Covid-19スーパースプレッダーが話しているとき、部屋のどこに座っているかが重要

Covid-19スーパースプレッダーが話しているとき、部屋のどこに座っているかが重要
教室での実験は、コロナウイルスがどのように広がる可能性があり、誰が最大のリスクにさらされているかを示しています。
ゲッティイメージズ経由のトム・ワーナー

It doesn't take long for airborne coronavirus particles to make their way through a room.空中のコロナウイルス粒子が部屋を通り抜けるのにそれほど時間はかかりません。 At first, only people sitting near an infected speaker are at high risk, but as the meeting or class goes on, the最初は、感染した話者の近くに座っている人だけがリスクが高くなりますが、会議やクラスが進むにつれて、 小さなエアロゾル 広がることができます。

しかし、それは誰もが同じレベルのリスクに直面しているという意味ではありません。

As エンジニア、私はエアロゾルがどのように動くかを追跡する実験を行ってきました。 ウイルスを運ぶことができます.

What I've found is important to understand as more people return to universities, offices and restaurants and more meetings move indoors as temperatures fall.気温が下がると、大学、オフィス、レストランに戻る人が増え、屋内に移動する会議が増えるので、私が見つけたことを理解することが重要です。 It points to the highest-risk areas in rooms and why部屋の中で最もリスクの高いエリアとその理由を示しています 適切な換気が重要です.

見たように ワシントンでドナルド・トランプ大統領などと、予防策を講じないと、コロナウイルスはすぐに広がる可能性があります。 19〜18歳の症例 二倍以上 学校がXNUMX月に再開した後、中西部と北東部で。

症例数が増えると、それらの部屋で時間を過ごす人へのリスクも高まります。

実験は誰が最大のリスクにさらされているかを示しています

換気の役割を説明する最新のモデル 部屋の中の空中浮遊微生物の運命 assume the air is well mixed, with the particle concentration uniform throughout.空気が十分に混合され、粒子濃度が全体にわたって均一であると仮定します。 In a poorly ventilated room or small space, that is likely true.換気の悪い部屋や狭いスペースでは、それはおそらく真実です。 In those scenarios, the entire room is a high-risk region.これらのシナリオでは、部屋全体がリスクの高い領域です。

However, in larger spaces, such as classrooms, good ventilation reduces risk, but likely not uniformly.ただし、教室などの広いスペースでは、適切な換気によってリスクが軽減されますが、均一ではない可能性があります。 My research shows that how high the level of risk gets depends a lot on ventilation.私の研究によると、リスクのレベルがどれだけ高くなるかは、換気に大きく依存します。

To understand how the coronavirus can spread, we injected aerosol particles similar in size to those from humans into a room and then monitored them with sensors.コロナウイルスがどのように広がるかを理解するために、人間と同じサイズのエアロゾル粒子を部屋に注入し、センサーで監視しました。 We used a 30-foot by 26-foot university classroom designed to accommodate 30 students that had a ventilation system that met換気システムを備えたXNUMX人の学生を収容するように設計されたXNUMXフィート×XNUMXフィートの大学の教室を使用しました 推奨基準.

When we released particles at the front of the classroom, they reached all the way to the back of the room within 10 to 15 minutes.教室の前で粒子を放出すると、20〜XNUMX分以内に部屋の後ろまで粒子が到達しました。 However, because of active ventilation in the room, the concentrations at the back, about XNUMX feet from the source, were about one-tenth of the concentrations close to the source.ただし、室内の換気が活発であるため、発生源から約XNUMXフィート離れた背面の濃度は、発生源に近い濃度の約XNUMX分のXNUMXでした。

That suggests that with appropriate ventilation, the highest risk for getting COVID-19 could be limited to a small number of people near the infected speaker.これは、適切な換気があれば、COVID-XNUMXに感染するリスクが最も高いのは、感染した話者の近くにいる少数の人々に限定される可能性があることを示唆しています。 As the time spent indoors with an infected speaker increases, however, risk extends to the entire room, even if ventilation is good.ただし、感染したスピーカーを使用して屋内で過ごす時間が長くなると、換気が良好であっても、リスクは部屋全体に広がります。

CDCは最終的にエアロゾルリスクを認めます

In the past, the transmission of respiratory diseases has focused on the role of larger particles that are generated when we sneeze and cough.これまで、呼吸器疾患の伝染は、くしゃみや咳をしたときに発生する大きな粒子の役割に焦点を当ててきました。 These droplets fall quickly to the ground, and social distancing andこれらの液滴はすぐに地面に落ち、社会的距離と マスク着用 それらからの感染を大幅に防ぐことができます。

今のより大きな懸念は、 エアロゾルとして知られる小さな粒子 私たちが話すときに生成されるもの、 歌う or even just breathe.またはただ呼吸する。 These particles, often smaller than 5 micrometers, can escape from cloth face masks andこれらの粒子は、多くの場合XNUMXマイクロメートル未満であり、布製マスクから逃げることができます。 約12時間まで空気中にとどまります。 The Centers for Disease Control and Prevention finally疾病管理予防センターがついに そのリスクを認めた トランプが入院し、政権内またはその近くにいる他の何人かの人々がCOVID-5の検査で陽性となった後の19月XNUMX日。

これらの小さな粒子は、平均して、咳やくしゃみをしたときに放出される大きな粒子よりもウイルスを運びませんが、SARS-CoV-2の高い感染力と 高いウイルス量 症状が現れる前に、これらの粒子は空中の病気の伝染にとって重要になります。

どのくらいの換気で十分ですか?

屋内でのCOVID-19感染を最小限に抑えるために、CDCのトップ 勧告 is to eliminate the source of infection.感染源を排除することです。 Remote learning has effectively done this on many campuses.リモートラーニングは、多くのキャンパスでこれを効果的に行っています。 For face-to-face teaching, engineering measures such as ventilation, partition shields and filtration units can directly remove particles from the air.対面教育の場合、換気、仕切りシールド、ろ過ユニットなどの工学的手段により、空気から粒子を直接除去できます。

すべてのエンジニアリング制御の中で、換気はおそらく感染の拡大を最小限に抑えるための最も効果的なツールです。

19時間にXNUMX回の空気交換とは、XNUMX時間にわたって部屋に供給される空気が、部屋の空気の量に等しいことを意味します。 Air exchange rate空気交換率 家庭用のXNUMX未満の範囲 周りに 病院の手術室の場合は15〜25.

For classrooms, the current regulations of primary air flow correspond to an air exchange of about six per hour.教室の場合、現在の一次空気流の規制は、10時間あたり約XNUMX回の空気交換に対応しています。 That means that every XNUMX minutes, the amount of air brought into the room equals that of the volume of the room.つまり、XNUMX分ごとに、部屋に持ち込まれる空気の量は、部屋の容積の量と等しくなります。

How high the concentration gets depends in part on the number of people in the room, how much they emit and the air exchange rate.濃度がどれだけ高くなるかは、部屋にいる人の数、彼らが放出する量、および空気交換率に部分的に依存します。 With social distancing reducing classroom populations by half and everyone wearing masks, the air in many indoor spaces is actually cleaner now than it was before the pandemic.社会的距離が教室の人口を半分に減らし、全員がマスクを着用しているため、多くの屋内スペースの空気は、パンデミック前よりも実際にきれいになっています。

避けるべき部屋の部分

部屋のすべての部分が同じリスクにさらされているわけではないことを覚えておくことが重要です。

部屋の隅では空気交換が少なくなる可能性が高いため、粒子がそこに長く残る可能性があります。

Being close to an air exit vent could mean that airborne particles from the rest of the room could wash over you.空気出口の通気口の近くにあるということは、部屋の残りの部分からの浮遊粒子があなたを洗い流す可能性があることを意味する可能性があります。 A study ofの研究 中国のレストランの換気気流 そこの常連客の間でいくつかのCOVID-19病気におけるその役割をたどった。

部屋の粒子の約95%は、適切に機能することによって除去されます 30分で換気システム、しかし、部屋の感染者は、それらの粒子も継続的に放出されることを意味します。 The pace of particle removal can be accelerated by increasing the air exchange rate or adding other engineering controls such as filtration units.粒子除去のペースは、空気交換率を上げるか、ろ過ユニットなどの他のエンジニアリング制御を追加することで加速できます。 Opening windows will also often increase the effective air exchange rate.窓を開けると、実効空気交換率も上がることがよくあります。

学校、レストラン、モール、その他の共同スペースが屋内でより多くの人々を収容し始め、リスクを理解し、 CDCの推奨事項 感染拡大を最小限に抑えるのに役立ちます。

このストーリーは、CDCが新たにリリースしたエアロゾルに関するガイダンスで更新されました(2020年XNUMX月)。会話

著者について

Suresh Dhaniyala、Bayard D. Clarkson機械および航空工学の著名な教授、 クラークソン大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.


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