后大流行时期的生活73——公共环境空气净化设备的摆放

本期分享在某种程度上来说，应该是《后流61-家庭环境空气净化设备的摆放》的姊妹篇，不过由于种种原因在间隔了10余期之后才终于轮到它出场。之后应该还会专门有一期办公室环境空气净化设备的摆放。

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感染者呼出的空气是传染性病毒的主要来源。呼出的空气来自各种与呼吸有关的活动，如呼吸、咳嗽、唱歌和说话。因此，关于呼出气流和颗粒物释放和扩散过程的准确信息对于精确预测传染病传播至关重要。

一、面对面场景

为了验证空气净化设备的实际效果，研究人员设计了一项模拟四人围坐在一张长方形桌子两侧进行交谈的实验，桌面的尺寸为2.13m*0.91m，桌子两侧面对面的人的平均距离为1.1m，这个场景的设置非常类似写字楼中的小会议室或食堂的四人长桌。之后分别放置了两台166cadr的便携空气净化装置（圆柱形空气进化器，进气口环绕机身一周，出气口在空气净化器上正上方），即图中的两个绿点；同时又分别在1点、2点和3点处放置了颗粒物监测仪，即图中带数字的红色圆圈；四个蓝色矩形则代表了两两对坐的四个人。（备注：该实验环境中没有空调系统，可以默认为没有其他空气扰动）

研究人员通过一种特殊的雾气来模拟人体在说话时产生的颗粒物和气溶胶，来观察说话时的具体情况。具体实验中假设模拟人体1号为新冠病毒感染者，将其从口中喷出的雾气设定在2.77 m/s，每次排除雾气20~25s，以模拟人在大声说话时的情景。

当不开启空气净化器时，可以很明显的看到1号人体模拟者呼出的雾气很容易就达到了桌子正对面的4号人体模拟者以及斜对面的3号人体模拟者的脸部位置；而开启空气净化器时，大部分1号模拟者所呼出的雾气都被空气净化器吸附了，十分有效地遏制了污染物的扩散湍流。从颗粒物分布建模的模拟图中可以看到，在开启空气净化器的时候，大多数颗粒物都可以直接被空气净化器吸附或被顶部吹出的气流带走。

而根据点1、点2和点3三处颗粒物检测仪的数据显示，开启空气净化器时不同大小的颗粒物水平均有所下降，正对面的4号位pm2.5及以下颗粒物水平下降了约80%，虽然普遍低于模拟计算5%~10%的数值，但依旧可以证明其使用效果。

根据以上结果大致可以得出以下结论和建议：

• 放置于桌面的开启中的空气净化设备可以有效降低疑似感染者说话时产生的颗粒物。

• 在高度接近的情况下离空气净化设备距离越近，颗粒物净化水平越好。

• 在没有开启空气净化设备的情况下，距离感染者越远接触到的颗粒数量越少。

• 在类似场景中，如果可能请在自己面前放置一台空气净化设备。

• 如果设备条件允许，空气净化设备的入风口最好朝向对面的人。

• 如果设备条件允许，空气净化设备的出风口最好朝向上方，这样能够创造一道“风幕”。

• 空气净化设备的出风口如果只朝向自己，则可能会因为没有风幕而让部分漏掉的污染颗粒物混入洁净的空气中吹到自己的脸部。

二、围坐场景

为了进一步验证空气净化设备的位置效果，研究者们又模拟了一个大空间中的四人围坐的场景，并引入了中央空调系统（CA）的影响。在这项模拟中，中央空调的换气规格为5次/小时，送风速度约为0.34m/s，出风口和入风口均布置在天花板上；并引入了大约550CADR的落地式空气净化器（FAP）和大约200CADR的桌面式空气净化器（TAP）。

之后分别设定了三种室内换气模式：

• 开启中央空调系统的模式（CA）

• 开启落地式空气净化器和中央空调系统的模式（CFA）

• 开启落地式空气净化器、桌面空气净化器和中央空调系统的模式（CAFT）

通过比较在不同通风条件下分别从中央空调排气口排出、由净化器净化并沉积在不同表面上的颗粒百分比。感染者口中释放的颗粒物在中央空调系统（CA）下便于水平方向扩散，尤其是在呼吸区的高度。一小部分颗粒通过 CA 下的排气口排出。它们大多散布在室内空间，然后沉积在人（33%）、餐桌（25%）、地面（25%）和墙壁（11%）上。落地式净化器 (FAP) 可以净化 28% 的颗粒，同时由于净化器周围的空气流入和流出改变了流向，增加了壁上的颗粒沉积 (48%)。CAFP系统呼吸带高度处的颗粒浓度比CA系统小。使用CAFP系统，大部分病毒颗粒被桌面式空气净化器（TAP）净化——大约76%的颗粒可以被TAP净化，在净化颗粒方面表现出色。

这部分实验也再次证明了中央空调系统本身并不会造成新冠病毒的传播（《后流65、66-空调系统与感染风险》），但是在人员密集的公共场所，其排出的气流会对感染因素造成影响，大部分颗粒物会在室内扩散，最终沉积在人、桌子、设备、地面和墙壁上。无论是落地式还是桌面式空气净化器，只要位置和CADR合适，都可以有效地吸引室内空气流向净化器，从而净化“被污染”的空气。

而具体到每个单桌，三种通风条件下疑似感染者呼出的病毒颗粒的气流流动是不同的。CA系统下的粒子很容易到达本桌对面人员的面部呼吸区域；对于CAF系统，颗粒物先向上移动，然后被放置在后面的落地式空气净化器吸入；。CAFT系统则呈现出更好的净化性能，因为大部分颗粒被直接吸入桌面式净化器，而净化过的空气则会被顶部中央空调系统出风口的气流再反推回来。

从整体颗粒物规律水平来看，和CA与CAF相比CAFT在降低风险方面效果更好。

根据以上结果大致可以得出以下结论和建议：

• 靠近疑似感染者的空气净化装置降低传播风险的效果更好
  
• 在和疑似感染者构成支线时，尽量不要让自己身后有开启状态的空气净化设备。
• 只要位置和CADR合适，复数的空气净化设备可以提高整体的净化效率。

虽然实际生活中公共场所的环境因素会更加复杂，可能无法简单判断具体的摆放位置，但通过分享中的“面对面场景”和“围坐场景”两个模拟实验，各位读者应该都会有初步的判断了。至少在对面有疑似感染者时，在你们中间放置一个桌面式空气净化装置是能够十分有效地降低感染风险的。办公室环境由于涉及到一些特定场景，所以并没有放在本期分享当中进行说明，之后应该会进行额外更新。

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（文中所有图片均来自网络公开渠道）

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