研究表明,许多通风系统可能会增加Covid-19暴露的风险

通风
Credit:Pixabay / CC0 Public Domain

根据研究发表的研究,许多现代化的办公楼中的通风系统旨在保持温度舒适和提高能源效率,可能会增加暴露于冠状病毒的风险,特别是在即将到来的冬季。流体力学杂志

来自剑桥大学的一支球队发现,广泛使用的“混合通风”系统,旨在将条件制服的房间的所有部分均匀,分散均匀地贯穿整个空间。这些污染物可能包括液滴和气溶胶,可能含有病毒。

该研究强调了良好的通风和面膜穿着污染物浓度至最低水平的重要性,从而减轻了SARS-COV-2的速度,导致Covid-19的病毒。

越来越多的证据表明,病毒主要通过大飞沫和小飞沫传播,这些飞沫是我们咳嗽、打喷嚏、大笑、说话或呼吸时排出的。此外,目前可获得的数据表明,室内传播远比室外传播更常见,这可能是由于暴露时间增加和飞沫和气溶胶扩散率降低所致。

“随着冬季半球的冬季方法,人们开始花更多的时间内,了解通风的作用对于估计侵犯病毒的风险并帮助速度放缓的风险至关重要,”保罗·林登从剑桥的应用数学和理论教授说物理(DAMTP),谁领导了研究。

“虽然很难直接监测室内的液滴和气溶胶,但我们呼出可以很容易地测量并用作感染风险的指标。含有病毒的小呼吸气溶胶与通过呼吸产生的二氧化碳一起运输,并且通过通风流动缠绕在房间周围。通风不足会导致高二氧化碳浓度,这反过来可能会增加暴露于病毒的风险。“

该团队表明,房间内的气流是复杂的,取决于装配通风口,窗户和门,以及由建筑物中的人员和设备发出的热量产生的对流流。其他变量,例如人们移动或谈话,门打开或关闭,或者对自然通风建筑物的户外条件的变化影响这些流动,从而影响了暴露于病毒的风险。

通风,无论是由建筑物内的风或热量驱动,还是机械系统,都在两种主要模式中的一种。混合通风是最常见的,其中放置通风口以使空气保持在井中混合的空间,使得温度和污染物浓度在整个空间中保持均匀。

第二种方式是置换通风,在房间的底部和顶部设置通风口,形成较冷的下部区域和较暖的上部区域,暖空气从房间的顶部抽走。由于我们呼出的气体也是温暖的,大部分气体都聚集在上层。只要区域之间的界面足够高,污染的空气可以被通风系统抽走,而不是被其他人吸入。研究表明,如果设计得当,置换通风可以降低呼吸混合和交叉污染的风险,从而降低暴露风险。

作为自上世纪中叶以来,能源效率的增长速度加快,建筑的建造都考虑到了能源效率。随着建筑标准的提高,建筑变得更加密封,对居住者来说更加舒适。然而,在过去的几年中,降低室内空气污染水平已成为设计师的首要关注

“这两个担忧是相关的,但不同的问题,它们之间存在紧张,这在大流行期间被突出显示,”Rajesh Bhagat博士也来自该死的。“最大化通风,同时保持温度在没有过度的能量消耗的情况下保持温度是艰难的平衡。”

鉴于此,剑桥研究人员在通风上采取了一些早期的工作,以获得效率并重新解释它以用于空气质量,以确定通风对空间空气中污染物分布的影响。

“为了模拟冠状病毒或类似病毒如何在室内传播,你需要知道人们呼气的呼吸在哪里,以及如何根据通风而变化,”林登说。“使用这些数据,我们可以估计在室内捕捉病毒的风险。”

研究人员探讨了一系列不同的呼气方式:鼻腔呼吸,说话和笑,每个都有和没有面具。通过成像与呼出的呼吸相关的热量,他们可以看到它在每种情况下如何穿过空间。如果这个人在房间里移动,呼出的呼吸的分布明显不同,因为它在唤醒时被捕获。

巴加特说:“当人们呼出温暖的空气时,你可以看到温度和密度的变化——它会折射光,你可以测量它。”“当人们坐着不动时,会释放热量,由于热空气上升,当你呼气时,呼吸上升并在天花板附近聚集。”

他们的结果表明,房间流动是湍流,可以根据乘员的运动,通风类型,门的类型,以及用于自然通风的空间,室外条件的变化发生巨大变化。

研究人员发现,掩模有效地减少了蔓延,因此液滴。

“我们可以清楚地看到的一件事是,通过阻止呼吸势头的方式之一,”林登说。“虽然几乎所有面具都会通过顶部和侧面都有一定程度的泄漏,但这并不重要,因为在呼吸遗骸时减慢了任何呼出的污染物的势头会减少任何直接交换气溶胶和液滴的可能性在身体的热羽流中,朝向天花板上向上携带。另外,掩模停止较大的液滴,三层掩模减少通过通风通过房间再循环的那些污染物的量。“

研究人员发现,笑尤其会造成很大的干扰,这表明如果一个不戴口罩的感染者在室内笑,传播的风险会大大增加。

“保持窗户打开并佩戴面具似乎是最好的建议,”林登说。“显然,夏季的问题较少,但这是冬季关注的原因。”

该团队现在与该部门合作,以便掌握影响的运输论火车的气溶胶运输与教育部,在即将到来的冬季学校评估学校风险。


进一步探索

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更多信息:Rajesh K.Bhagat等,通风对Covid-19室内蔓延的影响,流体力学杂志(2020)。DOI: 10.1017 / jfm.2020.720
期刊信息: 流体力学杂志

由...提供剑桥大学
引用:许多通风系统可能会增加Covid-19暴露的风险,研究表明(2020年9月29日)从Https://medicalXpress.com/news/2020-09-ventilation-covid-epmense.html检索到4月25日2021年4月25日
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