据外媒报道，一项新建模研究显示，在应对多房间建筑内的新冠病毒颗粒水平时，剧烈和快速的空气交换可能并不总是一件好事。这项研究表明，在一个多房间建筑中，快速的空气交换可以将病毒从源室迅速传播到其他高浓度的房间。

这些研究结果已发表在《Building and Environment》上，其来自美国能源部太平洋西北国家实验室的一个研究团队。该团队包括建筑和暖通空调专家及气溶胶粒子和病毒材料专家。

该研究的论文主要作者Leonard Pease表示：“大多数研究只研究了一个房间内的颗粒物水平，而对于只有一间房间的建筑来说，增加通风总是有助于降低颗粒物的浓度。但对于一个有多个房间的建筑来说，空气交换可能会使病毒浓度上升得更快，从而对相邻房间构成风险。

“为了了解发生了什么，考虑二手烟是如何在整个建筑中分布的。在污染源附近，空气交换可以减少人附近的烟雾，但会将较低水平的烟雾分散到附近的房间，”Pease补充道，“任何呼吸道疾病的风险都不是零。”

该团队模拟了类似于SARS-CoV-2（导致COVID-19的病毒）的颗粒通过空气处理系统的传播。科学家们模拟了一个人在一个有三个房间的小办公大楼的一个房间里咳嗽五分钟后的情况，整个过程用5微米的粒子进行模拟。

研究人员观察了三个因素的影响：不同的过滤水平、不同的室外空气进入建筑供风的速度、不同的通风或每小时换气的速度。对于下游的房间，他们发现增加室外空气和改善过滤效果有明显的预期效益，但增加通风量的效果不那么明显。

更清洁的室外空气可以减少传播

科学家们研究了增加不同数量的室外空气到建筑物空气供应的影响，从没有室外空气到每小时向里面供应空气使其占比达到33%。正如预期的那样，更清洁的室外空气的加入降低了连接的房间的传播风险。跟通常包括在建筑物内的较低水平的室外空气相比，每小时使用清洁的室外空气替换建筑内三分之一的空气，下游房间的感染风险降低了约20%。该小组指出，该模型假设室外空气是干净的、没有病毒。

Pease说道：“只要空气中没有病毒，更多的室外空气显然有利于降低传播风险。”

强过滤减少传播

研究的第二个因素--强过滤--在减少新冠病毒传播方面也非常有效。

研究小组研究了三种级别过滤的效果：MERV-8、MERV-11和MERV-13，其中MERV代表最低效率报告值，这是一种常见的过滤措施。数字越大，过滤能力越强。

过滤显著降低了连通房间的感染几率。MERV-8过滤器则将连通房间中病毒粒子的峰值水平降低到没有过滤的20%。MERV-13过滤器可以将连通房间中病毒粒子的峰值浓度降低93%，低于MERV-8过滤器的1/10。研究人员指出，自新冠大流行开始以来，更强的过滤器变得越来越普遍。

增加通风--一个更复杂的画面

这项研究最令人惊讶的发现跟通风有关--研究人员称之为每小时空气变化的影响。对源房间有好处的--将房间内的传输风险降低75%--但对连通房间就不是那么友好了。研究小组发现，每小时更换12次空气的快速换气量，可以在几分钟内导致连通房间内的病毒粒子水平激增。这使这些房间内几分钟内的感染风险增加到空气交换率较低时的10倍以上。在连通的房间中，较高的传播风险持续约20分钟。

“对于源室来说，明显更多的通风是件好事。但这些空气会去某个地方。”Pease说道，“也许更多的通风并不总能解决办法。”

解释数据

Pease说道：“要考虑的因素有很多，每个案例的风险计算都是不同的。大楼里有多少人，他们在哪里？这座大楼有多大？有多少房间？目前还没有大量关于病毒粒子如何在多房间建筑中移动的数据。这些数字对这种模型非常具体--这种特定类型的模型，即一个人散播的病毒颗粒的数量。每座建筑都是不同的，这需要做更多的研究。”

该研究的论文合著者、建筑控制专家Timothy Salsbury指出，许多权衡都可以根据环境进行量化和加权。

“更强的过滤意味着更高的能源成本，引入更多的室外空气比通常在正常操作中使用更多。在许多情况下，强过滤所需的增加风扇功率的能量损失小于加热或冷却额外的外部空气的能量损失。有很多因素可以平衡过滤水平、室外空气水平、空气交换--以最大限度地降低传播风险。建筑经理当然有他们的工作，”他补充说。

正在进行的其他实验研究

该团队已经按照建模研究的思路进行了一系列实验研究。跟新发表的研究一样，额外的分析着眼于过滤、室外空气掺入和空气变化的影响。

这些正在进行的研究涉及黏液制成的真实颗粒（不包含实际的SARS-CoV-2病毒）并考虑从呼吸道不同部位如口腔、喉部和肺部排出的颗粒的差异。研究人员部署了一种喷雾机，它可以像咳嗽一样散播病毒样颗粒，还能使用荧光追踪技术监测它们的去向。其他因素包括不同的颗粒大小、病毒颗粒可能感染的时间及它们下降和衰变时发生了什么。