事實證明，低成本的自製空氣清淨機在保護室內空間免受野火煙霧和空氣傳播病毒的侵害方面與昂貴的商用設備一樣有效。 Corsi-Rosenthal Box 是在COVID-19大流行期間設計的，它使用簡單的材料（暖通空調過濾器、紙板框架和風扇）來淨化家庭、學校和辦公室的空氣。

理查德·科西示範了一款低成本DIY 空氣清淨機的氣流，該清淨機可去除室內污染物，例如煙霧顆粒和呼吸顆粒。它還可以減少空氣傳播病毒的傳播。圖片來源：Molly Bechtel，編輯

當野火威脅社區時，對健康的影響遠遠超出了火焰本身。煙霧在空氣中徘徊，隨風吹進家庭、學校和工作場所，即使距離火災數英里也構成嚴重風險。為了幫助人們在室內保護自己，研究人員開發了一種低成本、耐用的DIY 空氣清淨機。這種簡單的設備性能與昂貴的HEPA 過濾器相當，可以去除空氣中的野火煙霧等污染物，並可能減少空氣傳播疾病的傳播。

加州大學戴維斯分校工程學院院長理查德·科西(Richard Corsi) 在美國化學學會主辦的ACS 2025 年春季數字會議上介紹了他的團隊最近對DIY 空氣過濾的研究成果。

即使人們在煙霧瀰漫的日子裡待在室內，他們仍然會接觸到有害空氣。這是因為我們呼吸的大部分污染物實際上來自室內，包括從室外滲入的污染物。從歷史上看，室內空氣品質受到的關注遠不及水污染等問題。但隨著COVID-19 的到來，情況發生了改變。

科西說：“媒體此前並不太關注室內空氣質量，後來疫情來襲，我們突然有了一個絕佳的機會來教育公眾了解這個問題。”

科西知道並不是每個人都可以在家工作，孩子們最終必須返回學校，因此人們需要一種經濟實惠的方法來盡可能確保室內空氣的安全。

「正是在那時，我們想出了一個主意，即製造一種低成本、有效的空氣清淨​​器，人們可以自己動手製作，」他解釋道。科西希望能夠惠及盡可能多的無法花數百美元購買商用HEPA 空氣濾清器的人。

這種DIY 解決方案稱為Corsi-Rosenthal (CR) Box，由過濾專家Jim Rosenthal 共同設計。 CR Box 包括四個常用於暖氣、通風和空調(HVAC) 的空氣過濾器；一個紙板底座；以及一個箱式風扇，用於將空氣透過過濾器吹向天花板。由於組件相對便宜，CR Box 的成本僅為HEPA 空氣過濾器的一小部分。

正如Corsi 在演講中所強調的那樣，他和他的同事最近透過在加州大學戴維斯分校的四個地點安裝CR Box 來測試其耐用性和性能。他們運行了2，500 小時，相當於兩個K-12 學年的學時。

CR Box 過濾器的性能與同類HEPA 過濾器一樣好甚至更好。 DIY 系統在清除直徑1-3 微米的顆粒方面也比清除0.35-1 微米的顆粒更有效。從規模上講，典型的煙霧顆粒小於1 微米，而灰塵和花粉則為0.5-3 微米。

Corsi 解釋說，儘管HEPA 過濾器在單次通過時去除顆粒的效率比DIY 系統中使用的HVAC 過濾器更高，但更多的空氣通過CR 盒，從而從空氣中去除了更多的顆粒。儘管CR 盒的有效性隨著時間的推移而降低，但它們在較大顆粒尺寸方面的表現仍然優於新的、更昂貴的HEPA 空氣過濾器，並且在長期研究期間，它們在較小顆粒方面的表現與HEPA 相當。

為了了解CR Boxes 是否也能去除人們在交談或打噴嚏時呼出的顆粒物，研究人員隨後在呼吸羽流上測試了該系統。 「我們設置了一個場景，兩個人坐在桌子對面，旁邊有一個呼吸羽流模擬器，」Corsi 解釋道。 “然後，我們測量了沒有CR Box 和房間各處有盒子並以不同速度運行的情況下該羽流的衰減。”

他們發現，當CR Box 距離說話者3 至4 英尺（91 至120 公分）時，呼吸羽流會在距離空氣過濾裝置幾秒鐘內消散。

對於未來的改進，Corsi 希望重新設計風扇葉片，使CR Boxes 更安靜，並且他認為可以修改過濾器以去除其他室內污染物，例如來自家具和建築材料中的甲醛，以及來自煙霧和一些辦公設備中的臭氧。

從個人角度來說，他很欣賞CR Boxes 帶給人們的賦權感。 「讓我非常滿意的一件事是，很多人告訴我，他們知道自己正在建造的東西可以幫助他們、他們的家人或他們的學生，這讓他們感到非常滿足，」他說。

隨著COVID-19 疫情的爆發、許多地區山火頻繁以及公眾對空氣中顆粒物不利影響的認識不斷提高，自製（開源）過濾器式空氣清淨機已變得流行起來。這些系統具有成本低廉的優勢，例如，在重複成本相似的情況下，其資本成本約為同類HEPA 空氣清淨機的1/3 到1/8。幾個研究團隊測試了一種稱為Corsi-Rosenthal Box（CR Box）的開源空氣清淨器，以確定潔淨空氣輸送率(CADR)，發現它們比基於HEPA 的空氣清淨​​機更有效，並且在適當大小的室內空間中具有較高的有效空氣交換率。

加州大學戴維斯分校最近完成的CR 盒研究將在此介紹。其中一項研究涉及放置在不同大學建築中的CR 盒的縱向性能，在與兩個K-12 學年一致的運行時間內，CR 盒對各種粒徑均表現出色。所有粒徑的單次通過去除效率通常與MERV-13 過濾器的預期值一致或超過預期值。在高流量設定下，初始CADR 分別從小（0.3 微米）到大（3 微米）粒徑的約600 立方米/小時到1，500 立方米/小時不等，CADR 有所下降可能是由於過濾器上的靜電荷損失。低流量和中流量設定的CADR 較低，但仍超過商用HEPA 空氣清淨機的CADR。

第二項研究涉及CR 盒對房間混合條件和呼吸羽流快速擴散的影響，使用呼吸系統模擬器發射的模擬交叉台羽流，以二氧化碳作為惰性呼吸示踪劑。 CR 盒放置在相對於來源和受體的不同位置，並在風扇流量設定中進行額外變更。結果表明，近感染者的好處可以補充遠場病毒攜帶呼吸氣溶膠顆粒的去除。

總的來說，越來越多的與DIY 空氣清淨機（尤其是CR Boxes）相關的數據表明，DIY 空氣清淨機在降低建築物內人員接觸室內和室外細懸浮微粒和粗顆粒物方面具有顯著效果和持續性能。本演講將總結DIY 空氣清淨機有效性的實證知識，並提出廣泛應用和持續研究需求的建議。

這項研究由加州大學戴維斯分校資助。

編譯自/ ScitechDaily