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暖通空调系统中的空气过滤器能否有效阻挡室内冠状病毒?这取决于情况。

有些空气过滤器可以捕捉到携带 SARS-CoV-2 的颗粒。但过滤是否有效取决于其他因素。

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图片来源:MBLifestyle/Shutterstock

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供暖、通风和空调 (HVAC) 系统从未成为会议或鸡尾酒会上的热门话题。“我从未在同一个房间里见过超过 15 个人想谈论通风问题,”加州大学戴维斯分校西部冷却效率中心工程经理特蕾莎·皮斯托基尼 (Theresa Pistochini) 说。但在疫情期间,她的网络研讨会吸引了数百名观众。

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突然对通风着迷的原因是企业和学校试图在运营的同时,尽可能保持室内空气无病毒。美国供暖、制冷与空调工程师协会 (ASHRAE) 就此问题发表了意见,指出空气过滤系统可以减少室内的冠状病毒含量。您可以浏览市场上各种最佳和最差空气净化器的新指南。但是,当涉及到新滤网实际捕捉病毒颗粒时,除了更换脏滤网为干净滤网之外,还需要做更多的事情。

新理解意味着新干预

对 HVAC 系统的兴趣部分源于对病毒如何传播给新人群的看法的改变。伊利诺伊理工学院室内空气污染与过滤研究员布伦特·斯蒂芬斯 (Brent Stephens) 表示,如果冠状病毒仅通过大的飞沫传播,那么就没有人会讨论通风系统的效率。那些大的飞沫会在风扇将其吸入过滤器之前很久就落到地上。但越来越多的科学家认为,病毒也通过更小的颗粒传播——这些颗粒漂浮在空气中,可以被某些过滤系统捕获。

病毒如何传播的问题因研究界对“飞沫”的不同定义而变得复杂。当气溶胶科学家谈论飞沫时,他们指的是相当大的颗粒。“那些就像是弹道飞沫,会落入你的眼睛,”斯蒂芬斯说。世卫组织和疾病预防控制中心所称的飞沫大小——5微米大小的微粒——已经小到斯蒂芬斯和他的同事认为这些微粒能够漂浮在空气中。尽管世卫组织尚未同意数百名其他科学家关于冠状病毒通过更小颗粒传播的说法,但该组织认为的“飞沫”在其他专业人士看来已经符合空气中微粒的定义。


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好消息是,通风(意味着将新鲜的室外空气引入室内)可以稀释病毒颗粒的浓度。还有一些过滤器可以捕获一些最微小的病毒携带唾沫。一种名为 MERV-13 的过滤器能捕捉到大部分介于 0.3 到 1 微米之间的颗粒。更严格的选择是 HEPA 过滤器,它可以捕获 99.97% 的 0.3 微米颗粒。办公室、学校和餐厅可以选择在通风系统中安装这些过滤器。

过滤器只是成功的一半

不幸的是,许多建筑物在提供足够的通风和过滤方面存在困难。

皮斯托基尼在研究加州公立学校教室的通风情况时发现了这一点。她和她的团队检查了该州 104 间教室最近更新的 HVAC 系统,发现 51% 的教室通风不足。根据行业建议,州法规规定每秒每个学生需要有七升室外空气流入房间。团队计算得出,平均教室的空气流通量仅达到应有量的 70%。“我们看到如此普遍的问题,真的感到非常惊讶,”皮斯托基尼说。

其中一些问题可能源于专业知识和监督不足。皮斯托基尼说,尽管行业协会 ASHRAE 对建筑通风的维护方式有建议,但具体的实施方式由各州协议决定。在加州,公立学校预计将自行监督其 HVAC 功能。HVAC 系统的安装和维护也是一项技术性工作。相关组织向合格的维修人员颁发认证,并且需要特定的工具。“学区需要与经过认证的技术人员合作才能真正做好这项工作,”皮斯托基尼说。

她还认为每个教室都应该安装一个二氧化碳探测器。这种我们都会呼出的化学物质的浓度可以作为进入房间的新鲜空气量的指标。如果二氧化碳浓度超过州规定气流所能维持的水平,那么学校建筑就知道是时候检查 HVAC 系统了。

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六月底,加州立法机关提出了一项法案,该法案将为教室二氧化碳探测器和学校重新开放前 HVAC 系统的检查提供资金。该文本与皮斯托基尼及其同事在其项目网站上发布的内容非常相似。

独立过滤

斯蒂芬斯说,对于那些过于老旧,无法适应现代化空气过滤基础设施的建筑,可能需要独立的插电式设备。例如,这可能适用于拥有数十年历史的大学校园教室。

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在安装这些过滤器之前,盒子上需要注意几点。一是机器使用 HEPA 过滤器,这是两种过滤器选项中更高效的一种。设备还需要一个洁净空气输出率 (CADR) 值。该值显示系统每秒过滤多少空气,具体取决于您要针对的颗粒大小——同样,对于 HEPA 过滤器,该大小为 0.3 微米。这个数字也证明了第三方对过滤器的验证,这是一项必要的资质。“空气净化器行业充斥着销售无效技术的人,”他说。最后,过滤器应该说明它能处理多大面积的房间。

斯蒂芬斯说,独立的设备即使在有暖通空调系统的环境中也很有用。这些楼宇范围的设备通常在房间达到合适温度后就会切断风扇——而持续的气流对于整个过滤概念至关重要。

尽管斯蒂芬斯认为改善空气过滤应该是仅次于社交距离和佩戴口罩的防御措施,但他正在帮助他的校园为改善空气净化做准备。皮斯托基尼补充说,改善过滤并不意味着学校应该开放。还有其他因素需要考虑。

但一旦疫情结束,教室的适当通风仍有益处。研究表明,在通风不良的学校,出勤率和学业表现都会下降。如果你的办公室气流不佳,随之而来的精神疲惫也可能会缠绕着你。“许多重要的决策都是在董事会会议室和会议室中做出的,那里人数众多,人们期望做出好的决策,”皮斯托基尼说。

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最终,皮斯托基尼希望最大程度减少冠状病毒暴露的需求将促使加州这些学校的暖通空调系统进行改变。“如果这还不够,我不知道什么才够了。”


编者按:本文已更新,澄清通风特指新鲜空气进入房间。

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