【专辑】新冠防疫时期东南建筑学者的思考（五）李永辉等：关于新冠肺炎病毒传播在建筑中的影响和控制建议

随着2020年新型冠状病毒引发肺炎在全国大面积的蔓延，我们和全国人民一起共同度过了一个特殊的春节。在此期间，的学者们并没有停止思考，他们针对相关问题，结合各自的研究领域，发出自己的声音，提出相应的对策，为抗击疫情做出了建筑学人应该做的贡献。为此中大院微信平台推出系列专辑：新冠防疫时期东南建筑学者的思考，对各位老师的相关研究与思考做连续报道。

北国雪融，

岭南花开。

根脉通连，

共盼春来。

春天，正向我们走来！

助力防疫：关于新冠肺炎病毒传播在建筑中的影响和控制建议
李永辉，张宏等 

近期中国多地爆发了新型冠状病毒感染的肺炎疫情（暂命名为“新型冠状病毒肺炎” 或简称“新冠肺炎”，英文名为“Novel coronaviruspneumonia”或简称“NCP”），截至2月11日24时，全国累计确诊44730例新冠肺炎，累计死亡1016例。根据卫生防疫专家的意见，新型冠状病毒感染的肺炎传播途径主要为直接传播、接触传播和“气溶胶传播”（尚无定论）。在当前疫情防控和部分企业复工在即的形势下，对停留时间长、室内人员密度大、感染风险高的住宅、办公楼和医院三类建筑使用中的疫情防控进行了探讨。基于三种建筑类型的使用特点、室内人员活动特征、空调系统的设计、设备运行的管理优化措施等角度，对新型冠状病毒传播的预防与控制进行了探讨并提出建议措施，助力疫情防控，并以期能够对后续同类型建筑的规划设计提供参考。

注：关于新冠肺炎的气溶胶传播问题，在2月9日举行的国务院联防联控机制新闻发布会上表示目前尚没有证据显示新型冠状病毒通过气溶胶传播。笔者认为新冠肺炎的传播应可以参考普通流感的传播方式，新冠肺炎患者呼出的飞沫病毒就像一个烟民不间断地呼出烟气。烟气是一种气溶胶，其区别是香烟烟气肉眼可见且有味，而新冠肺炎呼出的病毒肉眼不可见且无味。烟气存在滞留、扩散和吸附能力，如经常抽烟的房间有烟味，但烟气传播和空气传播是不同的两个概念。针对新型肺炎的“烟气”传播，需充分重视，无需过于担忧。居家隔离和减少外出的情况下，在日常工作、外出买菜、室外活动中如实在遇到路人，应起码做到预防“烟气扩散”。

1.住宅建筑 

此次新冠肺炎存在14天的潜伏期，且潜伏期内具有传染性，目前全国范围内执行的居家隔离和减少外出的行为对遏制新冠肺炎病毒的传播起到了巨大的作用。住宅是居民所处时间最长的环境，笔者将针对住宅的厨房排烟道、空调系统、电梯和楼梯间4个方面的病毒传播与控制进行探讨，并给出相关防护措施建议。

1.1厨房排烟道

结合新冠病毒“烟气扩散”的推测，住宅中厨房排烟系统因为是上下楼层贯通的形式（如图1），存在病毒传播的可能。常见的住宅烟道有单烟道式、主副式、变压式、止逆阀式等类型。目前应用最多的是主副烟道的模式，在烟机关闭且外部风压大的情况下，会出现倒风倒烟的现象。应严格排查自家排烟管烟道连接处的密封性，在楼宇中存在隔离肺炎患者时应远离天台。

图1. 住宅烟道常见形式（依次为单烟道、主副式、变压式）

防护建议：
（1）居家隔离期间，不要上楼顶的天台健身或运动，远离排风口。对面楼栋为低楼层，自家住宅靠近对面楼层顶部时，不要轻易开窗，以防排风口涌出的病毒顺风向飘落。

（2）若室内存在倒烟串味，需检查烟道密封情况，更换质量合格的烟道管和止逆阀，或临时用胶布密封，及时向物业和相关部门反映情况，有条件的烟机可以保证常态微正压通风。

（3）应注意住宅内排风口的位置，是否有串入其他区域、串入新风口的潜在风险。有条件时可在VRV空调系统中进风口设置紫外线消毒灯等临时消毒设施，或利用非使用时间对区域进行酒精消毒处理。

图2. 厨房排烟系统示意图

图3.楼顶排风口

     图4.油烟倒灌

1.2 空调系统

住宅建筑的空调系统大部分为分体式空调系统，还有小部分为VRV多联机中央空调系统。分体空调系统与VRV空调（常见的壁挂式和立柜式），为室内空气自循环，室内机有空气清洁过滤装置，基本与外界无空气交换，不会造成病毒交叉感染，日常可以直接开启空调使用。

防护建议：

（1）分体式空调可照常使用，加大房间的换气量、定期开窗换气，可以有效预防感染。

（2）夏季室内排出的空调冷凝水存在病毒传播的可能，应确保空调冷凝水有组织地排入下水管道。如为确诊新型肺炎患者或疑似患者，居家隔离期间应确保自家空调冷凝水不滴向其他住户。

（3）在新风系统正常运行的情况下，VRV空调可以照常使用，根据处理新风方法不同，应注意进风口与排风口位置，避免废气被二次吸入进风口导致交叉污染。

（4）家用空调系统的过滤网、风道出风口是病菌和病毒生存繁殖的栖息地，建议及时取出清洗、消毒灭菌。

（5）大型超市或购物中心中空调系统普遍新风换气量不足，且人员密集流动性大，非迫不得已，建议居民远离大型超市或购物中心，购置菜品可网购或去开敞式小菜店购置菜品。同时，建议开业中的大型超市或购物中心应确保全新风系统运行，必要时可开启防排烟系统的排风系统以增强其内部换气。

图5. 分体空调系统图 

图6. VRV空调系统图

1.3 电梯

电梯间空间狭小密闭，通风差，最易沉积病毒和细菌，是日常出行中最危险的空间区域。如碰触携带病毒的表面，就可能因进食、或接触鼻腔、眼部结膜导致感染，如与患者共同乘坐电梯，就有可能长时间呼入浓度较高的肺炎病毒导致感染。

防护建议：（1）单独乘坐电梯时也应佩戴口罩。

（2）错峰使用电梯，如有可能，电梯在无人使用时应设置为开门状态，并保证电梯间的通风。

（3）应避免触碰易感染的粘膜部位，下电梯具备条件时立即洗手。

（4）减少与公共设施的碰触，或采取隔断措施，目前建议的纸巾包手指、使用牙签等等，都不失为一种不错的方式。

1.4 楼梯间

多层住宅建筑多采用开放式楼梯间，人员来往频繁，如空气不流通，极易成为疫情传播的高危地带。携带病毒的病患使用楼梯扶手，为病毒接触传播提供了可能。其他居民接触污染的扶手，再接触口腔、鼻腔、眼睛等粘膜，容易导致病毒感染。

防护建议：

（1）触摸扶手，必须接触时，回家洗手并消毒。

（2）物业应每日对出入口门把手、密码锁、楼梯扶手等进行酒精擦拭消毒。

（3）打开每层楼梯间的窗户，促进楼梯间内的通风换气。

图7. 电梯防控措施

图8. 楼梯间

1.5 马桶与地漏

最新的研究发现，部分新冠肺炎患者的大便和肛拭子中发现了病毒核酸，而大量的病毒会将随着粪便、呕吐物排入到污水管道中。住宅中污水管道连接住宅内的马桶、洗手盆、浴盆和地漏，排污管道在建筑中从上到下贯通，其顶端伸出楼顶天台进行排臭气（如图9）。目前马桶、洗手盆、地漏浴盆下方装有U型S型等水封，约有1～5cm左右，其目的是防止污水管的臭气、病菌和昆虫等进入室内。对于高层建筑，因为排水管高，用户多，也极易因为正压喷溅、负压抽吸问题导致水封消失。另外，一些老旧楼房依然在使用的三通地漏，地漏中水弯的水量只有1～2cm，在较干燥的气候条件下（2天左右能完全蒸发），极易因为缺少水封而导致臭气、病菌等飘入室内。

图9. 住宅建筑排水管路

防护建议：

（1）整栋楼层的排污管道排气端皆通向楼顶天台，不要上楼顶天台运动

（2）检查住宅内所有地漏和下水口的位置，保持卫生间、房间地漏的水分，每隔两三天向地漏内注入少量的水或消毒水，作为“水封”，以防止带病毒的空气入侵。

（3）长期不用的地漏建议用保鲜膜等封起来。

（4）若存在污水系统堵塞和泄漏，地漏泛臭、反水的情况，要及时向物业和相关部门反映情况，及时修缮。

（5）病毒通过楼道的通风、排水管道传播时，浓度往往较低，保持卫生间、房间的通风良好，注意卫生间、房间的定期消毒能够很有效地防止感染。 

2. 办公建筑

各省市规定的复工日期已逐渐临近，返工潮将陆续到来，为使办公建筑这类典型人员密集场所能够正常合理地投入使用，防止因人员集中导致的交叉感染现象，中国建筑学会已在2月5日正式公布了《办公建筑应对“新型冠状病毒”运行管理应急措施指南》。考虑到办公建筑的使用功能所对应的人员集中特点，为推进其在疫情防控阶段的合理运营，保证建筑室内环境的安全性与健康性，笔者从建筑内的空调系统、办公楼应急管理措施及办公人员的自我防护三方面进行了归纳总结并给出了相应的建议以供参考。

2.1 办公建筑内空调系统的合理使用

办公建筑的空调末端系统主要分为全空气系统、风机盘管加新风、多联机及分体式几种形式。这几种空调系统的工作模式和潜在风险各不相同，下面将分别给出分析与应急对策。
2.1.1全空气空调系统及其使用策略

全空气系统是一种广泛应用于各类大空间公共场所的集中式中央空调系统，属于办公建筑中最为常见的一种空调形式，多见于大厅、报告厅、会议室等区域。在日常的运行环境中，全空气系统具有诸如空气处理设备集中、处理风量多、服务面积大、换气充分、空气污染小等诸多优点。

但面对疫情时，由于在该系统中风管道连接了多个房间，同房间的空气混杂，易造成病毒气溶胶在建筑各区域之间的扩散与传播，空调运行的潜在风险很大。

图10. 全空气系统示意图

基于全空气系统的这种运行特点，当其同时承担多个房间时，系统应该完全切断回风，转为全新风运行。推荐如下对策以实现运行管理：

（1）对于单风机空调机组，应关闭回风阀切断回风，保证空调系统按全新风运行并提高新风量。若新风量不够，可根据条件新增一些新风口。若条件限制无法实现全新风运行，机组应尽量降低回风量，提高新风量，并增设低阻型中效过滤装置。

（2）对于双风机空调机组，同样应切断回风以全新风运行。此外应把新风阀和排风阀完全打开，保证有效的换气量。注意保证新风采气口与排气口的距离，消除空气短路的可能性。

（3）若全新风运行无法满足室内温湿度要求，可以通过提高一次侧热源温度，提高空调系统供回水温度等措施来提高送风温度满足舒适度。此外，所有回风口应加装低阻型中效过滤装置，所有送排风机24小时运行。

3.医院建筑

医院建筑类型特殊，是以防止疾病交叉感染为目的的特殊性公共卫生服务场所，医院感染（医院感染又称院内感染或医院获得性感染，是指在医院内获得的感染）问题的严重性引发了全世界范围内的关注。笔者对医院易感染功能区域，例如手术室、重症监护室或隔离病房等重点区域，和普通门诊、病房建筑等一般区域的空调系统设计及疫情期间的运行管理，给出了相应的控制措施建议。

3.1.1 医院手术室

医院手术室中通风作用的关键方面是预防空气传播感染。目前许多现代的医院手术室通风系统使用层流（英文简称LAF）进行空气合理组织，LAF通风设备直接在手术区域上方提供空气，在位置较低处设置壁挂式回风管，从而形成一个无菌区域。该设计避免了由于LAF的破坏而在非无菌区中形成的再循环。为伴有传染病的患者手术时，应建立负压洁净手术室。

运行管理建议：

（1）洁净手术室的净化空调系统可按原有方式正常使用。

（2）传染病员如需手术，应安排在负压手术室进行，并对该空调系统进行消毒处理，例如可采用结晶紫外线过滤器（英文简称C-UVC）用于对手术室中的空气进行消毒和再循环。

图13. 负压手术室

3.1.2 传染病专用门诊科室

专用门诊包括功能相对独立的呼吸道发热门（急）诊、肠道门诊、肝炎门诊等。空调系统设计及运行需要考虑以下几点：

（1）传染病专用门诊业务用房应保持所有外窗可开启，室内空气保持流通。

（2）传染病专用门诊的空调系统应独立设置，禁止使用带有回风或绝热加湿装置的空调通风系统，不能开窗通风的房间不能设置无新风的水-空气空调系统。

（3）设中央空调系统的，各区应独立设置；呼吸道发热门诊应设全新风空调系统，肠道、肝炎门诊设中央空调系统的，新风量和换气次数不得低于设计规范要求。

（4）不设空调系统的，应确保自然通风。如有条件，可加设机械送风机，确保门诊科室处于正压，医护人员处于室内上风向（靠近送风口）。

3.1.3 专用隔离区域

医院空气传播感染隔离室具有负压差的通风系统，其主要目标是防止患者的传染病扩散到相邻的房间或区域中，有效隔离病毒，降低交叉感染。图13为WHO推荐的SARS爆发时负压隔离病房设计示意图。

运行管理建议：

（1）在疾病爆发期间，综合医院内负压隔离病房应按设计要求顺序先开启排风机、后开启送风机，24 小时连续运行。如果要关闭时，应先关送风机、后关排风机。

（2）隔离病房应加强室内气流控制，使医护人员处于气流上游，病患处于下游，排风量应大于进风量，优先排出病患病毒，同时确保医护人员安全。

（3）负压隔离室运行管理人员应密切关注风机故障及过滤器压差、污染区与缓冲间的压差、缓冲间与清洁走廊的压差，确保空气流向合理，使气流流向保持从清洁区→半污染区→缓冲区→污染区方向流动。

（4）隔离病房应加强排气污染控制，可在排风口处加设灭菌灯和HEPA（高效空气过滤器），定期对过滤器进行更换消毒，保证各区压差及通风换气次数达标。对出现的问题应及时进行处理。


图14. WHO推荐的SARS爆发时负压隔离病房设计示意图

3.1.4普通科室及其他区域

普通科室包括医院其他区域，例如普通病房等，空调系统设计及运行需要考虑以下几点：

（1）彻底无风险区域用中央新风系统；有风险区域使用风机盘管系统（加消毒排风）。可在病房、诊室增加独立的风机过滤机组（英文简称FFU）过滤单元，FFU的高效过滤器可以显著降低医院内的病毒浓度。

（2）预留将来可能作为收留空气传播疾病病人的病房楼，空调冷凝水必须分区收集，分区处理，达到《医疗机构水污染排放标准》GB18466的标准后再进行排放。需要强调的是污染区的空调冷凝水不能和清洁的医务人员办公区的冷凝水一起排放。（3）同楼层的病人特征不同时，建议将预留的隔离病区层的冷凝水单独排放，禁止与其他楼层用同一立管。

（4）当发现新冠状病毒肺炎确诊病人时，应立即关闭与本层系统连通的新风系统与送风系统，并按照当地卫生行政部门的要求对其空调系统进行清洁消毒处理。

3.2.基于新型肺炎疫情对医院空调系统设计及运行管理方面的建议
3.2.1新建医院建筑空调系统设计建议

（1）在医院建筑的前期规划设计时，在满足国家现行规范中GB 51039—2014《综合医院建筑设计规范》和GB 50849—2014《传染病医院建筑设计规范》基础上，应保证所有的房间（除有特殊的温湿度、洁净度需求的房间外）具备自然通风条件或机械通风系统。

（2）在医院进行整体规划设计时，针对最容易受到感染的患者所在的区域（例如手术室，移植设施，重症监护室）或传染病患者的区域（例如传染病室或隔离病房）需要设计采用加强的机械通风系统，去除潜在的病原性生物气溶胶，从而降低感染传播的风险。

（3）空调系统形式方面，负压隔离病房宜采用全新风系统，呼吸科等科室空调系统独立控制。普通科室，彻底无风险区域可采用中央新风系统；有风险区域使用风机盘管系统加独立新风系统（加消毒排风），医院建筑的门诊大厅、候诊区等大空间采用全空气系统。

（4）送风形式应为上送下回方式，建议增设回风口并分散布置，替换房间内的污染空气。

（5）负压隔离病房进行气流组织设计时，应保证严格控制病房内空气的流动方向，让医护人员处于房间新风上风侧，病人处于下风侧。

（6）建议采用滑动门代替铰链门，提高门窗密闭性来控制传播。

3.2.2 既有医院建筑空调系统在疫情期间运行建议

（1）门诊大厅、候诊厅等公共大空间全空气空调系统应保持全新风运行模式，同时开启相应的排风系统，如采用关闭回风通路风阀、全开新风通路风阀等措施。在全空气系统不能实现全新风运行时，可在回风通路中增设中高效过滤器或增设带有灭菌消毒的过滤网，达到控制空气传染的目的。若以上措施都不能实现，可开启该区域的防火分区的正压送风机，实现强制的机械通风。

（2）确保空调通风系统严格分区设置；确保空气气流合理流动，使压力从清洁区→半清净区→缓冲区→污染区依次降低，清洁区为正压区，污染区为负压区时，方可开启空调通风系统。

（3）重症监护室及手术室的空调系统应关闭回风阀，开启排风机，按全新风方式运行。

（4）疫情期间，为杜绝通过空调通风管道扩散被污染的空气的可能性，应采取关闭回风通路风阀等措施切断与疫情发生易感染危险区域相通的送、排风管路。

（5）接收新冠肺炎病人期间，通风系统应连续运行保证病区的气流有序。（呼吸疾病传染病区要求新风不低于6次/h）

（6）目前大空间的体育馆如改造为方舱医院，人员密集，病毒密集，建议全空气系统运行，同时增大排风量，使体育馆中心区域处于负压状态，并在排风口增设具备杀菌消毒单元的排风处理装置，如加设灭菌灯和HEPA（高效空气过滤器）等。

4.结语

此次新型冠状病毒的大面积传播扩散，面对疫情防控的种种挑战，容纳着各类人员的建筑无疑是这场防疫战役中的重要一环。建筑作为人类活动的主要场所，应当具有在紧急情况下对集体安全、生存能力与健康提供支持的能力。未来的建筑设计将在建筑换气、排气、防臭、防霉、热舒适、洁污分离、干湿分离、抗菌灭菌等问题作出细微设计和健康性优化，未来建筑必将以人类健康为核心走向健康建筑。期待以如上浅见助力防控疫情，不严谨之处，敬请各位专家学者指正！也欢迎大家提宝贵建议留言，共助抗疫！

作者

建筑技术与科学研究所：李永辉，张宏等

建筑技术与科学研究所研究生：谈雪，蔡宜可，赵国利，李亚楠，朱尊，马琰，孔振懿

李永辉

副教授，硕士生导师，建筑技术与科学研究所副所长，东南大学建筑遗产与环境研究中心副主任，南京绿色健康建筑研究院（新型研发机构）负责人。主要研究方向：健康环境与控制、砖石文物预防性保护、建筑热湿迁移耦合分析等。

张宏

教授，博士生导师，建筑技术与科学研究所所长、东南大学工业化住宅与建筑工业研究所所长，东南大学BIM技术研究所所长。主要研究方向：建筑设计与建造技术，建筑工业化理论与实践，建筑信息模型（BIM）技术研发与应用，住居学与住宅设计研发等。

参考文献：

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[18]张伟伟.公共建筑集中空调系统面对突发空气传播疫情的对策思考. 微信公众号暖通空调. 2020.01.29

注：文中的图片来源网络

本文转载自微信公众号“建筑遗产与环境”供稿：李永辉