保护电梯免受感染

评估在驾驶室内感染 COVID-19 或其他病毒或细菌的风险以及如何降低感染风险

作者：Michael Davies 博士和 PJB Scott 博士

有很多说法称电梯是传播冠状病毒的源头。 但是，只有少数令人信服的案例表明使用电梯将病毒从一个人传播到另一个人。 这些情况很少见，因为暴露时间很短，而且电梯通常可以避免感染传播。 然而，可以理解的是，人们对与陌生人进入封闭空间感到紧张是可以理解的，可以采取一些简单实用的步骤来缓解这些担忧。

COVID-19 可以通过直接接触受污染的表面或从空气中的飞沫传播。 最近的研究得出结论，空气中的飞沫和微小的气溶胶是主要的传播来源，但使用电梯时行为的改变可以显着减少两者。

立即可用且相对具有成本效益的解决方案包括：

• 在空闲时保持电梯门打开并在使用时保持更长的时间（根据当地法规在可能的情况下）
• 在空闲运行期间保持通风系统开启
• 通过鼓励使用楼梯来减少电梯容量
• 减少允许的电梯负载
• 远距离排队和楼层标记
• 错开到达、离开和午餐时间
• 戴口罩不说话
• 使用物品（笔、纸巾、卫生巾等）避免触摸电梯按钮
• 提供和使用洗手液

增加空气循环或净化系统，例如紫外线、电离处理、安装高效微粒空气 (HEPA) 过滤器或改变机舱内的气流方向，也被建议作为可能的解决方案。 这些都需要昂贵的改装，可能会导致维护和持续成本问题，并且可能是不必要的，尤其是在采用上述措施的情况下。

非接触式按钮的改装可以在合理的时间范围内完成，但成本高昂且可能是不必要的，因为接触式传输并不常见。 改变电梯壁、按钮和其他表面的材料实际上只在设计新建筑时才实用，而且几乎可以肯定是不必要的费用。

COVID-19 是如何传播的

呼吸道病毒，包括 COVID-19，主要通过两种方式传播。^[1-2] 这些都需要单独考虑。 第一种是接触传播，即有人与感染者直接接触或接触被污染的表面。 第二种是通过空气进行非接触式传输。 这种方法分为两种类型，具体取决于受污染飞沫的大小以及它们在空气中停留的时间：

含有病毒的大小呼吸道飞沫都会传播，这在感染者附近会发生：面罩和防护罩可防止较大的飞沫。

悬浮在空气中的较小飞沫和颗粒（气溶胶）的空气传播比飞沫传播的距离和时间更长。 呼吸道气溶胶通过呼吸、咳嗽、打喷嚏、唱歌、说话等方式从感染者身上排出，可以到达附近任何人的眼睛、鼻子和嘴巴。 面罩和防护罩对空气传播的有效性不太确定。

接触传动

如果受污染的飞沫落在表面，然后被其他人接触，就会发生接触传播。 已证明活的 COVID-19 病毒可在受污染的表面（污染物）上存活数小时甚至数天。 剩余感染时间取决于温度、湿度以及表面的成分和性质。

最新研究表明，直接接触受污染的表面不太可能是主要的传播途径。 尽管 SARS-CoV-2 可以在无生命的表面上持续数天，但从这些表面培养病毒的尝试并未成功。^[3]

对接触传播文献的回顾表明，大多数研究都是在实验条件下完成的。^[4] 例如，在使用 10 个样本的研究中⁷, 10⁶和10⁴ 小表面积上的传染性病毒颗粒，这些浓度远高于现实生活中飞沫中的浓度，沉积在表面上的病毒数量可能要小几个数量级。 现实生活中的表现在污染物上没有发现可行的病毒。 通过无生命表面传播的机会非常小，并且仅在感染者在表面咳嗽或打喷嚏，然后其他人在咳嗽或打喷嚏后很快（1-2 小时）接触该表面的情况下。 尽管定期对表面进行消毒和戴手套是合理的预防措施，尤其是在医院，但在非医院环境中，数小时未与受感染的携带者接触的污染物不会造成可测量的传播风险。 需要更平衡的观点来遏制可能适得其反的过度清洁/消毒。

最新研究表明，直接接触受污染的表面不太可能是主要的传播途径。

非接触式传输

液滴中的病毒（大于 100 µm）可以像小炮弹一样喷射到附近的人身上，但通常会在 2 m 范围内几秒钟内落到地面上。 the source. 由于它们的旅行范围有限，物理距离减少了接触这些飞沫的机会。^[5] 在正常说话和呼吸过程中会产生气溶胶（小于 100 µm）。

在激光研究中观察到大液滴迅速落到地面上。^[6] 尽管咳嗽开始时液滴的速度为 2-7 m/s，但可见的大液滴（通常直径为 500 μm）在其轨迹弯曲之前不会移动很远，由于重力，迅速落到1 秒内接地。 打喷嚏时，来自颊腔和鼻腔的非常大的液滴并不持久。 在背景噪音水平以上未检测到来自正常呼吸的鼻腔的飞沫。

在不通风的环境中，当在 5 厘米的高度（即平均说话或咳嗽高度）产生时，已计算出典型 9 微米半径的小液滴需要 160 分钟才能到达地面。 沉降时间在很大程度上取决于通风。 在一项研究中，在通风最好的房间（打开门窗），30 秒后飞沫数量减半。 在通风不良的房间中，半衰期为 1.4 分钟。 在没有通风的情况下，气溶胶需要大约 5 分钟才能沉淀。^[6]

最初，人们认为 COVID-19 不太可能通过空气气溶胶传播，但越来越多的证据表明，感染性微滴足够小，可以悬浮在空气中，并使个人暴露在距离感染者 2 m 以外的地方。 空气传播已被证明发生在产生气溶胶的医疗程序中。^[1] 世界卫生组织 (WHO) 和科学家们一直在评估 COVID-19 是否也可能在没有产生医用气溶胶程序的情况下通过气溶胶传播，尤其是在通风不良的室内环境中。 他们得出结论，气溶胶传播与飞沫传播相结合（例如，在合唱团练习期间、餐厅或健身课程中）是可能的。 在这些事件中，不能排除短距离气溶胶传播，特别是在特定的室内位置，例如长时间有感染者的拥挤和通风不足的空间。 对非直接或间接接触的人之间病例传播的调查也证实了这一点，这表明气溶胶传播是最有可能的途径。^[1]

气溶胶中的病毒可以像烟雾一样悬浮在空气中几秒到几小时，然后被吸入。 它们高度集中在感染者附近，因此它们最容易感染附近的人。 但是，含有传染性病毒的气溶胶也可以传播超过 2 m 并在通风不良的室内空气中积聚，从而导致超级传播事件。^[7] 发生过从相距超过 2 m 的人传播的病例，但这种传播发生在通风不良的封闭空间中，并且通常与感染者长期接触（超过 30 分钟）。^[2] 在对中国 75,465 例 COVID-19 病例的分析中，78-85% 的集群发生在家庭环境中，表明传播发生在密切和长期接触期间。^[8] 在家庭环境之外，那些有过密切身体接触、共同进餐或在有症状的封闭空间中待了大约 1 小时或更长时间的人，例如在礼拜场所、健身房或工作场所，感染的风险也增加。^[1]

总之，COVID-19 的传播很可能是通过与有症状的感染者长时间（30 分钟或更长时间）密切接触。 目前尚不清楚无症状的人是否可以传染他人，但已经发现有症状的人可以在症状出现之前传播。 气溶胶传播也很可能发生，特别是在通风不良的室内空间。

电梯中的 COVID-19 传播

一个重要的实验是在医院电梯轿厢内进行的，在正常运行期间，开门时间约为 10-20%。^[9] 通常情况下，在中大型驾驶室的正常运行过程中，气溶胶颗粒数量减少 12 倍需要 18-100 分钟。 随着电梯门永久打开，这个时间减少到 2-4 分钟（图 1）。 在所有情况下，气溶胶的数量随时间呈指数下降。 在电梯中传播 COVID-19 的案例很少。

案例一：韩国写字楼呼叫中心爆发

2020 年 19 月，在首尔最繁忙的市区之一的 1 层建筑 X 楼中爆发了疫情。 11-13层为商业写字楼，19-922层为住宅公寓。 对商务办公人员203人、住宅公寓居民20人、来访人员7人进行了鉴定和调查。 呼叫中心在9-11层和811层； 它共有XNUMX名员工。 员工通常不会在楼层之间穿梭，而且他们没有内部餐厅用餐。

第一例患者在 10 楼办公室工作（据说从未去过 11 楼），于 22 月 11 日出现症状。 第二例患者在 25 楼呼叫中心工作， 97月19日出现症状。X楼的居民和员工经常在大厅或电梯接触。 不可能将指示病例患者追溯到另一​​个集群或输入病例。 X 楼有 8.5 名确诊的 COVID-43.5 患者，表明发病率为 11%。 将结果限制在XNUMX层时，攻击率高达XNUMX%。

几乎所有的病例都在大楼 11 层的一侧。 尽管电梯和大厅中 X 楼不同楼层的工人之间进行了大量互动，但 COVID-19 的传播几乎仅限于 11 层，这表明互动（或接触）的持续时间可能是其进一步传播的主要促进因素.

在电梯中传播 COVID-19 的案例很少。

案例二：中国某公寓楼传输

在中国发现了通过与电梯表面接触传播 COVID-19。^[11] 一位患者 B1.1 是第一位患者 A0 的楼下邻居。 他们在大楼内使用同一部电梯，但不是同时使用，其他方面也没有密切接触。 患者 B 1.1 继续感染家人和朋友，他们感染了更多的家人和朋友，导致 71 例病例的爆发。 该案例有时会在标题下引用，“报告发现，一名妇女在中国通过一次电梯旅行感染了 71 人感染了 COVID-19。”^[12] 然而，仅发现一例通过接触电梯表面传播的病例。 一家销售电梯空气过滤系统的公司还引用了此案例，“CDC 发布 6 月 30 日，接触者追踪报告：一名妇女在乘坐 20 秒的电梯时感染了 70 多人。” 这些明显具有煽动性的标题和引述并未准确反映情况。

降低电梯传播风险

如果人们遵循当前关于病毒的指导方针，即佩戴有效的面罩，正确进行手部卫生并保持社交距离，那么在电梯中传播病毒的危险很小。 但是，可以采取一些措施来进一步降低传播风险。 有些需要一些简单的行为改变，而另一些则需要工程或控制修改。

宠物行为研究

有几份已发布的指南旨在降低 COVID-19 在电梯中传播的可能性。^{[9 & 13-15]} 他们的建议可以概括为建筑物经理或租户控制下的措施以及个人电梯礼仪的措施。 前者的列表是：

• 在电梯空闲时让电梯门打开更长时间。 这将取决于当地法规，并且在大堂级别可能无法实现。 还需要考虑 HVAC 平衡。
• 在可能的情况下，鼓励使用楼梯，特别是对于楼层间的交通，上下方向固定，单向。
• 考虑参与输入大厅呼叫或目的地调度请求的物理接线员/指定与会者。
• 组织排队，尤其是在涉及放宽限制的每个阶段的前几天。
• 减少电梯的容量，例如四个用于较大的轿厢，两个用于较小的轿厢。
• 建筑租户可以改变时间表（早或晚开始，早或晚离开）。 这需要计算处理能力。^[16]
• 鼓励在交错的时间范围内在办公桌上享用午餐（上午 11 点至下午 2 点的三个午餐时间对每个人来说都比中午至下午 1 点要好；下午 12:45 通常是办公室电梯最繁忙的时间）。
• 促进建筑物内/附近的食品服务提供商提供送货服务。
• 在电梯大堂和自动扶梯入口附近使用地板标记，以加强社交距离。 如有需要，可在电梯内贴上标贴以标识乘客应站立的位置。
• 使用支柱（仅用于大堂；不在电梯内）或其他方式来标记路径，以帮助人们朝一个方向行驶并保持 6 英尺的距离。
• 考虑限制电梯内的人数，并在可能的情况下在自动扶梯上的乘客之间留空台阶。
• 尽可能提供洗手液。
• 张贴告示提醒乘员尽量减少接触表面。
• 考虑在经常使用的电梯轿厢中添加补充空气通风或局部空气处理设备。
• 根据使用情况和任何当地公共卫生指示，加强对电梯的清洁（例如，每小时）。
• 考虑残疾人士：坐在轮椅上的人可能无法进出电梯的一个象限； 那些有视力障碍的人可能需要帮助来确定站在电梯的哪个位置。

电梯中的个人行为可以大大降低污染风险。 这些建议应张贴和/或分发给建筑居民。 外科口罩可以控制并因此减少由受感染的佩戴者传播的病毒传播多达四倍 (75%)，在季节性冠状病毒的情况下甚至可以减少 100%。 当感染者戴上口罩或面罩时，呼出的羽流也会减少。 这也有助于降低接触附近人的风险。 外科口罩还可以通过将来自感染者的飞沫和气溶胶的暴露量平均减少六倍（范围：1.1 倍至 55 倍）来保护佩戴者。^[17] 电梯用户应遵守以下礼仪规则：

穿布面罩。

站在标记上（如果有），面向指示的方向。

向最靠近按钮的人宣布您的发言。

尽可能避免说话。

如果您必须咳嗽或打喷嚏，请转向墙壁并戴上口罩对着肘部咳嗽。

握住扶手或触摸按钮后避免触摸脸部，并使用任何可用的洗手液。

使用物体（例如钢笔、纸巾或卫生巾）或指关节按下电梯按钮。

如果电梯很忙，请等待下一趟。

当门在一层打开时，中间的人应该向旁边移动，前面的人应该向外移动以创建出口通道。

额外的空气循环可能会分散气溶胶，但如果空气未经过滤或处理而再循环，则不太可能减少传播。

环控系统

完全按照 EN 81-1 标准制造的电梯内的空气，安装在全空调建筑中，汽车风扇关闭，仅 30 分钟后满载乘客时就会危及生命。^[18] （请注意，EN 81-1 已被 EN 81-20/-50 取代。）按照 ASME A17.1/CSA B44 建造可提供更多通风，并且许多电梯轿厢按照其他国家标准建造。 许多电梯安装在没有空调的建筑物中，位于热带和亚热带地区，气温超过 46˚C，湿度超过 50%（表观温度：66˚C）。 即使是一个人被困很短的时间也有很大的危险。 当前法规中的客舱通风要求可能需要修改。

医院电梯中气溶胶传播的研究人员建议，只要有可能，电梯门就应保持打开一段时间。^[9] 发现所有研究的处于空闲位置的电梯内的通风在 1-2 分钟后自动关闭。 作者建议应通过重新编程动作控制软件以减少污染来延长开门时间。 另一个建议是反转通风机的流动方向，使新鲜（例如，经 HEPA 过滤的）空气从天花板向驾驶室地板单向向下流动。

有人建议使用空气循环风扇可能会有所帮助。 KJA Consultants Inc. 研究了这种可能性，并指出目前大多数风扇没有过滤器。 该公司表示，它遇到了非功能性风扇。 额外的空气循环可能会分散气溶胶，但如果空气在未经过滤或处理的情况下再循环，则不太可能减少传播。 对低、中和高循环空气通风的汽车流感感染风险的研究表明，感染风险可以通过以下方式降低 不会 再循环空气。 当空气再循环时，59 分钟的行程的估计风险范围为 99.9% 至 90%。^[19] 与引入更多新鲜空气和更有效地去除陈旧空气相比，尚未证明仅仅循环空气会减少传播。

含铜表面会在几小时或几天后缩短落在上面的液滴的寿命，但铜材料不太可能是可行的解决方案，因为电梯表面可能每隔几秒或几分钟就会被触摸一次。

带过滤器的风扇是对空气再循环风扇的改进。 然而，它们需要额外的维护（例如更换过滤器）并增加可能触发重新平衡和其他工作的重量。 添加组件还会降低机械师在汽车顶部工作的安全性。 最佳做法可能是在运行期间持续使用经过 HEPA 过滤的下流新鲜空气，在可能的情况下打开门和风扇至少 4 分钟，但请注意有关维护的评论。

紫外线和空气电离处理正在商业化提供，但会遇到与空气循环风扇相同的问题。 似乎也几乎没有直接证据表明这会大大减少电梯中的传输。

材料种类

KJA 审查了不同材料的表面如何被污染。^[20] 微生物可以存活不同的时间，从玻璃上的长达五天到纸板和纯铜上的几个小时。 众所周知，含铜材料可以使微生物失活，这种类型的材料用于驾驶室内部。 含铜表面会在几小时或几天后缩短落在上面的液滴的寿命，但铜材料不太可能是可行的解决方案，因为电梯表面可能每隔几秒或几分钟就会被触摸一次。^[21] 众所周知，汗水会长期腐蚀铜合金，如黄铜。 研究人员最近发现，在短短 1 小时内，汗液中的盐分会在金属表面形成腐蚀层，从而阻止杀死微生物的电化学反应。^[22] 一些清洁溶液也可能覆盖铜表面并抑制其杀菌活性。^[21]

乘客的行为，尤其是正确佩戴口罩和不说话，可以显着降低在出租车内传播的风险。

非接触式控制

有许多商业产品可以将电梯转换为非接触式操作，以减少接触传播的小风险。 其中包括像智能手机一样密封的玻璃触摸屏，因此它们可以承受消毒，以及非接触式呼叫按钮，可以通过挥手召唤电梯或用悬停的手指指挥电梯。^[23] 另一项技术使用全息图将虚拟按钮投射到空中。

先进的目的地调度系统与旋转门相连，员工刷卡进入办公大楼。 系统会自动召唤电梯并指示用户乘坐哪个电梯。 其他系统使用绑定到接近传感器的应用程序，但连接性仍然是一个挑战。

最后，大厅和电梯的大型落地按钮可以用鞋子敲击，无需用手指触摸按钮。

案例

[1] 世界卫生组织。 “SARS-CoV-2 的传播：对感染预防措施的影响”，（WHO/2019-nCoV/Sci_Brief/Transmission_modes/2020.3），第 10 页。 2020 (XNUMX)。
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[22] 鲍勃·赫森。 “抗菌门把手”，美国科学促进协会 NetLinks。
[23] Meredith MacLeod，“新常态：电梯无接触、移动和侧向移动”，CTV 新闻（31 年 2020 月 XNUMX 日）。

PJB 斯科特博士 在加拿大接受过生物学和海洋学培训。 多年来，Scott 一直在研究生物体，尤其是微生物对水下和潮湿环境中的结构的影响，并在微生物对材料攻击的识别和修复技术方面拥有丰富的工业经验。