气流研究可以减少疾病,污染扩散

气流在一个房间里可以像COVID-19影响病毒的传播。

德州农工大学生态农业研究的科学家正在研究如何供暖,通风和空调、暖通空调、系统配置和建筑设计可以降低微生物的传播,包括病毒,对人体健康有害。

玛丽亚王博士中心主任农业空气质量工程和科学在生物与农业工程学院,将研究路径的病原体的天线卫生保健设施。研究应该阐明主要建筑设计的无形的方面,对人类健康有着巨大的影响。

王说,这项研究桥梁学科包括生物学、病毒学、计算模型和工程应用研究的一个令人兴奋的和创新的方式。研究还在世界上已经花了几年处理COVID-19暴发,它们主要通过空气传播。

这种创新工程的角度做一个设施的路上看产生重大影响空气流设计,王说。

“使用工程看生命科学问题带来了巨大的变化在我们如何看待疾病预防,”她说。“我们意识到潜在的工程工具和观点可以解决卫生或微生物和生物影响人类健康。”

跨学科研究使用模型,模拟气流模式

通风系统是大多数建造环境的一部分,所以空气雾化病毒上的属性的影响研究是至关重要的。研究人员将使用空气流建模和模拟视觉模式如何病原体可以在空间中移动基于各种因素。王的研究将回答基本问题相关的运动。

国王希望新的项目可以培养科学家和工程师如何病毒通过空间在不同的生物气胶形式运输,如水滴从咳嗽或打喷嚏。

目标是帮助制定和实施跨学科的通风策略和指导方针在设计、管理和监控疾病的卫生保健设施中,可以应用于其他构建环境。

此外,团队寻求学习因素,如温度、湿度和气流速度传输滴各种大小的通过与不同空间配置、尺寸、表面特征和其他特征,她说。理解的条件导致更高的暴露于病原体可以直接设计减少病原体的夹带和传播。

王曾表明,结合建模和抽样方法可以缓解空气的运动通过通风传染性微生物。

王为例,研究了气流在肉类加工厂与建模仿真显示障碍,就像透明的塑料盾牌在结帐柜台在杂货店,可能会影响病原体传播附近工作的人彼此之间沿着加工线。建模显示的障碍影响了空气流动,但额外的屏蔽以上每个工人将明显改善保护。

王说空气流建模和模拟需要大量的数据输入和先进的计算技术在德州农工大学高性能计算研究集团资源正确地可视化气流模式。研究小组还将使用高风量生物气胶收藏家调查病毒如何传播整个空调系统与不同的进气和排气配置和空气交换率。

除了国王之外,该研究小组还包括三盾费尔南多,博士,体育,他最近被任命为陶氏化学教授,和Zivko Nikolov,博士,体育在生物与农业工程学院。另一个团队的成员是Gabriel哈默博士,副教授的昆虫学。

该小组还将通过实验3/4-scale模型在真实的医院病房通风和设置。

“这项研究最激动人心的工作对我来说是我们团队的专业知识和技术和独特的设施我们使用更多地了解这个研究呈现复杂的挑战,”金说。“创新研究始于正确的团队,我们有一个伟大的跨学科团队和完整的支持部门和农业与生命科学学院。这是一个协同工作环境。”

重新思考建筑、暖通空调配置

模拟和建模已经透露,通风的某些方面,如建筑设计的影响或的数量每小时换气次数,哦,可以卫生或感染预防适得其反。

例如,医院可能采用一种高ACH假设下的颗粒会更快,金说。但是,根据布局,ACH可能移动颗粒在房间里像一个搅拌器,大大增加曝光。

在另一个例子,一个肉类加工厂,暖通空调进气单位附近的牛笔。摄入的位置增加了机会,多余的细菌,真菌或其他微生物会影响卫生在肉类加工设备在一些敏感领域。

王说,虽然该研究关注卫生保健设施,研究无数应用程序,包括学校、食品加工业、杂货店、办公室和军事设施。

现在“的例子可能是显而易见的,但他们不是从气流的角度考虑的设施配置时,”金说。“这些例子说明的价值理解建模可以帮助优化设计和规划阶段的具体目标。所以,我们很兴奋地看到这项研究让我们因为我们相信这些发现是非常重要的关键基础设施,也适用于日常生活的各个方面。”