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Analysis of aerosol transmission dynamics and estimation of potential risks of transmission using mathematical models.

Research Project

Project/Area Number 21K04377
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

Hori Satoshi  順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (80348937)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田邉 新一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30188362)
尾方 壮行  東京都立大学, 都市環境学部, 助教 (90778002)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
KeywordsCOVID-19 / 新型コロナウイルス感染症 / 感染症対策 / 換気 / CO2濃度 / エアロゾル / 感染経路 / 感染リスクアセスメント / エアロゾル感染 / 中性能フィルター / ビル管理法 / 空気清浄機 / 水平伝播 / 数理モデル / リスク評価
Outline of Research at the Start

COVID-19の感染伝播に寄与したと推定されるエアロゾルの動態解析を基に、4感染経路(空気・エアロゾル・飛沫・接触感染経路)について水平伝播数理モデルの構築を行い、新規に感染症が発生するリスクを予想するシステムを開発する。また、モデルで予測された数値を、実際のクラスター事例の解析や実存の既存建築における測定結果と比較し補正を行うことで予測精度の向上を行う。最終的には、抽出された実存建築における問題点に対し、リスクに応じた対策方法を示す感染対策マトリクスを作成する。

Outline of Final Research Achievements

To assess the risk of indoor transmission of COVID-19, we developed a method for evaluating ventilation status using CO2 concentration measurements, as well as a flowchart for necessary improvements in low-ventilation conditions. This flowchart has been presented at domestic academic conferences, including the Japanese Environmental Infection Society and the Japan Society of Healthcare Engineering, and has also been featured in the Cabinet Infectious Disease Crisis Management Office's project, "Ventilation Measures to Prevent Infections in Group Living Settings: Case Studies and Explanations for Nursery Schools and Elderly Care Facilities." It is expected to be widely utilized in daily life.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

換気状態の評価方法として、CO2濃度測定を根拠とした換気状態の解釈と、低換気状態の時に必要な改善フローについて単純かつ明快に示した。これにより、医療施設、福祉施設だけではなく、一般の事業所や工場でも広く活用可能な改善方針の決定ツールとして広く活用が期待されている。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Operation of air‐conditioning and sanitary equipment for SARS‐CoV‐2 infectious disease control2021

    • Author(s)
      Kurabuchi Takashi、Yanagi U.、Ogata Masayuki、Otsuka Masayuki、Kagi Naoki、Yamamoto Yoshihide、Hayashi Motoya、Tanabe Shinichi
    • Journal Title

      JAPAN ARCHITECTURAL REVIEW

      Volume: 4 Issue: 4 Pages: 608-620

    • DOI

      10.1002/2475-8876.12238

    • NAID

      210000186998

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A paradigm shift to combat indoor respiratory infection2021

    • Author(s)
      Morawska Lidia、Tanabe Shin-ichi、et. al
    • Journal Title

      Science

      Volume: 372 Issue: 6543 Pages: 689-691

    • DOI

      10.1126/science.abg2025

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] エアロゾル発生手技と感染対策2023

    • Author(s)
      堀 賢
    • Organizer
      第38回日本環境感染学会総会・学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 病院設備設計ガイドライン(空調設備編)の解説2023

    • Author(s)
      堀 賢
    • Organizer
      第38回日本環境感染学会総会・学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 室内空間における新型コロナウイルス感染リスク低減に関する研究 その1:空気清浄機によるエアロゾル感染対策効果の定量的評価2022

    • Author(s)
      項 奕銘、落合 涼、冨澤 佑介、尾方 壮行、堀 賢、田辺 新一
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 室内空間における新型コロナウイルス感染リスク低減に関する研究 その2:パーティションとビニルカーテンがエアロゾル感染リスクに与える影響2022

    • Author(s)
      冨澤 佑介、落合 涼、項 奕銘、尾方 壮行、堀 賢、田辺 新一
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Measurement of Ventilation Rate and Evaluation of Infection Risk in a Classroom2022

    • Author(s)
      Yusuke Tomizawa, Masayuki Ogata, Ryo Ochiai, Megumi Takenaga, Satoshi Hori, Shin-ichi Tanabe
    • Organizer
      Indoor Air 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 空気清浄機によるエアロゾル感染対策効果と清浄効果の不均一分布に関する定量的評価2022

    • Author(s)
      項奕銘、冨澤佑介、尾方壮行、堀賢、田辺新一
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] COVID-19の効果的な予防策をめぐり医療施設内でのCOVID-19感染症対策で知っておくべき換気に関すること2022

    • Author(s)
      堀賢
    • Organizer
      日本環境感染学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 感染制御リスクアセスメントとICDの役割2021

    • Author(s)
      堀 賢
    • Organizer
      第36回日本環境感染学会総会・学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 環境整備を斬る ~パンデミックに備えた建築とは~2021

    • Author(s)
      堀 賢
    • Organizer
      第36回日本環境感染学会総会・学術集会
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] COVID-19の出現がもたらした医療福祉設備の常識の転換2021

    • Author(s)
      堀 賢
    • Organizer
      第50回日本医療福祉設備学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] 集団生活の感染を防ぐための換気対策 保育所等及び高齢者施設の事例集(解説編)2023

    • Author(s)
      保育所等及び高齢者福祉施設における感染リスクの低減に向けた改善提案の審査委員会
    • Total Pages
      23
    • Publisher
      内閣感染症危機管理統括庁
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] シミュレーション方法、及びプログラム2021

    • Inventor(s)
      堀賢
    • Industrial Property Rights Holder
      順天堂大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-100934
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 抗ウイルス空調機2021

    • Inventor(s)
      堀賢
    • Industrial Property Rights Holder
      順天堂大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-142002
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 病室2021

    • Inventor(s)
      堀賢
    • Industrial Property Rights Holder
      順天堂大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-139805
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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