Nylig ble det rapportert om et nytt utbrudd av koronavirus-kryssmitte i et lukket, administrert område. Den omfattende gjenåpningen av bedrifter/skoler/supermarkeder på slike offentlige steder over hele landet har gitt oss ny innsikt i hvordan koronaviruset kan forebygges i tettbygde områder med offentlige bygninger.
Av de levende tilfellene av krysssmitte, i et lukket, administrert fengsel, er det 207 personer som er smittet, og på cruiseskipet Diamond Princess er mer enn 500 personer smittet. Disse eksemplene beviste for oss at i overfylte områder, spesielt i relativt lukkede rom, enten det er i lukkede personaladministrasjonsrom med enkle forhold eller på luksuriøse cruiseskip, vil det føre til krysssmitte på grunn av dårlig ventilasjon eller driftsproblemer med klimaanlegget.
La oss nå ta en relativt typisk bygning som et eksempel for å analysere ventilasjonssystemet, og for å se hvor effektivt man kontrollerer krysssmitte i tettbygde områder.
Her er planløsningen for et typisk fengsel. I henhold til forskrifter for slike bygninger må antallet personer på et herre- eller dametoalett ikke overstige 20. Dette er en middels tetthet med 12 køyesenger per rom.
Figur 1: fengselsoppsett
For å hindre fanger i å rømme, er det utendørs ventilasjonsområdet vanligvis utformet til å være svært lite. Spesifikasjonen stipulerer strengt at vinduet ikke må overstige 25 cm. Vanligvis er ventilasjonsåpningen i hvert rom mellom 10 og 20 cm. Fordi rommet er utformet med øvre og nedre køyesenger, er høyden ikke mindre enn 3,6 m i henhold til fengselsstandardene for konstruksjon. Så den grunnleggende størrelsen på dette fengselet er omtrent 3,9 m bred, 7,2 m lang, 3,6 m høy, og det totale volumet er 100 m3.
Det er to drivkrefter for naturlig ventilasjon, den ene er vindtrykk og den andre er varmttrykk. Ved beregning, hvis et slikt fengsel har en utvendig åpning på 20 cm ganger 20 cm og åpnes i en høyde på mer enn 3 m, bør den totale ventilasjonshastigheten i rommet være mellom 0,8 og 1 t⁻¹. Det betyr at luften i rommet kan endres fullstendig nesten hver time.
Figur 2 beregning av luftskiftetider
Så hvordan kan man vurdere om ventilasjonssystemet er bra eller dårlig?
En viktig indikator er volumfraksjonen av karbondioksid. Flere mennesker, dårlig ventilasjon, innendørs karbondioksidvolumfraksjon vil stige, selv om karbondioksid i seg selv er luktfri, er det en indikator.
For mer enn 100 år siden kom Max Joseph Pettenkofer, en tysker som først introduserte konseptet ventilasjon, med en standardformel for helse: 1000×10⁻⁶. Denne indeksen har vært autoritativ frem til nå. Hvis volumfraksjonen av karbondioksid innendørs kontrolleres under 1000×10⁻⁶, kan et sunt luftmiljø i utgangspunktet opprettholdes, og folk har mindre sannsynlighet for å overføre sykdommer til hverandre.
Max Joseph Pettenkofer
Så hva er volumfraksjonen av karbondioksid i dette rommet? Vi utførte en simuleringsberegning dersom 12 personer anses å være i liggende tilstand. For en slik romhøyde, romstørrelse og ventilasjonsvolum er den stabile volumfraksjonen av karbondioksid 2032 × 10⁻⁶, som er nesten dobbelt så høy som standarden på 1000 × 10⁻⁶.
Jeg har aldri vært i et lukket lederlokale, men det virker som folk ofte sier at luften er skitten.
Disse to hendelsene, spesielt den nylige hendelsen med 207 smittede, gir oss en god advarsel om at gjenopptakelse av arbeid i områder med tett bemanning krever spesiell forsiktighet.
Et overfylt område som er svært utsatt for lignende effekter er klasserommet. Et klasserom har ofte rundt 50 elever samlet. Og de blir ofte værende i 4 til 5 timer. Om vinteren vil folk ikke velge å åpne vinduer for ventilasjon, fordi det er kaldt. Det er fare for krysssmitte. Hvis du måler volumfraksjonen av karbondioksid i et klasserom fullt av mennesker om vinteren, overstiger mange av dem 1000 × 10⁻⁶.
Den mest effektive måten å håndtere krysssmitte av koronavirus på, og nesten den eneste tilgjengelige måten, er ventilasjon.
Selv om den mest effektive måten å oppdage ventilasjon på er å måle karbondioksidvolumet, vet vi i utgangspunktet at hvis CO2-volumet er mindre enn 550 × 10⁻⁶, er miljøet veldig trygt, selv om det er individuelle pasienter i rommet. Tvert imot kan vi vite at hvis karbondioksidvolumet er mer enn 1000 × 10⁻⁶, er det ikke trygt.
Bygningsforvaltere bør sjekke bygningens luftforhold hver dag. Hvis du er bekymret, ta med deg et instrument. Hvis ikke, bruk nesen. Personens nese er den beste og følsomme detektoren. Hvis luftforholdene er ugunstige, løp så fort du kan.
Nå som samfunnet gradvis går tilbake til normal produksjon og arbeid, bør vi være så forsiktige som mulig når vi befinner oss i relativt lukkede rom, som underjordiske kjøpesentre, underjordiske korridorer, samt klasserom, venterom og andre overfylte rom.
Forfatter: Xu Peng
Publisert: 21. april 2020
