黄河：后疫情时期，商业综合体如何设计防疫？

迈点网 · 黄河专栏 · 2022-05-16 11:25:01

如何确保商业综合体内集聚人群防疫安全边界的经济、可行技术措施？

（迈点专栏黄河）

引言

商业综合体是商业地产发展的较高建筑形式，是城市形象、综合实力的社会面体现，其建筑内部的商业、办公、居住、酒店、餐饮、会展、文娱等多种城市生活空间，通过高度集约、功能互动，极大程度地满足人们都市生活的诸多需求并创造出较好的经济、社会效益。但自2019年新型冠状肺炎疫情席卷全球并不断变异攻击人类以来，商业综合体固有的多业态集聚、空间相对封闭、人流密度大等特征，使其极易成为隐蔽性较强的新型变异新冠毒株攻击场所。

本文依据新冠的传播特征从商业综合体的设计角度，思考后疫情时期，如何确保商业综合体内集聚人群防疫安全边界的经济、可行技术措施，并把观点抛砖引玉给同行指正、丰富。

1、新冠的危害及转播特征

新型冠状病毒 ( COVID-19)是单股正链 RNA 病毒（极易变异）,病毒基因组由约3万个核苷酸组成。自2019年底新型冠状病毒肺炎（以下简称为新冠）发现感染人类以来，已在我国及195多个域外国家传播，世卫组织统计显示，全球累计新冠肺炎确诊病例达517648631例，累计死亡病例6261708例（截至2022年5月13日）。在最近的一波新冠BA.2变异毒株的攻击下，已造成相当数量人员感染，甚至引发我国强一线城市深圳、上海的封城抗疫，给国民经济带来巨大损失、人民生命安全造成极大威胁。

1.1 新冠病毒传播

新冠主要的传播途径是呼吸道飞沫传播和接触传播，气溶胶和粪口等传播途径。通过流行病学调查显示，病例多可以追踪到与确诊的病例有过近距离密切接触的情况，其主要传播形式如下：

直接传播是指患者喷嚏、咳嗽、说话的飞沫，呼出的气体近距离直接吸入导致的感染；

气溶胶传播是指飞沫混合在空气中，形成气溶胶，吸入后导致感染；

接触传播是指飞沫沉积在物品表面，接触污染手后，再接触口腔、鼻腔、眼睛等黏膜，导致感染。

1.2 新冠病毒特征

新冠传染性较高，要茂盛教授团队研究表明，‘无症状’患者通过呼吸排放大量新冠病毒, 每小时排放高达几百万个病毒单位。在温度21~23℃、相对湿度65%的条件下, 新冠在气溶胶中能存活3h左右；在铜、纸板、不锈钢和塑料表面分别能存活8、24、48和72h左右；在水中存活的时间在数小时到24小时不等。新冠在4℃时最稳定，14天之后大部分病毒依旧存活。

虽然新冠病毒传染性强、危害大，但其RNA病毒本质决定了它脱离生物宿主后不能自我复制并长时间存活，并具备下述弱点：

弱点1：不耐高温及紫外线照射

通过物理加热及紫外线照射，可以破坏新冠病毒的蛋白质，使其失活。实验表明，温度在56℃以上及紫外照射，消毒时间30分钟以上可有效对病毒灭活。

弱点2：不耐消毒剂

新冠病毒的脂质包膜结构，使用75%的酒精、含氯消毒剂、过氧化物类消毒剂均可使病毒蛋白质脱水变性，导致病毒失活、死亡。

弱点3：自身不能长距离传播

新冠病毒的传播形式包括飞沫传播、接触传播、气溶胶传播等，但较难长距离传播。

针对上述新冠病毒的高传染、隐蔽性及其固有弱点，在商业综合体建设与改造前期，设计各相关专业工种需整体考虑，通过对建筑空间、机电系统的预设配置，建立起科学、经济的建筑防疫安全壁垒。

2、商业综合体防疫基础理论

2.1 负压防扩散

负压防扩散是指主动性控制建筑平面空间的送、排风量，对不同层级的防护区域形成有效负压差（>5Pa），通过引导空气在空间的有序流动方向，达到阻缓潜在新冠病毒在建筑空间内传播的方式。在项目应用中需考虑建筑垂直气压分布及冬、夏季空调开启的综合影响，各区域间风量差按下述公式①计算：

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对于具体项目，设计上宜按3个层级防护区域划分，即F0易感区域（风压：-10~-15Pa）、F1流走区域（风压：-5~-10Pa）、F2驻留区域（风压：0~-5Pa），平面分区管控示意详见图1。

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通过建立商业平面风压管控、科学计算送、排风机风量及合理布置送、排风口设计，在空间上形成F2>F1>F0有组织的气压梯度，可最大限度阻缓空间内病毒以空气流动为介质的交叉感染、快速传播。

2.2 稀释防传播

稀释防传播是指科学提升新风送风量，针对空间有限‘无症状患者’个体呼出的易感带病毒空气进行置换稀释，随稀释度的提升、空间病毒浓度水平快速下降，当达到安全值下，该空间病毒传播能力趋近为无害，实现保护空间内健康人员的安全目标。

国内在封闭空间内主要采用置换通风形式降低病毒传播，其中以江亿院士团队的科研成果即密闭空间风险评估二原则应用较广。商业综合体在暖通设计时在风平衡计算中可直接引用相关公式校对设备风量选型的防疫安全度，并依据甲方对风险的要求程度推进施工图纸设计。

风险评价二原则：

１）当污染空气稀释倍数≥10000倍，认为人体在该空间感染病毒风险接近为零；

２）当污染空气稀释倍数<10000倍，采用感染风险模型公式②进行计算：

式中 Pe 为大众体质人群的感染概率；

Ａ为封闭空间密接感染概率，可取３０％；

Ｂ为常数，可取值为0.01；Ｋ为稀释倍数；

Ｔ为顾客在环境中的平均滞留时间，ｓ；Ｔo 为顾客每次呼吸时间，ｓ。

通过把F0 - F2各级防护区域的常规新风取值代入公式②可知：

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由上表可知：

Ø 仅在保证国标新风量的情况时（100%客流饱和），潜在感染概率高达21% ；

Ø 实际客流下降到50%或相应提升新风置换量时，传染概率（Pe）快速下降到<0.03%的低风险水平；实际客流下降到35%或相应提升新风置换量时，传染概率（Pe）下降到趋近于零的安全水平；合理提高新风量或降低客流负荷，可极大改善无接触新冠传染情况；

Ø 后疫情时期，对商业电梯、卫生间排风等F0部位的防疫通风设计需给予足够重视；

Ø 疫情期间，商业体科学控流及顾客主动缩短购物停留时间是大幅降低集聚感染的有力措施。

3、各专业的防疫设计要点

3.1 建筑设计

建筑师应将人在建筑中的舒适度与体验感放在首位。这可以具象为三个要素，即健康、高效与人文，其中健康应当摆在至关重要的位置上。-孟建民院士

在商业综合体的防疫设计规划，主要是利用建筑外部形态与城市主导风向形成的自然通风效果并完成对关键设备用房、通风管井的科学布局，达成整体通风环境的改善，降低建筑空间内污染气体对健康人员的传染。

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设计防疫应对，需重点关注下述三方面：

①利用外部气流环境：通过对建筑所在城市的气象条件调研及地块现场实测校偏（周围建筑物的影响），建立建筑主导气流环境及强风、弱风区；

②严防二次污染源：

垃圾站易造成二次污染，宜在建筑弱风区正下方地下室布置，动线上邻近内部道路入口、大型货车可达、停靠；

隔油池宜采用一体化隔油池，其区域保持负压环境，动线上确保中型货车可达、停靠；

③充分利用环境通风：

在商业裙楼屋顶与各塔楼之间，建立天然清洁通风廊道；商业排风口与建筑主导风向同向布置，保证竖向管井微负压环境；商业新风口与主导风向逆向布置，保证竖向管井微正压环境；在建筑弱风区与外部道路间建立绿化带；

上述建筑布置示意，参见图2。

3.2 给排水设计

防疫应对重点在防止给水污染及生活废气的建筑内泄露、病毒传播，设计关注以下四个方面：

①给水系统：防止供水管道形成虹吸效应与背压回流，造成饮水污染。设计上自备水源供水管道严禁与生活给水管道直连设计；对接入地下消防水池、洗车场及冷却塔积水盘等可能被水污染部位的供水管道末端设真空破坏器及对夹单向阀；

②排水系统：严禁两个及以上排水点位水封共用设计；对污、废室内合流系统需设专用通气立管并每层与废水立管向上斜连，通气立管顶端延伸至屋顶室外空间；排水管道不得设计在浴池、餐饮及烹饪区、泳池等上方，确不能避免，需采取必要的防护措施。（注：不宜采用吸气阀+自循环通气系统）

③公区洁具：设计非接触式卫生洁具，即感应式水嘴或者肘式开关及感应式冲洗阀；

④其它：饮用水箱：独立设计，与其他用途的水箱分开；

化粪池：原则上需设计化粪池，对无需设化粪池处理的地区，设计考虑好临时化粪池位置及可行性，疫情严重时，按图纸采用快装成品化粪池作为污水消毒前的预处理构筑物，消毒处理后接入市政污水管网。

3.3 电气与智能化设计

防疫应对重点在疫期点位及容量预设及规划防疫模式自动化运行，设计上关注以下三个方面：

①供电电源：公区按非接触方式设计预留相应电源：如：感应门、感应便器、感应龙头及回风电动密闭阀等的电源；暖通专业的通风系统（含事故通风）和空调系统的电源需独立设置，在疫情时新风系统电源具有切换备用电源的条件，保证新风系统的正常运行；公共区域、后勤走道、地下室设备房等部位预留增加紫外线灭菌灯的点位；

②监控：商业入口设组网型的热成像测温摄像机，实现快速无感测温，提高疫情事件响应效率；

③其他：收银系统：采用非接触式收费系统；

防疫运行：设计引入智慧建筑理念，在其建筑风系统控制软件中加入疫情运行控制模式。

3.4 暖通设计

暖通专业在防疫设计上肩负重要责任，结合商业综合体其建筑体量较大、业态功能较多、竖向的中庭贯通及空调系统自身复杂等特点、难点，构建安全健康、可行的空间气流与新风环境并兼顾经济性。为达成阻击病毒扩散，降低空间内疫情影响，设计上需重点关注下述六个方面：

① 空调末端及新风形式

商业综合体内通常由多种空调形式组成，按冷媒介质分类：

氟机的分体空调、VRV中央空调系统均按常规设计，新风口过滤器部位设计上需便于维护，疫情期间分体空调环境注意自然对流通风，VRV空调独立新风机保持开启并确保新风进风口清洁、管道保持正压状态，避免病毒通过新风管道交叉污染；

水机分为风机盘管（FCU） + 新风形式主要应用于商铺、中、小型公区、后勤办公等，新风处理同VRV系统要求；全空气系统（AHU+混合新风）主要用于大型公区、IMAX影院、室内冰场、泳池、骑术训练场等，新、回风管设电动调节阀，疫情期间原则上需关闭其回风系统，采用全新风直流模式运行或直接关闭空调系统及各出风口调节阀。

另，VAV空调形式也属于全空气形式的一类，但疫情期间较易造成交叉感染，不建议在商业综合体内采用。

② 排风系统

F0易感区域：对公区卫生间、电梯间、隔油间、垃圾站等部位其排风设计量需适度放大，并形成局部相对负压区，如：商业公区卫生间可放大按20h-1换气次数设计，风机风量、风管截面与之匹配，男女卫生间不共用排风机，总排风口之间保证安全间距。通过风量及风口布置设计，在平面上建立风压梯度，即各级保护区域风压F2>F1>F0。

厨房餐饮：排风的常规三种方式，即‘一对一’独立排风（不共用排风竖井）、户内独立排风+集中风道+屋顶集中排风机、户内独立排风+集中风道（屋顶不设排风机）。第二种厨房排风形式，由开发商在屋面或者机房设置油烟净化设备及风机，入驻的商户在自己的厨房内设置油烟净化与风机设备，开发商的风机压头仅负责集中管井的压力损失，风机选用双速风机，风量根据用户数量考虑一定的同时使用系数。此方式在避免“串味”及“排不出”的同时也兼备了较好避免病毒通过风道交叉传染的可能，设计上需优先选用。

专用设备间：对垃圾房、隔油间，中水处理间、超市冷库等部位其对外排风需设除异味、净化处理装置，并确保新、排风口的设计安全间距，避免新风口吸入建筑物排出的废气，形成风短路；

③ 风平衡优化

综合体的风平衡设计中，通常会保持计算微正压的对外状态，这不仅可确保空调环境的舒适度并兼顾节能（减少外部无组织渗透风），系统对外口部微正压对该人员聚集部位也起到防疫正向作用。

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由于综合体内贯穿各楼层的多个中庭空间，在空调系统运行稳定后将在空间垂直方向形成竖向压力线（A线）及压力中和面，商业改造设计时需给予充分认识并对其空间压力线在两个方向优化，即在减少各平面对外部的正、负压及维持口部微正压。通过实勘绘制压力图，明确各层⊿P修正值。通过对送、排风量的风平衡优化，过渡到目标压力B线，详见图3。新增新风通过屋顶清洁走廊取风并经过净化过滤后送入室内，夏季时，在风压中和面以上科学增大新风；冬季时，在风压中和面上方适度调整排风并在首层各入口启动热风幕，在实现建筑节能的同时，最大限度减少外部渗透风压对内部空气的紊流作用，降低病毒有效传播范围。

④ 消防风系统

消防排烟、补风机宜采用双速风机，补风进风口设电子过滤设备；排烟竖井：疫情期间需保持负压；疫情期间，根据需要可启动消防排烟、补风系统快速增大综合体内清洁通风量；

⑤ 其他：

分区送风：严格按照防火分区设计通风空调系统，限制空调末端设备混风区域；余热回收：宜采用独立送、排风机+热回收换热装置并设管道旁通，疫情时，旁通热回收换热装置；空调凝结水：依据末端设备凝结水排水是否设有排水泵，正确绘制排水水封安装大样；凝结水立管独立设置并不得与屋面雨水立管共用。

4、结语

当前我国85%以上国民已完成新冠疫苗的接种工作，并成功抗击多轮新冠病毒突袭，标志我国已快速迈入新冠后疫情时期。但面对部分国家采取的“集体免疫”防疫政策及新冠病毒不断变异传播的现实，要清醒认识到在今后相当长一个时期，我国的新冠防疫外部环境将更为严峻。

依据病毒防控基础理论结合商业综合体自身情况，做好项目防疫设计规划，结合后期运营管控实现平时防疫、疫期系统的灵活转换，创建国内更加安全的后疫情商业环境，为保障丰富多彩的人民生活需求贡献商业人的聪明才智，展现我国新一代商业设计工程人员与时俱进的自信与浪漫情怀是时代赋予的光荣使命。

参考文献：

[1] 《中华人民共和国传染病防治法》（2013版）

[2] 国家卫生健康委员会办公厅．新型冠状病毒传播途径与预防指南［ＥＢ／ＯＬ］．（２０２０－０１－２７）

[3] 祝劲，吴喆. 新冠疫情下的商业综合体机电设计防疫探讨[J]. 安徽建筑, 2020（7）：118-119

[4] 戎向阳,刘希臣. 交通建筑中新型冠状病毒的空气传播风险与室内环境控制策略[J]. 暖通空调, 2020（6）：12-18