開小車如何降低新冠感染風(fēng)險(xiǎn)？新研究揭示最理想的開窗方法

春節(jié)臨近，許多人出行都擔(dān)心乘坐交通工具會(huì)增加新冠感染風(fēng)險(xiǎn)，如何降低這一風(fēng)險(xiǎn)？近期有一項(xiàng)新研究揭示了小汽車內(nèi)駕駛員和乘客感染病毒的風(fēng)險(xiǎn)，該研究通過數(shù)據(jù)建模評(píng)估了用不同方式開關(guān)車窗帶來的病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)。

近日，美國(guó)《科學(xué)》雜志子刊《Science Advances》發(fā)表了一篇美國(guó)學(xué)者關(guān)于《小汽車內(nèi)部的氣流及空氣對(duì)傳播疾病的影響》的研究文章。該研究用數(shù)據(jù)建模的方式，評(píng)估了汽車內(nèi)部微氣候在各種打開和關(guān)閉的窗戶方式組合中乘員之間傳播病毒的可能性。該研究發(fā)現(xiàn)，雖然減少乘車者之間的交叉感染最有效的方法是把所有的窗戶打開，但并不是個(gè)理想的方案。當(dāng)車內(nèi)有一個(gè)駕駛員和一個(gè)乘客（在車內(nèi)的前左和后右乘坐）時(shí)，最理想的選擇是前右和后左車窗打開通風(fēng)，這可以給乘客和駕駛員提供更好的保護(hù)。

上述研究指出，初步建模證明小汽車內(nèi)的新冠病毒載量在15分鐘內(nèi)就可以積累，同時(shí)也有證據(jù)表明新冠病毒會(huì)在長(zhǎng)達(dá)3小時(shí)的氣溶膠中存活。

該研究設(shè)定的情形為，一個(gè)駕駛?cè)撕鸵粋€(gè)乘客在五人座的汽車中。研究者首先提出，駕駛員和乘客之間的空氣輸送方式是什么？對(duì)于打開和關(guān)閉窗戶的各種組合，空氣交換方式有何變化？在駕駛員和乘客之間，如何通過窗戶的閉合程度以最有效的方法來減少乘車者之間的交叉感染？為了解決這些問題，研究者對(duì)一款四門轎車的一系列通風(fēng)方案進(jìn)行了一系列具有代表性的模擬。

該研究模擬了車窗打開和關(guān)閉的六個(gè)組合情況（圖1），將車窗命名為前左（FL）、后左（RL）、前右（FR）和后右（RR）。研究考慮兩個(gè)人在車內(nèi)的情況下，司機(jī)在前面左邊的座位（假設(shè)左舵車）,乘客坐在后面右側(cè)的位子，這樣使兩者之間的物理距離（≈1.5 m）最大。在研究中，乘員在模擬中被表示為放置在汽車內(nèi)部的圓柱體。

圖1

該研究測(cè)試了一系列的指標(biāo)，包括換氣量、標(biāo)量濃度、氣壓等等。最終發(fā)現(xiàn)，在全部車窗關(guān)閉的情況下，僅依靠空調(diào)通風(fēng)，表現(xiàn)最差，導(dǎo)致氣流從司機(jī)到達(dá)乘客的標(biāo)量超過10%。相反，全窗口打開設(shè)置是最好的情況，幾乎沒有注入標(biāo)量到達(dá)乘客。當(dāng)打開的窗數(shù)增加時(shí)，整體傳播趨勢(shì)呈下降趨勢(shì)。然而，在不同的配置之間存在一些可變性。

圖2

總的來說，不意外的是，減少乘車者之間的交叉感染最有效的方法是所有的窗戶打開，也就是組合6（圖2），它給車內(nèi)帶來的換氣量最大達(dá)到了250。最出乎意料的是，直觀的選擇（組合2）即打開每個(gè)乘員身邊的窗戶是有效的，但在通風(fēng)選擇中并不是最好的選擇。而組合3中距乘員更遠(yuǎn)的兩個(gè)窗即前右（FR）和后左（RL）打開，可以為乘客提供了更好的保護(hù)。

同時(shí)，研究者認(rèn)為車速的作用不容忽視。由于氣流的雷諾數(shù)（一種可用來表征流體流動(dòng)情況的無量綱數(shù)）很高，因此氣流模式對(duì)汽車的行駛速度不敏感。但是，換氣量（ACH）的線性取決于車速，因此車速越慢ACH越低，氣體在車內(nèi)的停留時(shí)間越長(zhǎng)，因此病毒感染的機(jī)會(huì)就越大。