病房通风系统的CFD建模

A. Kermani [1],
[1] Unemst Engineering LLC,美国马萨诸塞州Needham,美国
出版于2015

具有良好空气质量控制的室内通风可防止感染,从而最大程度地减少了医院中空气中的呼吸道和其他感染的传播。CFD可用于优化清洁室,尤其是医院清洁室的流动图案。欧洲有超过200万人因医疗保健相关感染而感染(HAI)(Pittet等,2005)。据信,通过接触传递感染是HAI的主要原因。有证据表明空气传播的细菌也可能引起感染(Brachman,1970)。这种感染是通过吸入传染性细菌和细菌对表面污染的感染(Hathway,2008)。了解由于SARS和TB等呼吸道疾病引起的传染性颗粒动力学是有用的。

本文分析了一床的病房中的气流模式。它使用患者口腔位置的点源集中在呼吸传播上。使用ComsolMultiphysics®软件(版本5.1),对空气流图案和生物自动运输的数值模拟。每个ASHRAE标准170的医疗机构的通风率为6ACH。

病房里有一个抽屉,一张床,病人,医生,灯,医疗设备,入口和排气管。空气从图1所示的天花板扩散器进入房间,温度为20(°C)。空气穿过图1所示的天花板架架,使房间离开房间。假定房间在三个侧面及其底座进行热隔离。房间和外部之间的热交换发生在天花板和房间的第四侧。图2显示了与医生和患者相邻的温度分布和速度向量。房间的平均温度为21(°C)。由于自然对流,医生和患者旁边有向上的空气运动。从患者往医生也有空气流。我们根据ASHRAE标准55-2013计算了预测的平均投票PMV,并预测了不满意的PPD的百分比。患者经历的平均空气温度和空气速度为20.8(°C)和0.06(m/s)。睡觉的患者的代谢率为1(MET)。

我们假设患者穿着裤子和长袖衬衫,因此他的衣服级别为0.61(CLO)。如果湿度为50%,则PMV为-1.59,PPD为56%。因此,患者不满意室温的可能性为56%,感觉很酷。由于患者的咳嗽,我们还模拟了细菌的释放。咳嗽特征是从(Gupta等,2009)的“流动动力学和表征”获得的。图3显示了细菌的释放;彩色图例基于速度(m/s)。图4显示了排气处细菌的传播概率;咳嗽后,没有一个细菌在30秒内离开房间。3分钟后,8%的细菌仍留在房间中。