Simulation and analysis of airborne cross-contamination routes due to the operation of building drainage and vent systems

摘要

Recent concerns about the role of the drainage and vent systems installed in high-rise and other buildings in the possible spread of airborne contamination have highlighted the need for simulations capable of predicting system response when subject to multiple and random events. Such simulations would allow designers to predict the possible contamination routes established as a result of failures of the system, e.g. trap seal loss and/or the influence of dried-out traps. In addition, the simulations proposed would provide diagnostic tools in the event of cross-contamination. Mathematical solutions are used to simulate the system unsteady water and entrained airflows, and the application of these simulations to predict likely contamination routes. The AIRNET simulation is employed to represent the unsteady air and water down-flow conditions in the network, the associated propagation of air pressure transients and trap response. The simulation can provide a design and standards development tool as well as a forensic and diagnostic tool for the investigation of suspected cross-contamination. The simulations confirm that cross-contamination routes result from normal operation and random failure conditions, including system surcharge and trap depletion due to, for example, poor maintenance. It suggests that simulation predictions have an important role in ascertaining potential hazards, as well as a forensic role.%Les préoccupations récentes suscitées par le rôle des systèmes de purge et de ventilation installés dans les immeubles de grande hauteur dans la propagation possible de la contamination aérienne ont mis en lumière la nécessité de proc╚er à des simulations capables de prévoir la réaction de ces systèmes lorsqu'ils sont soumis à des événements multiples et aléatoires. De telles simulations permettraient aux concepteurs de prévoir les trajets empruntés par la contamination après la défaillance d'un système, par exemple les pertes au niveau des gardes d'eau ou les conséquences de leur tarissement. De plus, les simulations proposées serviraient d'outils de diagnostic en cas de contaminations croisées. On utilise des solutions mathématiques pour simuler le système dynamique des eaux instables et des occlusions d'air et l'application de ses simulations permet de prévoir les trajets possibles de la contamination. La simulation AIRNET est utilisée pour repr╚enter les conditions des écoulements descendants instables d'eau et d'air dans les réseaux, la propagation associée des transitoires de pression et la réaction des gardes d'eau. Cette simulation peut être considérée comme un outil de conception et de développement de normes et aussi comme un outil pour la médecine légale et les diagnostics lorsque l'on redoute des contaminations croisées. Elle confirme que les trajets empruntés par la contamination croisée sont le résultat de conditions de fonctionnement normales ou de pannes aléatoires, y compris la surcharge des systèmes et le tarissement des gardes d'eau dus, par exemple, à un entretien défectueux. Elle suggère que les prévisions fournies par les simulations ont un rôle important à jouer à la fois lorsqu'il s'agit de déterminer des risques potentiels, et en médecine légale.