鄧淑明:評估通風優劣 降低病毒傳播

2021-10-07
鄧淑明
香港大學工程學院計算機科學系、社會科學學院地理系及建築學院客席教授
 
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要降低新冠肺炎病毒的傳播,良好的通風系統必不可少。世界衞生組織(WHO)於今年3月提出評估室內通風的路線圖,但在戶外和半戶外區域,如巴士站、體育館和遊樂場等地,穿過的氣流錯綜複雜,又如何確保這些地方有足夠的鮮風?

近年,日本九州大學應用力學研究所開始運用計算流體動力學(computational fluid dynamics,簡稱CFD),模擬室外和半戶外空間的通風情況,並結合地理資訊系統(GIS)融匯3D城市模型、地形和建築資訊模擬(BIM)等數據作氣流分析,把結果顯示在地圖上,效果一目了然。

研究所最近便運用CFD為今屆東京奧運主場館—國立競技場評估通風狀況。研究員以氣流分析器(Airflow Analyst)了解場館從自然風中獲得多少鮮風。他們首先利用GIS軟件複製了整個東京的建築物、樹木、地形;繼而以國立競技場為中心,設定了周遭約1.3平方公里的計算面積,再把體育館周圍的空間網格點設定在1米以內,網格點總數約1,110萬個,仔細地重現場館實況。

研究員在體育場模型內放置了一個虛擬的顯示式追蹤氣體,包括場內因呼吸、說話、打噴嚏和咳嗽過程而產生的飛沫及浮游物,並觀察其濃度隨着時間的推移如何變化。結果發現,當平均風速為每秒3米的偏北風由體育場外吹進時,體育場內的空氣約13分鐘內便會被完全替換,意味體育場每小時約獲得4.6次新鮮空氣。如把16個風向的模擬結果與實時氣流觀測、天氣預報數據相結合,同時加入體育場內當天的人數和活動類型,可更全面了解場館通風能力,並精準地評估病毒傳播的風險。

這個結合城市地理資訊數據的氣流模擬技術能以客觀的數據,分析場地的通風情況,還可把風向變化展現在3D地圖上,方便評估半室內和戶外鮮風的狀況,可預視和偵測病毒傳播的風險,以確保場地的空氣流通,相信在日後的大型活動下必可大派用場。


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