Простая коррекция воздушных потоков снижает риск заражения в помещении до 90%
Новая система вентиляции может значительно снизить распространение заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем, в помещениях.
Зимой, когда люди проводят больше времени в помещении, качество воздуха, которым они дышат в помещении, становится все более важным вопросом. Эта проблема особенно актуальна в сезон простуд и гриппа, когда респираторные заболевания легче распространяются в закрытых помещениях.
В Университете Британской Колумбии, Оканаган, исследователи изучают новое устройство для очистки воздуха, предназначенное для удаления патогенов, передающихся воздушно-капельным путем. Эта технология может стать эффективным способом ограничения распространения респираторных заболеваний в помещениях.
Ограничения традиционных систем вентиляции
Соавтор исследования, доктор Санни Ли, профессор инженерного факультета, объясняет, что наиболее распространенная стратегия снижения передачи заболеваний в помещениях сосредоточена на улучшении системы вентиляции здания для контроля воздушного потока в больших помещениях.
Некоторые системы пытаются повысить защиту, направляя чистый воздух к человеку из фиксированной точки, подобно вентиляционным отверстиям в пассажирских самолетах. Доктор Ли отмечает, что у этого подхода есть явные недостатки. Пользователям часто приходится оставаться в одном положении, или же все находящиеся рядом люди должны одновременно использовать одно и то же устройство. Постоянный поток воздуха также может вызывать дискомфорт, включая сухость кожи и раздражение глаз.
«Обеспечение высокого качества воздуха в помещении имеет решающее значение для снижения распространения заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем, особенно в местах общего пользования», — говорит доктор Ли. «Многие канадцы проводят почти 90 процентов своего времени в помещении, поэтому качество воздуха в помещении является критически важным фактором для здоровья и благополучия».
Необходимость персонализированных решений для вентиляции помещений
Научный сотрудник, доктор Моджтаба Забихи, первый автор исследования, отмечает, что внутренние помещения сильно различаются по планировке и конструкции вентиляции. Из-за этих различий модернизация существующих систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха может быть затруднена. Эта проблема подчеркивает ценность персонализированных решений для вентиляции.
«Мы хотели разработать инновационную систему, которая предотвращает вдыхание загрязненного воздуха людьми, позволяя им при этом комфортно использовать персонализированную систему вентиляции в течение длительного времени», — говорит он.
Работая с исследовательским кластером UBC по передаче заболеваний воздушно-капельным путем, команда инженеров-механиков разработала подход, основанный на индуктивном удалении или струйном отводе воздушного потока. Концепция фокусируется на улавливании выдыхаемых аэрозолей до того, как они успеют распространиться по помещению.
Как работает конструкция струйного отвода воздушного потока
Традиционные персонализированные системы вентиляции часто полагаются на быстро движущиеся воздушные потоки. Они могут вызывать дискомфорт и, как правило, теряют эффективность при смене положения людей. Новая система использует иной подход, направляя поток воздуха вокруг человека и непрерывно втягивая загрязненные частицы в небольшую локализованную зону очистки.
«Наша конструкция сочетает в себе комфорт и контроль», — говорит доктор Забихи. «Она создает целенаправленный поток воздуха, который улавливает и удаляет выдыхаемые аэрозоли практически мгновенно — прежде чем они успеют распространиться».
Для оценки системы исследователи провели компьютерное моделирование, учитывающее характер дыхания, температуру тела и поток воздуха в течение 30-минутного сценария консультации. Затем новая конструкция была сравнена со стандартными системами индивидуальной вентиляции.
Значительное снижение риска заражения
Результаты, недавно опубликованные в журнале Building and Environment, показали поразительное улучшение. Новое устройство снизило риск заражения до 9,5%. Для сравнения, риск достиг 47,6% при типичной индивидуальной системе, 38% при индивидуальной системе вентиляции с вытяжной конструкцией и 91% при стандартной вентиляции помещения.
При правильном расположении устройство блокировало вдыхание патогенов в течение первых 15 минут воздействия. Из 540 000 частиц только 10 достигли другого человека. Моделирование также показало, что система может удалять до 94 процентов переносимых по воздуху патогенов.
«Традиционные персонализированные системы вентиляции не могут адаптироваться к движению или взаимодействию людей», — объясняет соавтор исследования доктор Джошуа Бринкерхофф. «Это умное, адаптивное решение для таких помещений, как клиники, классы или офисы, где тесный контакт неизбежен».
Формирование будущего безопасности воздуха в помещениях
Доктор Бринкерхофф добавляет, что результаты показывают, как не только фильтрация, но и проектирование воздушных потоков может играть важную роль в улучшении качества воздуха в помещениях и защите находящихся в них людей. Исследовательская группа планирует усовершенствовать конструкцию для больших помещений и протестировать физические прототипы в клинических и общественных условиях.
Как член Национального комитета Канады по типовым нормам в области внутренней среды, доктор Забихи надеется, что эта работа внесет вклад в будущие стандарты вентиляции, помогая сделать внутренние помещения более безопасными и здоровыми для всех.
