據外媒報道，一項新建模研究顯示，在應對多房間建築內的新冠病毒顆粒水平時，劇烈和快速的空氣交換可能並不總是一件好事。這項研究表明，在一個多房間建築中，快速的空氣交換可以將病毒從源室迅速傳播到其他高濃度的房間。
在30分鐘內，鄰近房間的粒子水平會急劇上升且可以保持約90分鐘的高水平。
這些研究結果已發表在《Building and Environment》上，其來自美國能源部太平洋西北國家實驗室的一個研究團隊。該團隊包括建築和暖通空調專家及氣溶膠粒子和病毒材料專家。
該研究的論文主要作者Leonard Pease表示：“大多數研究只研究了一個房間內的顆粒物水平，而對於只有一間房間的建築來說，增加通風總是有助於降低顆粒物的濃度。但對於一個有多個房間的建築來說，空氣交換可能會使病毒濃度上升得更快，從而對相鄰房間構成風險。
“為了了解發生了什麼，考慮二手煙是如何在整個建築中分佈的。在污染源附近，空氣交換可以減少人附近的煙霧，但會將較低水平的煙霧分散到附近的房間，”Pease補充道，“任何呼吸道疾病的風險都不是零。”
該團隊模擬了類似於SARS-CoV-2（導致COVID-19的病毒）的顆粒通過空氣處理系統的傳播。科學家們模擬了一個人在一個有三個房間的小辦公大樓的一個房間里咳嗽五分鐘后的情況，整個過程用5微米的粒子進行模擬。
研究人員觀察了三個因素的影響：不同的過濾水平、不同的室外空氣進入建築供風的速度、不同的通風或每小時換氣的速度。對於下游的房間，他們發現增加室外空氣和改善過濾效果有明顯的預期效益，但增加通風量的效果不那麼明顯。
更清潔的室外空氣可以減少傳播
科學家們研究了增加不同數量的室外空氣到建築物空氣供應的影響，從沒有室外空氣到每小時向裡面供應空氣使其佔比達到33%。正如預期的那樣，更清潔的室外空氣的加入降低了連接的房間的傳播風險。跟通常包括在建築物內的較低水平的室外空氣相比，每小時使用清潔的室外空氣替換建築內三分之一的空氣，下游房間的感染風險降低了約20%。該小組指出，該模型假設室外空氣是乾淨的、沒有病毒。
Pease說道：“只要空氣中沒有病毒，更多的室外空氣顯然有利於降低傳播風險。”
強過濾減少傳播
研究的第二個因素–強過濾–在減少新冠病毒傳播方面也非常有效。
研究小組研究了三種級別過濾的效果：MERV-8、MERV-11和MERV-13，其中MERV代表最低效率報告值，這是一種常見的過濾措施。數字越大，過濾能力越強。
過濾顯著降低了連通房間的感染幾率。MERV-8過濾器則將連通房間中病毒粒子的峰值水平降低到沒有過濾的20%。MERV-13過濾器可以將連通房間中病毒粒子的峰值濃度降低93%，低於MERV-8過濾器的1/10。研究人員指出，自新冠大流行開始以來，更強的過濾器變得越來越普遍。
增加通風–一個更複雜的畫面
這項研究最令人驚訝的發現跟通風有關–研究人員稱之為每小時空氣變化的影響。對源房間有好處的–將房間內的傳輸風險降低75%–但對連通房間就不是那麼友好了。研究小組發現，每小時更換12次空氣的快速換氣量，可以在幾分鐘內導致連通房間內的病毒粒子水平激增。這使這些房間內幾分鐘內的感染風險增加到空氣交換率較低時的10倍以上。在連通的房間中，較高的傳播風險持續約20分鐘。
“對於源室來說，明顯更多的通風是件好事。但這些空氣會去某個地方。”Pease說道，“也許更多的通風並不總能解決辦法。”
解釋數據
Pease說道：“要考慮的因素有很多，每個案例的風險計算都是不同的。大樓里有多少人，他們在哪裡？這座大樓有多大？有多少房間？目前還沒有大量關於病毒粒子如何在多房間建築中移動的數據。這些數字對這種模型非常具體–這種特定類型的模型，即一個人散播的病毒顆粒的數量。每座建築都是不同的，這需要做更多的研究。”
該研究的論文合著者、建築控制專家Timothy Salsbury指出，許多權衡都可以根據環境進行量化和加權。
“更強的過濾意味着更高的能源成本，引入更多的室外空氣比通常在正常操作中使用更多。在許多情況下，強過濾所需的增加風扇功率的能量損失小於加熱或冷卻額外的外部空氣的能量損失。有很多因素可以平衡過濾水平、室外空氣水平、空氣交換–以最大限度地降低傳播風險。建築經理當然有他們的工作，”他補充說。
正在進行的其他實驗研究
該團隊已經按照建模研究的思路進行了一系列實驗研究。跟新發表的研究一樣，額外的分析着眼於過濾、室外空氣摻入和空氣變化的影響。
這些正在進行的研究涉及黏液製成的真實顆粒（不包含實際的SARS-CoV-2病毒）並考慮從呼吸道不同部位如口腔、喉部和肺部排出的顆粒的差異。研究人員部署了一種噴霧機，它可以像咳嗽一樣散播病毒樣顆粒，還能使用熒光追蹤技術監測它們的去向。其他因素包括不同的顆粒大小、病毒顆粒可能感染的時間及它們下降和衰變時發生了什麼。