智能空间紫外线消毒系统设计方案.docx

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智能空间紫外线消毒系统设计方案

智能空间紫外线消毒系统设计方案

目前，正值抗击新型冠状病毒感染的肺炎疫情关键时期，也是“大隔离、大消毒”发挥作用的最佳窗口期。

加之，复工上班也逐步正规，办公室、会议室、餐厅/食堂、宿舍、实验室等各类生活、办公的室内空间较为密闭、阳光照射不充足、人员相对密集，加之部分人员每天都要接触外来客户或外出拜访客户等，很有可能将细菌或病毒带入至室内。

若室内环境没有得到及时的清洁消毒，即使人员做好自身的清洁卫生，外出路上也做好了防护，但仍然会因生活、办公、学习的室内环境残留在空气中或设施表面的细菌或病毒而被感染。

传统消毒剂主要以化学成分为主，有一定的刺激性与腐蚀性，易给人造成伤害，给环境造成二次污染，因此，消毒剂适用于室外环境消毒灭菌，不易长时间在室内环境使用。

紫外线是不可见光，因为在光谱中，它的电磁波频率比肉眼可见的紫色还要高而得名，又俗称紫外光。

紫外线消毒是利用紫外线能破坏细胞中的DNA或RNA，而达到杀菌消毒的目的，它可以用于空气、水体和表面消毒，具有高效性、广谱性、彻底性、无抗药性和没二次污染等显著优势。

2.方案概述

为加强疫情防控，给人们提供一个相对洁净卫生的室内环境，可在室内安装e消毒的智能紫外消毒系统。

该系统是“泛在物联网“与”专业紫外消毒”融合的结晶，与一般的单体智能紫外消毒有显著不同，它具有多重安全防护，从根本上避免传统紫外消毒可能造成的意外伤害，能实现更智能、更安全、更可靠、更高效的消毒，使紫外消毒从医院、实验室等传统应用场所，扩展到电梯、办公室/会议室、餐厅/食堂、超市、地铁站/车站、电影院等大众应用场所。

这对疫情的有效防控具有极为重要的意义。

3.设计依据

设计依据主要有：

《紫外线杀菌灯》GB19258-2012；

《紫外线空气消毒法》CIE155-2003；

《紫外线消毒设计规范》GB19837-2005；

《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008。

4.紫外线灯配置标准依据

4.1.医疗机构紫外线灯配置标准

所选紫外线灯具的功率应与所安装的房间体积匹配，按照WS/T367-2012《医疗机构消毒技术规范》要求，安装的数量为平均≥1.5W/m³。

因此，所需紫外线灯灯管数量n：

n=V×1.5/W

其中：

n-紫外线灯具数量；

V-房间体积；

W-紫外线灯的功率（标准辐射照度）；

GB19258-2012《紫外线杀菌灯》规定，紫外线灯辐射照度表如下：

相同空间下在确保消毒效果前提下，为减少紫外灯的数量，目前，部分紫外线灯具厂商推出增强型灯具，同功率灯具，辐射照度更高。

因此，计算紫外灯数量时以标准中规定的辐射强度为基础，应乘以系数s。

s=所选灯具辐射照度/标准辐射照度

因此：

n=V×1.5/W×s

4.2.普通民用紫外线灯配置标准

JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》的“附录C.7”给出了紫外杀菌灯数量的计算方法如下：

有一般卫生要求时：

n=4P²/H×V×F

有高度杀菌要求时：

n=0.05V/H×F

其中：

n-紫外线灯具数量；

P-室内人数；

H-紫外线灯至顶棚距离；

V-房间体积；

F-灯具效率（可取0.8）。

4.3.托儿所/幼儿园紫外线灯配置标准

JGJ39-2016《托儿所、幼儿园建筑设计规范》“6.3.2”条给出了紫外线杀菌灯安装功率参考值。

5.详细设计

5.1.系统拓扑结构

e消毒智能紫外线消毒系统采用典型的泛在物联网技术

5.1.1.智能紫外线消毒设备

目前，e消毒提供的智能紫外线消毒设备，主要由普通紫外线灯具和WF-IoT智能模组（或模块）组成而成。

下一步将与紫外线消毒设备厂家合作，提供一体化的智能紫外线消毒设备。

其中，WF-IoT智能模组（模块）是实现紫外线灯无线通信和智能控制。

5.1.2.智能传感控制设备

目前，e消毒提供的智能控制设备，主要有遥控器、智能人体感应控制器、智能语音播报器、智能消毒指示器、动能开关、融合物联网关、自组网节点等。

其中：

遥控器：

可对消毒设备进行无线遥控开关操作。

智能人体感应控制器：

感应消毒区域的人员情况，当有人误入时，自动发出关闭指令。

智能语音播报器：

根据正在消毒的工作状态，当有人接近时，播报正在消毒的警告（可根据客户需要，预置播报内容）。

智能消毒指示器：

根据正在消毒的工作状态，在地面投出“消毒中”的警示字样。

动能开关：

固定在消毒场所的出入口处，方便现场人员灵活开启或关闭消毒设备。

融合网关：

可预设控制策略，能实时监测、管理和控制本地所有智能紫外线消毒设备，可以满足不同网际通信，具有“上电即工作、自动化运行”的免维护特性。

自组网节点：

主要用于无线自由组网中继。

5.1.3.云端管控设备

目前，e消毒提供的云端管控设备，主要有边缘服务器和IUMS云管控平台等两种设备。

其中：

边缘服务器：

是一种基于嵌入式操作系统，集网络、计算、存储、应用等服务功能于一体，并部署在IP网络接入端的信息技术设备，是云端协同的重要支撑设备，具有“上电即工作、自动化运行”的免维护特性。

例如，AGS-智能边缘服务器。

IUMS云管控平台：

是一种部署在云架构服务器上的综合软件，可以满足私有云和公有云部署，能够对整个范围内的紫外消毒工作进行监管，主要包含数据采集、控制管理、系统管理、API服务、WebService接口等功能，能提供基于浏览器的WEB服务、基于IOS或Android系统的APP等一种或多种用户交互方式。

5.2.应用模式

根据不同的规模用途，e消毒主要有纯物联、局域网和广域网三类拓扑结构，从而形成三种不同的产品组合方式。

5.2.1.纯物联拓扑

这种拓扑形式，主要由智能紫外线消毒设备和智能控制设备组成，主要满足小范围或独立空间紫外线消毒的管控。

一般来说，有以下三种组合方式：

1）最简方式：

智能紫外线消毒设备和遥控器组合，或智能紫外线消毒设备和动能开关组合。

这种方式，通过无线方式实现消毒设备的开关，可避免操作人员受到紫外线伤害；但这种方式无声光提示、不记录工作时间、不能在线管理等。

2）标准方式：

在最简方式的基础上，增加智能人体感应控制器、智能语音播报器、智能消毒指示器等设备。

这种方式，可以通过无线方式实现消毒设备的开关，在消毒过程中有声光提示，具有较高的安全性；但这种方式仍存在不记录工作时间、不能在线管理等局限性，同时无法对较多的消毒设备进行管控。

3）高级方式：

在标准方式的基础上，增加融合网关。

既有标准方式的所有优点，又可以克服上述不足，还可对大空间部署的消毒设备进行管控。

5.2.2.局域网拓扑

这种拓扑形式，主要由智能紫外线消毒设备、智能控制设备和云端管控设备组成，主要满足规模较大、分布较广的消毒设备的集中统一管控。

其中，这里的云端管控设备一般包括边缘服务器、采用私有云部署的IUMS云管控平台（含服务器）。

当规模和功能不足以影响系统基本功能运行时，可以不包含边缘服务器。

这种结构，具有极强的可扩展性，既方便更多消毒设备的扩展，又可以借助这个物联网络拓展智能照明、实时定位、电子巡更、视频联动等诸多功能，还可以通过API接口或WebService接口与现有业务系统进行集成。

5.2.3.广域网拓扑

这种拓扑形式的设备组成与局域网拓扑基本类似，只是云端管控设备必须包含边缘服务器和采用公有云部署的IUMS云管控平台（在公网内租赁服务器部署）。

5.3.紫外线灯的选择

室内空间一般层高在2.7m至4m之间，依据GB19837-2005《紫外线消毒设计规范》，选用符合GB19258-2012《紫外线杀菌灯》标准的，功率在30W至40W之间的紫外线灯即可，数量根据紫外线灯配置标准计算方案计算即可。

5.4.智能紫外线灯安装设计

5.4.1.安装原则

为达到最佳的紫外线消毒效果，灯具安装一般遵循以下原则：

紫外线灯具尽可能的均匀分布在室内空间；

首选吊装的安装方式，灯具距离地面高度保持在1.8-2.2m；

不具备吊装条件的，可采用吸顶安装或侧面墙壁安装。

注：

如果采用吸顶安装高度大于2.5m，或侧面墙壁墙壁安装灯具分布不均匀的，可适当延长消毒的时间，以达到最佳消毒效果。

5.4.2.节电方式

根据室内装修环境，可选择以下两种节电方式：

1）就近取电：

没有吊顶，不具备给紫外线灯单独供电的情况下，可采用从照明系统或其他设备就近取电给紫外线灯。

优点：

无需铺设独立供电回路，不会破坏装修、施工快、成本低；

缺点：

消毒时，照明系统或其他设备需处于供电状态，能耗较高。

2）独立供电：

有吊顶，具备独立铺设供电回路的情况下，可采用为紫外线灯铺设独立的供电回路。

优点：

供电独立，控制相对方便，能耗相对较低；

缺点：

需铺设独立的供电回路，施工周期长，成本较高。

5.5.传感控制设备安装设计

5.5.1.动能开关

用于本地控制，安装在消毒空间门口外墙壁上，为防止勿操作，安装高度距离地面不低于1.8m，并且要有明显的警示标志。

如下图所示：

5.5.2.智能红外人体传感器

为防止消毒期间有人误闯，给人员造成伤害，在门口内侧正中间位置加装智能红外人体传感器，消毒期间人体传感器侦测到有人闯入时，可自动关闭紫外线消毒灯。

5.5.3.智能投影警示灯

为更进一步提升安全防护，可在门口外侧加装智能投影警示灯，消毒期间可在门口地面上投出“消毒中”字样以作警示，消毒结束后，投影灯同紫外线灯一起关闭。

如下图所示：

5.5.4.融合网关

需要在局域网范围内对紫外线灯进行控制时，每个楼层或独立的消毒空间需要加装融合网关，网关安装要确保能够与室内智能控制器正常通信，且安装位置需220V供电与网络接口。

6.实现的控制效果

上电不会开启紫外灯，避免误操作给人造成伤害；

系统无需专人值守可自动完成消毒；

管理人员也可通过门外的动能开关或遥控器灵活控制消毒；

消毒期间，消毒指示灯可在门口地面投出“消毒中”字样，防止有人误闯；

消毒期间，如有人误闯时，消毒灯可自动关闭，智能语音提示发出语音告警；

通过管控平台可集中统一管控，可设置标准、深度、快速等多种消毒模式；

通过管控平台可远程控制某个特定区域进行消毒；

管控平台可实时检测每盏消毒的通信与开关状态，当灯具离线时系统可发出告警。

7.七重防护

1）通电不启动

智能紫外线消毒控制器锁定在断开状态，灯具没有打开紫外线。

这从根本上避免了各种原因误打开电源，可能造成的误伤害。

2）开关是遥控

可通过遥控进行开关控制，远离可能存在的损害风险，简单且靠谱。

3）人体自感应

可自动识别消毒空间是否有人员存在，若有人员误入正在紫外线消毒运行中的房间，系统自动停止消毒。

4）消毒有示警

一旦紫外线消毒灯打开，可以同步亮起消毒警示灯、扬声器也可发出消毒提示。

5）控制可集中

集中统一控制，专人操作控制，避免他人误操作

6）定时会自动

通过边缘服务器，可以为紫外线消毒灯设置自动消毒时段。

比如：

在没人的物业，自动开启进行消毒，达到预期效果后自动关闭。

7）平台做管控

采用专有的无线通信协议、多级权限验证等安全措施，方式非授权人员进入智能消毒系统，避免非授权、不规范等造成的安全隐患。