COVID-19刺激了K-12学校对空气过滤的投资，但技术并不能立即解决问题
COVID-19大流行使人们更加关注室内空气质量以及通风在减少室内疾病传播方面的作用。一个近期基建调查报告称，在全美近10万所运营的公立学校建筑中，超过三分之一的学校迫切需要升级通风系统，以帮助控制室内空气质量和“气溶胶”的传播。
气溶胶是用来描述漂浮在室内和室外空气中的数百万微小颗粒的术语。人们不断地吸入和呼出气溶胶，其中一些包括过敏原、汽车尾气中的颗粒、野火灰烬和微生物。
我们的科罗拉多大学环境工程小组一直在研究室内空气的微生物成分，称为“生物气溶胶”，超过25年。我们调查了通风系统成百上千k - 12教室，保健设施和餐馆．我们还为设施管理人员提供了可负担得起的改进计划室内空气质素．
我们自己的工作和其他人一样不幸的是，许多教室通风不良，而更好的通风可以减少学生因病缺勤——无论是在大流行期间还是在正常时期。
在调查了过去一年的空气过滤系统安装情况后，我们发现它们可以通过降低气溶胶水平来显著改善教室的空气质量，从而降低COVID-19的传播风险。但有效的安装是关键。
一个过滤的新时代
由于大流行继续凸显了改善通风和室内空气质量的必要性，许多学术机构，政府机构、非政府组织和专业建筑科学学会一直在推广更好的楼宇管理措施以改善学校通风。
一些建筑科学家呼吁将学校的通风条件提高到医疗诊所规定的水平。不幸的是，这种水平的升级所需的基础设施投资对许多公共建筑来说是不切实际的:仅在2008年至2017年间，州资本对学校的资助削减了200亿美元，降幅31%。
在缺乏资金对于主要的建筑升级，一些学校已经安装了简单的室内过滤技术，以改善教室的通风，因为许多学生每天都在狭小的空间里生活。然而，这种过滤器只在全国的一小部分公立学校中使用。
这种被称为高效微粒空气(HEPA)过滤的技术诞生于50多年前的航空航天工业。高效空气过滤器已被证明可以有效地从教室等高占用空间的空气中去除微小的空气颗粒，包括呼吸道病毒。
在过去的几年里，新一代HEPA过滤器已经从美国商业领域出现。这些过滤器与教育环境更兼容，并且比通常用于需要“洁净室”的航空航天和制药行业的研究级对应物更少干扰。这些最新型号的改进包括多向进气、更低的噪音、更低的功率要求、更好的耐久性和相对较小的占地面积。
在过去的几十年里，HEPA过滤器也在家庭中得到了更广泛的应用儿童哮喘发病率上升．但在COVID-19大流行之前，它们很少在公立学校使用。
为教室带来更新鲜的空气
在2021年春季学期，我们的团队在科罗拉多州丹佛市(西部山区最大的大都会学区)的公立小学教室里安装了数百个新的高效空气过滤器。这些升级是可能的，因为最近工业大学合作科罗拉多大学、英特尔基金会和跨国通风设备公司开利公司共同努力的成果。这些组织总共为丹佛地区学校的大规模通风评估、高效空气过滤器安装和其他空气质量改善贡献了50多万美元。
一项尚未公布的对这些教室的教师的民意调查压倒性地报告说，这种新一代的HEPA过滤器很受欢迎，很容易在他们的教室里安装。
但与所有工程解决方案一样，空气过滤器的效果取决于正确的安装。我们团队的实地研究表明，简单的“即插即用”方法无法解决密集教室中气溶胶暴露的复杂现实。在许多情况下，我们发现HEPA过滤器尺寸过小，放置不当——例如面对墙壁或在偏远的角落——有时甚至没有打开。
高效空气过滤器网络需要精心安装，并且在安装过程中必须考虑到其他因素，如现有通风系统性能、天花板高度、办公桌布局以及吊扇的存在与否。HEPA过滤器只有在学校拥有合适数量、大小合适、位置合适的情况下才能发挥其全部潜力。
最好的高效空气过滤器安装会考虑学生座位表、高交通流量区域和其他基于学生行为的变量等细节。幸运的是，建筑设施经理和管理人员可以接受培训，只需少量的时间投资，就可以在教室里安装、操作和维护高效空气过滤器，而对教师的干扰最小。
改善空气质量是对健康和教育的投资
一个2020室内空气质量对策综述据估计，一个适用于平均能耗的小学教室的高效空气过滤器的价格约为361美元。这与我们团队在丹佛公立学校系统的经验是一致的，在那里我们通常每个学校至少安装两个单元教室每个房间的费用不到800美元。我们估计，这大致相当于每个学生一学年多买一本教科书的费用。在我们看来，这对于教室室内空气质量的潜在改善是非常值得的。
室内高效空气过滤器是一项补充现有的长期投资通风系统。尽管COVID-19是安装许多高效空气过滤器的动力，但它们的有效远远不止于减少接触空气中的病毒。维护良好且功能正常的过滤系统还可以减少接触可以穿透建筑物的野火灰烬，以及过敏原和其他不受欢迎的颗粒，如汽车尾气、轮胎碎屑和建筑灰尘。
但即使是最好的室内高效空气过滤器也不能保证在学校免受空气传播的呼吸威胁。高效空气过滤器仅作为综合方法的一部分是有效的。最终，戴口罩、保持距离和减少挤在狭小空间里的学生人数将决定学生们在多大程度上免受COVID-19的感染。
高效空气过滤器是新冠肺炎时代室内空气质量的“安全带”的现代类比。如果安装得当，它们只能帮助减少学生在校期间接触COVID-19和其他气溶胶的机会。
