疫情防控形勢下博物館空調通風系統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,還造成了嚴重的經濟損失。在新冠肺炎疫情防控期間,空調系統的安全性被上升到一個新高度,它的使用及監管逐漸成為焦點。許多人擔心空調系統會成為病毒擴散和交叉感染的媒介,更有甚者停止了空調系統的使用,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,室內空氣質量很大程度上依賴于空調系統的送風質量。面對傳播性較強的空氣傳播疾病,博物館空調通風系統的使用和監管應引起重視,需要對空調通風系統進行合理管理以有效應對,避免其成為病毒傳播的媒介。本文通過分析空調系統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系統應對疫情傳播的運行和管理方法。

1 空調通風系統對疫情防控的影響

1.1 疫情傳播途徑

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

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,導致感染。

1.2 空調通風系統運行存在的風險

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,在室內形成氣溶膠云(簡稱氣云),產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,長達數小時或數天之久?？照{通風系統會加速空氣流動,如不正確使用空調通風系統,可能會把病毒輸送到房間各個區域或其他房間,擴大病毒傳播范圍,且病毒還會附著在系統中,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通風系統至關重要。

2 空調通風系統運行管理方法

2.1 空調通風系統消毒

在空調通風系統運行過程中,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、回風口進入系統內,使其成為可能傳播病毒和擴散污染的媒介,將細菌、病毒等傳播至室內各個角落或其他房間。為了預防空氣傳播疾病在公共場所傳播,根據《公共場所集中空調通風系統清洗消毒規范》,博物館集中空調通風系統應在必要時進行消毒,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用范圍不盡相同,不當的使用不但會對空調系統造成影響,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的紫外線還會產生臭氧,臭氧的氧化性對有機質文物也有一定的傷害。

2) 高溫消毒產生的水蒸氣和熱量會影響展廳環境和文物存放環境,加速所展示文物的老化、變形等,對有機質文物的纖維造成不可控的傷害。博物館多為磚木結構,受溫濕度影響較大,局部溫濕度驟然的變化會在短時間內造成木質結構形變,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穩定、無毒、無腐蝕性等優點,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,如發生爆燃將造成不可逆的破壞,應嚴禁使用。

4) 含氯消毒劑具有殺菌譜廣、毒性低等優點,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,而且產生的氣態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、毒性低等優點,化學性質相對溫和,但對親水病毒、結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時的消毒,否則會降低消毒效果。使用季銨鹽類消毒劑應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系統應首先采用物理阻隔(設置多級空氣過濾器過濾)、新風稀釋等方法進行環境控制。在某些特殊情況下不得不對博物館展廳空調通風系統消毒時,應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、空調消毒部位與展出文物和建筑結構的位置關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,揮發性氣體還是會進入展柜,所以應選擇較為安全的季銨鹽類消毒劑對風管、過濾網、過濾器等部件消毒;對冷卻水消毒不會影響室內空氣,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,同時應注意加大新風量,稀釋室內的臭氧和氣態氯離子,減少臭氧、氣態氯離子在建筑內的存在時間;冷卻水可用含氯消毒劑消毒;過濾網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系是矛盾的、復雜的,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,盡可能地協調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助下,對展廳進行消毒,避免因操作不規范導致文物損壞或病毒感染、擴散。

2.2 運行方式

根據展出文物對溫濕度環境的要求,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,空調系統一般采用恒溫恒濕空調,或者展廳舒適性空調與展柜恒溫恒濕空調結合的方式,24 h不間斷運行;第2種是展陳瓷器、金屬器、現代展出品等對溫濕度要求不高的文物的展廳,空調系統一般采用舒適性空調。博物館展廳空調系統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,避免出現擴散病毒的情況,因此空調通風系統如何正確地運行很重要。

1) 第1種展廳空調一般采用全空氣系統或風機盤管加新風系統的組合,在運行過程中需關閉回風閥全新風運行,避免室內空氣與室外新風接觸。根據《公共及居住建筑室內空氣環境防疫設計與安全保障指南(試行)》,全空氣系統新風量應不小于70%的設計送風量,風機盤管加新風系統新風量不應小于60 m3/(人·h)[8]。我國北方地區空氣較為干燥,北方地區博物館第1種展廳在全新風運行狀態下,難以保持文物適宜的溫濕度環境,尤其是古建筑類博物館在建造時保溫隔熱技術遠不如現代建筑,為達到文物存放環境要求,空調系統常處于較高的運行負荷狀態,如全新風運行,更是難以達到文物適宜的溫濕度環境,所以只能在滿足文物溫濕度環境要求的前提下,盡量加大新風比,降低室內污染物濃度。

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

① 全空氣系統建議全新風運行,如無法全新風運行,應確?；仫L閥關閉。

② 風機盤管加新風系統建議開啟新風裝置。

③ 變制冷劑流量多聯機系統和分體式空調建議開啟排風、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閉后,建議空調通風系統單獨運行0.5 h,期間打開新風系統,排風、換氣設備或采取開門、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 如展廳出現疑似或確診病例,應立即關閉空調通風系統,在疾病預防控制中心的指導下對空調消殺工作的必要性進行評估后,結合本文提出的空調通風系統消毒方法,對空調通風系統進行消毒和清洗,經衛生學評估合格后方可投入使用[9-12]。

2.3 空氣過濾器設置

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[4]。

針對通過空氣傳播的病毒載體,空調系統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,避免影響空調性能,影響文物存放環境。對于人員密集的展廳或區域,可增設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 設備設計與安裝

1) 氣流組織。

針對病毒傳播特性,合理的送回風布局是空調通風系統控制疫情傳播的關鍵。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,也有可能因氣流渦流的原因在室內移動,增加了室內人員的暴露時間。采用上送上回、側送上回等氣流組織形式時管道安裝在室內屋頂,雖然不占用展廳的展覽面積,但空調通風系統的運行會在室內出現水平橫向氣流,推動病毒載體或氣云的流動。建議博物館展廳內采用上送下回的氣流組織形式,將送風口安裝在展柜上側,回風口安裝在展柜下側,加速室內空氣流通,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設備與古建筑的接觸,避免空調系統消殺、清洗等對古建筑造成影響。

2) 新風系統。

不具備新風系統的展廳,污染的氣體會在室內流動、循環,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、開門換氣產生的氣流流通慢,很難將氣云排除和打散,所以展廳設置新風系統是必要的。

3) 新風口位置。

空調通風系統的作用是引入室外新風,稀釋室內可能存在的病毒的濃度,將室內病毒通過換氣排出室外,從而降低病毒傳播的可能性。若空調通風系統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,則會造成系統和室內的污染,所以在系統設計安裝階段,應確保新風直接取自室外,禁止從天棚吊頂等無新鮮空氣的區域取風,新風口與污染氣體排放口、排風口等的距離應符合衛生標準和要求。

2.5 制定應急預案。

新冠肺炎疫情期間,應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的疫情傳染等狀況,制定相應的應急預案,包括各組織機構及其職責、疫情期間防控措施、應急處置辦法、空調通風系統運行方式等,實行常態化管理,進行有效的控制,避免文物受到損壞和疫情擴散。

3 結束語

科學合理地使用空調通風系統,對文物是一種保護,對社會防疫工作也是一份貢獻,有利于預防疫情的傳播,也有利于推進社會復工、復產。本文通過分析病毒傳播途徑、空調通風系統與病毒傳播之間的關系,從空調通風系統的消毒措施、運行使用等方面,探討了博物館空調通風系統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。