疫情時(shí)家庭新風(fēng)系統使用及其他注意事項

疫情時(shí)家庭新風(fēng)系統使用及其他注意事項

　　冠狀病毒肆虐神州，舉國對抗，一線(xiàn)醫護人員超負荷工作，可歌可泣。為了控制冠狀病毒的傳播，更快地戰勝它，人們盡量不出行，待在家里等待著(zhù)這場(chǎng)戰役的勝利。

　　新型冠狀病毒

　　在密閉的空間，也要做好防護工作，呼吁大家在家要多通風(fēng)，有條件的開(kāi)啟新風(fēng)系統。同時(shí)，我們也呼吁任何時(shí)候，大家加倍重視室內對空氣凈化和濕度控制的要求?？諝庵袣馊苣z（也就是漂浮的微粒）會(huì )攜帶部分病毒和細菌，而且在相對濕度低于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)系統的類(lèi)型不少，使用方式也是不同，也有很多需要注意的地方。通過(guò)新風(fēng)系統使室內空氣質(zhì)量變好主要就是這么幾個(gè)方面：新風(fēng)量充足，室內空氣換氣次數合理，新風(fēng)過(guò)濾凈化穩定，防止濾網(wǎng)后期細菌病毒繁殖造成二次污染，保證室內一定正壓阻止室外臟空氣進(jìn)入室內。下面我們簡(jiǎn)單聊聊發(fā)生疫情的時(shí)候，新風(fēng)系統怎么來(lái)實(shí)現上述的要求。

　　新風(fēng)量充足以及室內空氣換氣次數合理，只要選擇合格產(chǎn)品，參照國家及行業(yè)標準進(jìn)行設計以及施工，能滿(mǎn)足正常使用要求。

　　如果采用的是單向流新風(fēng)，最好把衛生間的排風(fēng)扇或者廚房的抽油煙機一直打開(kāi)，加速室內空氣的置換速度，提高單位時(shí)間內的換氣次數。因為單向流只負責向室內送風(fēng)，現代建筑的密封性都有所提高，當室內空氣壓力達到一定時(shí)，單向流新風(fēng)系統的新風(fēng)量就會(huì )變小，無(wú)法達到正常的換氣次數，對室內的空氣品質(zhì)有影響。有內循環(huán)功能的，建議將內循環(huán)關(guān)閉，采用全新風(fēng)模式。

　　單向流新風(fēng)

　　著(zhù)重講一下新風(fēng)過(guò)濾凈化及穩定性這方面，室內、室外空氣質(zhì)量糟糕的時(shí)候通過(guò)新風(fēng)系統可以提升室內空氣品質(zhì)，主要是其過(guò)濾凈化能力和室內外空氣置換能力。談到過(guò)濾凈化能力，我們先來(lái)了解一下到底是過(guò)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(guò)咳嗽、噴嚏、談話(huà)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，最直接的防范方法就是戴口罩。

　　打噴嚏的微觀(guān)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處，在空氣中存留的時(shí)間較長(cháng)。

　　來(lái)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(chēng)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(lái)源于自然界，如火山噴發(fā)的煙塵、被風(fēng)吹起的土壤微粒、海水飛濺揚入大氣后而被蒸發(fā)的鹽粒、細菌、微生物、植物的孢子花粉、流星燃燒所產(chǎn)生的細小微粒和宇宙塵埃等：有的是由于人類(lèi)活動(dòng)，如煤、油及其他礦物燃料的燃燒物質(zhì)，以及車(chē)輛產(chǎn)生的廢氣排放至空氣中的大量煙粒等。當氣溶膠的濃度達到足夠高時(shí)，將對人類(lèi)健康造成威脅，尤其是對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 )導致一些地區疾病的流行和爆發(fā)，我們所熟悉的霧霾也屬于氣溶膠。

　　任何空間都遍布氣溶膠

　　現階段主要采用不同等級的過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾凈化，我們來(lái)看看空氣當中不同的顆粒大小，以及不同等級的濾網(wǎng)能過(guò)濾多大的顆粒。

　　不同顆粒物的當量直徑，以及濾網(wǎng)的過(guò)濾范圍

　　上面的圖片是歐盟的一個(gè)濾網(wǎng)等級，各國有各國的標準，我們做個(gè)對比看看各種濾網(wǎng)的過(guò)濾效率。

　　各國濾網(wǎng)等級對比

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

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

　　美國劃分法MERV詳細分類(lèi)

　　事實(shí)是所謂的H10、11、12級，都不該叫HEPA了。因為在歐洲新標準EN779-2011、EN1822-2009中，這三個(gè)規格的等級和命名都也變了，現在是E10～E12，HEPA13及以上才是真正的HEPA濾網(wǎng)。此外，F5和F6也變成了M5和M6。

　　歐標濾網(wǎng)等級分類(lèi)

　　細心的朋友在效率表上發(fā)現“最易穿透粒徑MPPS”，它的全稱(chēng)為MostPenetratingParticleSize，對于微粒在空氣中的運動(dòng)而言，有保持慣性運動(dòng)也就是直線(xiàn)運動(dòng)的趨向，也有受到氣體分子的無(wú)規則撞擊而做“布朗運動(dòng)”的趨向。

　　布朗運動(dòng)

　　其中較大的顆粒直線(xiàn)運動(dòng)趨向更明顯，較小的顆粒布朗運動(dòng)趨向更明顯。對于做直線(xiàn)運動(dòng)的較大顆粒而言，在有一定厚度的濾網(wǎng)中繼續走直線(xiàn)，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(chǎng)。

　　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(xiàn)運動(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(guò)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(yú)”。

　　空氣穿過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)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(chēng)為最易穿透粒徑MPPS。它隨濾料種類(lèi)、過(guò)濾率和風(fēng)速等在0.10微米-0.45微米間變化。但對HEPA濾網(wǎng)而言，這個(gè)大小就是0.3微米左右。所以HEPA標準考核，都是只要考核這個(gè)級別微粒的攔阻效果，評估會(huì )有多少“漏網(wǎng)之魚(yú)”就夠了。

　　HEPA濾網(wǎng)的效率凹陷

　　從效率坐標圖示上可以看出來(lái)，對于高效的HEPA級濾材，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(wú)需操心。

　　肯定還會(huì )有人關(guān)心，最小能過(guò)濾到多??？多國科學(xué)家把超細微粒測量到3納米（0.003微米）都未發(fā)現過(guò)濾效率降低的現象。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”區間了。

　　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(lái)看看主要的一些病毒的大小，是否能完全過(guò)濾。

　　常見(jiàn)細菌病毒大小

　　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等級的濾網(wǎng)除了肺炎衣原體直徑0.3微米過(guò)濾效果為99.95%，其他幾乎為100%過(guò)濾效率。

　　HEPA濾網(wǎng)也是有區別的，材質(zhì)不同特性不同，我們來(lái)說(shuō)一下主要的兩種，一種是市面上用量最多的，復合濾紙(PP聚丙烯和PET滌綸樹(shù)脂)，簡(jiǎn)單說(shuō)就是熔噴一層PP，然后再熔噴一層PET，并經(jīng)過(guò)靜電駐極處理以后構成濾網(wǎng)。風(fēng)阻較小、纖維空隙較大，通過(guò)靜電吸附的方法來(lái)處理極細微顆粒物（比如0.3微米）。

　　靜電吸附

　　所謂“駐極”，意思就是自身長(cháng)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(wú)論技術(shù)多么高超，都存在失效的時(shí)間，當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(guò)3個(gè)月。這里的“駐”，只能解讀為“駐留”，并非大家想象中的“長(cháng)駐”甚至“永駐”。

　　靜電駐極消失后的過(guò)濾效率

　　上圖中畫(huà)紅線(xiàn)的地方是靜電駐極失效后的過(guò)濾效率，歐洲沒(méi)有靜電駐極的E10-12濾網(wǎng)、也沒(méi)有靜電駐極的HEPA濾網(wǎng)，所以參考F7-F9，雖然F9的失效后過(guò)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等級的濾網(wǎng)采用最易透過(guò)粒徑MPPS0.3微米的顆粒，0.4微米顆粒物的過(guò)濾效率為100%，所以靜電駐極HEPA濾網(wǎng)失效后過(guò)濾效率極度下降，最易透過(guò)粒徑MPPS0.3微米的顆粒過(guò)濾效率在20-30%之間。

　　靜電駐極濾網(wǎng)的過(guò)濾機理

　　采用靜電駐極濾網(wǎng)的新風(fēng)系統，雖然在剛開(kāi)始使用時(shí)，效率表現良好，但是其靜電效果消失非?？焖?，濾網(wǎng)過(guò)濾效果將急速降低。也就是說(shuō)，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，耗材費用大，使用不便。何況我們很多新風(fēng)系統售后維保沒(méi)有及時(shí)跟上，很多濾網(wǎng)用了一年都沒(méi)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，但是纖維結構非常致密，完全依靠極小的纖維空隙來(lái)阻截顆粒物。更多應用在工業(yè)無(wú)塵室、芯片車(chē)間、手術(shù)室、高端凈化機和高端新風(fēng)系統，造價(jià)相對貴。

　　玻璃纖維濾網(wǎng)結構致密

　　與化纖纖維(復合濾網(wǎng))相比，玻璃纖維具有耐高溫、容塵量大、穩定性好、耐用性強、壽命長(cháng)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(guò)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的孔隙對比，玻璃纖維比化纖纖維濾網(wǎng)(復合濾網(wǎng))孔隙要小幾十倍。

　　在電子顯微鏡同等放大倍數下的濾網(wǎng)對比

　　但是過(guò)濾效果的提高也同時(shí)帶來(lái)風(fēng)阻的增大，正常都會(huì )在200Pa以上，對風(fēng)機的要求很高，能耗增加。使用壽命理論上無(wú)限，只要風(fēng)機能克服其阻力。

　　過(guò)濾的同時(shí)，我們還要考慮殺菌殺病毒，留在濾網(wǎng)上的細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，比如負離子、臭氧、高壓靜電、光觸媒、紫外線(xiàn)等等，都有優(yōu)缺點(diǎn)，只要控制得當，都能產(chǎn)生作用。

　　負離子發(fā)射器

　　另一方面，機器內部結構密封性要好，防止漏氣或者串氣，對新風(fēng)進(jìn)行二次污染。

　　新風(fēng)主機內部結構

　　針對轉輪式換熱的新風(fēng)機，因為結構存在先天的泄漏率，有疫情等特殊情況下不建議進(jìn)行熱交換，開(kāi)啟旁通模式。

　　轉輪式熱交換新風(fēng)原理圖

　　我們再來(lái)說(shuō)說(shuō)保證室內一定正壓的問(wèn)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(jiǎn)單的說(shuō)就是室內新風(fēng)量大于排風(fēng)量。實(shí)際要比這個(gè)要復雜，取決于建筑的不密封程度、室外風(fēng)向及風(fēng)速、室內外溫差、房間的高度和朝向位置。室內正壓太小或者形成了負壓，室外臟空氣會(huì )通過(guò)門(mén)窗縫隙進(jìn)入室內，污染室內。太大室內的人會(huì )感覺(jué)不舒服，外開(kāi)的門(mén)不容易關(guān)閉，內開(kāi)的門(mén)不容易打開(kāi)。

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

　　家庭新風(fēng)系統

　　新風(fēng)主機出廠(chǎng)時(shí)會(huì )設置新風(fēng)量比排風(fēng)量大20-30%，但是在設計和安裝的過(guò)程中，考慮到吊頂空間和梁上打孔問(wèn)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)需要的區域，勢必造成新風(fēng)管路長(cháng)阻力大的問(wèn)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，勢必造成新風(fēng)系統剛裝完就變成了了負壓系統?；诵嘛L(fēng)系統的錢(qián)，變成了排風(fēng)扇系統的體驗。

　　新風(fēng)系統集中回風(fēng)

　　通過(guò)合理的設計、施工可以改善；也可以選擇單獨調節新風(fēng)、排風(fēng)風(fēng)機狀態(tài)的新風(fēng)主機?；蛘咄ㄟ^(guò)限制排風(fēng)風(fēng)量的方式來(lái)平衡，不過(guò)這個(gè)會(huì )影響新風(fēng)系統整體的換氣次數，不是特別推薦。

　　新風(fēng)系統在使用過(guò)程中，濾網(wǎng)會(huì )越來(lái)越臟，阻力越來(lái)越大，造成新風(fēng)量變小，如果新風(fēng)系統自帶恒風(fēng)量功能，可以改變新風(fēng)風(fēng)機的轉速，調整靜壓，保證新風(fēng)量的輸出，新風(fēng)量大于排風(fēng)量，一直保證室內正壓。具有恒風(fēng)量功能的新風(fēng)系統能提供濾網(wǎng)實(shí)時(shí)監控，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(guò)度使用或者不能物盡其用。

　　可調式壓差傳感器

　　如果沒(méi)有恒風(fēng)量功能，新風(fēng)量變小，小于排風(fēng)量，系統變成負壓，無(wú)法保證室內空氣質(zhì)量。只能通過(guò)更換濾網(wǎng)進(jìn)行改善，但是存在一個(gè)麻煩的問(wèn)題，只有通過(guò)專(zhuān)業(yè)檢測才能知道是不是變成負壓，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)主機出廠(chǎng)設置新風(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)，空氣污染嚴重的地方甚至一個(gè)星期就要換。

　　新風(fēng)系統中的過(guò)濾網(wǎng)

　　病房、特殊時(shí)期的人員集中區域、特殊工廠(chǎng)車(chē)間、實(shí)驗室等，需要保證室內負壓，防止細菌病毒快速擴散或者粉塵過(guò)多引起爆炸，也就是排風(fēng)大于新風(fēng)。這屬于特殊區域，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(shuō)到的這些方面，還有空氣濕度的問(wèn)題，室內空間內的相對濕度不僅是人體感覺(jué)舒適的一個(gè)衡量標準，而且對健康也有決定性作用:對我們來(lái)說(shuō)舒適的50%室內相對濕度，對病毒和細菌來(lái)說(shuō)是致命的。這個(gè)濕度下的氣溶膠內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）

　　當相對濕度在45-55%的時(shí)候，氣溶膠內的含水量高，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%相對濕度下的氣溶膠

　　在濕度50%的時(shí)候，人體呼吸道內黏膜和上層凝膠狀的保護層是飽滿(mǎn)的，來(lái)回如刷子般運動(dòng)，把病毒和細菌阻隔在外。

　　50%相對濕度下的呼吸道黏膜

　　當室內相對濕度低于40%時(shí)，溶解鹽會(huì )急速變成結晶體，從而進(jìn)一步使水分流失到空氣中。結晶體對病毒和細菌沒(méi)有摧毀作用，它們可繼續在這種環(huán)境內以活躍形式生存。氣溶膠內的水分會(huì )蒸發(fā)，鹽分凝固成結晶體，自身的重量減輕，粘性減少，下降至地面的時(shí)間延長(cháng)。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%相對濕度下的氣溶膠

　　在相對濕度下降到30%的時(shí)候，呼吸道黏膜和上層凝膠狀保護層水分喪失，失去應有的彈性和來(lái)回運動(dòng)速度，最終靜止。細菌和病毒就越來(lái)越可能通過(guò)保護層進(jìn)入人體。

　　30%相對濕度下呼吸道黏膜

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