[摘要] 近日，北京某机关大楼内发生33人集中发热事件，怀疑与集中空调的使用有关，又一次引起人们对空调系统微生物污染的关注。那么，空调系统的清洗消毒是空调开启的必要条件吗？一起看看。
防范空调系统微生物污染靠清洗消毒？
同济大学 沈晋明 刘燕敏
0 引言
5月17日北京某机关大楼内发生33人集中发热事件，初步判断病原体为A组乙型溶血性链球菌，怀疑与集中空调(据说是VAV变风量空调系统)的使用有关，又一次引起人们对空调系统微生物污染的关注。5月21日国务院为有效降低新冠肺炎传播风险发布《夏季空调运行管理与使用指引》提出对空调机组等的清洗消毒，由此可能引发全国空调系统清洗消毒大运动。空调系统的清洗消毒是空调开启的必要条件?是防范空调系统微生物的唯一选项?我们建议开启空调前应对空调系统做全面检查，针对存在的问题做好相应的整改。应该遵循空调系统的控制思路，采取合规合理合适地应对举措。
1 空调是把双刃剑
正如万物有两面性，空调系统也是把双刃剑。如果良好的设计、施工与运维的空调系统是室内环境控制最有效的技术措施，可维持所需的热舒适环境与良好的空气质量。反之，空调系统有可能变为室内环境的污染源。
100多年来，空调系统传播致病菌时有发生。早期发现通风空调传播肺结核菌、麻疹。1976年美国费城退伍军人军团病事件，就是冷却塔的军团菌从空调系统新风口进入传播开来。霉菌传播，特别是孢子，有可能发生，近年来医院发生了多起曲霉菌感染事件。但空调传播流感病毒、冠状病毒至今没有发生。空调自身问题，如早期亲水性纤维制成的过滤器上微生物滋生，水加湿等引起不明发热症。事实上，致病菌每次对空调系统的挑战，都成为空调技术发展的机遇，使得空调始终成为维持室内空气质量、避免微生物污染的有力措施。
上世纪70年代石油危机，迫使各国采用了许多节能措施。如加强建筑物的密闭性，绝热性，降低室内最小新风量标准，减少送风量，次优温湿度控制等措施，室内出现了生物性污染，引发了世界范围内的室内空气质量问题。本世纪以来推进的各项节能措施正接受着疫情的考验。在疫情中，美国供暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)就要求必须改变空调系统的运行模式。停止变风量(VAV)、按需通风控制(DCV)、间歇运行、无人自动关空调等节能运行模式，保持设计的新风量与送风量持续运行。
2 控制空调系统微生物污染的策略
近年来，民用建筑空调系统不时检出细菌、真菌等微生物体成分，植物体碎片，原虫和昆虫碎片和排泄物，细胞产物和蛋白质等。一些在大气中几乎不出现的病菌，如军团病菌广泛的分布在自然界的土壤和水中，绿脓菌的主要生活场所是潮湿或积水地方，阳性球菌可在干燥状态下能长期生存，等等。为什么这些病菌会频频光临空调环境?!
这是因为空调系统自身有可能成为污染源，如管道潮湿内表面，冷却去湿盘管，冷凝水盘与水封，水加湿器及受潮的空气过滤器等，处处有湿有尘，为微生物定植、繁殖提供了十分有利的条件，继而就有可能污染到室内。
我们将空调系统中积尘积水称为一次污染，由积尘积水诱发的微生物污染定义为二次污染。既然空调系统有可能成为污染源，那为什么微生物污染并没有想象的那么多频发?该如何控制空调系统微生物污染呢?
提及微生物污染，人们自然会想到对空调系统清洗、消毒、杀菌，或在空调系统中增设杀菌装置。事实上，对空调系统进行“消毒”“杀菌”，仅仅消除了空调系统各种污染源产生的污染物，并没有消除污染源，空调系统的各种污染源依然存在，空调系统使用一段时候又会积尘积菌。而且绝大多数消毒杀菌措施总有其负面作用，特别是化学消毒杀菌。即使杀死了微生物，微生物尸体与代谢物也是过敏原，送入室内，有时过敏的危害不亚于感染。化学消毒客观上助长了耐药性菌株，化学药物残留潜在危害更大。可见化学消毒仍未消除危害，反而加大微生物污染的隐患，增添更多的不利影响，长期实施带来的负面效应会更大。各国相关标准都明文禁止对空调系统进行化学消毒。
如果将空调系统中“增加消毒杀菌措施”称之为“无谓的加法”，那我们推崇消除空调系统各种污染源的“有效的减法”，乃是主动的根本之举。避免空调系统积水积尘，就不会产生一次污染。无水分无营养源(尘埃)，就不会引发二次微生物污染。从根本上破坏或消除了微生物在空调系统中定植、滋生和传播这一关系链。
由此可见，控制空调系统微生物污染策略不是仅依赖于频繁清洗消毒一项措施，而是靠消除污染源。只有彻底消除了一次污染，才有消除了引发二次微生物污染的基础。
3 医用空调系统如何消除微生物污染
为什么普通的民用建筑空调不时会出现微生物污染，而在病原体与易感人群高度集合的医疗场所，甚至高度无菌的手术室与病房很少出现微生物污染?这要归功于GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》和GB 51039-2014《综合医院建筑设计规范》两部国标。
空调自诞生起就是一个耗能的产业，长期以来一直注重提高热湿交换效率来降低能耗。无论是空调系统、空调机组、空气处理过程与室内控制等，都是以提高热湿交换效率为中心。医用空调技术与一般的传统空调概念完全不一样，是以避免微生物污染为宗旨，是在避免微生物污染的前提下，实现医疗环境控制、降低感染风险。
3.1 把好空调系统两个入口
空调系统自身全是由金属构成，对外只有新风口和回风口两个入口。尘埃与微生物污染主要从这两个口进入。如果把好这两个入口，就可避免空调系统污染。目前能名副其实把好这个关的就是阻隔性的空气过滤器。几乎所有的使用条件都能找到合适的过滤器，并被证明是一种使用最广泛、最经济、有效、安全的手段。
为此，GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》要求在手术室空调系统的新风采用三级过滤，回风采用中效过滤。GB 51039-2014《综合医院建筑设计规范》是涉及所有医疗科室，也明文规定空调系统新风采用粗效与中效两级过滤，回风采用中效过滤器。
把好了这两个“口”，空调系统就可避免积尘，微生物滋生失去了营养源。那么为什么在普通空调系统使用过程中总存在这样或那样的问题?那无非就是空气过滤器价格与运行阻力。实际工程中往往为了省这些“小钱”千方百计替换为低价、低效、低阻的过滤器，而不怕花“大钱”费时、费力地去频繁清洗、消毒空调系统?!不去阻隔空调系统污染的来源，却要等污染后再对空调系统清洗消毒?是不是有悖于控制思路?
3.2 医用空调机组的控制措施
空调系统的核心是空调机组。传统空调机组的功能段的编排、部件制作、设计参数的确定等都是以提高热湿交换效率为中心。医用空调机组是注重于从根本上破坏或消除了微生物在空调系统中定植、滋生和传播关系链。两者的区别如表1所示。
表1 普通空调机组与医用空调机组的区别
比如传统空调机组为了提高热湿交换效率，将热湿处理功能段设置在机组负压段，冷却去湿盘管的冷凝水处于负压难以排出，必须要用水封(存水弯)才能排除。而中效过滤器设置在盘管的后侧的正压段，处理到露点的空调风通过中效过滤器，难以保证过滤器不受潮。为了避免积水，医用空调机组是将热湿交换部件设置在机组的正压段(见图1)，采用大坡度的凝水盘(见图2)，冷凝水处于正压就能迅速排除。满足空调机组在试验工况下运行在3min内排出凝水。中效过滤器设置在盘管的前侧的正压段，就能保证通过中效过滤器气流相对湿度达到75%。为了防止微生物在空调机组内表面定植，采用光洁平整的不锈钢材料(见图3)。热交换盘管采用涂亲水膜的平翅片，淌水快，不会有附着水珠(见图4)等等。
图1 将热湿交换部件设置在机组正压段的医用空调机组
图2 大坡度凝水盘 图3 光洁平整的箱体 图4 亲水膜的平翅片盘管
这样的机组不积尘不存水能轻易发生微生物污染吗?需要频繁清洗消毒吗?当然医用空调机组价格比传统空调机组贵，许多医院为了降低造价不愿意采用，却愿意建成后频繁花钱去清洗消毒?!
3.3 关键医疗科室的空调系统
开窗通风似乎是最经济的微生物控制措施。但是自然通风并不是万能的。是受室外气象条件制约，我国南方地区湿度极大的梅雨季节和炎热的夏季，单靠自然通风是无法解决室内健康、舒适环境控制要求。即使室内温、湿度偏高，医护人员、患者发热出汗，增大发菌量，难以避免室内病原微生物滋长，仍有可能产生交叉感染，不利于室内环境控制。
开窗通风也受建筑内部平面布局与室内门窗方位、设备或陈设设置的制约，开窗通风无法持久保持合理的气流流向与合适的气流速度，无法保持合理的气流组织形式，确保医护人员的健康。对于关键科室，室外无风或风向不对，反而加大空气途径污染或交叉感染风险。必须采用空调才能保证医疗、控制感染。
对空调系统来说新风是最大的热湿负荷，首先要消除新风的含湿量，尤其是雨雪天新风对机组积水的影响。一般常采用性能良好的防雨百叶和密闭阀等措施。对于关键的医疗科室，这还不够，传统空调的思路有局限性。GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》要求采用新风机组湿度优先控制，循环机组无凝水温度控制。由于新风中几乎不含致病菌，就可要求新风做深度处理，不会产生微生物污染。消除系统的全部湿负荷，实现湿度优先控制。室内循环空调机组只控制温度，或者说只处理显热，整个机组干燥无水状态，彻底消除了滋菌的隐患，成为了无凝水机组。这就是常用的湿度优先控制与无凝水机组的医用空调系统。
可见，最容易出现微生物污染的循环机组，已实现了无尘无水状态，至少可以说大大降低了微生物污染的风险。还需要频繁清洗消毒吗?
3.4 医疗科室的控制思路与对策
我们对于医疗科室的微生物污染控制，或感染控制的理念不是单纯依赖化学消毒灭菌，也不涉及医疗过程中药物的感染控制，这种传统的消毒灭菌是直接针对致病菌，对感控是需要的。如不加管控，会持续地对环境与人群造成负面影响，在客观上促使病菌不断变异，产生耐药性，甚至出现抗药性菌株，反过来对环境与人类造成更大的危害。
我们是用一整套工程措施建立完整的保障体系来控制科室内微生物污染，使整个医疗环境处于受控状态。采取过滤除菌、消除病菌发生、繁殖以及传播的条件，或稀释病菌浓度、抑制病菌扩散来保障医疗空间，从而达到感染控制的要求。即重在事先阻止病菌进入医疗空间，使易感人群少接触或不接触病菌。病菌发生时，尽快抑制、稀释与排除，而非事先或事后对医疗空间内的病菌进行清洗消毒。降低了环境的药物残留，同时也大大降低相应材料、资源与能量的消耗。
对于一般的医疗科室，GB 51039-2014《综合医院建筑设计规范》就提出三项原则。规定：“上送下回气流组织”，“换气次数不低于6 h-1”，“集中空调系统和风机盘管机组的回风口必须设初阻力小于50Pa、微生物一次通过率不大于10%和颗粒物一次计重通过率不大于5%的过滤设备”。
对于洁净用房，还规定将空调系统的末端过滤器设置在送风口，回风过滤器设置在回风口。保证空调系统的管路不受微生物污染。洁净用房还要借用生物净化技术进一步实现室内无菌环境来保证医疗与控制感染。这里不再赘述。
3.5 医用空调系统运维
如上所述，防范空调系统微生物污染的关键在于动态维持整个系统的清洁干燥。运维工作应该围绕这一关键点展开。一般来说，医用空调系统不易积尘积水，维护工作相对简单一些。但服务的对象是医疗科室千万不能因此而疏忽。
首先是空气过滤器问题。应按照设计要求选择合适的空气过滤器，并按相应的气密性要求进行安装。与外界的误导不同，在过滤器整个使用寿命周期，过滤器不断积尘，效率不断提高。使用寿命是按过滤器的两侧设定的压差确定的。现在大多使用的空气过滤器都是一次性的，因此不到使用寿命(设置的压差计不报警)不要轻易清洗或更换过滤器。特别是送风末端的空气过滤器。整个系统维持工作量最大的是新风过滤器，要予以特别关注。
其次是湿度控制问题，医疗空调系统的湿度控制不仅关系到空调系统本身，而且还涉及到所服务的空间微生物污染的控制。目前大多还是靠冷冻除湿，因此运维工作重点应保持冷冻水设计所需的水温与水量。特别是新风深度除湿系统，最好有独立供给的冷热源。大系统的冷冻水温往往随着室外气温做调节，以实施节能运行。因此靠大系统供冷的医疗空调系统常常会使湿度失控，加大微生物污染的风险。为此有的系统不得不加入直膨式冷却盘管。
医用空调系统的气密性要高于一般空调系统，但系统的负压段的负压也高于一般空调系统。因此，依然要监控空调系统负压段渗透尘埃，以及积尘状况。
医用空调处理机组运行一段时期，污染慢慢积累，当然还是需要消毒。目前常规的清洗消毒工作费时、费力。现大多采用气态过氧化氢消毒，安全有效。在线实时消毒已经开发成产品。只要在现有的医用空调机组的进出端增设一根循环风管(见图5)，并插入气态过氧化氢输入管。利用医用空气处理机组内置风机做消毒气流循环动力、内置热湿处理装置实施消毒前除湿以及内置传感器及控制系统进行在线过程实时监控。当需要消毒时只要通过自控系统控制相应的风阀和阀门开与关，喷入气态过氧化氢，机组内部持续自循环消毒。消毒后只要打开空调机组检修门，恢复原来风阀状态，其残留物就是水，无毒无味。整个操作简单，省时省工。值得推广。
图5 空调机组在线实时消毒系统
4 结论
良好的设计、施工与运维的空调系统始终是室内环境控制最有效的技术措施，可维持所需的热舒适环境与良好的空气质量。空调系统经100多年的发展，控制微生物污染并非只有一个选项。清洗消毒不能有效防范空调系统微生物污染，而是空调系统被污染了，需要清洗消毒。
控制空调系统微生物污染不是增加消毒杀菌装置，也不是等污染积累后再去清洗消毒。这种 “无谓的加法”是不利于空调系统微生物管控。我们推荐“有效减法”，旨在消除空调系统中各种污染源。阻止尘埃与微生物进入空调系统，不让空调系统积尘积水，就不会产生一次污染。无水分无营养源，就无从产生二次微生物污染。从根本上破坏或消除了微生物在空调系统中定植、滋生和传播这一关系链。避免了化学消毒，避免产生有害气体和物质，产生电磁干扰，促使微生物变异作用的物理消毒措施。应该是最有效、最绿色的方法。
从这一思路编制的两项国标，从医用空调系统、空调机组、空气处理过程、室内环境控制等方面，对空调系统微生物污染提出了有效的控制思路与实施细则。改变了民用空调的传统做法，许多方面值得民用空调借鉴。增强空调系统防疫能力，是目前防疫常态化的紧迫任务。
看了以上专家的分析，有没有对防范空调系统微生物污染和清洗消毒的关系多了一些掌握呢?在办公建筑使用中央空调时，可以参照以上专家的建议，结合自身情况具体应用。以上就是建筑界暖通知识频道分享的防范空调系统微生物污染和清洗消毒的关系，更多相关暖通知识，尽在建筑界暖通知识频道，建筑界暖通知识频道与您一同学习进步!
