向上通风可更好地防止室内冠状病毒传播

UCR研究表明,新鲜空气应从地板通风口排出,而流出的空气应通过天花板通风口排出

想象一下,未来将有更安全的酒吧、餐馆、卫生诊所和其他公共室内空间,将COVID-19等传染病传播的风险降至最低。

加州大学河滨分校(University of California, Riverside)机械工程教授阿库拉·文卡特拉姆(Akula Venkatram)的研究表明,这种情况可能会在不久的将来发生。他说,一个重要的步骤是通过供暖,空调和通风系统迫使空气通过室内聚集空间的方向的简单改变。

新鲜空气应从地板通风口排出,而排出的空气应通过天花板通风口排出。这种系统将允许空气连续向上流动,最方便地带走受感染者呼出的含有病毒的微滴。

“你不想有水平运输,”它可以在人与人之间传播病毒,Venkatram说。“你应该鼓励垂直运输空气。空气是从顶部还是底部进入并不重要,但是它更容易从底部进入,因为你的呼吸是温暖的。所以它会自动上升。你不妨利用这一点。

Venkatram的结论是基于对以前几项关于室内环境中气溶胶或空气传播颗粒行为的研究数据的新观察。Venkatram和他的合作者,科罗拉多州博尔德国家大气研究中心的Jeffrey Weil去年在《室内空气》上发表的一篇题为“使用涡流扩散率模拟室内气溶胶湍流传输”的论文中发表了他们对通风系统的发现和建议。

对于他的分析,Venkatram利用了他数十年来研究空气污染在户外表现的经验。这项工作包括他与美国环境保护署合作开发污染扩散模型,监管机构使用这些模型来估计发电厂和车辆等来源在道路上排放的污染物对空气质量的影响。

Venkatram和Weil检查了感染者发出的携带病毒的气溶胶的运输,这些气溶胶在房间内充当空气运动的被动示踪剂。呼吸,说话,走路,站起来或只是移动双手的简单行为会搅动空气,并产生随机的湍流运动,将这些气溶胶分散到整个房间。想想当有人点燃香烟时会发生什么,他说。

“一旦你吸烟,你可以看到烟雾到处都是,”他说。强制或自然通风增强了这种湍流运动。

Venkatram和Weil使用一种称为“湍流扩散率”的概念来模拟房间内湍流运动的传输。他们使用数学模型来解释实验的数据,这些实验在具有不同通风速率的房间内释放气溶胶。

“我们研究了一旦你排放东西的运输,以及气溶胶的浓度如何随着与源头的距离而下降,”Venkatram说。“你吸入的取决于每单位体积的气溶胶数量,乘以你吸入的体积。因此,病毒载量取决于您吸入的病毒总量 - 剂量。

他说,剂量随着与源头的距离而下降。他说,距离来源2米处的剂量仍然是1米处的一半。

Venkatram说,这篇论文并不依赖于对室内污染物的行为做出简单假设的模型。这些模型今天仍然被研究人员使用,假设排放的气溶胶瞬间混合到房间的体积中,以便浓度相等。他说,这些模型对通风系统的工程设计几乎没有提供指导,以减少携带病毒的气溶胶的传播。

Venkatram和Weil表明,通气速率的增加并不总是导致某人可能呼吸的污染物剂量减少。他们的模型表明,通风,特别是在房间内产生定向空气运动,并不总是有益的,并且可能会通过传播排放使事情变得更糟。

该结论支持了一项中国研究,该研究将冠状病毒在中国第三大城市广州的一家餐馆的传播归咎于空调系统。这项研究是在COVID-19大流行的早期完成的,发现当10人坐在武汉大流行中心的感染者顺风的桌子旁时,他们被感染了。

Venkatram和Weil提出的结果也支持大量证据表明,口罩可以降低感染风险,特别是当感染者佩戴口罩时。研究人员已经确定,口罩可以防止在咳嗽和打喷嚏期间高速喷射液体飞沫。该研究称,不受欢迎的是,面罩还增加了呼出空气的气泡的大小,从而降低了源头处液滴的浓度,并且还有助于随后通过湍流涡流稀释泡气,因为它在房间中运输。

然后,向上通风将通过在感染另一个人之前带走携带携带病毒的飞沫来进一步提高安全性。

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