量化拥挤与通风对呼吸道感染的影响

《Nature Communications》：Quantifying crowding-ventilation effect on respiratory infections

　　

摘要

拥挤且通风不良的室内环境容易导致呼吸道感染（如2019冠状病毒病（COVID-19））的爆发，常常引发超级传播事件。虽然过度拥挤会增加感染风险，但其与空间大小和通风条件的相互作用仍尚未得到充分研究。我们提出了一个评估这种风险的框架，该框架采用了“有效清洁气流速率”这一概念，该速率结合了清洁空气流动（室外空气、过滤、紫外线杀菌）、“体积-时间空气置换率”（VTAC，即每人每单位时间的室内空气置换量）以及“吸入分数时间”（独立于感染颗粒产生的气溶胶暴露风险量化指标）。通过对监狱、地震避难所和宿舍的真实疫情数据的分析发现，在通风不良的环境中（每人每小时仅0.5升空气交换量），适度的空间宽敞度（16-32立方米/人）可使有效清洁气流速率提高至每人每秒8.7至17.6升，从而降低暴露风险。目前的标准（如美国供暖、制冷和空调工程师协会（ASHRAE）62.1-2022标准）在拥挤环境中存在不足，进一步加剧了感染风险。我们的模型预测了感染模式，表明体积-时间空气置换率是限制远距离空气传播的关键因素，但这一因素常常被忽视。这些发现呼吁更新通风和空间宽敞度标准，以加强公共卫生策略。