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“当我们打开冰箱时,房间反而会变暖” - 学院德方教授就抗疫接受南德意志报采访

    2020年伊始,新冠肺炎疫情开始肆虐,全世界人民的生活都笼罩在阴影之下。现今,疫情已经进入了常态化阶段,在疫苗还没有大批量的投入使用之前,如何有效的抑制病毒的传播成了抗击疫情的重中之重。  

    同济大学中德工程学院建筑电气与智能化专业德方专业协调人马丁·伦纳教授利用自己的专业特长,在建筑领域提出了抗击疫情的可行方案。


    马丁·伦纳(Martin Renner)教授,现任职于在慕尼黑应用科学大学,教授空调技术。通过研究过滤器或者添加剂对新冠疫情的帮助作用,思考学校在应对新冠疫情方面能做些什么。这位57岁的教授还致力于房间舒适度的调查研究,以及男性和女性谁更倾向较低温度的问题。以下是伦纳教授接受南德意志报的采访原文:

"当我们打开冰箱时,房间反而会变暖"

来源:南德意志报     采访人:PHILIPP CRONE

    房间闻起来有点陈腐。这并不令人感到惊讶,因为自从假期开始之后就没人使用过这间在Loth街34号第1层的实验室了。另一方面这也和房间的空气质量,气流,通风和供暖有关。Martin Renne正坐在他的电脑前,就他本身也影响着其身体周围空气的流动。通常Renner教授致力于窗体和墙体的隔热/绝缘的研究。但是现在主要研究承载着新冠病毒(Sars-CoV-2)的气溶胶,其比尘埃更加难以检测。这位57岁的教授讲述了/介绍如何使用高效颗粒过滤器(Hepa-Filtern),各种不同的通风方式,以及在空调系统的应用中的必须注意事项。他说话的语速很慢,并带有轻微地施瓦本口音,几乎没有任何手势。感觉是他不想太多地扰动空气。也许是职业病,亦或许是一位经验丰富的工程师和一位在数仟学生面前讲授专业知识的教授的沉稳。


    “在与新冠病毒的斗争中,空调系统并不是制造问题的所在,相反是解决问题的一部分。”

  

     采访人(Question):Renne先生,我们可以通过空调系统过滤掉空气中的病毒吗?至少如生产厂商所宣传的那样。

马丁·伦纳 (Answer):这基本已经是可能的。如今人们多次谈论的Hepa过滤器就可以实现。只是这种过滤器并不能解决所有问题。


Q:为什么不能?

A:因为这种过滤器只有在得到预先很好过滤过的空气才能有效并长久的工作。如果把高效颗粒空气过滤器(Hepa-Filtern)设置在一般的空调系统中,两天后滤层就会很厚,然后压阻就会增大。安装了这样的过滤器的空调系统在这样的情况下反而不能正常工作,因为风机因压阻过大而不能运转。基本上来说,安装标准过滤器的空调系统中,绝大部分是细滤器,已经阻挡了很大一部分,比什么都没有安装好多了。


Q:有些人认为空调系统是危险源头,事实是这样吗?

A:当然不是。很清楚的是:空调系统是在对抗新冠病毒的解决手段之一,而不是制造问题。当然,人们在谈论时必须当心用词:空调系统的部件并不等同于空调系统。

注:

Klimaanlage ist nicht gleich klimaanlage:空调系统的部件并不等同于空调系统


Q: 也就是说,在一些南方国家房屋墙壁上安装了风机的白色盒子就是传统的空调吧。

A:不是的,那只是空气冷却器,而不是空调系统。它仅仅是把冷量或者热量释放到外部,而没有空气的交换。


Q:那么到底什么才是空调?

A:空调其实就是一种既可以提供新鲜空气,也可以进行加热和冷却,还可以用来加湿或者除湿的通风设备。以肉类加工厂为例子就可以很容易理解为什么细节概念区分如此重要了。


Q:您指的是Tönnies这家肉类加工厂的案例吧。据说温度和空调有利于病毒在工厂内的传播,所以空调是罪魁祸首。  

A:其实不是的。报道中提到的设备只是将房间的空气再循环-即风机设备。被污染的气溶胶,也就是最小的水分子,其实一直在生产车间聚集。假如没有风机设备的话,这种情况也会发生。再加上生产车间内的超低温度和高湿度,最终导致了这起肉类加工厂的事件。


Q:这些因素有什么影响作用?

A:这与流感病毒相似:病毒在低温下更宜生存。与新冠病毒(Corona-Viren)的表面某种不耐热的脂肪层有关。 由于在潮湿的空气中水滴蒸发地较慢,即病毒的载体蒸发地也较慢,因此病毒传播的也较快。


Q:总的来说,开窗通风是有利的?

A:可以这么说。不过这并没有被实时监测。您什么时侯会意识到房间空气被交换了?


Q:如果在冬天,几秒后就知道了。

A:但在过渡季节,也就是室内外温度相当,加上可能还没有风的时候,就会很长时间都不会发生空气交换,因为没有交换的动机。


Q:人们这么称谓它?动机?

A:(笑)其实是空气动力,大学生们应该更加清楚。


Q:科研人员在研究对抗气溶胶方面的兴趣非常高。

A:确实如此。目前,我们有明确迹象表明该病毒也可以附着在气溶胶上。


Q:它们不沉降到地面上吗?

A:不会的,这是因为房间中的空气流动。我们正在谈论的是最小的液滴。病毒明显还要小于液滴,而液滴的大小约为千分之一毫米。如此之小,所以它们漂浮在空中。


“由于飞机机舱内的过滤系统和空气气流,所以飞机上感染的风险很小”


Q:但它们也有一些重量。

A:是的,但是举个例子,只要房间中有计算机或人,即所谓的热源,就会产生浮力,从而导致液滴在室内流动并扩散开。


Q:空气总是在流动吗?而且就在这,咱两个人坐着,并且只有一个窗户倾斜开着?

A:两个人,等同于两个37度的热源,这就足够了。甚至周围只有一台待机的电脑也足够了。


Q:您说各个空调系统并不相同,它们有什么区别?

A:有混合通风和置换通风两种。混合通风是指,在房间的某个位置强烈地吹入新鲜空气,使其与室内空气很好地混合在一起, 然后在房间的另一个位置将空气吸出/排出。通过输入新鲜空气从而降低空气中的污染物质/有毒物质(比如气溶胶)的浓度。绝大部分的办公室区域都是混合通风。


Q:那么置换通风呢?

A:它利用热浮力。冷的新鲜空气轻微吹入房间,沿着墙壁缓缓下沉,并在那形成一个冷空气地带,比室温低约4摄氏度。而在人的身体周围,即热源,空气因为热力而沿着身体上升,并在上方被吸走。这类似于开窗通风:绝大部分的外部冷空气进入房间后,首先是聚集在地板上。这种通风的优点是人们可以呼吸到新鲜空气。这种技术在Skandinavien半岛很普遍/流行。


Q:针对新冠病毒,哪种技术更好?

A:混合通风技术把所有气体都混合在一起,包括被感染者呼出的气溶胶。 置换通风技术更适合用在这里-针对新冠疫情,它能迅速地将呼出气体吸走。总之重点在于,排出陈旧的空气,输入新鲜空气。但是检测测量空气很困难。如果不能很好地进行测量,那么也无法对室内空气进行准确地归类定义。


Q:所以,上完课后的室内空气肯定比上课前更差。

A:是的。现在人们又谈论到了二氧化碳(CO2)指示灯。只要一个房间的CO2达到一定值,LED灯就会显示。当CO2浓度明显下降时,其会通过绿色LED指示,这说明房间已经进行了合理的通风。


Q:听起来是帮助学校的一个解决方案

A:绝对是的。一个简单的设备可能只要花费50欧元。在我的课堂上,一个可以容纳50人的教室,45分钟后红色的指示灯会亮起,不再是绿色。如果再加上学生们都带上口罩,同时通风系统安装上细过滤装置,比Hepa-过滤器稍微粗略些,并且风机系统运转良好。那么这些措施足够预防新冠病毒的感染。现在有些地方还提供安装了Hepa过滤器的便携式循环空气净化器。


Q:现在人们经常谈论雾化。那是什么?也许对气溶胶有帮助吗?

A:它的基本意思是

:将含有过氧化氢的蒸馏水通过小的喷嘴喷入房间,以对房间进行消毒。过氧化物捕捉到病毒并破化其外壳。重要的是,其对人没有任何副作用。大家可以想象, 比方在学校的一个较长的休息时间进行消毒,然后再进行很好的通风。


Q:您曾提到空气的湿度。我们可以对它采取什么措施吗?

A:当然。我们就拿流感病毒举例,在相对湿度为42%,其传染率是最低的。以此类推,同样适用于新冠病毒(Sars-CoV-2)。但是我们大多数的房间,尤其是在冬天,相对都太过干燥了。


“在一个只有女性工作的办公室,设定的温度应不同于男女混合办公室。”


Q:在加热器上放一桶水?

A:有点作用。但是采用一个来自专门设备的细喷嘴,其效果当然更好。


Q:飞机上是什么情况?那里安装了Hepa过滤器。

A:飞机在后来进行改装了,这是肯定的。一些航空公司还在货舱中额外安装了过滤器。在飞机上,具有较高比例的再循环空气和较低比例的外部空气(即新鲜空气)。由于机舱内的过滤系统以及空气流,即所谓的从上方到下方的置换气流,从而降低了飞机上感染的风险。事实上也确实如此。


Q:目前您对空调系统的安装使用有什么建议?

A:关键是空调系统卫生并正确地运行。一些公司正考虑关闭其办公室内的循环空气设备,以阻止气溶胶的传播散布。其实,一个可能解决方案是安装过滤器。因为如果完全关闭设备,那么自然也会降低房间的舒适度。


Q:舒适度。它是专业术语吗?

A:是的,在办公室内人们会使用舒适度,在工业建筑内则称谓可容忍度。

Q:在什么温度下,办公室人员会感到舒适?

A:在夏天,最高舒适温度为26摄氏度。如果高于这个温度,人们的工作兴趣就会下降。在冬天,舒适温度应为20摄氏度或21摄氏度。科学证明,男性和女性之间对舒适温度有差异。女性的舒适温度相对男性高出2到3摄氏度。这可能与人体的平均身体结构及脂肪率有关。在一个只有女性工作的办公室,设定的温度应不同于男女混合办公室


Q:那么您在家是如何设置温度的?

A:(笑)在我们家相对凉一点。我会建议我的儿子和女儿,适时换上T恤或套衫。


Q:对于那些在办公室工作的人,您有什么建议?他们可以为自己做些什么?

A:建议他们自己了解一下办公建筑内是什么通风系统,并确认其是否具有按照规定的卫生控制。另外也重要的是,了解室内空气与室外空气每小时的交换次数/频率。


Q:那空气交换应该多久一次?

A:大概每小时1.5次。 在目前情况,如果次数更多的话,当然更好了。不过空调系统是无法轻易更改的。


Q:地球正在变暖。因此,将会有越来越多的空调系统,据估计,这些空调系统也进一步加剧了全球变暖。您对这个发展趋势怎么看?

A:这确实是我们的主要挑战之一。问题在于,一个系统通过输入更多的能量来达到冷却的目的,最终却导致了释放更多的热量到环境中。这就等同于,当我们打开冰箱门,房间没有并冷,而是更热了。一种解决方案是冷量从可供应的源头(比如地下水)提取,但是这样也会产生废热。在慕尼黑就有相对于供热系统的就近供冷网络,比如在Ostbahnhof (东火车站) 附近。


Q:这确实是个对遥远未来的展望,那么您怎么看待秋冬季节如何度过?

A:通风,通风,再通风和过滤,过滤,再过滤。









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