Інженер каже, що те, де ви сидите в кімнаті, може вплинути на ризик заразитися COVID-19

(Клаус Ведфельт/Getty Images)

Це не займе багато часу для польоту коронавірус частинок, щоб пройти через кімнату. Спочатку лише люди, які сидять біля інфікованого оратора, піддаються високому ризику, але з продовженням зустрічі чи уроку дрібні аерозолі може поширюватися.

Однак це не означає, що всі стикаються з однаковим рівнем ризику.

як інженер , я проводив експерименти, відстежуючи, як рухаються аерозолі, включно з такими розмірами може переносити віруси .

Те, що я виявив, важливо розуміти, оскільки все більше людей повертаються до університетів, офісів і ресторанів, а більше зустрічей переміщуються в приміщення, оскільки температура падає. Він вказує на зони найвищого ризику в кімнатах і чому правильна вентиляція має вирішальне значення .

Як ми бачили останні кілька тижнів з президентом Дональдом Трампом та іншими у Вашингтоні , якщо не вжити запобіжних заходів, коронавірус може швидко поширюватися поблизу.

Університетські містечка також зазнали труднощів COVID 19 . Випадки серед 18-22-річних більш ніж удвічі на Середньому Заході та Північному Сході після відновлення шкіл у серпні.

Із зростанням кількості випадків зростає ризик для тих, хто проводить час у цих кімнатах.

Експеримент показує, хто в групі найбільшого ризику

Більшість сучасних моделей, що описують роль вентиляції на доля повітряно-крапельних мікробів у кімнаті припустимо, що повітря добре змішане, а концентрація часток рівномірна.

У погано провітрюваному приміщенні або невеликому просторі це, швидше за все, правда. У цих сценаріях уся кімната є зоною високого ризику.

Однак у великих приміщеннях, таких як класи, хороша вентиляція зменшує ризик, але, ймовірно, не рівномірно. Мої дослідження показують, що рівень ризику значною мірою залежить від вентиляції.

Щоб зрозуміти, як може поширюватися коронавірус, ми впорснули в кімнату аерозольні частинки, подібні до людських, а потім відстежували їх за допомогою датчиків.

Ми використовували університетську аудиторію розміром 30 на 26 футів, призначену для розміщення 30 студентів, яка мала систему вентиляції, яка відповідала рекомендовані стандарти .

Коли ми випустили частки в передній частині класу, вони досягли аж до задньої частини кімнати протягом 10-15 хвилин.

Однак через активну вентиляцію в кімнаті концентрації позаду, приблизно 20 футів (6,1 метра) від джерела, становили приблизно одну десяту концентрацій поблизу джерела.

Це свідчить про те, що за належної вентиляції найвищий ризик зараження COVID-19 може бути обмежений невеликою кількістю людей поблизу інфікованого динаміка.

Проте, оскільки час, проведений у приміщенні з інфікованим динаміком, збільшується, ризик поширюється на всю кімнату, навіть якщо вентиляція хороша.

CDC нарешті визнає аерозольний ризик

У минулому передача респіраторних захворювань була зосереджена на ролі більших частинок, які утворюються під час чхання та кашлю.

Ці краплі швидко падають на землю, а соціальне дистанціювання й носіння маски може значною мірою запобігти зараженню від них.

Більше занепокоєння зараз викликає роль дрібні частинки, відомі як аерозолі які генеруються, коли ми розмовляємо, співати або навіть просто дихати. Ці частинки, часто менші за 5 мікрометрів, можуть вилітати з тканинних масок і затримуватися в повітрі приблизно до 12 годин .

Нарешті Центри з контролю та профілактики захворювань визнав цей ризик 5 жовтня після того, як Трамп був госпіталізований і кілька інших людей в адміністрації або близьких до неї дали позитивний результат на COVID-19.

У той час як ці менші частинки, в середньому, переносять менше вірус ніж більші частки, які люди виділяють під час кашлю чи чхання, висока інфекційність SARS-CoV-2 в поєднанні з високе вірусне навантаження до появи симптомів робить ці частинки важливими для передачі хвороб повітряно-крапельним шляхом.

Скільки достатньо вентиляції?

Щоб звести до мінімуму передачу COVID-19 у приміщенні, центр контролю за хворобами рекомендація полягає в усуненні джерела інфекції. Дистанційне навчання ефективно робило це в багатьох кампусах. Для очного навчання такі інженерні заходи, як вентиляція, перегородки та фільтраційні блоки, можуть безпосередньо видалити частки з повітря.

З усіх засобів інженерного контролю вентиляція є, мабуть, найефективнішим засобом мінімізації поширення інфекції.

Розуміння того, як вентиляція знижує ризик зараження COVID-19, починається зі швидкості повітрообміну. Один повітрообмін на годину означає, що повітря, яке подається в кімнату протягом однієї години, дорівнює об’єму повітря в кімнаті.

Швидкість повітрообміну коливається від менше одного для будинків навколо 15-25 для операційних лікарень .

Для класних кімнат поточні норми первинного повітряного потоку відповідають приблизно шести повітрообмінам на годину. Це означає, що кожні 10 хвилин кількість повітря, що надходить у кімнату, дорівнює об’єму кімнати.

Наскільки високою буде концентрація, частково залежить від кількості людей у ​​кімнаті, кількості, яку вони виділяють, і швидкості повітрообміну.

Завдяки соціальному дистанціюванню кількість людей у ​​класі зменшилася вдвічі, а всі носять маски, повітря в багатьох приміщеннях тепер насправді чистіше, ніж було до пандемія .

Частини кімнати, яких слід уникати

Важливо пам’ятати, що не всі частини кімнати піддаються рівному ризику.

Імовірно, у кутах кімнати повітрообмін буде нижчим, тому частки можуть затримуватися там довше.

Перебування поблизу вентиляційного отвору може означати, що повітряні частки з решти кімнати можуть охопити вас.

Дослідження вентиляційний потік повітря в ресторані в Китаї простежили його роль у кількох захворюваннях COVID-19 серед відвідувачів.

Близько 95 відсотків часток у кімнаті буде видалено при належній роботі система вентиляції за 30 хв , але інфікована людина в кімнаті означає, що ці частинки також постійно випромінюються.

Швидкість видалення частинок можна прискорити, збільшивши швидкість обміну повітря або додавши інші інженерні засоби контролю, такі як блоки фільтрації. Відкривання вікон також часто збільшує ефективний повітрообмін.

Оскільки школи, ресторани, торгові центри та інші громадські приміщення починають приймати більше людей у ​​приміщеннях, розуміючи ризики та дотримуючись правил Рекомендації CDC може допомогти мінімізувати поширення інфекції.

Цю історію було оновлено за допомогою нещодавно опублікованих інструкцій CDC щодо аерозолів.

Суреш Дханьяла , Байярд Д. Кларксон, почесний професор машинобудування та аеронавігації, Університет Кларксона .

Ця стаття перепублікована з Розмова за ліцензією Creative Commons. Читати оригінальна стаття .

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.