航空生物工学

航空生物工学は、屋内環境で空気中の病原体やアレルゲンを制御するための建物やシステムを設計する科学です。最も一般的な環境には、商業ビル、住宅、病院などがあります。この研究分野が重要なのは、制御された屋内環境は一般に、伝染性のヒト病原体や特定の種類の真菌や細菌の生存と伝染に有利になる傾向があるためです。

医療施設には、免疫力が弱っている可能性のあるさまざまなタイプの患者が多数入院することがあるため、病院のエンジニアにとって航空生物学工学は非常に重要です。病院の設計者が関心を持つ航空生物学には、ウイルス、細菌、真菌、およびエンドトキシン、マイコトキシン、微生物揮発性有機化合物（MVOC）などのその他の微生物学的製品が含まれます。細菌やウイルスはサイズが小さいため、細菌エアロゾルとして容易に空中に浮遊します。密閉空間での空気の上向きの速度が、無視できる質量によって決まる粒子の下向きの速度を超えると、大きなサイズの液滴でも長時間空中に浮遊する可能性があります。^{[1]このため、}感染症を扱う病院では、室内空気質に関して適切な予防措置と緩和技術を講じる必要があります。

換気システムは、少なくとも空気中の汚染物質を希釈して除去する機能があり、一般的には室内の空気の質が向上し、居住者の満足度が高まります。フィルターを必要に応じて点検し、交換すれば、空気感染による病気の蔓延を防ぐように設計された免疫建物システムの不可欠な要素になります。また、建物内のエリアを加圧して汚染を制御するためにも使用できます。

換気システムは、屋外の空気から微生物を取り込み、増殖の条件を作り出すことで、屋内環境の微生物負荷に寄与する可能性があります。微生物がほこりを集めていた湿ったフィルターに付着すると、増殖するのに最適な媒体となり、フィルターを通過して増殖すると、エアロゾル化されてHVAC 制御システムを介して建物全体に運ばれる可能性があります。

病院内の細菌は、病気の患者が咳やくしゃみをするとエアロゾル化される可能性があり、生成される細菌の数が多いため、治療室や手術室では1時間あたりの換気回数（ACH）を高く保つ必要があります。米国暖房冷凍空調学会では、治療室や手術室では通常12～25 ACH 、集中治療室では4～6 ACHを推奨しています。結核患者のいる部屋では、疾病予防管理センターはACHを6～12とし、排気を高効率微粒子空気（HEPA）フィルターに通してから屋外に排出することを推奨しています。

患者の安全を守るため、病院では空気感染病原体と戦うさまざまな技術を採用しています。隔離室は、正圧または負圧の流れを特徴とするように設計できます。正圧室は、HIV患者など、病気に非常にかかりやすい患者がいる場合に使用されます。これらの患者の場合、健康な人には無害な可能性のある一般的な真菌や細菌などの微生物の侵入を防ぐことが最も重要です。これらのシステムは、HEPA フィルターで空気をろ過してから隔離室に高圧で送り込み、隔離室の空気を廊下に押し出します。負圧システムでは、気流を制御し、有害なエアロゾルを医療従事者やその他の占有エリアから遠ざけることで、感染症を隔離することに重点が置かれています。負圧隔離室は、汚染物質や病原体が外部に届かないようにします。現在、医療業界でこれらの部屋が最も一般的に使用されているのは、結核患者の隔離です。これを実現するために、空気は供給される速度よりも速い速度で部屋から排出されます。これにより、空気は部屋から逃げるのではなく常に部屋に吸い込まれるため、空気感染する病気が汚染されたエリアから病院の廊下に伝染することが難しくなります。

医療施設における通常の濾過方法は、空調ユニットの外側に低効率のエアフィルターを設置し、その後に空調ユニットの後ろに HEPA (高効率微粒子空気) フィルターを設置するというものです。HEPA 認定を受けるには、フィルターは 0.3 μm 径の粒子を 99.97 パーセント以上の効率で除去する必要があります。エアバーナーは、汚染された隔離室から排出される空気を 300 °C (572 °F) で 6 秒間加熱して殺菌します。紫外線殺菌照射(UVGI) は、特殊な空気殺菌のための別の技術です。これは、微生物を破壊するために使用される約 200 ～ 320 nm の範囲の電磁放射線として定義されます。HEPA フィルターを UV 殺菌ツールと組み合わせて使用​​すると、非常に効果的な結果が得られます。フィルターはより大きくて丈夫な胞子を除去し、残るのは高強度紫外線処理によってより効率的に殺される小さな微生物だけです。

• 人間の居住地
• 人間の前哨地（人工的に作られた管理された人間の居住地）
• レジオネラ症
• 航空生物学

• CS Cox 『微生物の気生物学的経路』チチェスター GB: John Wiley & Sons 27、p. 118-119。
• ゴディッシュ、サド。室内環境の質。ボカラトン、フロリダ州、米国：ルイス出版社、2001年、p.190。
• Kowalski, Wladyslaw Jan. Aerobiological Engineering Handbook . Blacklick, OH, USA: McGraw-Hill Professional Publishing, 2005. p. 6, 185, 231, 260, 528, 530. 航空生物学工学ハンドブック. ブラックリック, OH, USA: McGraw-Hill Professional Publishing, 2005. p. 6, 185, 231, 260, 528, 530.