自2019年新型冠状病毒疾病（COVID-19）爆发以来，室内气流控制的关键作用得到了广泛认可[2,3]。在接触传染患者的医疗设施中，特定区域（如防护隔离单元或空气传播感染隔离室（AIIRs）需要先进且昂贵的通风系统[4,5]。防止空气传播的基本要求是确保每人足够的通风量[[6], [7], [8]]。此外，从减少感染者呼出气体暴露风险的角度来看，置换通风（DV）或地板供应式置换通风（FSDV）比传统的圆形天花板扩散器（CCD）更为合适，因为CCD中呼出气体容易在室内充分混合[[9], [10], [11]]。DV是一种从地板或下墙表面供应新鲜空气的系统，这些空气随人体热气流向上流动，从而直接排出呼出气体和体味（生物污染物），而不会与占用区域的空气混合[12,13]。尽管在DV中需要谨慎操作，因为通风量不足会降低浓度界面高度并增加呼吸区域的暴露风险[14,15]，但多项研究表明，当保持适当通风时，DV可以有效降低感染风险[16,17]。
在地板下空气分布（UFAD）系统中，旋流型地板扩散器（SFD）在扩散器附近产生高度混合的气流[18,19]，而水平流型地板扩散器（HFD）提供的性能更接近置换通风，有助于降低感染风险[17]。FSDV是UFAD的一种变体，它从地板下的风箱供应空气，并通过穿孔面板和透气地毯均匀分布在整个地板表面。由于其较大的供应面积，FSDV在总通风量相同时提供了最低的供应空气速度，从而减少了局部气流气流的风险，尽管由于垂直分层仍可能产生热气流[19,20]。作者的研究证明了其在防止空气传播方面的优越性能[11,17,20]。尽管在可能泄漏液体的房间（例如手术室）中不推荐使用FSDV，但在防护隔离空间（如防护隔离室和空气传播感染隔离室（AIIRs）中应考虑使用FSDV。然而，由于成本考虑、热气流风险以及对颗粒物重新悬浮的担忧，尽管缺乏此类条件下的实证数据，FSDV尚未得到广泛应用。因此，本研究的目的是定量评估FSDV条件下的颗粒物重新悬浮现象。
已有很多关于颗粒物重新悬浮的研究，包括研究空气动力学、粘附力和静电力等微观机制的研究，以及关注实际人类活动引起的重新悬浮或其机械模拟的研究[[21], [22], [23], [24], [25]]。许多这些研究使用实验室、办公室和住宅的现场测量或计算流体动力学（CFD）进行。办公室和住宅的现场测量提供了重要发现，例如颗粒物重新悬浮偶尔发生的位置或沉积颗粒的地板负载质量，这些信息也可以用于指导实验室实验条件[[26], [27], [28]]。其他现场测量表明，室外空气是细颗粒（< 2 μm）的主要来源，而人类活动引起的重新悬浮是较大颗粒（2–10 μm）的主要来源，尽管有过滤设备存在[[29], [30], [31]]。实验室研究主要考察了地毯材料、相对湿度和行走强度等参数。尽管不同研究之间存在一些相反的结果[32,33]，但总体趋势是地毯上的重新悬浮率高于硬瓷砖，并且当湿度较低时重新悬浮率会增加[[34], [35], [36], [37]]。除了行走行为外，其他研究还关注婴儿爬行引起的重新悬浮，表明婴儿呼吸区的暴露风险显著高于成人，这突显了这一研究主题的重要性[38,39]。
其他关注微观机制的研究探讨了颗粒和表面类型、颗粒大小以及沉积结构的影响，发现单层沉积和多层沉积之间的重新悬浮行为存在显著差异[24,40,41]。然而，大多数这些研究是在天花板供应条件下或在小规模风洞中进行的，主要关注水平气流或振动引起的重新悬浮。只有少数研究探索了类似于FSDV的上升气流条件，因此在这种条件下的实验数据特别有价值。例如，Kiyosuke等人[42]比较了不同通风方法的气流模式，并报告了行走时FSDV可能引起的重新悬浮；然而，他们的发现主要描述了时间浓度响应，并未提供重新悬浮率或比例等定量指标。
基于这些发现，本研究重点关注无人员行走条件下FSDV引起的气流颗粒重新悬浮现象，作为未来进行行走实验的初步步骤。此外，正如先前的研究所表明的，重新悬浮可能同时受到空气动力阻力和受相对湿度影响的粘附力的影响[43,44]。因此，实验在FSDV条件下使用湿度和供应空气速度作为参数进行（图1a）。为了比较，在50%相对湿度下使用传统天花板扩散器（通常称为Anemostat扩散器）进行了额外实验（图1b）。
本研究的目的是定量评估FSDV条件下的气流引起的颗粒重新悬浮，并确定其关键影响因素。具体来说，实验以湿度和速度作为参数进行，并将结果与CCD条件下的结果进行比较。
