JimBullebach，博士，CCO，Fauske&Associates LLC
目前由于SARS-CoV-2（引起COVID-19）的病毒而引起的大流行，使我们不得不重新思考日常活动。对于安全恢复“正常”至关重要的一个关键方面是了解SARS-CoV-2是如何在建筑物或设施内传播的，即空气气溶胶传输。下面的示例说明了命运商标软件很容易应用于由相互连接、混合良好的区域组成的建筑。结果表明，通过减少建筑物内病毒气溶胶的数量，可以帮助最小化病毒传播的具体行动。
由Fauske＆Associates，LLC开发的Fate（流动气溶胶热和爆炸）设施软件是一种多功能工具，用于分析在正常和离法条件下的设施和过程的瞬态行为。它已被用于化学物质和核工业评估火和烟的运输，氢的运输和积累，并预测核废料包装的压力和温度行为。通过以下方法了解有关这些应用程序的更多信息下载我们的白皮书。
命运的一个独特特征是它能够表征和跟踪气溶胶。这种能力有助于定量分析非正常工艺条件下释放的气溶胶颗粒的危害。命运模型气溶胶粒子从排放源通过设施和环境的传输，考虑到可能发生的沉降、碰撞或过滤。虽然它在历史上被用于模拟工业危害（化学和放射性），但该软件的通用性足以跟踪生物气溶胶，如SARS-CoV-2。
多区模型示例
考虑与共用通风系统在互联的多区域设施中病毒气溶胶传输的可能性。图1中示出了示例模型。该示例认为两个由门口连接的房间和共用通风系统，包括在最新，过滤器和回收通风空气中的大多数通风系统中发现的功能。气溶胶源（受感染的无症状）被视为通过正常演讲开发的气溶胶的恒定速率发射器。
在每个房间内，健康的个体由两个区域（面罩下的气隙，如果戴着，以及肺）和三个连接（面罩本身、呼吸道和呼气路径）来表示。所有被吸入的病毒气溶胶都被认为附着在呼吸道，并有感染健康个体的风险。假设第三个人稍后出现，并表示病毒传播给在其他三个人离开后抵达大楼的人，但可能接触到悬浮气溶胶，而该气溶胶继续通过通风系统再循环。
该模型使用SARS-COV-2的空气传播病毒排放率的公布值，测量的滴漏在正常说话中的呼出空气中的液滴尺寸和浓度，以及报告的灯光运动的吸入速率。该模型还考虑了空气传播病毒的停用，基于SARS-COV-2在气溶胶中的半衰期的估计。目前尚未知道SARS-COV-2的传染性剂量，并基于与SARS-COV-1相关的先前研究估计。
图1机载病毒传输的多区域模型
示例结果
病毒发射器（受感染者）和健康个体1均在1室（680 m3）内，每班8小时。第二个较小的房间（136 m3）通过门连接到1号房间。单独2人占据2房间。两个房间共用一个通风系统，每小时提供四次换气（ACH），一半的空气被再循环。分析了4例：
1.没有通风设备，也没有口罩，
2.通风，没有面具，
3.在循环空气上装有高效空气过滤器，而且没有口罩
4.使用HEPA过滤器和面具。
图2显示了主动通风但不使用口罩情况下的气溶胶质量分布。重力沉降和通风对环境的气溶胶去除率几乎相同。通过病毒灭活去除气溶胶是重要的，尽管比重力沉降或通风更小。虽然气溶胶源在房间1，但气溶胶通过共用的通风管道通过再循环空气输送到房间2，房间2中的个体2接收到可观的剂量。
感染者离开大楼后，气溶胶浓度呈指数衰减。个人3在8小时时进入1号房间，暴露在残留的病毒气溶胶中，接受了少量但不可忽视的剂量。16小时后，三个健康个体累积感染风险分别为12.9%、4.1%和0.5%。表3总结了所有四种情况的结果。图3说明了为减少病毒传播而采取的各种措施的有效性。如预期的那样，使用高效空气过滤器进行再循环空气的通风和佩戴口罩降低了感染风险。如果没有高效空气微粒过滤器，再循环空气会将病毒气溶胶传播到共用同一通风系统的其他房间。
图2情况2气溶胶质量分布的时间历史
表1剂量和感染风险结果汇总
图3感染风险（蓝色：剂量1，橙色：剂量2，灰色：剂量3）
结论
提出了一种机械方法，以使用设施建模代码命运量化空气传输和SARS-COV-2的感染。关于病原体的一些关键信息，例如感染性剂量的SARS-COV-2的病原体是不知道的，并且这里报道的感染风险基于特定的模型假设。命运可用于量化以减少病毒的空气传输所采取的各种措施的有效性，因为该模型很容易修改，以代表不同的建筑物配置和通风网络。肯尼迪等人提供了进一步的技术细节。（2020）1..
这里提出的FATE模型表明，对于一个多房间设施，使用HEPA过滤器进行再循环空气的通风，加上佩戴口罩，可以降低感染风险。没有高效空气过滤器，再循环空气可以传播病毒气溶胶到其他房间共享同一通风系统。FATE模型很容易修改以适应替代系统设计或性能特征，以量化系统修改在降低感染风险方面的好处。
要阅读本文的扩展版本，请阅读我们的夏季2020流程安全通讯. 如果你想和Faske团队成员谈谈命运软件，请随时与我们联系！
资料来源：
1.Kennedy, M., Lee, S.J., and Epstein, M., 2020, “Modeling Aerosol Transmission of SARS-CoV-2 in a Multi-Room Facility,” submitted for publication in the Journal of Loss Prevention in the Process Industries.
