【ニュースリリース】換気の気流がエアロゾル感染の一因に ～ クラスター発生地点での実地検証とシミュレーションから分析
2022年02月17日
石垣陽特任准教授（情報学専攻）を中心とする研究チームは、新型コロナウイルス感染症の対策として広く推奨されている換気の方法次第では、気流に乗ってマイクロ飛沫が移動することで、集団感染を引き起こす一因となる可能性があることを発見しました。研究チームではこの事例を国内外の研究者にいち早く共有し広く意見を求めるため、医学分野のプレプリントサービス 「medRxiv」（運営：コールド・スプリング・ハーバー研究所（CSHL）、医学系雑誌出版社 BMJ、米・イエール大学）において速報原稿を発表しました。
この調査研究は本学に加え、産業医科大学、宮城県結核予防会の研究者が行い、実際にクラスターが発生した日本国内の高齢者施設において、当時の換気状況を二酸化炭素（CO2）ガスにより再現して測定。その後、熱流体シミュレーションによってエアロゾルの挙動を分析しました。
調査の詳細
- ■調査期間 令和３年８月～当面の間追跡調査を実施
- ■調査対象 新型コロナウイルスのクラスターが発生した宮城県内の高齢者施設
- ■調査分析の実施者
- ・石垣陽特任准教授（情報学専攻）
- ・横川慎二教授（i-パワードエネルギー・システム研究センター センター長）
- ・齋藤彰氏（宮城県結核予防会）
- ・喜多村紘子准教授（産業医科大学 産業医実務研修センター）
- ・川内雄登氏（情報学専攻 博士前期課程１年）
- ・源勇気助教（東京工業大学 反応性気体力学分野）
調査結果の概要
調査した高齢者施設ではデイルームで最初のクラスターが発生し、最終的に約60名が感染しました。現地での実測の結果、このデイルームには大型の換気扇が取り付けられており、換気回数は毎時６回以上、一人当たり換気回数は毎時30立方メートル以上であることがわかりました。この換気量はビル管理法の基準に適合しており、厚生労働省のガイドラインが示す「換気が悪い空間」には当てはまらないと考えられます。また、CDC（アメリカ疾病予防管理センター）が定める感染患者の隔離施設における換気回数の基準にも適合していることから、デイルームの換気状態は良好であったといえます。
一方、このデイルームに隣接する個室には、初期感染者と考えられる方が１名入居していました。そこで研究チームがCO2トレーサガス法によって気流を調査したところ、デイルームに設置された換気扇によって個室の空気が引き込まれており、個室からデイルームに向かって穏やかな気流が発生していることを発見しました。さらにコンピュータによる熱流体シミュレーションによって気流の状態を確認したところ、個室から漏れ出したエアロゾルが１分程でデイルームに到達し、そこに滞在する複数の人に再吸入された可能性があることがわかりました。
一般に高齢者施設では入居者の生活導線を支援するため、行き止まりの無い回廊を中心として、共用エリア（例：食堂、風呂、トイレ、デイルーム）と私的なエリア（例：個室、相部屋）が空間的に繋がっています。今回の調査の結果、このような特殊な空間設計においては、換気能力のみならず、風の流れを考慮した感染症対策が求められると考えられるため、研究チームでは今後、関連ガイドラインの見直しと、既存建物における気流改善の必要性を提言していきます。
コンピュータによる熱流体シミュレーション
詳細はPDFでご確認ください。