医院病房床医疗保健

明天的医院通风设计

如何使用计算流体动力学(CFD)模拟来分析不同的通风溶液如何减少空气中病原体的量,从而降低感染的扩散。

截至1月13日晚,2020年世界卫生组织(世卫组织)列出了未来十年被认为紧急的十三次挑战。其中两个挑战与医疗保健系统和在那里工作的人有关。根据谁,在未来十年期间需要大量投资,以改善医疗保健系统内的能力和工作环境。

Afry是开发新的和完善现有的 - HoSpitals的强大合作伙伴。在其参考组合中拥有众多大型项目,旨在帮助当局有挑战。这种发展的自然步骤是使用先进的流体动力学模拟来跟踪建筑物中的空气排放的能力。

在这里,AFRY具有独特的能力,因为世界级计算机辅助工程(CAE)部门能够进行这些模拟。先进的流体动力学模拟通常表示CFD模拟,其中CFD代表计算流体动力学。通过这些模拟,可以分析如果患者打喷嚏或咳嗽进入空气以及病原体如何运输到空气中,则可以分析空气的影响。可能携带病原体的液滴也将在某种程度上蒸发。因此,它们将保持浮动空气中浮动的能力,从而显着增强。如果病原体保持较长的浮动空气,则蔓延疾病的风险将增加。

三个案例调查了

在本简短的文章中,我们展示了CFD-Simulations如何用于分析不同的解决方案如何降低空气中的病原体数量的一个示例。在本文封面的特殊情况下,患者通过口腔咳嗽,没有任何覆盖到空气中。应当注意,可以改变建模以覆盖病原体排放的其他形式,例如打喷嚏。

实际模拟涉及大量的物理建模。需要考虑的事情例如以下是以下内容:

  • 从咳嗽中排出的液滴有多大,从嘴巴中旅行,速度是什么?
  • 液滴如何蒸发?
  • 周围的空气如何受到咳嗽的冲动和咳嗽空气的升高的影响?
医院医生在患者保健方面运作

该信息与房间的湍流,空气运动,通风和3D几何形状的知识相结合,以获得完整的模型。

总计三个案例调查。两种案例覆盖患者在背面铺设医院病床。对于最后的情况,患者躺在胃上。对于两种情况,标准空气提取器用于收集来自咳嗽的病原体。

目的是研究点提取器的效果以及提取器的放置如何改变空气中的病原体的减少。它特别有兴趣,保健工作人员周围的病原体的数量尽可能低。

动画显示从咳嗽发出的液滴的实时流动。当液滴是彩色的蓝色时,它表示在气溶胶中发现的液滴尺寸。因此,液滴将浮动周围空气的运动。
图仿真液滴,没有通风广场

虚拟样机

动画显示医疗保健工作者的头部周围的粒子/液滴显着减少。通过将工人周围的液滴量计数作为函数时间,进一步分析了这一点。结果在左侧的图中给出。

该图表明,如果未安装点提取器,则在3秒内超过60%的发射液滴将保持在头部周围。在使用指定提取器的情况下,工人的负责人没有发现液滴。与患者铺设胃的最终分析表明,在寻找点提取器的更好位置时需要进一步的工作。这通常表示虚拟原型。虚拟样机是一种时间和经济有效的方法,从分析中获取答案。虚拟原型设计还可以得出结论,可以重新设计点提取器上的碗以改善点源提取器的鲁棒性。

从真实案例中的虚拟原型中获得的结果可用于实用导向线和医疗工作者的教育。

Henrik Lysemark.

业务部门经理,技术分析

Fredrik Jareman.

组经理多相流