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日本超级计算机模拟新冠扩散途径,这样做可以减少传播几率

作者:JPhouse       2020-10-30

根据百度实时数据显示,截止今日上午8点30分,国内新冠疫情现有确诊483例,国外疫情昨日新增感染人数20万。




自从进入秋冬以来,温度降低,感冒人群增加,之前被干掉的新冠病毒似乎有卷土重来之势。从稍早之前的青岛小范围爆发,到目前新疆喀什,虽说不及之前的来势汹汹,但做好防疫防控是免不了的。


各省市都在积极研究、做好防疫准备工作,加强能力建设,防患于未然。提醒市民群众认识到防范疫情的最好办法就是做好个人防护,戴口罩、勤洗手,不聚集不扎堆,保持社交距离等。


但是真的只要戴好口罩,保持社交距离就能够保护自己不受病毒感染吗?不同的环境,是否需要不同的应对措施才能有效防控呢?

前不久,日本利用最新的超级计算机“富岳”探索了新型冠状病毒感染症(COVID-19)的有效防控措施进行了研究。(了解“富岳”请戳这里时隔9年再次超越中美,日本这次露脸了!


早前,在COVID-19对策中就指出咳嗽、打喷嚏、发出声音所产生的飞沫和飞沫中较小的气溶胶可让病毒扩散。这次,根据“富岳”的模拟,对新冠病毒在不同湿度条件下,在室内传播的路径进行了分析。并且公布了通过口罩防止飞沫扩散的效果。



办公室内


研究团队设定交谈者双方在办公室内相距1.8米相向而坐,并对喷溅到对方身上的飞沫数量进行了预测。结果显示,当室内较为干燥、湿度降至30%时,飞沫呈雾状更易传播,飞沫数量是湿度90%时的3倍以上。

 


测算结果显示,室内干燥的情况下,病毒更容易传播。据此研究团队认为给房间加湿将有助于预防病毒传播,减少病毒的传播速度。

 

人群扎堆聚集的地方


团队模拟了合唱团唱歌且人多聚集的地方,不但飞沫比说话增加几倍之多。并且每个人大喊大叫所产生的气流会给前排的人带来更大的风险。而在餐厅里,坐在他人的身边沾染飞沫的概率比坐在对面的概率高出5倍之多,更容易感染新冠病毒。

  

戴上口罩,可抑制百分之八十的飞沫飞溅

 

研究人员通过对面罩的效果模拟,得出:直径超过50微米的大飞溅可以预期通过粘附在面罩上来防止扩散,但直径小于20微的气溶胶可能会从侧面泄漏。

 


通过比较不同材料面膜的性能,发现无纺布面膜和织物面膜都有望降低感染风险。这两种材质的口罩都具有防止飞溅扩散的效果,可有效对付百分之八十的新型冠状病毒。 

 


布类的面罩对空气的阻力小于无纺布面罩,进入面罩过滤器部分的颗粒较多。


无纺布面罩对飞溅的扩散预防效果最高,对于直径为20微的气溶胶,从面罩和面部之间的间隙泄漏较少。

 


专家强调:"戴上口罩,可以抑制七到八成的飞溅。 但是容易呼吸的面罩在过滤器的性能上会变差。如果是在炎热潮湿的夏天,我们希望大家能使使用透气的口罩,虽然唾液飞溅的效果会差一点,但是可以有效防止中暑的可能性。

 

与此同时,专家指出:"当使用面罩防止散射时,需要同时使用通风来防止小飞溅。






各种场合的通风建议


根据“富岳”的模拟,明确了办公室等的隔板,医疗机构和多用途大厅的有效换气的方法等。

 

 办公室隔板的最佳距离是从地板高1.4米左右。如果高在1.2米处,唾沫飞溅会蔓延到对面的座位;如果隔板太高,超过1.4米的话,会造成局部通风不良,反而会适得其反。

 

团队还模拟了医疗机构病房内气溶胶感染的风险


假设在一个82.5立方米的四张床的病房里,安装了没有通风能力的空调,只有一个窗户让外部空气进入,并关上门的话。


当外部空气从气溶胶充满的状态进入时,在空调停止500秒后,外部空气进入的地方被净化,但用窗帘分隔的地方却没有净化空气。


然而,当空调运行时,空气在整个房间中循环,室内通风进行,空气被净化了。


所以"在病房里,由于隔间窗帘的影响,通风不均匀。在这些地方,我们建议不仅需要吸入外部空气,还建议通过空调和电风扇去循环室内的空气。

 

在教室里,如果你打开对角窗,可以快速达到通风效果

 

研究人员还预测了教室的窗户通风效果,以及病毒飞溅和气溶胶感染。


对40名学生的公立学校模型进行了风险评估,发现在空调打开后,所有窗户都向左和向右打开20厘米,走廊侧的门也打开,在100秒左右内可以有效地通风。


"在夏季和冬季,当空调必须打开时,稍微打开窗户,使其通风。从而进一步降低感染风险,在休息时间希望可以把所有的窗户都打开。

 

在多功能大厅中,观众必须戴口罩


团队还模拟了在多功能大厅的飞溅扩散,在川崎市14,000平方米的多功能厅里,有2000人就座。


多功能厅的设计是通风的设计,并且观众席下面安装了换气空调。这样的话就算厅里的空气是浑浊的,但在这个设计的帮助下,观众席只要几分钟,整个厅的话大约10分钟左右,就能让整个空间的空气质量得到改善。加上观众戴着口罩,间隔着坐下,气溶胶感染的风险几乎没有问题。


如果在观众席上连续咳嗽的情况下,当不戴口罩时,飞沫会非常广的散布在前面人的身上,当戴上口罩的时候,飞沫就可以有效抑制。


如果舞台上的表演者开始表演,小飞溅会散落两到三米,在空调的风中扩散。 因此,观众要远离舞台落座,戴着口罩交叉间隔坐下,感染风险就会降低。

 


"在彻底通风(如空调和打开窗户)的前提下,要求每个人戴口罩,并将观众人数减少一半,这一点很重要。”


研究小组表示,根据已得到的研究成果,他们会继续设计今后在疫情情况下如何合理限制人们的规模,以免出现集体感染。研究小组还计划在未来使用富岳来对公共交通设施进行各种模拟以及评估。

 

去年的寒冬是让人无法忘怀的冬季,转眼之间,今年的冬季又来到了。这个冬季请大家千万不要放松警惕,戴好口罩,室内多通风,把这个冬季好好度过,加油!


end



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