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在海外“抗疫釘子戶”的諸多防護手段中,CR-BOX是最受歡迎的方式之一。它的防疫原理是通過一個四面搭載過濾網(wǎng)和頂部風扇的盒子凈化空氣、促進流通以減少病毒載量。
針對建筑物的防疫想法與措施并不是空穴來風。新冠主要通過接觸傳播、飛沫傳播及氣溶膠傳播傳染??諝猓遣《緜鞑サ闹匾橘|(zhì)之一。CR-BOX凈化空氣、促進流通的原理與效果受到了3M科學家及許多大學教授的認可,但至今未有專業(yè)數(shù)據(jù)說明它對于病毒是否具有阻絕效果。由于它便宜、簡單、易自制,堪稱“有手就能做”,在海外風靡一時。
那么,CR-BOX的原理是什么?它和常見的空氣凈化器相比,有什么區(qū)別?如何制作一個CR-BOX?CR-BOX又被整活出了哪些新花樣?以下,Enjoy:
1、CR-BOX是什么?它真的能防疫嗎?
CR-BOX,全稱為Corsi-Rosenthal BOX,以研究者加州大學戴維斯分校的Corsi和過濾器制造商Tex-Air Filters的首席執(zhí)行官Jim Rosenthal的名字命名。
疫情以來,許多案例證明新冠病毒通過空氣傳播,超級傳播事件通常與室內(nèi)聚會有關。為響應傳染病研究人員提出的證據(jù)和建議,工程師們開始考慮如何改善通風以減少室內(nèi)病毒載量。
2020年8月,環(huán)境工程師兼即將上任加州大學工程學院院長的Corsi在和記者連線時提到一個想法:將多個過濾器與廂式風扇結(jié)合起來,以提高自制空氣過濾器的效率。此后,他便聯(lián)系了Rosenthal進行合作,發(fā)明了CR-BOX。
雖然發(fā)明已久,但CR-BOX最近才在網(wǎng)絡走紅。隨著換季的到來,流感、呼吸道感染和新冠一同來襲,大家對于室內(nèi)室外的保護防范意識增強。于是,CR-BOX得到迅速有效地宣傳,進入權(quán)威或民間防疫物資推薦名單,受到國內(nèi)外網(wǎng)友的關注。
從形態(tài)上來講,最開始的CR-BOX是實打?qū)嵉氖止ぶ破?。本質(zhì)上,它是一個由箱式風扇和四個或五個 MERV 過濾器用膠帶及剪切紙板粘在一起的簡易版空氣凈化器,能夠?qū)⒉《局糜谒拿娉璧木车亍?/p>
家中常見的大部分空氣凈化器考慮到靜音和能效效果,往往側(cè)重于融入生活,舒適安靜地緩慢促進空氣流通,與針對性搭載風扇,外置濾芯的CR-BOX有所區(qū)別。
▍CR-BOX的防疫原理是什么?
CR-BOX的底部用紙板密封或安裝濾網(wǎng)后,四面八方的空氣通過周圍的四片過濾網(wǎng)進入立方體中,開啟風扇,使過濾后的氣體隨著頂部的風扇排出,從而減少空氣中的病毒載量、凈化空氣、促進流動。
加州大學圣地亞哥分校生物科學系主任Kit Pogliano給出了更擬人的解釋:“我們把它想象成瑞士奶酪三明治,里面有洞,單純一層無法保證你完全安全,但如果疊加多層,在疫情期間,校園有了CR-BOX便會更加安全?!?/p>
▍部分大學及教授證明通風的防疫作用
加州大學圣地亞哥分校斯克里普斯海洋學研究所教授金普拉瑟指出:“病毒如果存在,就會被困在過濾材料中?!?/p>
她的研究表明,感染的人可以通過漂浮在房間里的氣溶膠傳播病毒,并且像香煙煙霧一樣,隨著時間的推移在通風不良的空間中積聚。
那么,加速空氣流動與凈化空氣對于防疫來說,的確十分重要。
同時,出自紐約霍普金斯大學的論文也證明了通風是減少病毒傳播的重要工具。
就防疫而言,建筑層面很考究。建筑中,如果搭載良好的過濾及通風系統(tǒng),將更有利于空氣傳播與流動,從而減少病毒在空氣中傳播。
如報告所述,即使在沒有疫情的情況下,升級通風系統(tǒng)也是一項良好的投資。然而,改善通風系統(tǒng)卻并沒有那么簡單。不同類型建筑的通風系統(tǒng)需要對應的專家進行特殊調(diào)整。像學校這類人員密集的特殊建筑,短期內(nèi)難以實現(xiàn)通風系統(tǒng)的升級。
這種情況下,學??梢詢?yōu)先考慮一些低分貝的便攜式替代品促進通風。CR-BOX的作用便不言而喻,它的出現(xiàn)就像一場及時雨。
加州大學戴維斯分校工程學院院長Richard Corsi 指出:“疫情前,美國人的平均壽命約為 79 歲,我們在建筑物內(nèi)度過了 69 年。其中,54 年是在家里度過的。”可見,室內(nèi)防疫也是一項值得重視的大工程。
想要減少外出暴露,居家隔離和宅家上班便成了優(yōu)中之選。那么,建筑環(huán)境就成了重點關注對象。為了保證建筑物的空氣水平,通風、過濾都必不可少。CR-BOX出現(xiàn)以前,黃金標準過濾器作為一種高效微粒空氣(HEPA)過濾器,可以去除 99.97% 的 0.3 微米大小的空氣懸浮顆粒,以及更大比例的更大或更小的顆粒,是人們的不二之選。但是它的價格并不便宜,質(zhì)量好的需要200美元起。相比之下,CR-BOX成為了更實惠便捷的選擇。
▍3M科學家證明CR-BOX有效
當3M注意到Twitter上有關CR-BOX的DIY趨勢時,F(xiàn)iltret Brand的過濾專家便出手了。他們開始構(gòu)建和測試多個版本的CR-BOX,并進行對比測試。實驗室專家發(fā)現(xiàn),CR-BOX在CADR(潔凈空氣輸出比率)及費效比方面甚至超出部分市面常見的空氣凈化器,但在噪音方面有待加強。他們得出結(jié)論,這些盒子可以有效捕獲有害人體的、空氣傳播顆粒,包括病毒。并且可以很好地幫助室內(nèi)全面通風。
3M Filtrete Brand工程師Kelsey Hei表示“室內(nèi)空氣是共享的空氣,像COVID-19這樣的許多病毒都是通過空氣傳播的,并且會高度集中在通風不良的空間中。我很高興看到這么多人提倡凈化空氣的重要性,尤其是在學校里。”
▍ASHRAE主席肯定CR-BOX原理
專注于室內(nèi)空氣質(zhì)量的美國建筑技術協(xié)會ASHRAE中,也有人為此發(fā)聲。流行病特別工作組的主席Bill Bahnfleth提到:“ASHRAE指南中,雖未特別提及CR-BOX,但它們的原理與‘升級過濾器和使用便攜式空氣凈化器以提高清潔空氣輸送率’的指南完全一致。”
2、和常見的空氣凈化器相比,CR-BOX贏在哪里?輸在哪里?
既然CR-BOX功效如此明顯,那同原理的非DIY款——商家售賣的空氣凈化器是否能夠直接取代CR-BOX呢?
從性價比而言,CR-BOX完勝空氣凈化器,但從功能角度而言,二者則各有優(yōu)點。
▍成本效益與流通水平高
一個200平方英尺(約19平方米)的宿舍房間里, CR-BOX能夠?qū)崿F(xiàn)相當于每小時大約 24 次空氣交換,比大多數(shù)同尺寸的便攜式空氣凈化器更好。
這是因為,CR-BOX的過濾效率雖然低于大多數(shù)便攜式空氣凈化器中的 HEPA 過濾器,但由于有大風扇,流量就會大得多。
同時,Twitter上也有up主自發(fā)進行了對比測評。CR-BOX是Marwa Zaatari排行榜上最具成本效益的空氣凈化器。只需要45分鐘左右,100美元以內(nèi)的材料,就可以達到400美元的空氣凈化器效果。
▍簡易制作、輕松上手,可快速大面積生產(chǎn)
CR-BOX的原材料簡單,而且“有手就能做”。在海外,大量生產(chǎn)CR-BOX已經(jīng)成為常態(tài)。有些up主以時間為單位計算,6個人24小時內(nèi)就可以組裝和分發(fā)100個CR-BOX。
同時,對于部分較為特殊的人員密集型公共場所,如學校,CR-BOX便成為了應急好物,能夠使久居教室的老師和學生們減少感染風險。
UCSanDiego 的 Prather 博士和志愿者便為助力學校防疫貢獻了許多CR-BOX。
布朗大學公共衛(wèi)生學院還通過活動,讓學生們嘗試親手打造低成本、高效能的CR-BOX以增強學校現(xiàn)有過濾系統(tǒng),既保障了防疫,又鍛煉了動手能力。
圖源:https://www.brown.edu/
▍從空氣中去除病毒飛沫效率低
基礎版CR-BOX大多使用MERV 13過濾器,與家用空氣凈化器常配備的HEPA過濾器相比,每次捕捉病毒的效率較低。MERV 13過濾器可捕獲約85%的COVID-19飛沫,而HEPA過濾器通??刹东@超過99.95%。
相比之下,CR-BOX仍有提升空間,可以通過使用更高級的濾芯來彌補過濾效果問題。
通俗來講,家用空氣凈化器捕捉空氣顆粒更全面、凈化效果更好,但凈化整間屋子耗時長,空氣流通時間和速度不如CR-BOX;CR-BOX的優(yōu)勢是流量大、流動性強,大大減少了病毒在空氣中的停留時間。
▍隱性運行成本
海外防疫黨們轉(zhuǎn)向制作CR-BOX的主要原因之一是前期成本低。在幾乎所有情況下,它都比直接購買類似的空氣凈化器便宜。
然而,加州大學戴維斯分校的研究顯示,CR-BOX的能效大概為2.17-2.19 CADR/watt,與23種流行的空氣凈化器相比排名靠后。
空氣凈化器的能耗是計算空氣凈化器運行成本時應考慮的重要因素。與市場上某些空氣凈化器相比,CR-BOX確實存在著能源成本更高的問題。
▍噪音問題明顯
測試表明,大部分CR-BOX在運作時,聲響達到 67 分貝,這主要是外置風扇的原因,也是CR-BOX目前顯露出來的最明顯的問題。
任何超過60分貝的噪聲水平對于大多數(shù)環(huán)境(例如學校和辦公室)來說都過于嘈雜。教室的音量通常在45-50分貝左右,因此60分貝足以壓倒一堂課。
不過,如果以較低的速度運行,噪音也會相對降低,但同時也會減少空氣凈化量?;蛘?,在制作CR-BOX時,可以選用大風扇及大型HEPA過濾器,以降低噪音。
3、如何自制CR-BOX?
▍速成基礎版CR-BOX
如何嘗試制作“有手就行”的CR-BOX?準備好濾網(wǎng)、風扇、膠帶、紙板和剪刀,就可以開動了。像圍墻一樣固定住四片濾網(wǎng),分別在上下放置風扇與紙板,仔細檢查一下朝向,并進行固定,一個CR-BOX就制作完成了。
▍彩蛋:CR-BOX的多種進化分身
由于簡單易做且成本較低,CR-BOX在近期受到關注后,很快火遍海外,成為“防疫生存秘籍。”許多使用者進行了二次改良,規(guī)避了材料、壽命等使用問題。同時,一些將“簡易”變成“精裝”的作品也出現(xiàn)在大街小巷……
圓扇替代設計:
考慮到并非世界上所有地方都能隨時購買到箱式風扇,許多人卡在了材料環(huán)節(jié),Twitter上一位心靈手巧的up主便嘗試用圓扇風扇制作CR-BOX。
她成功解鎖了CR-BOX的新形態(tài),同時,機器運行的整體效率并不會受到影響。
添加屏幕作為“預過濾器”:
擁有CR-BOX以后,部分家里養(yǎng)寵物的人士開始隱隱擔憂寵物毛發(fā)會讓過濾器負擔過重,隨時有罷工的可能。
一位up主便提出可以添加玻璃纖維屏幕作為“預過濾器”,如此便可以使寵物毛發(fā)遠離過濾器并延長其使用壽命。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn),改良后的CR-BOX幾乎沒有明顯的空氣流量減少,對于養(yǎng)寵家庭十分友好。
除了技術層面的改進,廣大網(wǎng)友們也曬出了讓CR-BOX融入各個生活場景的獨特改造。
兒童款:色彩豐富、發(fā)量很多,仿佛時刻有人在監(jiān)督CR-BOX工作。
復古款:偽裝成儲物柜和CD機的空氣過濾器,質(zhì)感十足。
玩具店款:張開雙手,迎接奧密克戎入“甕”。
出街移動款:隨走隨凈化,公共空間也不放過。
耶穌開光款:空氣凈化,無處不在。
萬圣節(jié)款:用心嚇跑奧密克戎。
References:
1.《【免疫釘子戶】——DIY系列 CR-BOX》 來源:章魚有只小羊羔 ID:gh_403ff5ffcc91
2.《海外“抗疫釘子戶們”,是怎么陰過這三年的?》來源:地球人研究報告 ID:diqiuren005
3.https://zhuanlan.zhihu.com/p/582714115
4.https://news.3m.com/2022-02-24-3M-scientists-This-Corsi-Rosenthal-box-movement-is-legit
5.https://cleanaircrew.org/box-fan-filters/
6.https://www.scientificamerican.com/article/we-need-to-improve-indoor-air-quality-here-rsquo-s-how-and-why/
7.https://www.cbsnews.com/news/covid-air-purifiers-particles/
8.https://www.wired.com/story/could-a-janky-jury-rigged-air-purifier-help-fight-covid-19/
9.https://www.texairfilters.com/another-variation-on-the-corsi-rosenthal-box-air-cleaner-permanent-frames/
10.https://smartairfilters.com/en/blog/corsi-rosenthal-box-diy-air-purifier/