COVID-19関連追加(20201021日)

 

【屋内環境でCOVID-19拡散を防ぐための換気と空気ろ過の役割】

Ramon Padilla, USA TODAY. Ventilation and air filtration play a key role in preventing the spread of COVID-19 indoors. Oct 19, 2020.

学校やオフィスの再開に伴い,私たちが呼吸する空気中のウイルス粒子を減らすために管理者が行うべきこと

COVID-19規制後に国が再開するにつれ,世界の人々はオフィスに戻るか,子供たちを教室に戻すかの決断をしている.しかし,どのようにして正しい判断を下すことができるのだろうか?私たちは,室内の空気の質を改善する方法と,あなたの上司や学校の管理者に尋ねるべき質問を専門家に聞いた.

"多くの場合,屋内が感染源になる.”,Shelly Miller博士,コロラド州ボールダー大学機械工学教授,は言う.

"それはあなたが喫煙所にいるようなものだ "Miller氏は言う."開店時には煙はあまりないが,タバコを吸う人が増えると部屋が曇ってくる.ウイルスが排出されたと考えることができる"

換気率や空気交換とは何か,そしてCOVID-19ではなぜ重要なのか?:

あなたがオフィスに戻ったり,あなたの子供を学校に行かせることを検討する際,空気の質の専門用語を知っていると,あなたが正しい質問をするのに役立つ.

換気率(ventilation rateとは,単位時間あたりに供給される外気量のことである.

空気交換率(air change rateとは,空間の換気率(ventilation rate)をその空間の容積で割ったものである.

"空気交換率は,空気中の汚染物質から部屋をどれくらいの速さで浄化できるかを示している”,とMiller氏は言う."特にコロナウイルスについては,空気中のウイルスを素早く除去できれば,感染のリスクを減らすことができる.”.ほとんどの空調・暖房システムは,エネルギー効率のために残り空気の80%程度を再循環させながら,約20%の新鮮な空気を建物内に循環させている.

ASHRAEThe American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers)は,学校,デイケア,コンピュータ実験室,木材店などの商業ビルの外気換気基準を提供している.これらの最小(minimum)換気率は,室内で発生する活動の種類によって異なる.外気は,占有者や建物自体から発生する汚染物質を希釈するため,その空間の最大収容人数と空間の大きさの両方に基づいて率が決められている.例えば,木材店は,木材のヤスリ掛け(サンディング)や切断などの活動に基づいて,教室と比較すると,より推奨度が高い.

パンデミック以前の推奨された換気率は?:

教師と年齢9歳以上の生徒を含む35のために設計された1,000平方フィートの教室のために,ASHRAEは,外気の毎分500立方フィートの換気率を推奨する.

教室の天井の高さが10フィートの場合は,合計3 ACHair change rate/1時間: 時間当たりの換気回数)になる.”,Miller氏は述べる.”パンデミックでは,それを倍にすることを推奨する.”.

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専門家は,パンデミックにおいては,空気の質を改善するために占有率を減少させることを推奨する:

感染伝播リスクを減らすための最良の方法の一つは,オフィスや教室の人数を減らすことである.これにより,濃厚接触感染リスクを減らすソーシャルディスタンスをとることができる.また,教室に感染者がいた場合に発生しうる二次感染者数を減らすことができる.さらに,1人当たりに供給される外気の量が増えることで,全体的な空気の質の向上にもつながる

生徒数を35人から17人に減らすと,換気により1人当たりに2倍の外気が供給される.これは素晴らしいことだ.”,Miller氏は述べる.

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外気との換気を増やすことによって,空気中の感染性粒子濃度を下げ,空気感染(transmission of airborne diseases)を減らすことが証明されている2019年に台湾の台北大学で発生した結核のアウトブレイクの研究では,3.6立方フィート//人(CFM: cubic feet per minute)という換気不良空間では,CO2濃度が1,200ppm3,000ppmの範囲であったことが判明した.結核はCOVID-19と同様に空気感染症である.大学では換気率を51CFMcubic feet per minute/人に上げた結果,CO2濃度レベルは600ppmまで低下し,アウトブレイクは収束した.

Tuberculosis outbreak at Taipei University in Taiwan:

SOURCE Du C-R, Wang S-C, Yu M-C, et al. ‘Indoor Air’

結核アウトブレイク後,エンジニアたちは地下にある教室の換気率を共有換気(shared ventilation)で高めた.まもなく,CO2濃度は低下し,結核患者数の増加は止まった.

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あなたのオフィスや学校では,複数の改善を行うのが理想的だ:

@上記に述べたように,占有率を下げることが重要だ.例えば,35人から17人にする.

Aこれによって,換気だけで,標準では1人当たり13 CFMであるが,1人当たり26 CFMの外気を得ることになる.

1 cubic feet= 28317 Lcm3= 28317x10-6 m326 CFM= 0.74 m3//

Bクラスの人数が減少したことで,ソーシャルディスタンスを保つためのスペースが確保された.マスクを使用することで感染リスクを軽減し,会話やくしゃみの際に排出される粒子量を制限することができる.

CアップグレードされたMERV-13フィルターは,室内の空気を再循環させるHVACシステムを通過する時に,1ミクロン以上の粒子を85%以上除去する.

DHEPAフィルター付き空気清浄機は,空間に合わせて適切なサイズになっている.HEPAフィルターを通過する空気中の粒子を99%以上除去することができる.

E窓は可能な限り開放し,新鮮な空気が出入りできるようにする.これによって,ウイルス濃度が薄くなる.

Fファンは室内の空気を外に吹き出すように配置されている.部屋の中に空気を吹き付けることは(blowing),ウイルスを拡散させる恐れがあるので避ける.

室内空気のHVACろ過を改善することによってCOVID-19のリスクが減少する:

前述したように,エアフィルターは室内の空気の質を改善するために大きな役割を果たす.室内に取り込まれる外気の量を増やしたいと思う一方で、再循環する空気をろ過したいと思うこともあるだろう.あなたのオフィスビルのマネージャーや学校の代表者に尋ねたいと思うことの一つは,HVACHeating, Ventilation, and Air Conditioning)ろ過(filtration)が改善されているかどうかだろうか.

MERVminimum efficiency reporting valueは,フィルターが1回の通過で様々なサイズの粒子を集めることができる効率を反映した評価である.数値が高いほど,空間におけるろ過能力が高いことを意味する.多くのHVACシステムは,MERV-8フィルターを使用するように設計されている(それは抵抗が少なく空気の流れが速くなる)しかし,この速い空気の流れには負担がかかってしまうすなわち,1ミクロンサイズの粒子の40%しか捕捉できない.一方,システムがMERV-13のもつ抵抗に対応できれば,ろ過性能は大幅に向上する

"MERV-13では,1ミクロンの粒子の濾過効率は85%以上である.”.Miller氏は言う.”このサイズの粒子にはウイルスが含まれる可能性があることがわかっているので,0.5ミクロンから5ミクロン未満の粒子を効率的に除去できるようにしたいと考えている.”.

メカニカルフィルターは,粒子径が大きくなるにつれて効率が上がるそして拡散と静電引力により,粒子が小さくなるにつれて効率も上がる

 

 

MERV: minimum efficiency reporting value:

SOURCE American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE); Kowalski, Wladyslaw & Bahnfleth, William. (2002). MERV Filter Models for Aerobiological Applications; Air Media

MERVは,フィルターが1回の通過で捕集できる粒子の割合に基づいて評価される.物理学的には,小さい粒子や大きい粒子ほど捕捉しやすく,ほとんどのフィルターは0.3ミクロンでは最も効果的ではないHVACシステムの流れを制限することなく,0.5ミクロンから1ミクロンのサイズのほとんどの粒子をブロックするため,MERV-13を推奨する

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粒子は繊維間の”すきま”よりも大きくなくても捕捉できるため,フィルターはSARS-CoV-2やその他の呼吸器病原体を含む可能性のある呼吸によって発生する微粒子を効果的に捕捉することができる.”,William P. Bahnflesh博士,ペンシルバニア州立大学の建築工学教授であり,ASHRAE エピデミック タスクフォース議長,は述べた.同タスクフォースは,再オープンの指針となる建物準備計画を作成した.

繰り返しになるが,リスクを減らすためには,占有者数を減らすことが第一であり,最も効果的な方法であるHVACフィルターが改善できない場合や窓が存在しない場合には,ポータブル(移動式)エアフィルター殺菌紫外線が役立つ

 

 

HEPAフィルターは役に立つのか?科学者たちは,HEPAフィルターを備えた移動式空気清浄機(air purifiersとも呼ばれる)は,COVID-19の原因となるウイルス粒子を除去することができると述べている:

移動式HEPAhigh efficiency particulate air)エアフィルターは,粒子の大きさに関わらず,空気を介した粒子(airborne particles)の99%以上を除去するMiller博士のチームはハーバード大学と提携し,空間の大きさやタイプに合った空気清浄機を探すのに有用な計算システムを作成した.AHAMAssociation of Home Appliance Manufacturersで認証を検索してください.あなたはここで検証されたユニットのリストを見つけることができる.また,CADRclean air delivery rate)が,浄化しようとしている空間の面積と一致しているか,またはそれ以上であるかを確認する必要がある

"補足的に空気を浄化する必要があるが場合は,HEPAフィルターを含む室内フィルターユニットを使用することを推奨する.なぜなら,それは1回の通過で気になるサイズのほぼすべての粒子を除去することができるからだ.”,Bahnfleth博士は述べる.

室内のCOVID-19と戦うための,殺菌紫外線(germicidal ultraviolet light: UVC:

殺菌紫外線(UVC)は,UVAUVBとは異なる波長を含んでいる.UVCはウイルスにダメージを与えるのに非常に効果的だ.

"殺菌紫外線は微生物のDNAにダメージを与える能力があり,微生物はもはや複製することができない.”,とMiller氏は言う.”コロナウイルスは殺菌UVに非常に弱いので,一定時間照射すると不活性化され,もはやヒトに感染させることはできない.”.

マーケットには2つタイプの空気消毒システムがある.1つは壁に取り付けることによって,空間全体に光を頭上から照射するものである.Bahnfleth氏は,”この「upper room」システムは,エネルギーコストを大幅に削減しながら,10 ACH1時間あたり10回以上の換気回数)に匹敵する量の空気中の活性ウイルスを減らすことができる.”,そう指摘している.もう1つのシステムは,UVC照射を再循環空気ダクトに配置する.それはあなたがいる空間から空気を取り込み,それに照射し,きれいな空気を同じ空間に再循環する.