公告/发布日期:2020/12/03

米乐(中国)官方网站 通风的影响,例如打开地铁车窗

-获取基础数据,用实车验证感染控制措施的有效性-

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  • 使用实际地铁车厢,计算开窗等措施的通风次数2浓度衰减法推导
  • 通风次数与车速和窗户开口面积成正比增加
  • 确认在商业线路运行条件下,通风次数约为每小时 7 至 27 次

摘要

8103_8274通风次数通风频率随车速和窗户开口面积成正比增加,在商业线路运行条件下,通风频率为每小时7至27次。

本次使用实车进行开窗通风效果实验研究的结果,是基于铁道技术研究院基于数值计算对开窗通风效果的评价而得出的1)相同的趋势此次获得的结果有望为乘坐地铁时打开车窗等对策做出贡献。此外,它也将成为评估公共交通等设施中新型冠状病毒感染风险以及应对措施有效性的重要基础数据。这项研究的结果计划在 2020 年 12 月 3 日举行的室内环境协会会议上公布。

火车车厢内的通风调查

火车车厢内的通风调查


研究的社会背景

虽然新型冠状病毒的传播还看不到结束的迹象,但了解在可能出现“3C”(拥挤空间、封闭空间和近距离)的环境中应采取哪些措施以及采取何种程度的措施非常重要且具有重大社会意义。地铁、公交车等不限人数乘坐的公共交通车辆内是容易发生“3C”的环境,不少车辆在行驶时开窗通风。可以使用模拟模型来分析开窗等通风的影响(例如铁道技术研究院的结果)。1))和烟雾排放时间,但目前还没有研究使用实际运营车辆评估通风的有效性。

 

研究历史

为了客观地显示列车内部通风的运行情况以及开窗等对策的有效性,产业技术研究院与东京地铁合作,利用实际的地铁车厢进行了演示实验,以了解各种条件下列车内部的通风数量。

在进行这项研究时,我们得到了五十铃汽车有限公司的 Koichi Tatsu 先生、国立健康与医学科学研究所的高级首席研究员 Kim Hun、东京工业大学的 Naoki Kagi 教授和新泻县立大学的 Jun Sakaguchi 教授的合作。另外,人体模型的使用也得到了太阳工艺株式会社的合作。

 

研究内容

各种条件下的通气次数CO2浓度衰减法在真正的地铁车厢内2和 CO,带鼓风机2使浓度均匀后,CO2安装在车内 21 个等距位置的多个 CO 浓度可以随着时间的推移进行测量。2用测量仪器测量(图1)。二氧化碳2假设站立和坐姿,测量仪器的安装高度分别距地面 150 厘米和 70 厘米。获得CO2根据浓度,在改变行驶速度、车窗打开/关闭、空调/室内鼓风机开/关、乘客数量(使用人体模型)和车门打开/关闭的各种测试条件下估算通风次数。在下面的结果中,车内 21 个位置的平均通风次数被用作每种条件的通风次数。

测量期间在车内

图1 测量时车内

在各种测试条件下获得的CO2根据浓度衰减曲线(例如图 2)计算通风次数时,通风次数与车速和窗户开口面积成正比增加(图 3 和图 4)。比较地上段和地下段,地下段的通风次数较多(图3)。在乘客存在和不存在(人体模型存在和不存在)之间没有观察到重大差异(图 3)。当车辆在商业线路上反复行驶和停车时(以约40公里/小时的速度行驶,停车时打开/关闭车门),打开窗户的通风次数为每小时7至27次(图4)。此外,当窗户开口面积相同时,在两个对角位置开窗(图4,▲)和在所有12个位置开窗(图4,○)之间的通风次数没有显着差异。此外,无论车门关闭时打开的窗户数量如何,车辆停止时(室内风扇打开,没有人体模型)的通风次数与窗户开口面积成比例增加(图5)。经证实,当车辆停止时打开车门时,换气次数显着增加,达到每小时约 40 次(图 6)。

停车时车内CO2浓度衰减(左图:车窗完全关闭,右图:12个268厘米车窗打开)

图2 停车时车内CO2浓度衰减
(左图:窗户完全关闭,右图:12个268厘米窗户打开)

车速与通风频率之间的关系(不停车、不开门/关门) 地下部分的测试是在车内所有窗户(12处)打开高度10cm的情况下进行的,地上部分的测试是在所有窗户关闭、车内所有窗户(12处)打开高度10cm的情况下进行的。

图3 车速与通风频率的关系(不停车、不开关门) 地下部分的测试是在车内所有窗户(12处)打开10厘米高度的情况下进行的。地上部分的测试是在所有窗户关闭、车内(12处)所有窗户打开10厘米高度的情况下进行的。

商业线路反复运行和停止时开窗面积与通风频率的关系

图4 商业线路反复行驶和停车时窗户开口面积与通风频率的关系
(在商业线路上行驶时(时速约40公里/停车时打开/关闭车门))

停车关门时车窗开启面积与通风频率的关系

图5 车辆停车、车门关闭时车窗开口面积与通风频率的关系
(室内风扇打开/无人体模型)

停车且车门打开时车窗开口面积与通风频率的关系

图6 车辆停放且车门打开时车窗开口面积与通风频率的关系
(室内风扇打开/无人体模型)

这个实验的意义在于,它利用实际的地铁车厢和运营线路,对各种条件下的通风量进行了实验评估。到目前为止,驾驶时打开窗户通风的有效性已经通过模拟进行了评估。1)不过,目前的结果作为此类模拟的验证数据也很有价值。此次获得的结果预计将有助于评估新型冠状病毒感染的风险以及乘坐地铁和公共交通工具时打开窗户等应对措施的有效性。

 

未来计划

我们正在考虑调查冬季供暖条件下车厢内的通风次数,并评估针对地铁等公共交通车厢内新型冠状病毒感染风险的措施。

 

查询

国立产业技术综合研究所
安全科学研究部风险评估策略组
首席研究员 Naohide Shinohara 电子邮件:n-shinohara*aistgojp(发送前请将 * 更改为 @。)


术语解释

◆通气次数
通风率是通风量(在给定时间内进入房间的室外空气量或排出室外的室内空气量)除以目标房间容积。它显示每小时有多少次室外空气被吸入室内,或者每小时有多少次室内空气被排出室外。房间内一氧化碳2, CO2在浓度衰减法中,室内浓度随时间的变化用下式表示。
通气频率解释公式1
C是车内浓度 [ppm],C是车外浓度 [ppm],V 是车内体积 [m3],Q为通风量[m3/h],t为时间[h],通气频率表示为Q/V[次/h]。
如果变换并求解该方程,您将得到以下方程。
通气频率解释公式2
这里,Cin_tt下班后集中在车内,Cin_0t=表示车内浓度为 0(实验开始时)。将测量得到的室内外浓度差的衰减量用指数函数拟合即可确定通风频率Q/V。[返回来源]
◆CO2浓度衰减法
CO2CO 直至整个房间浓度均匀2室内外释放并搅拌,CO内外2根据浓度差衰减与时间的关系计算通气频率的方法。[返回来源]
 

1) 铁道技术研究院行驶中开窗车内通风数值模拟
   https://wwwrtriorjp/press/is5f1i000000j0jb-att/20201028_001pdf [PDF:633KB]