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图1:一个普通的放于桌下的空气净化器
狭小空间(比如电梯)的进风口和出风口位置会极大地影响病毒随空气的传播(本文中提到的病毒都是随空气传播的)。塞浦路斯尼科西亚大学的研究人员在《Physics of Fluids》中指出,虽然人们希望空气净化器起到正面作用,但实际上它反而会助长病毒的传播。
如果没有通风,狭小空间的空气质量会迅速下降。然而,增加通风将提高携带病毒的空气在狭小空间中的流通速度。电梯制造商虽然设置了空气净化器来解决空气质量下降的问题,但是在系统设计时并未考虑到空气净化器对整个空气循环的影响。
空气净化器能够利用紫外线消灭病毒和其他微生物,同时也能够循环空气,吸入并排出清洁的空气。这增加了空间内空气的整体流通量,是以前研究中没有考虑到的一个方面。
科学家们先前的研究表明,当一个没戴口罩的人咳嗽时,飞沫可以在5秒内传播18英尺。作者们用同样的模型来检验戴口罩和天气条件的影响。
研究者对一个大小相当于一部能容纳5人的电梯的三维空间进行了模拟和计算。假定在空间中的某个位置有人轻度咳嗽,并在不同的位置设置进气口和排气口,以研究它们对空气循环的影响。模拟实验中也包括空气净化器的设置。
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图2:模拟实验视频的截图 图片来源:原文
作者Dimitris Drikakis说:“我们量化了空气循环对空气中病毒传播的影响,并表明在电梯内安装空气净化器可以显著改善空气循环,但不能消除病毒传播。”
研究者发现,在低通风率下,病毒的传播率可降至最低。
“这是由于电梯内部的气流混合减少,”作者Talib Dbouk说,“因此,监管机构应根据建筑类型确定所需的最低通风量。”
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图3 图片来源: Talib Dbouk and Dimitris Drikakis
这项研究着眼于空气净化器的作用,只考虑与净化器相关的进气和排气操作,而不考虑净化器内部杀死病毒的机制。在这样的前提下,即使安装了空气净化器,空气中的病毒传播仍然很严重。
Drikakis说:“我们的实验结果表明,安装空气净化器可能会助长飞沫的扩散。因为集成在净化器设备内部的进气口会促进气流循环,从而加剧密闭空间中受污染的飞沫传播。”
随着电梯内感染人数的增加,观察到的效果也随之增加。限制电梯的人数容量、更好地设计空气净化器和通风系统,可以最大限度地减少病毒的传播。
翻译:柯丹宁
审校:张和持
引进来源:物理学家组织网
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本文来自:中国数字科技馆
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