【摘要】：近年來大規(guī)模爆發(fā)的呼吸道疾病引起了人們對空氣傳播疾病的高度重視,患有呼吸道疾病的病人通過呼吸、咳嗽、打噴嚏等呼吸活動產(chǎn)生大量攜帶病原體、真菌或細(xì)菌的飛沫以及飛沫核,倘若被易感染人員吸入體內(nèi),會導(dǎo)致疾病交叉感染。室內(nèi)環(huán)境是人員活動主要場所,感染人員與易感染人員之間發(fā)生空氣傳播疾病交叉感染的幾率更大。因此,探究和掌握人體呼出污染物的擴(kuò)散規(guī)律以及人員暴露情況,建立一套有效的感染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型,為預(yù)防和控制呼吸道傳染疾病提供理論基礎(chǔ),也為室內(nèi)通風(fēng)和人員安全間距控制提供依據(jù)。本文在自由射流理論的基礎(chǔ)上對人體呼出氣流建立理論模型,設(shè)計(jì)并搭建水箱實(shí)驗(yàn)臺,初步驗(yàn)證射流積分模型預(yù)測射流浮升軌跡及分層環(huán)境中“滯留現(xiàn)象”的有效性。利用文獻(xiàn)中全尺度呼吸假人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)一步驗(yàn)證了模型預(yù)測人體呼出射流浮升軌跡、濃度衰減和空間分布特征的有效性。在此基礎(chǔ)上,利用該理論模型分析并討論了影響人體呼出氣流擴(kuò)散特性的各項(xiàng)因素,給出了降低室內(nèi)環(huán)境中呼吸疾病交叉感染風(fēng)險(xiǎn)的建議和措施。最后,根據(jù)呼出污染物濃度空間分布特征給出了房間中人員的最大暴露濃度曲線,依據(jù)射流積分模型發(fā)展了易感染人員暴露模式判別模型,用于快速預(yù)測不同通風(fēng)方式下易感染人員發(fā)生直接暴露的最大距離。本文以置換通風(fēng)房間中側(cè)臥感染人員以及易感染人員為研究對象,關(guān)注感染人員呼出氣流的發(fā)展規(guī)律及污染物在感染人員微環(huán)境中的散布情況,探討了不同情況下易感染人員的暴露情況,主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論:(1)水箱實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了射流積分模型,表明該模型能夠有效預(yù)測分層環(huán)境下熱射流的浮升特性;文獻(xiàn)中全尺度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明射流積分模型能夠有效預(yù)測溫度均勻和分層環(huán)境下人體呼出射流的運(yùn)動特性及氣流攜帶污染物在空間中的擴(kuò)散規(guī)律,為預(yù)測污染物濃度暴露和減少傳染疾病交叉感染提供了一種快速、系統(tǒng)的計(jì)算模型。(2)感染人員呼氣特征(呼氣角度、口徑、速度)及房間通風(fēng)條件(呼氣溫差、溫度梯度、背景流速)等眾多因素中,室內(nèi)溫度梯度對呼出污染物滯留高度的影響最大,在房間通風(fēng)過程中需要格外注意溫度梯度的控制,避免呼出污染物在易感染人員呼吸區(qū)域滯留。(3)置換通風(fēng)房間中人員間距大于1.5 m后人員遠(yuǎn)距離處人員最大暴露濃度與房間中污染物滯留高度以及人員呼吸高度有關(guān),高度差越小暴露濃度越高。人員呼吸區(qū)域位于污染物滯留高度時(shí),發(fā)生直接暴露的范圍最大。
【圖文】：

（c）微風(fēng)的逆溫層大氣 （d）微風(fēng)的逆溫層大氣圖 1-1 不同大氣穩(wěn)定條件下煙囪排出煙羽流的形狀：圖 1-2 置換通風(fēng)房間中溫度分層示意圖[3]Qian 等人的實(shí)驗(yàn)研究表明，人體熱羽流強(qiáng)度與人體生命活動水平和身體姿態(tài)相關(guān)：躺臥時(shí)產(chǎn)生的熱羽流強(qiáng)度低于站立時(shí)，劇烈運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的熱羽流強(qiáng)度高于平靜狀態(tài)由于病人身體虛弱且長時(shí)間保持躺臥狀態(tài)，其產(chǎn)生的熱羽流強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通人，

圖 1-2 置換通風(fēng)房間中溫度分層示意圖[3]研究表明，人體熱羽流強(qiáng)度與人體生命活動水平羽流強(qiáng)度低于站立時(shí)，劇烈運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的熱羽流弱且長時(shí)間保持躺臥狀態(tài)，其產(chǎn)生的熱羽流強(qiáng)度初始速度為 0.89 m/s 時(shí)，氣流能夠穿透人體周，此時(shí)置換通風(fēng)房間中污染物分布不符合“兩區(qū)環(huán)境下可能出現(xiàn)“滯留現(xiàn)象”，即在某一高度污染ielsen 采用全尺度假人實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了置換通風(fēng)條件在滯留高度下污染物濃度是排風(fēng)口處濃度的幾m 時(shí)，該高度極易出現(xiàn)在人員的呼吸區(qū)域[40]；G風(fēng)系統(tǒng)下，，人鼻腔呼出的飛沫（0.1~10μm）在人在此基礎(chǔ)上研究了室內(nèi)溫度梯度、熱源布局、呼現(xiàn)對于粒徑較小的飛沫(<5 μm)，溫度梯度越大羽流可以將這些飛沫帶至房間上部區(qū)域，降低滯
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R122.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2608587