(Klaus Vedfelt/Getty Images) Es dauert nicht lange, bis es in der Luft ist Coronavirus Partikel, die sich ihren Weg durch einen Raum bahnen. Zunächst sind nur Personen, die in der Nähe eines infizierten Redners sitzen, einem hohen Risiko ausgesetzt, aber im Laufe der Besprechung oder des Unterrichts nimmt das Risiko zu winzige Aerosole kann sich ausbreiten.
Das bedeutet jedoch nicht, dass jeder dem gleichen Risiko ausgesetzt ist.
Als ein Ingenieur Ich habe Experimente durchgeführt, um zu verfolgen, wie sich Aerosole bewegen, auch solche in diesem Größenbereich kann Viren übertragen .
Was ich herausgefunden habe, ist wichtig zu verstehen, da immer mehr Menschen in Universitäten, Büros und Restaurants zurückkehren und bei sinkenden Temperaturen immer mehr Besprechungen in Innenräumen stattfinden. Es weist auf die Bereiche mit dem höchsten Risiko in Räumen hin und warum Eine gute Belüftung ist von entscheidender Bedeutung .
Wie wir in den letzten Wochen gesehen haben mit Präsident Donald Trump und anderen in Washington , kann sich das Coronavirus auf engstem Raum schnell verbreiten, wenn keine Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.
Auch die Universitätsgelände haben damit zu kämpfen COVID 19 . Fälle bei 18- bis 22-Jährigen mehr als verdoppelt im Mittleren Westen und Nordosten, nachdem die Schulen im August wiedereröffnet wurden.
Mit steigenden Fallzahlen steigt auch das Risiko für jeden, der sich in diesen Räumen aufhält.
Ein Experiment zeigt, wer am stärksten gefährdet ist
Die meisten aktuellen Modelle beschreiben die Rolle der Belüftung Schicksal von Mikroben in der Luft in einem Raum Gehen Sie davon aus, dass die Luft gut gemischt ist und die Partikelkonzentration überall gleichmäßig ist.
In einem schlecht belüfteten Raum oder auf kleinem Raum ist das wahrscheinlich der Fall. In diesen Szenarien ist der gesamte Raum ein Hochrisikobereich.
In größeren Räumen wie Klassenzimmern verringert eine gute Belüftung das Risiko jedoch, jedoch wahrscheinlich nicht gleichmäßig. Meine Forschung zeigt, dass die Höhe des Risikos stark von der Belüftung abhängt.
Um zu verstehen, wie sich das Coronavirus ausbreiten kann, haben wir Aerosolpartikel in der Größe von Menschen in einen Raum injiziert und diese anschließend mit Sensoren überwacht.
Wir nutzten ein 30 mal 26 Fuß großes Universitätsklassenzimmer, das für die Unterbringung von 30 Studenten ausgelegt war und über ein Lüftungssystem verfügte, das den Anforderungen gerecht wird den empfohlenen Standards .
Als wir Partikel an der Vorderseite des Klassenzimmers freisetzten, gelangten sie innerhalb von 10 bis 15 Minuten bis in den hinteren Teil des Raums.
Aufgrund der aktiven Belüftung im Raum betrugen die Konzentrationen im hinteren Bereich, etwa 20 Fuß (6,1 Meter) von der Quelle entfernt, jedoch etwa ein Zehntel der Konzentrationen in der Nähe der Quelle.
Dies deutet darauf hin, dass bei geeigneter Belüftung das höchste Risiko einer Ansteckung mit COVID-19 auf eine kleine Anzahl von Personen in der Nähe des infizierten Sprechers begrenzt werden könnte.
Wenn jedoch die Zeit, die man mit einem infizierten Lautsprecher in Innenräumen verbringt, zunimmt, erstreckt sich das Risiko auf den gesamten Raum, selbst bei guter Belüftung.
CDC erkennt endlich das Aerosolrisiko an
In der Vergangenheit konzentrierte sich die Übertragung von Atemwegserkrankungen auf die Rolle größerer Partikel, die beim Niesen und Husten entstehen.
Diese Tröpfchen fallen schnell zu Boden und soziale Distanzierung und Maskentragen kann eine Ansteckung durch sie weitgehend verhindern.
Die größere Sorge ist jetzt die Rolle von winzige Partikel, sogenannte Aerosole die entstehen, wenn wir reden, singen oder einfach nur atmen. Diese Partikel, die oft kleiner als 5 Mikrometer sind, können aus Stoffmasken austreten und bis zu 12 Stunden an der Luft verweilen .
Endlich die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten hat dieses Risiko erkannt am 5. Oktober, nachdem Trump ins Krankenhaus eingeliefert wurde und mehrere andere Personen in oder in der Nähe der Regierung positiv auf COVID-19 getestet wurden.
Während diese kleineren Partikel im Durchschnitt weniger tragen Virus als größere Partikel, die Menschen beim Husten oder Niesen ausstoßen, ist die hohe Infektiosität von SARS-CoV-2 kombiniert mit dem hohe Viruslast Bevor Symptome auftreten, sind diese Partikel wichtig für die Übertragung von Krankheiten durch die Luft.
Wie viel Belüftung ist ausreichend?
Um die Übertragung von COVID-19 in Innenräumen zu minimieren, ist die oberste Priorität des CDC Empfehlung besteht darin, die Infektionsquelle zu beseitigen. Fernunterricht hat dies an vielen Universitäten effektiv bewirkt. Im Präsenzunterricht können durch technische Maßnahmen wie Belüftung, Trennwände und Filteranlagen Partikel direkt aus der Luft entfernt werden.
Von allen technischen Maßnahmen ist die Belüftung wahrscheinlich das wirksamste Mittel zur Minimierung der Infektionsausbreitung.
Um zu verstehen, wie Belüftung Ihr Risiko einer Ansteckung mit COVID-19 senkt, beginnen Sie mit den Luftwechselraten. Ein Luftwechsel von einem pro Stunde bedeutet, dass die dem Raum über eine Stunde zugeführte Luftmenge dem Luftvolumen im Raum entspricht.
Luftwechselkurs reicht von weniger als eins für Häuser um 15-25 für Operationssäle in Krankenhäusern .
Für Klassenräume entsprechen die aktuellen Vorschriften der Primärluftströmung einem Luftwechsel von etwa sechs pro Stunde. Das bedeutet, dass alle 10 Minuten die in den Raum eingebrachte Luftmenge dem Raumvolumen entspricht.
Wie hoch die Konzentration wird, hängt unter anderem von der Anzahl der Personen im Raum, deren Emission und der Luftwechselrate ab.
Da durch die soziale Distanzierung die Klassenzimmerbevölkerung um die Hälfte reduziert wird und alle Masken tragen, ist die Luft in vielen Innenräumen jetzt tatsächlich sauberer als zuvor Pandemie .
Teile des Raumes sollten gemieden werden
Es ist wichtig zu bedenken, dass nicht alle Teile eines Raumes gleichermaßen gefährdet sind.
In den Ecken des Raumes wird der Luftaustausch wahrscheinlich geringer sein – Partikel können dort also länger verweilen.
Wenn Sie sich in der Nähe einer Luftaustrittsöffnung aufhalten, könnten Schwebeteilchen aus dem Rest des Raums über Sie hinwegschwemmen.
Eine Studie über Belüftungsluftstrom in einem Restaurant in China untersuchte unter den dortigen Gästen seine Rolle bei mehreren COVID-19-Erkrankungen.
Etwa 95 Prozent der Partikel im Raum werden durch eine ordnungsgemäße Funktion entfernt Lüftungssystem in 30 Minuten , aber eine infizierte Person im Raum bedeutet, dass diese Partikel auch kontinuierlich emittiert werden.
Das Tempo der Partikelentfernung kann beschleunigt werden, indem die Luftwechselrate erhöht oder andere technische Steuerungen wie Filtereinheiten hinzugefügt werden. Auch das Öffnen von Fenstern erhöht oft den effektiven Luftwechsel.
Da Schulen, Restaurants, Einkaufszentren und andere Gemeinschaftsräume beginnen, mehr Menschen in Innenräumen unterzubringen, müssen wir uns der Risiken bewusst sein und diese befolgen CDC-Empfehlungen kann dazu beitragen, die Ausbreitung von Infektionen zu minimieren.
Diese Geschichte wurde mit den neu veröffentlichten Leitlinien des CDC zu Aerosolen aktualisiert. 
Suresh Dhanyala , Bayard D. Clarkson, angesehener Professor für Maschinenbau und Luftfahrttechnik, Clarkson-Universität .
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