自然通風房間內呼吸道傳染病傳播機理及工程控制

《自然通風房間內呼吸道傳染病傳播機理及工程控制》是依託東南大學，由錢華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：自然通風房間內呼吸道傳染病傳播機理及工程控制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：錢華
• 依託單位：東南大學

中文摘要

SARS、H1N1等呼吸道傳染病的爆發和流行引發了對不同室內環境下人呼出飛沫及飛沫核傳播特性的研究熱情。這也是醫學等學科對室內環境和多相流研究提出的基礎和前沿課題。 與現有大量圍繞機械通風下呼吸道傳染病傳播特性的研究不同，本課題率先圍繞自然通風下人呼出污染物在自然通風條件下的散布特性，結合傳染病動力學的Wells-Riley模型和Dose-response模型開展研究。通過長時間跨度，大樣本線上實時測量不同自然通風建築物內的通風量，找出自然通風病房通風的的一般性規律。在此基礎上結合多相流，傳染病動力學，多區模型等數值工具發展一整套自然通風下呼吸道傳染病的傳播風險預測理論模型和方法。 本項目在揭示機理的同時，發展創新的實驗方法和理論研究。且形成一套適宜國情，建設維護成本低的自然通風病房建築指導方法。

結題摘要

隨著城市化、全球化的發展，人口密度及人員流動速度大幅加劇，使得呼吸道傳染病的控制難度和成本都大大增加。醫院作為呼吸道傳染病控制和治療的最後一道防線，其設計及運行效果一直是研究熱點和重點。若運用合理，自然通風可以較低的代價提供較大的通風量，因此近年來自然通風在呼吸道傳染病控制方面的套用受到廣泛關注。 本項目旨在通過現場測量、數值模擬、統計分析及理論推導等方式分析自然通風病房的病房形式、通風性能、病人的開窗行為、病人呼出氣流的擴散特性等。首先，通過多區模擬評估了不同形式的自然通風病房在呼吸道傳染病控制方面的效果，並用CFD模擬了中走廊式病房的在穿堂風作用下的污染物傳播情況。其次，對南京地區的某自然通風病房進行了長期現場測量，以室內人員呼出的CO2為示蹤氣體，分析了病房全年的通風性能及感染風險。第三，採用邏輯回歸方式對病房內不同季節的開窗行為進行了建模和驗證。最後，採用射流力學理論分析了病人呼出氣流作為污染源在自然通風病房中的擴散特性。 結論表明，中走廊式自然通風病房在穿堂風作用下會導致污染物從上游病房傳播至下游病房，造成交叉感染。室內的溫度或濕度是影響室內人員開窗行為的首要因素。在過渡季節，自然通風可以使病房內的感染風險維持在與機械通風相當的水平，這表明自然通風在防控呼吸道傳染病傳播方面的套用潛力。人員呼出氣流作為污染物的載體，在自然通風病房中的擴散依賴於阿基米德數及房間的溫度分層情況，越大的溫度梯度及越小的阿基米德數會導致呼出氣流在越低的高度被“鎖定”。 本項目研究成果對自然通風病房的設計有很大的參考價值。如國內普遍採用的中走廊式自然通風病房可能存在的病房間的交叉感染不容忽視；統計得出的自然通風病房開窗行為模型有助於預測和評估病房內自然通風全年運行情況；“鎖定現象”可能造成的感染風險在病房的通風設計中也應予以考慮。