Development of Computational Models to Design Upper-Room Ultraviolet Germicidal Irradiation Air Disinfection Systems in Hospital Environments

开发计算模型来设计医院环境中的上室紫外线杀菌辐射空气消毒系统

基本信息

  • 批准号:
    EP/G008663/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 32.26万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2009 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Ultraviolet Germicidal Irradiation (UVGI) irradiation has been known for many years to have a lethal effect on microorganisms. It is routinely used in water disinfection and can be a viable method of reducing airborne pathogens in indoor environments to decrease the risk of cross transmission of infection. Despite recommendations for use in high risk healthcare environments such as tuberculosis (TB) wards, the application of UVGI remains limited due to lack of evidence gained directly in clinical settings. However two major clinical studies that are about to be published will prove the effectiveness of UVGI devices against TB transmission and thus a significant increase in the future demand for UVGI air disinfection is anticipated. To translate these clinical based research findings into successful control strategies tailored to the needs of a particular healthcare environment, robust guidance on designing safe and effective UVGI air disinfection systems is now needed. This project aims to address this need by developing a design tool for simulating the behaviour of upper room air disinfection devices in realistic hospital environments, and guidance documents to enable hospital managers, architects and engineers to (a) determine if UVGI disinfection is suitable for a particular environment and (b) to ensure any UVGI installations are both effective and safe. The proposed study will use computational fluid dynamics (CFD) simulations to carry out a parametric study quantifying the factors that influence the performance of a UV device to produce an empirical model of UVGI disinfection within a ventilation design model. The model will quantify the mean effectiveness, as well as stochastic variations, and provide an output in terms of UV device performance and relative risk of infection for ward occupants. This will enable better design and specification of UVGI systems without the use of resource intensive CFD models. Parametric studies using CFD models and the new design tool will then be used to draft three design guidance documents; suitability of upper-room UVGI systems in healthcare environments, safe installation and operation of UVGI systems, and optimising UVGI system design to minimise airborne infection risk.
紫外线辐照(UVGI)辐射已知多年来对微生物具有致命作用。它通常用于水消毒,可以是减少室内环境中空气降低病原体的可行方法,以降低感染交叉传播的风险。尽管建议在高风险医疗保健环境(例如结核病(TB)病房)中使用,但由于缺乏直接在临床环境中获得的证据,UVGI的应用仍然有限。但是,即将发表的两项主要临床研究将证明UVGI设备针对结核病的传播的有效性,因此预计未来对UVGI空气消毒的需求会大大增加。为了将这些基于临床的研究发现转化为针对特定医疗保健环境需求的成功控制策略,现在需要在设计安全有效的UVGI空气消毒系统方面进行强有力的指导。该项目旨在通过开发一种设计工具来满足这一需求,以模拟上层房间的空气消毒设备在现实的医院环境中的行为,并指导文档使医院的经理,建筑师和工程师能够(a)确定UVGI消毒适合特定环境,并确保任何UVGGI安装是否有效和安全。拟议的研究将使用计算流体动力学(CFD)模拟进行参数研究,以量化影响紫外线设备在通风设计模型中产生UVGI消毒经验模型的因素。该模型将量化平均有效性以及随机变化,并就病房居住者的紫外线设备性能和相对感染的风险提供输出。如果不使用资源密集型CFD模型,这将使​​UVGI系统更好地设计和规范。然后,使用CFD模型和新设计工具的参数研究将用于起草三个设计指导文档;上室UVGI系统在医疗环境中的适用性,UVGI系统的安全安装和操作,以及优化UVGI系统设计以最大程度地降低空气传播的感染风险。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tracer-gas technique as a surrogate method for tracking airborne pathogen transport in indoor environments
示踪气体技术作为追踪室内环境中空气传播病原体传播的替代方法
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Miller Camargo-Valero (Author)
  • 通讯作者:
    Miller Camargo-Valero (Author)
Computational fluid dynamics modelling and optimisation of an upper-room ultraviolet germicidal irradiation system in a naturally ventilated hospital ward
自然通风病房上层紫外线杀菌照射系统的计算流体动力学建模与优化
  • DOI:
    10.1177/1420326x14532933
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Gilkeson C
  • 通讯作者:
    Gilkeson C
A Computational Study of UV disinfection performance within a naturally ventilated hospital ward
自然通风医院病房内紫外线消毒性能的计算研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Gilkeson C.A.
  • 通讯作者:
    Gilkeson C.A.
? How to Deal with Air Mixing? Just Insist in Fans or Something Else? Is there a Role for CFD?
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Catherine Noakes (Author)
  • 通讯作者:
    Catherine Noakes (Author)
Simulating Pathogen Transport within a Naturally Ventilated Hospital Ward
模拟自然通风医院病房内的病原体传播
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    Catherine Noakes
  • 通讯作者:
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