Oviaukon ilmavirtaukset oven avauksen ja kulun seurauksena

Petri Kalliomäki

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Potilaat, joilla on tai joilla epäillään olevan ilmavälitteisesti leviävä tartuntatauti, sijoitetaan alipaineisiin eristystiloihin taudinaiheuttajien leviämisen estämiseksi. Tästä huolimatta ilmaa ja epäpuhtauksia voi kulkeutua ulos eristystilasta. Esimerkiksi oven avaamisen ja sitä seuraavan kulun seurauksena ilmaa (ja ilmavälitteisiä epäpuhtauksia) voi kulkeutua oviaukon kautta ulos eristystilasta. Onkin arvioitu, että oven avaus ja kulku oviaukosta olisivat yksi merkittävimmistä tekijöistä ilmavälitteisten infektioiden leviämiselle eristystiloista. Tämän väitöskirjan tavoitteena on tutkia oven avauksen ja oviaukosta kulkemisen aiheuttamia virtauskuvioita, -rakenteita ja huoneesta toiseen kulkeutuvan ilman määrää. Keskeisenä tavoitteena oli tarkastella sarana- ja liukuovien aiheuttamia ilmiöitä ja niiden eroja. Tavoitteena oli tarkastella myös muita virtauksiin vaikuttavia tekijöitä, kuten esimerkiksi oven avausaikaa (3-8 s), aukioloaikaa (2-25 s), kulkua (1 m/s), ilmanvaihtoa (0-12 1/h), paine-eroa (0-20 Pa), lämpötilaeroa (0-3 °C) jne. Lisäksi yhtenä tavoitteena oli tutkia tehostetun nettovirtauksen vaikutusta oviaukon kautta leviävän ilmamäärän vähentämiseksi. Virtausilmiöitä tutkittiin savuvisualisoinnein, merkkikaasumittauksin ja CFD-simuloinnein, joiden avulla voitiin luoda yksityiskohtainen kuva eri tilanteista. Tutkimuksessa tehdyt kokeet suoritettiin laboratorioympäristössä, johon oli rakennettu yksinkertainen sairaalan eristystilamalli. Ihmiskulkua oviaukosta simuloitiin realistisen kokoisella mallinukella. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että oven avauksen seurauksena oviaukon kautta kulkeutui huomattava määrä ilmaa huoneesta toiseen (0,27-2,42 m3 riippuen tutkittavasta tilanteesta). Useat tekijät vaikuttivat virtauksiin, mutta merkittävimmät olivat: ovityyppi, oven aukioloaika, kulku oviaukosta, lämpötilaero ja tehostettu nettovirtaus. Mittauksien mukaan liukuoven avauksen seurauksena oviaukon kautta kulkeutui huomattavasti vähemmän ilmaa (36-79 %) verrattuna saranaoven tapaukseen. Myös tehostettu nettovirtaus oviaukon kautta pienensi huomattavasti oviaukon kautta karkaavan ilman määrää. Esimerkiksi 90 L/s ja 190 L/s ilmavirrat oviaukon kautta (kohti eristystilaa) vähensivät sulkutilaan leviävän ilman määrää vastaavasti 38 % ja 60 % verrattuna tilanteeseen ilman tehostettua nettovirtausta. Toisaalta jo 2 °C lämpötilaero lisäsi ilman kulkeutumista oviaukon kautta huomattavasti, 41 % saranaoven tapauksessa ja 304 % liukuoven tapauksessa. Lisäksi kulku ja oven aukioloaika lisäsivät karkaavan ilman määrää mutta oven avausnopeudella ei havaittu olevan suurta vaikutusta siihen. Väitöskirjan tulokset korostavat liukuovien ja tehostetun nettovirtauksen käyttöä oviaukkojen virtausten hallinnassa. Menetelmien soveltaminen vanhoissa sairaalarakennuksissa voi olla haastavaa, mutta ne voidaan ottaa huomioon suunniteltaessa uusia ja peruskorjatessa vanhoja rakennuksia.
Julkaisun otsikon käännösOviaukon ilmavirtaukset oven avauksen ja kulun seurauksena
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Kosonen, Risto, Vastuuprofessori
  • Wei-Tze Tang, Julian, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-0274-1
Sähköinen ISBN978-952-64-0275-8
TilaJulkaistu - 2021
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • oven avaus
  • kulku
  • ilmavirta
  • epäpuhtauksien leviäminen
  • eristystila

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Oviaukon ilmavirtaukset oven avauksen ja kulun seurauksena'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä