同济大学 刘燕敏 沈晋明等：ASHRAE标准241-2023 简介（二） ——传染风险管理模式（上）

ASHRAE标准241-2023 简介（二）

——传染风险管理模式（上）

同济大学  沈晋明  刘燕敏

0. 引言

今年入冬以来，我国各地的呼吸道感染疾病都进入了高发期。9月以来，支原体肺炎成为主要传播病菌。近期，流感病毒更是成为急性发热的主要元凶。此外，呼吸道合胞病毒、新冠病毒、腺病毒、人偏肺病毒、鼻病毒等呼吸道病原体，也时常被检出。由于多种病原体都在流行，存在着叠加感染、混合感染、反复感染的状况，导致感染患者更多、病程更长、症状更复杂、重症风险更高，住院需求增加，特别是儿童聚集病例，引起世卫组织（WHO）的关注。

去年的疫情还记忆犹新，自从新冠病毒乙类乙管，取消了疫情中许多繁琐、冗余、甚至过度的防疫措施，十分正确，社会回归到正常的秩序，但乙类乙管不等于不管，特别是人居环境的控制。呼吸道感染疾病高发时期，不能仅仅强调个人防护，同样应该重视公共场所以及医护环境的控制，我们依据《综合医院建筑设计规范》（GB51039-2014）提出的合规的通风量、合理的气流分布、合适的空气过滤，是控制呼吸道疾病传播风险的有效措施。

近期，美国提出ASHRAE标准241-2023“传染性气溶胶的控制”给我们防控呼吸道疾病传播提出了新思路与新措施。我们在本公众号做了简介，希望能引起大家的重视。我们在简介中提出该标准的核心在于建立传染风险管理模式，可在疫情或流感季节、人流高峰等其他时期启用，以降低传染性气溶胶传播风险。而传染风险管理模式的关键在于保证不同场所使用空间内的人均洁净风量。尽管人均洁净风量远大于平时人均所需的新风量，该标准允许采用过滤、消毒等手段实现等效洁净风量替代新风量，用自循环措施满足了使用空间内人均洁净风量，十分简便、有效、安全地降低传染性气溶胶风险，保护人们的健康，免受感染。

本文将重点介绍ASHRAE标准241-2023的传染风险管理模式，期望有助于缓解本轮呼吸道感染疾病高发期，也可供我国平疫结合或平急结合措施参考。

{C}1. {C}{C}传染风险管理模式的提出

为降低新建筑物、既有建筑物和对既有建筑物进行重大改造的可使用空间内的疾病传播风险，ASHRAE标准241-2023规定了传染风险管理模式（infection risk management mode IRMM），这是一种运行模式，控制远距离传播风险，即不是由近邻感染者（距感染人员约1m内）排放的气溶胶引起的疾病传播。作为标准，其目的是提出控制传染性气溶胶的最低要求，包括室外空气系统和空气净化系统的设计、安装、调试、运行和维护要求。

ASHRAE标准241-2023不规定在何种条件下应启用传染风险管理模式。可以由具有管辖权的当局（AHJ）确定启动该模式。也可以在其他时间（例如流感季节、人流高峰等）由所有者/运营商自行决定使用。该标准也不规避有管辖权的当局所要求的任何相关健康、安全或舒适规定。

{C}2. {C}{C}实施传染风险管理模式的关键

降低呼吸道疾病传播风险的措施有稀释、隔离，甚至社区封闭等措施，ASHRAE标准241-2023在制定时是依据ASHRAE在2022年修订的“传染性气溶胶的立场文件”以及2022年5月美国设施指南研究所（FGI）颁布的《设计应对和适应紧急情况的医疗和住宅护理设施的指南》，认为降低疾病传播风险的关键在于保证每人的洁净风量。人均洁净风量应是这种需求的最有效表示方式，且可扩展其定义。洁净风量的定义是指在呼吸区内均匀分布的无病原体空气的理论风量。传统观点，新风是无病原体的空气，开窗新风通风被认为是最有效的降低疾病传播风险的措施。

在传染风险管理模式中，要降低呼吸道疾病传播风险必须保证人均洁净风量。这人均洁净风量在不同场所中的需求远大于《民用建筑供暖通风与空气 调节设计规范》（GB50736-2012）、《综合医院建筑设计规范》（GB51039-2014）等我国现行国家标准。那么大的人均洁净风量对于自然通风的建筑也许还能承受，但对空调或供暖建筑则不堪重负。

为此，ASHRAE标准241-2023提出等效洁净风量（equivalent clean airflow）概念。等效洁净风量定义为在呼吸区内均匀分布的无病原体理论风量，其对传染性气溶胶浓度的影响与实际新风量、过滤风量和传染性气溶胶灭活风量之和相同。或者说，实际新风量、过滤风量和传染性气溶胶灭活风量之和的等效洁净风量可以替代无病原体的新风量。等效洁净风量就是人均洁净风量的扩展形式，以空间内每位室内人员所需的等效洁净风量（required equivalent clean airflow per person for infection risk mitigation  ECAi）为单位给出。不仅可以通过新风量来满足，还可以通过空气过滤和各种其他技术消毒的再循环风量来满足。这就允许采用优化成本和能源等因素的最佳组合来实现传染风险管理模式，改变了传统的全新风全排风的最耗能、最昂贵的通风方式。

ASHRAE标准 241为了能安全有效、低耗经济地满足等效清洁空气量要求，对使用的过滤和空气净化提出了更多的要求，其中包括该标准规范性附录A中的测试要求，以确保性能并证明操作不会以其他方式（如通过提高臭氧水平）降低室内空气质量。如仅使用机械纤维过滤器的空气净化系统即使没有额外的安全测试要求，也不受标准 241规范性附A中所有安全测试要求的约束。一般通风空气净化装置依照ANSI/ASHRAE标准52.2 按粒径测定去除效率的试验方法进行测试，必须达到MERV-A 11或更高，否则该空气过滤器的传染性气溶胶去除效率(epr)应指定为零值。符合ISO标准16890-16的ePM2.5 50%评级或经制造商认证为HEPA过滤器均被视为满足此要求。

对灭活传染性气溶胶的空气净化系统，包括紫外线、静电、光催化，和电离子等空气净化系统，应根据该标准第7节确定具有灭活传染性气溶胶技术的空气净化器的有效性和安全性，以及规范性附录A中所有安全测试要求。这个要求适用于所有提供灭活或从气流中增强去除微生物的空气净化技术，以及单独或与机械纤维过滤器结合使用的空气净化装置。

3.  确定减少传染风险的等效洁净风量

同样， ASHRAE标准241-2023作为标准给出了降低传染风险的最小等效洁净风量。

3.1所需的最小等效洁净风量的计算

传染风险管理模式中每个使用空间内呼吸区为减轻远程传播风险所需的最小等效洁净风量（V_ECAi）可以根据下式（1）确定。

V_ECAi = ECAi × P_Z,IRMM      (1)

其中V_ECAi =传染风险管理模式中降低远程传播风险所需的呼吸区最小等效洁净风量，L/s

ECAi =表1给出传染风险管理模式中每人所需的等效洁净风量，L/s人

P_Z,IRMM = IRMM中呼吸区人数。

P_Z,IRMM应默认为符合ANSI/ASHRAE标准62.1、ANSI/ASHRAE标准62.2或ANSI/ASHRAE/ASHE标准170的适用人数、或设计的人员密度、或传染风险管理模式期间业主可接受的更少的室内人数。

表1   传染风险管理模式中呼吸区人均最小等效洁净风量

如用地或区域未表明使用类别，则建议应采用表1中使用类别、人员密度和活动方面最为相似的案例。

如拟用空间或区域的使用类别涉及高于其对话水平的群体发声，则每人所需的等效洁净风量应乘以2。

住宅单元的呼吸区。在一个住宅单元中，呼吸区由ANSI/ASHRAE标准62.2中定义的可居住空间组成，是居住单元可居住空间内的一个区域，介于75mm ~ 1800mm之间。离墙壁或固定空调设备间距大于600mm。可参见资料附录D“确定最小等效洁净风量的风险评估模型”。

3.2各区域洁净风量的确定

建筑物内各区域的实际洁净风量应大于或等于上述所需的最小等效洁净风量。由于等效洁净风量等于实际新风量、过滤风量和传染性气溶胶灭活风量之和，送入图1所示的区域内的洁净风量由服务于多个区域的集中机械通风系统、该区域的净化通风管道系统以及区域内设置的自循环净化装置。
 

图1  室外新风与洁净空气的进风源

下式（2）为该区域内洁净风量的计算式；

Σ[Z_f × (V_OT + V_MVS)] +ΣV_ACS + V_NV ³ V_ECAi        (2)

其中

Z_f =送入该区域风量的比例，计算方法为该区域的送风量除以所有区域的总送风流量

V_OT =新风量，L/s

V_MVS =多个区域空气净化系统的等效洁净风量，送入多个共享区域，L/s

V_ACS=该区域内空气净化系统等效洁净风量，为待处理的再循环风量(V_RC)的函数，L/s

V_NV =自然通风系统的新风量（或渗入的新风量），L/s

V_ECAi = 呼吸区所需的最小等效洁净风量，L/s

该区域的计算洁净风量应大于或等于上述所需的最小等效洁净风量

{C}4. {C}{C}区域通风形式与气流分布类别

每个建筑物内各区域可配置机械通风、自然通风以及两者的混合通风。各区域应相应的气流分布类别。

4.1 区域的通风形式

自然通风系统应按照ANSI/ASHRAE标准62.1和ANSI/ASHRAE/ASHE标准170中描述的方法或AHJ批准的工程分析进行设计。室内辅助自然通风系统应通过工程分析确定新风等效风量。

自然通风开口应符合：

a.与不同房间的开口至少间隔1m。

b.不得位于遮蔽、凹陷或封闭区域内

在混合模式中自然通风系统应在所有运行条件下独立评估。系统应按照ANSI/ASHRAE标准62.1、ASHRAE/ANSI/ASHE标准170 中描述的自然通风和机械通风方法或AHJ批准的工程分析进行设计。混合通风分为以下三种：

a．分区混合模式通风。在分区或在空间混合模式的系统中，当空间内不同区域的通风方式不同时，自然通风区内的自然通风系统和机械通风区内的机械通风系统应满足式（1）。

b．切换混合模式通风。在切换或按时转换的混合模式系统中，整个空间的通风方式根据空间需要交替进行，自然通风系统和机械通风系统应分别证明满足式（1）。

c．并发混合模式通风。在同一空间内同时使用两种通风方式的并发混合模式系统中，自然通风系统和机械通风系统的联合作用应满足式（1）。

3.2 区域气流分布类别

各区域应设置与表2相应的气流分布类别。

表2     区域洁净气流分布类别

室内空气净化系统应按表3进行分类，并应按照表4的要求使用。

表3  空气净化系统分类

表4    按送风类型划分的室内空气净化系统