机械通风房间人与人之间飞沫气溶胶传播特性研究

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基本信息

  • 批准号：
    51178237
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    杨旭东
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    E0803.建筑物理
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

基于不可压湍流力学和气溶胶力学理论，研究室内机械通风环境中飞沫气溶胶颗粒在人与人之间的传播特性；给出室内人员呼出飞沫气溶胶散发参数的简化定量化方法，建立人员飞沫气溶胶散发数据库作为机械通风环境人与人之间飞沫气溶胶传播模型的输入参数；建立室内机械通风环境中人与人之间的飞沫气溶胶传播模型并进行实验数据验证；建立评价通风控制飞沫气溶胶传播效果的评价体系；并利用该模型对实际工程中的各种通风形式进行系统化评价和分析。预期该研究成果将为工程师设计和营造安全的避免交叉感染的室内通风环境提供基础数据支撑，为特殊环境如医院层流病房的管理者和使用者进行合理的室内操作提供指导。

结项摘要

在国家自然基金的支持下，课题组针对机械通风房间内颗粒/飞沫的交叉传播特性进行了为期四年的深入研究，如期完成了预定研究内容，取得了以下主要结论和重要发现：.（1）建立了机械通风房间内气流模拟和颗粒物模拟的模拟模型，并用实验数据对模型进行了验证。模拟结果与实测结果吻合很好，找到了可靠的模拟室内空气湍流流动的湍流模型和颗粒物模拟模型，为后面的研究的可靠性奠定了坚实的基础。.（2）以垂直层流病房为例，研究了机械通风房间内人员处于站姿、坐姿和躺姿时送风速度对房间内人员呼吸和人体表面产生颗粒传播扩散的影响。结果表明，垂直层流通风房间内送风速度越大，颗粒物的传播扩散范围越小。要控制垂直层流通风环境下人员呼吸和人体产生的颗粒物的扩散范围，当人体处于站姿和坐姿势，送风速度应不低于0.25m/s；当人体处于躺姿时，送风速度应不低于0.2m/s。.（3）以垂直层流病房为例，对机械通风房间内两个人颗粒/飞沫交叉传播特性进行了研究。结果表明，两个人之间的距离和房间的送风量都会对两个人之间的交叉传播特性有影响。两人之间的距离越大，房间的送风量越大，两人之间越不容易引起颗粒/飞沫交叉传播。为了避免两个人之间的颗粒物交叉传播，送风速度应不低于0.25m/s，两人之间应尽量保持不小于0.8m的距离。.（4）对咳嗽产生的飞沫在房间内的交叉传播特性进行了研究。结果表明，飞沫的初始粒径和两个人之间的距离都会影响到房间内咳嗽产生的飞沫的交叉传播特性。颗粒的初始粒径越大越不容易引起人与人之间飞沫交叉传播。初始粒径较小的飞沫的运动特性与气态污染物的运动特性相似。.（5）通过对Wells-Riley公式进行改进，提出了一个可以预测通风房间内只有一个传染源时，该传染源对房间其他人的感染风险。并用该模型对垂直层流病房内医护人员对病人的感染风险进行了评估。.该研究可以为环境控制工程师提供控制依据来尽可能避免机械通风房间内人与人之间的飞沫/颗粒交叉传播，避免传染病的交叉传染。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（0）
Volatile organic compounds in different interior construction stages of an apartment
公寓不同室内施工阶段的挥发性有机化合物
  • DOI：
    10.1016/j.buildenv.2014.07.015
  • 发表时间：
    2014-11-01
  • 期刊：
    BUILDING AND ENVIRONMENT
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Liang, Weihui;Wang, Chao;Yang, Xudong
  • 通讯作者：
    Yang, Xudong
The ventilation needed to control thermal plume and particle dispersion from manikins in a unidirectional ventilated protective isolation room
在单向通风防护隔离室中控制人体模型的热羽流和颗粒扩散所需的通风
  • DOI：
    10.1007/s12273-014-0227-6
  • 发表时间：
    2015-10-01
  • 期刊：
    BUILDING SIMULATION
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
    Yang, Caiqing;Yang, Xudong;Zhao, Bin
  • 通讯作者：
    Zhao, Bin
Modeling volatile organic compound (VOC) concentrations due to material emissions in a real residential unit. Part I: Methodology and a preliminary case study
对真实住宅单元中由于材料排放而产生的挥发性有机化合物 (VOC) 浓度进行建模。
  • DOI：
    10.1007/s12273-012-0083-6
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Building Simulation
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
    Liang Weihui;Gao Peng;Guan Jun;Yang Xudong
  • 通讯作者：
    Yang Xudong
Long-Term Formaldehyde Emissions from Medium-Density Fiberboard in a Full-Scale Experimental Room: Emission Characteristics and the Effects of Temperature and Humidity
全尺寸实验室中密度纤维板的长期甲醛排放：排放特性及温湿度的影响
  • DOI：
    10.1021/acs.est.5b02217
  • 发表时间：
    2015-09-01
  • 期刊：
    ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Liang, Weihui;Yang, Shen;Yang, Xudong
  • 通讯作者：
    Yang, Xudong
Long-term concentrations of volatile organic compounds in a new apartment in Beijing, China
中国北京一间新公寓中挥发性有机化合物的长期浓度
  • DOI：
    10.1016/j.buildenv.2014.10.016
  • 发表时间：
    2014-12
  • 期刊：
    Building and Environment
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Weihui Liang;Caiqing Yang;Xudong Yang
  • 通讯作者：
    Xudong Yang

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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