濃度達(dá)到足夠高時(shí),將對(duì)人類健康造成威脅,尤其是對(duì)哮喘病人及其他有呼吸道疾病的人群??諝庵械臍馊苣z還能傳播真菌和病毒,這可能會(huì)導(dǎo)致一些地區(qū)疾病的流行和爆發(fā),我們所熟悉的霧霾也屬于氣溶膠。

  任何空間都遍布?xì)馊苣z

  現(xiàn)階段主要采用不同等級(jí)的過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾凈化,我們來看看空氣當(dāng)中不同的顆粒大小,以及不同等級(jí)的濾網(wǎng)能過濾多大的顆粒。

  不同顆粒物的當(dāng)量直徑,以及濾網(wǎng)的過濾范圍

  上面的圖片是歐盟的一個(gè)濾網(wǎng)等級(jí),各國有各國的標(biāo)準(zhǔn),我們做個(gè)對(duì)比看看各種濾網(wǎng)的過濾效率。

  各國濾網(wǎng)等級(jí)對(duì)比

  還有一個(gè)不太常用的美國劃分法MERV(MinimumEfficiencyReportingValue,最低效率報(bào)告值),因較少引用,常被商家在宣傳上用來攪混水。

  MERV劃分為20個(gè)等級(jí),其中M15或H15大致相當(dāng)于歐標(biāo)F9~H10,M17或者UH17大致相當(dāng)于歐標(biāo)H13。

  美國劃分法MERV詳細(xì)分類

  事實(shí)是所謂的H10、11、12級(jí),都不該叫HEPA了。因?yàn)樵跉W洲新標(biāo)準(zhǔn)EN779-2011、EN1822-2009中,這三個(gè)規(guī)格的等級(jí)和命名都也變了,現(xiàn)在是E10~E12,HEPA13及以上才是真正的HEPA濾網(wǎng)。此外,F(xiàn)5和F6也變成了M5和M6。

  歐標(biāo)濾網(wǎng)等級(jí)分類

  細(xì)心的朋友在效率表上發(fā)現(xiàn)“最易穿透粒徑MPPS”,它的全稱為MostPenetratingParticleSize,對(duì)于微粒在空氣中的運(yùn)動(dòng)而言,有保持慣性運(yùn)動(dòng)也就是直線運(yùn)動(dòng)的趨向,也有受到氣體分子的無規(guī)則撞擊而做“布朗運(yùn)動(dòng)”的趨向。

  布朗運(yùn)動(dòng)

  其中較大的顆粒直線運(yùn)動(dòng)趨向更明顯,較小的顆粒布朗運(yùn)動(dòng)趨向更明顯。對(duì)于做直線運(yùn)動(dòng)的較大顆粒而言,在有一定厚度的濾網(wǎng)中繼續(xù)走直線,那立刻就一頭撞到某根纖維上,直接被攔住或者粘住。同樣,較小的微粒做布朗運(yùn)動(dòng),不隨氣流大方向而是四處亂竄,也很快會(huì)橫向碰到別的什么一根纖維上,落得同樣的下場。

  被濾網(wǎng)攔截的顆粒物

  唯有一個(gè)特定尺寸的微粒,既不是完全的直線運(yùn)動(dòng),也不是完全的四處震蕩,而是隨氣流的大方向在走,但又晃晃悠悠晃晃悠悠的曲折前進(jìn)。那它就有可能在縱向上,湊巧接連穿過了一道又一道的“網(wǎng)眼”空隙,穿透了整個(gè)濾網(wǎng),成為“漏網(wǎng)之魚”。

  空氣穿過濾網(wǎng)的過程

  這樣不大不小的微粒才是最難攔截的,這個(gè)效率最低點(diǎn)被稱為最易穿透粒徑MPPS。它隨濾料種類、過濾率和風(fēng)速等在0.10微米-0.45微米間變化。但對(duì)HEPA濾網(wǎng)而言,這個(gè)大小就是0.3微米左右。所以HEPA標(biāo)準(zhǔn)考核,都是只要考核這個(gè)級(jí)別微粒的攔阻效果,評(píng)估會(huì)有多少“漏網(wǎng)之魚”就夠了。

  HEPA濾網(wǎng)的效率凹陷

  從效率坐標(biāo)圖示上可以看出來,對(duì)于高效的HEPA級(jí)濾材,除了在0.3微米左右處有個(gè)微小的“效率凹陷”,比0.25微米小,比0.4微米大的微粒,攔阻率幾乎都是100%,無需操心。

  肯定還會(huì)有人關(guān)心,最小能過濾到多???多國科學(xué)家把超細(xì)微粒測量到3納米(0.003微米)都未發(fā)現(xiàn)過濾效率降低的現(xiàn)象。再往下,就進(jìn)入接近分子尺寸范圍,也就是量子力學(xué)的“測不準(zhǔn)”區(qū)間了。

  既然HEPA濾網(wǎng)除了0.3微米顆粒物的穿透率稍微高一點(diǎn),其他攔阻率幾乎是100%,那我們來看看主要的一些病毒的大小,是否能完全過濾。

  常見細(xì)菌病毒大小

  新型冠狀病毒的的直徑為0.10微米,從上述的表格可以看到,HEPA13等級(jí)的濾網(wǎng)除了肺炎衣原體直徑0.3微米過濾效果為99.95%,其他幾乎為100%過濾效率。

  HEPA濾網(wǎng)也是有區(qū)別的,材質(zhì)不同特性不同,我們來說一下主要的兩種,一種是市面上用量最多的,復(fù)合濾紙(PP聚丙烯和PET滌綸樹脂),簡單說就是熔噴一層PP,然后再熔噴一層PET,并經(jīng)過靜電駐極處理以后構(gòu)成濾網(wǎng)。風(fēng)阻較小、纖維空隙較大,通過靜電吸附的方法來處理極細(xì)微顆粒物(比如0.3微米)。

  靜電吸附

  所謂“駐極”,意思就是自身長期帶靜電的電介質(zhì)材料。注意這仍然只是附加靜電、改善吸附能力的物理濾網(wǎng),并非另一種體系的“高壓靜電除塵”技術(shù)。

  那么靜電技術(shù)有什么缺點(diǎn)呢?無論技術(shù)多么高超,都存在失效的時(shí)間,當(dāng)靜電自然損耗消退后,小顆粒吸附效率下降很大。而這個(gè)失效的時(shí)間一般在2個(gè)月左右,最好的也很難超過3個(gè)月。這里的“駐”,只能解讀為“駐留”,并非大家想象中的“長駐”甚至“永駐”。

  靜電駐極消失后的過濾效率

  上圖中畫紅線的地方是靜電駐極失效后的過濾效率,歐洲沒有靜電駐極的E10-12濾網(wǎng)、也沒有靜電駐極的HEPA濾網(wǎng),所以參考F7-F9,雖然F9的失效后過濾效率還能有70%,但是需要注意的是測試采用的顆粒物是0.4微米,HEPA等級(jí)的濾網(wǎng)采用最易透過粒徑MPPS0.3微米的顆粒,0.4微米顆粒物的過濾效率為100%,所以靜電駐極HEPA濾網(wǎng)失效后過濾效率極度下降,最易透過粒徑MPPS0.3微米的顆粒過濾效率在20-30%之間。

  靜電駐極濾網(wǎng)的過濾機(jī)理

  采用靜電駐極濾網(wǎng)的新風(fēng)系統(tǒng),雖然在剛開始使用時(shí),效率表現(xiàn)良好,但是其靜電效果消失非??焖?,濾網(wǎng)過濾效果將急速降低。也就是說,濾芯使用三個(gè)月后,就會(huì)失去大部分凈化能力。每隔三個(gè)月就要更換,耗材費(fèi)用大,使用不便。何況我們很多新風(fēng)系統(tǒng)售后維保沒有及時(shí)跟上,很多濾網(wǎng)用了一年都沒有進(jìn)行更換。

  第二種濾網(wǎng)使用玻璃纖維材質(zhì),不加靜電,但是纖維結(jié)構(gòu)非常致密,完全依靠極小的纖維空隙來阻截顆粒物。更多應(yīng)用在工業(yè)無塵室、芯片車間、手術(shù)室、高端凈化機(jī)和高端新風(fēng)系統(tǒng),造價(jià)相對(duì)貴。

  玻璃纖維濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)致密

  與化纖纖維(復(fù)合濾網(wǎng))相比,玻璃纖維具有耐高溫、容塵量大、穩(wěn)定性好、耐用性強(qiáng)、壽命長等特點(diǎn)。但其最重要的優(yōu)點(diǎn),就在于可以保證單次的過濾效率足夠高。直到今天,最高效率的U15~U17濾網(wǎng),基本上還是以玻璃纖維為主。下圖為電子顯微鏡下同等放大倍數(shù)的孔隙對(duì)比,玻璃纖維比化纖纖維濾網(wǎng)(復(fù)合濾網(wǎng))孔隙要小幾十倍。

  在電子顯微鏡同等放大倍數(shù)下的濾網(wǎng)對(duì)比

  但是過濾效果的提高也同時(shí)帶來風(fēng)阻的增大,正常都會(huì)在200Pa以上,對(duì)風(fēng)機(jī)的要求很高,能耗增加。使用壽命理論上無限,只要風(fēng)機(jī)能克服其阻力。

  過濾的同時(shí),我們還要考慮殺菌殺病毒,留在濾網(wǎng)上的細(xì)菌和病毒在一定的環(huán)境存活一段時(shí)間,甚至是進(jìn)行繁殖,造成新風(fēng)的二次污染。采用的技術(shù)也比較多,比如負(fù)離子、臭氧、高壓靜電、光觸媒、紫外線等等,都有優(yōu)缺點(diǎn),只要控制得當(dāng),都能產(chǎn)生作用。

  負(fù)離子發(fā)射器

  另一方面,機(jī)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封性要好,防止漏氣或者串氣,對(duì)新風(fēng)進(jìn)行二次污染。

  新風(fēng)主機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

  針對(duì)轉(zhuǎn)輪式換熱的新風(fēng)機(jī),因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)存在先天的泄漏率,有疫情等特殊情況下不建議進(jìn)行熱交換,開啟旁通模式。

  轉(zhuǎn)輪式熱交換新風(fēng)原理圖

  我們?cè)賮碚f說保證室內(nèi)一定正壓的問題,不能太大也不能太小,一般在幾Pa到十幾Pa之間,如果房屋氣密性好,會(huì)更高一些,簡單的說就是室內(nèi)新風(fēng)量大于排風(fēng)量。實(shí)際要比這個(gè)要復(fù)雜,取決于建筑的不密封程度、室外風(fēng)向及風(fēng)速、室內(nèi)外溫差、房間的高度和朝向位置。室內(nèi)正壓太小或者形成了負(fù)壓,室外臟空氣會(huì)通過門窗縫隙進(jìn)入室內(nèi),污染室內(nèi)。太大室內(nèi)的人會(huì)感覺不舒服,外開的門不容易關(guān)閉,內(nèi)開的門不容易打開。

  新風(fēng)系統(tǒng)保證室內(nèi)正壓主要看這兩個(gè)方面(單向流新風(fēng)只是單一送風(fēng),不在此討論),一個(gè)是設(shè)計(jì)安裝的正確;另外一個(gè)是使用過程中濾網(wǎng)臟堵阻力變大新風(fēng)量變小的調(diào)整。

  家庭新風(fēng)系統(tǒng)

  新風(fēng)主機(jī)出廠時(shí)會(huì)設(shè)置新風(fēng)量比排風(fēng)量大20-30%,但是在設(shè)計(jì)和安裝的過程中,考慮到吊頂空間和梁上打孔問題,排風(fēng)管路會(huì)做集中排風(fēng),新風(fēng)管路采用分散式送到每個(gè)需要的區(qū)域,勢(shì)必造成新風(fēng)管路長阻力大的問題,新風(fēng)量有影響,集中排風(fēng)管路短、管道粗,所以幾乎可以忽略阻力,勢(shì)必造成新風(fēng)系統(tǒng)剛裝完就變成了了負(fù)壓系統(tǒng)。花了新風(fēng)系統(tǒng)的錢,變成了排風(fēng)扇系統(tǒng)的體驗(yàn)。

  新風(fēng)系統(tǒng)集中回風(fēng)

  通過合理的設(shè)計(jì)、施工可以改善;也可以選擇單獨(dú)調(diào)節(jié)新風(fēng)、排風(fēng)風(fēng)機(jī)狀態(tài)的新風(fēng)主機(jī)?;蛘咄ㄟ^限制排風(fēng)風(fēng)量的方式來平衡,不過這個(gè)會(huì)影響新風(fēng)系統(tǒng)整體的換氣次數(shù),不是特別推薦。

  新風(fēng)系統(tǒng)在使用過程中,濾網(wǎng)會(huì)越來越臟,阻力越來越大,造成新風(fēng)量變小,如果新風(fēng)系統(tǒng)自帶恒風(fēng)量功能,可以改變新風(fēng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,調(diào)整靜壓,保證新風(fēng)量的輸出,新風(fēng)量大于排風(fēng)量,一直保證室內(nèi)正壓。具有恒風(fēng)量功能的新風(fēng)系統(tǒng)能提供濾網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控,保證在正確的時(shí)間點(diǎn)更換濾網(wǎng),不會(huì)造成濾網(wǎng)過度使用或者不能物盡其用。

  可調(diào)式壓差傳感器

  如果沒有恒風(fēng)量功能,新風(fēng)量變小,小于排風(fēng)量,系統(tǒng)變成負(fù)壓,無法保證室內(nèi)空氣質(zhì)量。只能通過更換濾網(wǎng)進(jìn)行改善,但是存在一個(gè)麻煩的問題,只有通過專業(yè)檢測才能知道是不是變成負(fù)壓,平時(shí)很難判斷什么時(shí)候進(jìn)行更換濾網(wǎng)。按照新風(fēng)主機(jī)出廠設(shè)置新風(fēng)比排風(fēng)量大20-30%這個(gè)比例,幾個(gè)星期就需要更換濾網(wǎng),空氣污染嚴(yán)重的地方甚至一個(gè)星期就要換。

  新風(fēng)系統(tǒng)中的過濾網(wǎng)

  病房、特殊時(shí)期的人員集中區(qū)域、特殊工廠車間、實(shí)驗(yàn)室等,需要保證室內(nèi)負(fù)壓,防止細(xì)菌病毒快速擴(kuò)散或者粉塵過多引起爆炸,也就是排風(fēng)大于新風(fēng)。這屬于特殊區(qū)域,不在這次我們家庭新風(fēng)的范圍,我們暫時(shí)不討論。

  火神山病房

  除了上述說到的這些方面,還有空氣濕度的問題,室內(nèi)空間內(nèi)的相對(duì)濕度不僅是人體感覺舒適的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn),而且對(duì)健康也有決定性作用:對(duì)我們來說舒適的50%室內(nèi)相對(duì)濕度,對(duì)病毒和細(xì)菌來說是致命的。這個(gè)濕度下的氣溶膠內(nèi)含有極高濃度的鹽份,能使活躍病毒變得消極呆滯。

  氣溶膠(aktiverVirus活躍病毒、inaktiverVirus非活躍病毒、Salze鹽)

  當(dāng)相對(duì)濕度在45-55%的時(shí)候,氣溶膠內(nèi)的含水量高,自身重量大,沉降到地面的時(shí)間比較短。由于氣溶膠自身的粘性強(qiáng)和帶電性,容易被吸附在家具或物品上,不輕易被人走動(dòng)時(shí)的氣流所帶動(dòng),重新散發(fā)至空氣中。

  50%相對(duì)濕度下的氣溶膠

  在濕度50%的時(shí)候,人體呼吸道內(nèi)黏膜和上層凝膠狀的保護(hù)層是飽滿的,來回如刷子般運(yùn)動(dòng),把病毒和細(xì)菌阻隔在外。

  50%相對(duì)濕度下的呼吸道黏膜

  當(dāng)室內(nèi)相對(duì)濕度低于40%時(shí),溶解鹽會(huì)急速變成結(jié)晶體,從而進(jìn)一步使水分流失到空氣中。結(jié)晶體對(duì)病毒和細(xì)菌沒有摧毀作用,它們可繼續(xù)在這種環(huán)境內(nèi)以活躍形式生存。氣溶膠內(nèi)的水分會(huì)蒸發(fā),鹽分凝固成結(jié)晶體,自身的重量減輕,粘性減少,下降至地面的時(shí)間延長。被吸附在家具或物品上的氣溶膠很容易被人走動(dòng)所帶氣流重新發(fā)散至空氣中。

  30%相對(duì)濕度下的氣溶膠

  在相對(duì)濕度下降到30%的時(shí)候,呼吸道黏膜和上層凝膠狀保護(hù)層水分喪失,失去應(yīng)有的彈性和來回運(yùn)動(dòng)速度,最終靜止。細(xì)菌和病毒就越來越可能通過保護(hù)層進(jìn)入人體。

  30%相對(duì)濕度下呼吸道黏膜

  在交叉流感高峰期的冬季,特別是在人員密集的室內(nèi),更要保持良好的濕度環(huán)境。冬天相對(duì)濕度低,造成流感病毒快速傳播。在冬天室內(nèi)除了合理的進(jìn)行通風(fēng),同時(shí)也需要進(jìn)行合理的加濕。

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