教学室内公共空间推广应用紫外除菌系统解决方案

2020-02-19 10:57

随着国民生活水平和健康卫生意识的不断提高，人群密集公共空间的疾病防控体系早已被列为关乎国计民生的重要课题之一。幼儿及青少年作为一个极具代表性的特殊人群，更是被相关部门作为重点关注和保护的对象之一，因此幼儿和青少年聚集的学校等场所的疾病防控措施，就尤其值得关注。

公共空间的杀菌、消毒工作，作为疾病防控体系的重要环节，国家颁布过多条标准规则予以指导和规范。对于幼儿园，国家住房和城乡建设部新颁布的 JGJ 39—2016《托儿所、幼儿园建筑设计规范》6.3.2和 6.3.3条款中明确指出。

经过充分的调研，我们提出一种新型的紫外杀菌、消毒系统，作为现代化的教学装备，具有安全、可靠、智能化的优点，完全可满足现代化的教学场所中。那么让我们来具体了解一下。

何为紫外线

紫外线是一种低能量的电磁辐射，波长为 200—275 nm。有灭菌效果较强、使用方便、简单、可移动、成本低、易普及等优点。其发光原理是在经真空处理的石英玻璃管中充入水银蒸汽，灯管两端置有灯丝。通过镇流器给灯丝两端加以电压，激发水银气体弧光放电而产生紫外线光线。紫外线灭菌灯是利用紫外线进行光照杀菌的一款医疗器械，其强度应不低于70μW/cm2。适宜的灭菌温度为 15 ℃—40 ℃，相对湿度为 50%—60%。但是其作用范围仅限于物体的浅表面，只能在紫外光照辐射到的地方及空间才有作用。

它的消毒的科学原理为:主要作用于微生物DNA，破坏 DNA 结构，使之失去繁殖和自我复制的功能从而达到杀菌消毒的目的。紫外消毒技术具有其它技术无可比拟的杀菌效率。杀菌效率可达 99%—99.9%。

紫外线杀毒经常使用在：（1）医院的应用手术室灭菌，术前灭菌防止患者感染；（2）病房灭菌，如儿科病房、妇产科、传染科病房等；（3）普通家庭日常消毒（房间、卫生间、厨房、衣物、橱柜、地下室等的杀菌消毒），尤其适用于梅雨或阴天使用；（4）工厂的应用，无菌车间、食品厂食品加工车间等；（5）学校的教室灭菌，预防交叉感染，降低发病率；（6）公共建筑的应用，在公共通风管道内和中央空调的送风管道内装上适量灭菌紫外灯，可向房间送无菌风，预防交叉感染；（7）食品加工行业的奶制品厂，酿酒厂和面包房，是目前空气、仪器工业、饮水饮料、器具杀菌消毒之必备品。根据不同的使用需求，杀菌灯使用有不同的方式方法，选择不同功率的杀菌灯，科学使用，达到消毒手段。

应用现状以及问题

·教室紫外线除菌系统的现状

通过走访不同城市和地区的教学场所，了解紫外除菌系统的应用现状，汇总得到以下几点使用现状：

（1）有部分尚未使用任何紫外杀菌设备，在传染性疾病高发季，仍使用比较原始的燃烧艾草，熏醋，喷洒消毒水等方式进行杀菌。

（2）有部分已经按照国家要求，安装了紫外杀菌灯，但并未设置专人管理和维护，也没有定期检修和更换部件，部分杀菌灯已经损坏，无法起到有效杀菌的作用，形同虚设。

（3）部分是正常安装，正常使用，也有老师定时开灯进行室内杀菌，不过选择的产品品质良莠不齐，园方定时开灯，定时关灯，但并不确定这样做是否能真的起到杀菌消毒的作用。

（4）使用不当，造成伤人事件屡有发生，如下：

2016 年 09 月 20 日，广州番禺区一学校因教师操作不当，误开紫外除菌灯，造成80多名学生眼睛被灼伤。

2016 年 07 月 15 日，深圳罗湖区一学校因教师误操作，导致部分学生眼睛出现红肿，疼痛，流泪等症状。

2013 年 7 月 23 日，河北石家庄一所民办学校内，发生因误开紫外除菌灯，造成学生灼伤时间。

·现有紫外除菌系统产品

紫外线除菌系统产品的消毒原理如下（见图 1）：

细菌吸收紫外辐射 ———— 细菌 DNA链被破坏 ———— 细菌无法繁殖，很快死亡

通过对不同类型紫外消毒灯的分析了解，目前在终端市场流通的紫外杀菌灯具种类繁多。以杀菌原理区分光源类型，市场流通的主要有两种，即254 nm 的 UV-C 杀菌灯（无臭氧）和 185 nm的 VUV（有臭氧）杀菌灯。图 2汇总了市场上常见的紫外杀菌灯规格和图片。

问题分析

·现市面上的许多产品存在的问题

不同紫外线除菌系统产品的规格和技术参数有诸多不同，但这些产品都普遍存在一些不足，如：产品设计没有考虑安全控制因素，没有相关的强制认证或产品法规作为依据。

针对某些有代表性的紫外杀菌灯具进行拆解分析，看到的结果更令人感到意外（如图3—图5示）：做工粗糙的连接和固定部件，结构简单且没有任何认证标识的驱动器，仅用绝缘纸包裹，胶带缠绕固定在灯具内，等等。

类似这种无标准，无认证的产品，尚无法确保自身可以安全、稳定的工作，其杀菌效果，令人质疑。

·紫外灯控制存在的问题

紫外灯控制应特别注意防止幼儿在场时误开。但是目前还没有比较成熟的做法，调研中了解到，大多数紫外线灯开关单独设置，且在等开关上作出标志，例如在紫外线灯开关上粘贴不干胶，上面写上“紫外线灯”，还有的是把紫外线灯开关设置高出，并做出标记。但这些做法也并不能完全避免误开。曾经发生过误开紫外线灯伤人事故。

鉴于目前情况，提出三种做法供参考：

（1）采用灯开关控制，并把灯开关设置在门外走廊专用的小箱病上锁，由专人负责，其他人不能操作。

（2）采用专用回路病集中控制，把控制按钮设在有人值班的房间，确定房间无人时由专人操作开启紫外线灯。

（3）有条件时采用智能控制，探测房间是否有人，由房间无人和固定的消毒两个条件操作开启紫外线灯。

学校、采购紫外线杀菌系统时，应要求供应商提供国家相关部门的检测报告。

·现存问题小结

（1）产品未行成标准体系，类型各异，规格不同。不同品牌产品不具备可替换性，使用不便。

（2）产品质量参差不起，设计简单，制作粗糙，无法保障使用者安全。

（3）灭菌效果难以保障和量化。

（4）大部分产品只具有单灯开关功能，不具备 “集中或智能控制”功能。

系统解决方案

·除菌系统要求

究竟怎样的紫外线消毒产品，才能满足教学场所除菌系统的需求呢？

首先，安全性能，以幼儿园为例，合格的紫外杀菌设备必须要同时考虑三类使用者的安全，即：安装和维修人员（工程人员），日常维护人员（老师/管理员），使用受益人员（学生）。

针对安装维修人员的安全——要求产品本身的电气安全性能必须达标且安全可靠，

如：稳定接地，良好绝缘，带电部件不可触及，在醒目位置设置安全提示标识，重要元器件符合国家标准和认真要求，确保安装和维修过程中操作人员安全。

针对日常维护人员的安全——因短波高能的紫外光具有灭杀细菌、病毒的特殊作用，因此要求在无人时使用，以避免紫外线灼伤，一旦有人误闯入紫外灯工作照射区域，光源需立即熄灭以确保人员安全。

针对使用使用者的安全——如前文所述，有效的紫外杀菌主要有两种形式，即：波长 254nm的 UV-C杀菌灯（无臭氧）和波长 185nm的 V-UV（有臭氧）杀菌灯；虽然二者都能起到杀菌效果，但原理确并不相同，UV-C 是利用波长 254nm 紫外线所具有的能力，迅速切断细菌/病毒的 DNA 链，导致细菌/病毒失去活性，无法繁殖，迅速死亡，此过程不会产生任何副产物。185nm 的 V-UV 的紫外光线，会空气中的氧气电离重组而产生臭氧，利用臭氧的强氧化性对空气中的细菌/病毒进行灭杀，但产生的臭氧如果进入人体的呼吸系统，会灼伤呼吸道粘膜，令人感到不适或引起其他疾病。所以针对二者进行比较，不难发现最适合在公共空间使用的紫外杀菌设备应该是 UV-C类光源。

最后，是产品设计的智能化，例如：定时开启，达到设定的灭菌时间后自动关闭，若有故障可自动反馈到控制中心。

·产品安装

这款产品安装非常方便，可吊装，可以贴墙壁安装，也可以吸顶式安装。在装置上留出快速接线的端子，操作简单方便。如果幼儿园已按照标准要求安装杀菌灯, 可在原有位置进行一对一的替换。

·产品维护

通常情况下，此产品日常基本无需维护。但产品质保时间到达后建议尽快更换，以确保产品的使用的可靠性。

社会效益分析

·给幼儿园带来的效益

1 、三重保护，最大程度减少人为操作失误所造成的影响

此紫外除菌系统，采用三重安全防护，除了传统人工开关之外，还预设了时间控制和人体感应控制。时间控制可以保证在特定时间内（通常为白天上课时间），紫外除菌设备不会因为人工误操作而被打开，以及杀菌时间完成后，若人工忘记关闭电源，设备会自动关断。人体感应控制保证了在紫外除菌设备运营的时间内（通常为晚上），万一有人误进入设备工作区域，可以立即停止设备的运营，保证不会对人体造成伤害。通过以上三重安全保障，可降低因人为误操作而产生紫外伤人事故的概率。

2 、减少因流行性传染病所导致的学生出勤率降低及集体停课

根据上海市长宁区针对区内幼儿园的调查，在一个学年内，因流感症状的缺勤占到总数26.8%，呼吸道症状占缺勤总数的72.8%，其他原因缺勤只有 0.4%（如表 4所示）。由此可见，流行性传染病已经成为影响幼儿园学生出勤率的首要因素。