Study on prevention measures for infection of COVID-19 by means of ventilation and control of indoor air distribution
| Project/Area Number |
21H01492
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山中 俊夫 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (80182575)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
崔 ナレ 東洋大学, 理工学部, 助教 (10826481)
小林 典彰 大阪大学, 大学院工学研究科, 技術職員 (60880656)
小林 知広 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90580952)
山澤 春菜 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (80982305)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
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| Keywords | 診察室 / 感染防止 / 局所排気 / 全面床吹出し空調 / 旋回流型床吹き出し空調 / 置換換気型床吹き出し空調 / トレーサーガス / 実大室実験 / 新型コロナウイルス / 感染症予防 / 置換換気 / 床吹出し空調 / 感染症感染防止 / 呼吸域吸気 / 呼吸域吸気型置換換気 / 診療室 / 局所排気フード / 全面床吹き出し空調 / 感染モデル / 室内気流 / 飛沫核 |
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| Outline of Research at the Start |
感染リスクを予測するモデルとして有名なWells-Riley感染確率モデルは、一定の実用性もあるものと考えられるが、(1)ウイルスなどの微生物の寿命が考慮されていない。(2)室内気流によって決まる室内での飛沫核濃度の分布と時系列変化が考慮されていない、という2つの大きな問題点がある。本研究はこれらの問題点を、パルス応答関数と寿命関数の導入により解決することを目的しており、CFD解析と実験データにより、応答関数解析を行い、置換換気をはじめとする高効率換気を行う室内での感染リスクを行う。本研究により、感染者を収容する病院や、飲食店などでの、感染者数を劇的に減少させることができると考えられる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、感染リスクを予測するモデルであるWells-Riley感染確率モデルを基礎として、事務室や病院の診察室において、感染者から発生する飛沫核により、周辺の在室者や医師が感染することのないよう、室内気流の制御による感染体側手法を確立することを目的としている。
今年度については、換気システムのより広範囲な条件下での性能評価と、換気設計のガイドラインの策定を目的とする。具体的には、診察室の感染防止対策空調に焦点を絞り、より広範囲な換気量や局所排気フード・換気口条件に対して、感染性飛沫核の除去性能と拡散防止性能の評価方法に関する研究を進めた。実大実験室を用いて、模擬唾液をコリゾン・ネブライザーで噴霧し、その結果発生するエアロゾルの室内各点や各排気口での濃度を測定することにより、飛沫核の拡散と捕集性能を粒径別に明らかにした。これまでは、実験装置の都合で、総風量が1000m3/hに固定していたが、今年度については、様々な風量の組み合わせを対象として実験を行った。さらに、トレーサーガスを用いた実験を行うことにより、様々な条件での感染防止性能の予測を行い、最も安全で換気効果の高い換気手法について検討を行った。
全般空調としては、床吹き出し空調（旋回流型吹出し口、置換換気型吹出し口）、全面床吹き出し空調の３種類を対象として設定し、局所排気のない場合についても感染防止対策が効果的に行える換気方式の検討を行った。その結果、局所排気がない条件では、全面床吹き出し空調が最も換気効率が高く、次に置換換気型負荷吹出し空調、最後に旋回流型床吹き出し空調の順に換気効率が低くなった。また、いずれの空調方式においても、局所排気の効果は大きいことが明らかになった。最終成果として、実際の診療室における感染防止のための診察室換気についての設計資料を作成した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(37 results)
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[Presentation] 床吹き出し空調方式における人体由来汚染質の除去性能に関する研究 -吹き出し気流特性と換気量が室内温度・汚染質濃度分布に及ぼす影響-2024
Author(s)
藤原碧海,山中俊夫,崔ナレ,小林知広,山澤春菜, 小林典彰,永田久子,岡本茂,安井さおり,杉田雄希, 吉原隼
Organizer
令和5年度(第53回)空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会
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[Presentation] 診察室における感染予防対策としての局所換気システムの性能評価に関する研究 （その 10）各種床吹き出し方式における感染リスク評価2024
Author(s)
吉原隼,山中俊夫,崔ナレ,小林知広,山澤春菜, 小林典彰,永田久子,岡本茂,安井さおり,杉田雄希, 藤原碧海
Organizer
令和5年度(第53回)空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会
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[Presentation] 異なる床吹出し空調方式における温度分布及び汚染質除去性能の評価2024
Author(s)
藤原碧海,山中俊夫,崔ナレ,小林知広,山澤春菜,小林典彰,永田久子,岡本茂,安井さおり,杉田雄希,吉原隼
Organizer
日本建築学会2024年度近畿支部研究報告会
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