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2023 年度 実績報告書

室内空間におけるバイオエアロゾル評価指標の開発と感染リスク低減方法

研究課題

研究課題/領域番号 21H01495
研究機関東京理科大学

研究代表者

倉渕 隆  東京理科大学, 工学部建築学科, 教授 (70178094)

研究分担者 金 政一  東京理科大学, 工学部建築学科, 助教 (50887891)
李 時桓  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (60624997)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードバイオエアロゾル / 感染リスク / 数値解析 / 換気 / 単一開口 / 蒸発
研究実績の概要

本研究は,バイオエアロゾル(ウイルス,バクテリアなど)の挙動を定量的に検討する評価指標を開発し,その指標に基づいた寄与率評価により感染リスク低減方法を構築することを目的として、2023年度は換気設備設計・運用法の提案について以下取り組んできた。
ウイルス除去に対する新たな換気基準の提案を目的として、単一開口を有する室内空間における室内外の温度差を駆動力とする自然換気を対象とした自由落下モデルを用いて微細粒子の挙動および解析モデルと実測モデルの互換性を確認した。その上で,実スケールの単一開口モデルにおける自然換気による微細粒子流出特性について数値解析を実施した。微粒子の自由落下解析において,粒子径は相対湿度0%の場合100μmの水粒子は約6秒で1.0まで蒸発により縮小し、蒸発に伴い落下速度も低下する傾向が見られた。また縮小模型の可視化実測により開口部近傍での自然換気による中性帯の位置を確認し、実スケール解析において粒子径が小さい程化学種と理論値に近づく傾向を確認した。粒子数を増加する程,解析時間が長くなるデメリットがあることと、10μm以上の粒子は重力沈降により室内に堆積し,室内空間から除去される割合が増加することを確認した。
空気清浄機が空間の汚染濃度分布に対してどのような影響を及ぼすかをガス状物質ではなく粒子状物質(人工飛沫)を用いた空気清浄機の相対距離に応じた汚染質除去効率(CRE)について実測及びCFD 解析を実施した。相対距離が離れるほど飛沫の拡散は大きくなることより粒子状物質でも換気効率測定が可能であることが示したものの、0.5~3.0μmで蒸発の定量化により減衰率の対応の改善,3μm以上では安定した飛沫の供給や再飛散の評価法についての課題を確認した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Effects of Droplet Generation by Respiration and Vocalization on Infection Risk2023

    • 著者名/発表者名
      Kim Jeongil、Kurabuchi Takashi、Furusawa Arisu、Taguchi Haruki、Ri Hike、Lee Sihwan
    • 雑誌名

      E3S Web of Conferences, IAQVEC2023

      巻: 396 ページ: 01032~01032

    • DOI

      10.1051/e3sconf/202339601032

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical investigation on indoor aerosol dispersion due to natural ventilation with single-sided opening2023

    • 著者名/発表者名
      Muto Yuta、Lee Sihwan、Kurabuchi Takashi、Kim Jeongil、Hwang Jaeung
    • 雑誌名

      E3S Web of Conferences, IAQVEC2023

      巻: 396 ページ: 02013~02013

    • DOI

      10.1051/e3sconf/202339602013

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 自然換気による粒子状物質の除去特性 粒径によるEulerian とLagrangian 解析2023

    • 著者名/発表者名
      李時桓,武藤祐太,金政一,倉渕隆
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 水微粒子の自由落下における蒸発現象に関する数値解析2023

    • 著者名/発表者名
      武藤祐太,李時桓,倉渕隆,金政一
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 人工飛沫を用いた空気清浄機の換気効率測定法に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      李彦,倉渕隆,金政一,李時桓,野中俊宏,村井竜也
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 汚染質除去効率を用いた空気清浄機の影響範囲に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      村井竜也,倉渕隆,金政一,竹内仁哉,野中俊宏,吉野一,鳥海吉弘,李彦
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 人工飛沫を用いた空気清浄機の換気効率測定法に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      李彦,倉渕隆,金政一,李時桓,野中俊宏,村井竜也
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集
  • [学会発表] 粒子状物質の運命を考慮した換気量評価に関する研究(第一報)単一開口における縮小モデルを用いた可視化実測と数値解析の比較2023

    • 著者名/発表者名
      武藤祐太,李時桓,金政一,李彦,村井竜也,倉渕隆
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集
  • [学会発表] 粒子状物質の運命を考慮した換気量評価に関する研究(第二報)単一開口におけるEulerian とLagrangian 数値解析の比較2023

    • 著者名/発表者名
      李時桓,武藤祐太,金政一,倉渕隆
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集
  • [学会発表] 汚染質除去効率を用いた空気清浄機の換気効率評価2023

    • 著者名/発表者名
      金政一,倉渕隆,李時桓,野中俊宏,李彦,村井竜也
    • 学会等名
      室内環境学会学術論文集

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公開日: 2024-12-25  

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