室内要多远才能防止病毒气溶胶传播?

【字体: 时间:2021年09月15日 来源:Penn State

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  18个月前,大多数商店的地板上都贴满了标签,间隔约6英尺,表明了避免感染者在呼吸或说话时传播新冠病毒所需的物理距离。但是,距离是否足以帮助避免传染性气溶胶?

  

宾夕法尼亚州立大学建筑工程系的研究人员说,室内不行。研究小组发现,室内两米(约六英尺半)的距离可能不足以充分防止气溶胶的传播。他们的研究结果在10月份出版的《可持续城市与社会》印刷版之前在网上公布。

宾夕法尼亚州立大学建筑工程专业的第一作者、博士生裴gen说:“我们开始探索从建筑物中被感染者释放的携带病毒颗粒的空气传播。”“我们调查了建筑通风和物理距离的影响,作为室内接触空气传播病毒的控制策略。”

研究人员检查了三个因素:通过空间通风的空气的数量和速率,与不同通风策略相关的室内气流模式,以及呼吸和交谈的气溶胶排放模式。他们还比较了示踪气体的运输(通常用于测试气密系统中的泄漏)和人类呼吸道气溶胶的大小,大小从1微米到10微米不等。在这个范围内的气溶胶可能携带SARS-CoV-2。

该研究的通讯作者、建筑工程系副教授林东铉(Donghyun Rim)表示:“我们的研究结果显示,感染者在没有戴口罩的情况下,说话时携带的病毒颗粒可以在一分钟内迅速传播到另一个人的呼吸区,甚至距离两米。”在通风不足的房间里,这种趋势尤为明显。研究结果表明,仅靠物理距离不足以防止人类暴露于呼出的气溶胶,应与其他控制策略一起实施,如掩蔽和充分通风。”

研究人员发现,在置换通风的房间里,气溶胶移动得更远、更快。置换通风的房间里,新鲜空气不断地从地板上流出,把旧空气推到天花板附近的排气口。这是在大多数住宅安装的通风系统,它可能导致人体呼吸区病毒气溶胶浓度比混合通风系统高出7倍。据研究人员说,许多商业建筑使用混合模式系统,这种系统吸收外部空气来稀释室内空气,从而更好地整合空气,并调节气溶胶浓度。

“这是一个令人惊讶的结果:住宅环境中空气传播感染的可能性可能比办公环境高得多,”Rim说。“然而,在住宅环境中,操作机械风扇和独立空气净化器可以帮助降低感染概率。”

根据Rim的研究,增加通风和空气混合率可以有效地减少气溶胶的传播距离和潜在的累积,但通风和距离只是防护技术武库中的两种选择。

他说:“为了分层控制,应该同时考虑保持身体距离、通风、戴口罩等空气传染控制策略。”

研究人员现在将这种分析技术应用于各种占用空间,包括教室和交通环境。

在进行这项研究时,宾夕法尼亚州立大学的研究生玛丽·泰勒(Mary Taylor)也参与了这项由美国国家科学基金会(National Science Foundation)支持的工作。

Journal Reference:

  1. Gen Pei, Mary Taylor, Donghyun Rim. Human exposure to respiratory aerosols in a ventilated room: Effects of ventilation condition, emission mode, and social distancing. Sustainable Cities and Society, 2021; 73: 103090 DOI: 10.1016/j.scs.2021.103090

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