室內空氣品質提升之通風與空調系統的策略

自2019年11月在中國發現首例病例以來，截至2022年12月24日，全球因COVID-19導致確診病例和死亡總數分別超過6億5千萬和650萬，由於SARS-CoV-2(COVID-19)大流行在全球範圍內反覆出現，主要是由感染者在室內環境中經由飛沫傳染給其他未感染的人所引起的，導致目前急需設計新的室內通風模式。為防止透過室內空氣傳播的病毒、細菌和其他污染物造成交叉污染，暖通空調系統(Heating, Ventilation and Air-Conditioning)需要重新設計，加入抗SARS-CoV-2大流行元件。其中設計得當的清淨系統能有效過濾其空間的空氣品質，使人員能夠有一個安全而又舒適的環境，利用空氣潔淨技術來排除環境中所產生的污染物。

空調系統在新冠疫情的傳播中扮演著重要的角色，而如何運用通風和空調(既暖通空調)系統已成為空調行業亟待解決的問題。截至2022年，美國暖通風與空調工程師學會(ASHRAE)、歐洲暖通風與空調協會聯合會(REHVA)與日本暖通風空調與衛生工程學會(SHASE)等相關機構均發布了應對新冠病毒疫情的文件。隨著全球疫情的日益嚴重ASHRAE網站公布了建築運營指南且更新了其關於空氣傳播染病的立場文件，REHVA也發了一份關於SARS-COV-2空調系統指南，且提到如有必要將繼續更新文件，由此可知室內通風模式在防治新冠病毒疫情中扮演重要的角色。

最近也有越來越多學者研究指出，SARS-CoV-2內含微米及亞微米為單位的氣溶膠(Aerosols)。美國CDC(Centers for Disease Control and Prevention)也指出攜帶病原體的氣溶膠有可能在通風不良的室內空間積聚，如教室、診所、大型醫院、辦公室、餐廳、酒吧和其他社區環境，人體如果吸入可能導致SARS-CoV-2感染。另外，在迴風無外氣引入以及過濾的相同室內環境下，可能會遇到有毒污染物污染，花粉、灰塵、細菌或真菌等過敏原亦同。而市售移動式空氣清淨機，像是高效微粒空氣淨化器(HEPA-purifiers)經驗證是有用的，不需改變既有空調系統的設計，即可有效過濾污染物，假設能善用移動式空氣清淨機搭配既有空調設備，提高換氣次數與過濾效果，如此將可大幅降低空調設備運轉的耗能及成本，兼具提升空氣品質的效果。

全球反覆出現的新冠病毒感染浪潮提出了一個重大問題：這種感染需要多長時間才能被徹底根除？SARS-CoV-2之所以能夠如此大規模地傳播，是因為它在封閉的室內環境中通過空氣傳播。儘管不同傳播途徑對SARS-CoV-2傳播的相對貢獻仍存在爭議，但目前的證據足以認定室內空氣傳播是主要傳播途徑，且室內空間的通風不良與呼吸道感染的傳播增加有關，透過Wang 等人闡述了呼吸道病毒通過氣溶膠(Aerosols)傳播的原理，以及在室內環境中傳播過程的影響因素，提到三個尺寸分別為100、5、1μm的懸浮微粒1.5m的高度到達地面大約需要5秒、33分鐘和12.2小時，因此，雖然通過吸入“飛沫核心(droplet nuclei)”的短程傳播(<1m)已被認為是最主要的途徑，但通過吸入“氣溶膠(Aerosols)”的遠距離傳播(>2 m)也不容忽視。

圖1 急性感染患者產生的飛沫和空氣中小顆粒傳播的理論空氣生物學

Kumar和Morawska提到採取了重要的預防措施，包括保持社交距離、戴口罩、經常洗手、消毒桌面、提高室內換氣次數和使用移動式空氣清淨機。Blocken等人實驗得出使用移動式空氣清淨機搭配現有空調系統，可以將氣溶膠顆粒濃度降低8~9成，將現有空調系統與空氣清淨機結合的方式既節能又適用於各種室內環境。

再加上現今環境空氣污染問題在全球日趨嚴重，世界衛生組織警告，空氣污染問題已造成人類健康風險，每年有約700萬人因空氣污染問題而喪命。而根據世界衛生組織所做的「2014年世界各國空氣污染」調查顯示，台灣在90個國家地區當中空氣品質排名第60名，除了戶外的PM2.5懸浮微粒引起大眾的恐慌，室內空氣品質不良對於大部分的建築造成病態建築症候群(Sick Building Syndrome,SBS)，主要室內空氣品質(Indoor Air Quality,IAQ)污染導致使用者出現各種不適症狀等問題。依據研究調查，每人每天約有80～90%的時間處於室內環境中(包括在住家、辦公室或其他建築物內)，室內空氣品質的良窳，直接影響工作品質及效率，因此環保署2012年11月公布施行「室內空氣品質管理法」，依場所類型，對二氧化碳、一氧化碳、甲醛、細菌及真菌等9種污染物，均設有管制標準。列管場所也需設置空氣品質維護專責人員、訂定管理計畫，定期進行檢驗並公布。

目前空氣污染物的種類越來越複雜。在談到空氣污染物的種類之前，我們首先須對空氣污染物有一清楚的定義。我國107年修正之「空氣污染防制法」中說明其立法目的「為防制空氣污染，維護生活環境及國民健康，以提高生活品質，特制定本法。」，事實上，就廣義方面來說，凡是空氣中的固體、液體或氣體，對於人類、動物及周遭環境具有負面影響之物質，皆可以稱之為空氣污染物。大體而言，若依空氣污染物的狀態，其可分成為「氣狀污染物」及「粒狀污染物」兩大類，其中粒狀污染物又可分成液體及固體微粒。民國92 修訂將空氣污染物細分如下：

表1 空氣污染防制法施行細則公布之污染物之種類 (資料來源：環境保護署)

空氣過濾的重要目的是清理工作場所和生活環境並控制流入大氣的污染物。人們受到過濾系統的保護內含通風、空調(HVAC)和空氣淨化系統，以保持生活和工作空間中沒有惱人的空氣污染物，如病毒、刺激性灰塵、微生物過敏原和其他揮發性有機氣體。

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