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不僅只有戴口罩:學校的通風系統是讓孩子遠離 COVID-19 的關鍵

兩位美國的空氣品質專家表示,多管齊下的方法對於減緩病毒傳播和減少爆發至關重要!

大多數美國學生已經返回教室上課,但首先的大考驗是行政人員和教師如何確保學校及學生的安全。賓夕法尼亞州立大學的工程師兼建築工程教授威廉‧ P‧班弗萊思 ( William P. Bahnfleth ) 說明:「控制 COVID-19 感染率不僅只有需要戴口罩和保持社交距離。」


你可以讓空間更安全,但非絕對安全,採取多層風險緩解措施是很重要的,接種疫苗、戴口罩、進行空調系統改造以降低風險、錯開午餐時間。這些都可以讓教室學習環境更安全。


以下是兩位空氣品質專家建議學校採用的多管齊下的方法:


口罩

麻省理工學院傳染病傳播實驗室流體動力學教授兼主任 Lydia Bourouiba 表示:「 有鑑於一群孩童在一間教室裡會待上好幾個小時,因此了解戴口罩之時段的區別變得非常重要。」Bourouiba 為世界各地的學校提供了一系列指導方針以幫助遏制病毒的傳播,他說除了吃飯和喝水外,應該要一直戴著口罩。但口罩的貼合度也同樣重要。


Bourouiba 認為在理想情況下,每個人都會佩戴 N95 口罩,雙層口罩比寬鬆的戴著 N95 口罩更能準確地捕捉我們呼出的氣體。


室內空氣品質及管理

適當的空氣品質管理是防止 COVID-19 傳播的關鍵。病毒顆粒會隨著時間的推移而積聚,有幾項重要因素需要了解:教室內每小時換氣次數、供應的室外空氣量與使用的過濾網類型。


檢查教室內的氣流

由於所有 HVAC 系統各不相同,因此沒有一套規格適用於全部的解決方案。 ASHRAE 的前任主席 Bahnfleth 說:「你應該做的第一件事是確保你至少提供法規要求的最低限度的室外空氣量。」


改善過濾材的等級

最低等級的過濾材幾乎無法阻擋呼出來的氣膠病毒,ASHRAE 建議使用 MERV-13 過濾材或更好等級的過濾材。


避免讓學生靠近空調系統出口方向與打開的窗戶或門

這減少了學生進入受感染空氣路徑的機會。Bourouiba 認為:「無論我們是在考慮窗戶、門還是空調出風口,當某人距離來自入口的強氣流 1-2 米時,他們呼出的氣體會有效地傳送到下游的其他人。」同樣,避免將學生放置在距離出口 1-2 米的範圍內。如果學生位於出口處 ( 窗戶、門、空調系統等 ),他們將會在整間教室很長一段時間,呼吸到未經過濾的空氣。


在上課和休息之間,試著通過打開窗戶讓教室通風,或者讓教室盡可能長時間 不使用時進行過濾和換氣,然而學生座位的正確安排和過濾材的改進只是解決方案中的一部分。


混合空氣或換氣空氣功能的通風系統對學校的空氣品質也將發揮極大作用,如果有人在房間裡排出病毒,病毒將會是這樣排出的:與外界空氣混合後的過濾空氣被引導入室內,與室內空氣混合稀釋污染物後,同時將空氣從廢氣中排出,污染物最終會被排出教室。


擁有換氣空調系統的一個缺點是教室內四周的空氣是混合的。 新鮮空氣的注入通常是從教室頂部以高流速完成,並且也從教室頂部吸出,因此部份區域可能空氣會混合不良,並累積污染。例如,因個人和設備產生的熱氣流以及障礙物都會干擾這種通風方效果。此外人們呼出的氣膠病毒可能會被滯留在呼吸區,若學生在教室內的移動對氣流模式的干擾有限,則換氣的效果才是有效的。


利用簡單的方式:例如增加空氣清淨機或風扇將空氣排出教室,也可以產生很大的改變,雖然Bahnfleth 說最好應用多種方式改進,但使用空氣清淨機也是一個很大的幫助。


謹慎使用隔板

在學生座位之間使用隔板時要小心,雖然隔板可以防止打噴嚏和咳嗽的傳染,但它們也可以將呼出的氣膠困在其中。Bahnfleth 說:「隔板經常放置的方式很可能會產生一個帶有更集中、更具傳染性的氣膠的滯留空氣區域。」,隔板會阻礙密閉空間內的空氣流通,這些隔板會干擾通風系統的性能,空間中的障礙物越多,空氣就越難真正到達它應該去的地方以去除污染物。


手部衛生

Bourouiba 說:「雖然防疫最重要的重點應該放在空氣傳播上,但這並不意味著就可以忽略手部衛生。」,小學生們有可能把手伸進嘴巴裡,觸摸許多物品的習慣,然而病毒在黏膜液分泌物中的濃度很高。學生應每次洗手要有 20 秒的時間,並儘可能使用非接觸的清潔用品設備,常接觸的表面要高頻率的清潔消毒,不要讓學生共用鋼筆、鉛筆或蠟筆。


管理學生之間的互動

限制教室和公共空間的互動也可以減少傳播。Bourouiba 建議將學生分成幾個小組,這些小組始終一起進行活動,而不要與其他小組混在一起。Bourouiba 說:「學校可以利用圖書館、健身房甚至戶外等擴展學習空間。」,如果可能,在有足夠職員的情況下,最好將班級分成更小的群組。此外還建議錯開進入共享空間、使用多個入口並保持一致的教室分配與座位分配,以幫助進行可能的接觸者追踪。


教室座位安排

透過錯開課桌安排可以限制呼吸出的氣膠集中在學生附近以減少傳播。大多數情況下,最高感染風險仍然在呼吸區 2-3 米之間。這對已受感染而沒有戴口罩的學生尤其重要。如果其他學生正好坐在已受感染學生的呼吸區,那麼其他人更容易吸入到一定的病毒感染劑量。Bourouiba 認為,學生之間的距離和待的時間兩者是互相折衷的,空氣最終會四處流動並進一步向下游稀釋。


口罩和座位交錯對於減低感染很重要。待在教室裡的時間越長,採用過濾器以減低污染物總體量就變得很重要。Bourouiba 並建議在上課進教室時,那些離門最遠的學生應先進入教室,下課退出教室時則是相反的順序:最靠近出口的學生應先離開。Bourouiba 認為:「當一個人走路時,會在附近留下一團呼出的氣膠雲,儘可能減少暴露於來自另一個小群體的受感染個體的排放氣膠,是追求的目標。」


用餐

學生應盡量在戶外用餐,飯前便後洗手。如果學生在室內用餐,應錯開時間並讓學生們平行坐著,而非面對面。此外限制共享飲水機並鼓勵使用個人水瓶。Bourouiba 說:「因為戴口罩,所以從病毒傳播的角度來看,吃飯是一項非常危險的活動。」,理想情況下,人們應該在戶外用餐,即使在戶外,學生們也會並排坐著,並注意氣流的流向。


物體表面管理

浴室、教室門把手、水龍頭、扶手、電燈開關和其他高接觸區域應每天清潔消毒多次。如果在小空間裡使用,在每次一群學生使用過後,替換空氣和清消物體表面才是有效地遏制感染的傳播途徑,看起來以上提及的許多預防措施似乎令人望而生畏,但見諸 Delta 目前是美國主要的病毒株,且此病毒株比其他病毒株對兒童更具傳染性,也不得不更謹慎對待。


( by Ramon Padilla 和 Stephen J. Beard,《今日美國》, 9/30/2021 )




Dr. J 評論:

由於許多學生已開始回到學校開學,因此對於如何創造一個 安全及潔淨 ( Clean & Safe ) 的學習環境便成為家長、教師及學生三方關切的議題,,以上所提的防疫措施都基於科學的思考而論述的,但不外可以歸納為感染控制的金字塔,從最高效果到最低效果依序為:

  1. 採用工程控制技術:如通風改善室內空氣品質

  2. 行政管理措施:如座位安排

  3. 自我保護工具:如戴口罩

雖然防疫的方法可以採取許多面向,但耗費的成本也應該要被考慮,因此比較重要的思考仍是先釐清三種美國 CDC 在 5 月 22 日公開聲明病毒傳播的三種傳播途徑的重要性: 空氣、接觸及飛沫,然後根據此三途徑的重要性,配置適當防疫手段,同時考量防疫金字塔的完整性及其感染控制的有效性,才能以最低的防疫成本獲得最大的防疫成果。


如果依以上學者認為空氣傳播途徑是最重要的,那學校教室除了採用通風改善工程技術外,依 Wells-Riley model 感染風險計算的理論,還應考慮 UV、光等離子與次氯酸等新型防疫技術來更加降低病毒感染的風險,才能真正確保學生擁有「安淨教室」(Clean & Safe Classroom)。

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