通过CFD建模防止空气传播感染

与医疗保健相关的感染（HAI）影响了全球数百万的人。尽管HAI的最常见原因是与来源直接接触，但空气传播的细菌也可能在患者感染中起作用。为了防止空气传播感染并使医院清洁室更安全，设计有效的通风系统很重要。作为额外的好处，有效的通风设计也导致与能源相关的成本降低。更好的设计的第一步是CFD建模。

与医疗保健相关的感染是全球关注的问题

对于全球，发达国家和发展中国家接受医院的患者而言，与医疗保健相关的感染是一个严重的关注。根据世界卫生组织（WHO），，，，每年全球数以亿名患者受到影响。他们进一步建议，在任何给定时间，在发达国家中有7名患者中有七个患者在住院期间至少感染了一次不发达的国家中的十分之一。这是最初将它们带入医院的健康原因的补充。一分钟考虑一下。

“UVA医疗中心“ 经过cvilletomorrow-Flickr。获得许可CC由2.0通过Wikimedia Commons。

那么，为什么人们在寻求治疗时会变得越来越生病呢？有各种各样的因素可以促进海。也许最明显的罪魁祸首是与受感染的来源（人员，设备，家具等）直接接触。但是，作为Alireza Kermani的非常工程在波士顿举行的2015年Comsol会乐动滚球app下载议上指出，另一个罪魁祸首可能是效率低下的通风系统。为了验证他们的理论，非常转向CFD软件。

使用CFD软件评估通风系统设计

使用COMSOL多物理模拟平台和CFD模块，Imalst能够分析病房中的气流模式，并研究了整个房间中空气传播细菌的分散程度。

用于评估的清洁房间模型包括人员（患者和医生）；家具（床，衣柜和灯）；医用器材;和通风系统（入口和排气系统）。所讨论的患者是咳嗽，因此将细菌颗粒传播到房间中。该模型既是强制和自然通风，又有通风速度为每小时六个空气变化（ACH）。这是Ashrae标准170医疗设施的通风率。

医院清洁室的布局。房间在三个侧面及其底座进行热隔离。天花板和墙壁与衣柜交换与外部的热量相反。在Arealst的论文中拍摄的图像，标题为“CFD建模用于病房的通风系统“。

非常重要的是，其模型中包括以下热源：

• 医生和患者的身体（60 W/m²）
• 设备（100 W/m²）
• 灯（200 W/m²）
• 通风入口（20°C）
• 外部温度（5°C）

他们发现清洁室的平均温度为21°C。这是他们的模拟结果，描绘了病房中的空气流量和温度分布：

医院清洁室中的温度分布和速度向量。图片来源：非常。

在设计擅长防止空气传播感染的通风系统时，确保设计不会导致不舒服的冷藏室也很重要。当然，热舒适度是高度主观的，但是有一种量化此定性指标的方法。评估通风系统设计时，非常依赖ASHRAE标准55-2013量化热舒适的热感觉量表：

感觉	预测平均投票（PMV）价值
热的	+3
温暖的	+2
略微温暖	+1
中性的	0
有点冷	-1
凉爽的	-2
寒冷的	-3

ASHRAE热感觉量表。可接受的室内值在-0.5和+0.5之间。桌子得到了Ayters的许可，题为“医院室通风系统的CFD建模”的许可。

然后，他们计算了PMV，并预测了不满意（PPD）患者的模拟结果的百分比，并将其与量表进行了比较。他们发现，由于当前的设计及其对患者代谢率的假设以及他所穿的衣服，有56％的人会感到不满意，因为他们会感到很酷（PMV = -1.59）。

模拟细菌分布以防止空气传播感染

最后，Insuyst能够量化通过使用COMSOL多物理学和粒子跟踪模块的通风系统排气离开医院室的细菌百分比。

图显示了患者咳嗽后30、60、180和230秒在30、60、180和230秒的运动。粒子对应于速度（m/s）。经过Atemst的许可，题为“医院室通风系统的CFD建模”。

正如我们在上面的地块中看到的那样，患者咳嗽后，细菌通过通风系统散布在整个房间中。咳嗽后，大多数细菌颗粒在30到35秒之间离开房间。但是，即使经过300秒，仍有8％的细菌仍在房间内，这可能会导致HAI。

动画由非常出现。

为了改善通风系统，使较少的细菌留在房间中，并且系统更节能，同时落入可接受的热舒适范围内，您可以进行进一步的模拟以优化设计。在其“CFD建模用于病房的通风系统“ 纸。

下一步

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