DIY空氣清淨機大勝昂貴濾網，科學家實測驚人效果

近年來，低成本的DIY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侵害方面，展現出與昂貴商用裝置相當的效果。這種名為「Corsi-Rosenthal Box」的裝置，是在COVID-19疫情期間設計的，使用簡單的材料如HVAC濾網、紙板框架和風扇，就能有效淨化家庭、學校和辦公室的空氣。

當野火威脅社羣時，其健康影響遠不止於火焰本身。煙霧會滯留在空氣中，隨風飄入住宅、學校和工作場所，即使遠離火場數英里，仍會帶來嚴重風險。為幫助人們在室內自我保護，研究人員開發了一款低成本且耐用的DIY空氣清淨機。這款簡單的裝置表現與昂貴的HEPA濾網相當，能去除空氣中的野火煙霧等汙染物，並可能減少空氣傳播疾病的擴散。

加州大學戴維斯分校工程學院院長Richard Corsi，將在美國化學會主辦的ACS 2025春季數位會議上，展示其團隊近期對DIY空氣過濾裝置的研究成果。Corsi指出，即使在煙霧瀰漫的日子裡，人們待在室內仍會暴露於有害空氣中，因為大部分我們呼吸的汙染實際上來自室內，包括從室外滲入的汙染物。歷史上，室內空氣品質遠不如水汙染等問題受到關注。

然而，COVID-19的到來改變了這一切。Corsi表示：「媒體過去不太關注室內空氣品質，但疫情爆發後，突然出現了一個巨大的機會來教育公眾這個議題。」他意識到，並非每個人都能在家工作，孩子們最終也得回到學校，因此人們需要一種經濟實惠的方式來盡可能保持室內空氣的安全。

於是，Corsi與過濾專家Jim Rosenthal共同設計了這款名為Corsi-Rosenthal (CR) Box的DIY解決方案。CR Box由四個常用於暖通空調的濾網、一個紙板底座和一個箱式風扇組成，風扇將空氣吸入濾網並推向天花板。由於元件相對便宜，CR Box的成本僅為HEPA空氣濾網的一小部分。

Corsi在報告中強調，他和同事們近期在加州大學戴維斯分校的四個地點安裝了CR Box，並進行了2,500小時的測試，相當於兩個K-12學年的時間。結果顯示，CR Box的濾網表現與同類HEPA濾網相當甚至更好。DIY系統在清除直徑1-3微米的顆粒物方面比0.35-1微米的顆粒物更有效。作為參考，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。

儘管HEPA濾網在單次透過時去除顆粒物的效率高於DIY系統中使用的HVAC濾網，但Corsi解釋，更多的空氣透過CR Box，導致更多的顆粒物被去除。雖然CR Box的效果隨著時間推移有所下降，但在較大顆粒物的處理上，它們的表現仍優於新的、更昂貴的HEPA空氣濾網，而在較小顆粒物的處理上，它們在長期研究期間的表現也與HEPA相當。

為了測試CR Box是否能去除人們在交談或打噴嚏時撥出的顆粒物，研究人員還對呼吸羽流進行了測試。Corsi解釋：「我們模擬了兩個人在桌子旁交談的情境，並在房間內不同位置放置了CR Box，並以不同速度執行，然後測量了羽流的衰減情況。」結果發現，當CR Box距離交談者3到4英尺（91到120釐米）時，呼吸羽流在幾秒鐘內就會消散。

對於未來的改進，Corsi希望重新設計風扇葉片，使CR Box更安靜，並認為可以修改濾網以去除其他室內汙染物，如傢俱和建築材料中的甲醛，以及煙霧和某些辦公裝置產生的臭氧。他個人也對CR Box賦予人們的自主感表示讚賞：「最讓我感到滿足的是，許多人告訴我，他們從知道自己正在建造一些幫助他們和家人或學生的東西中獲得了極大的個人滿足感。」

這項研究由加州大學戴維斯分校資助，並將在ACS 2025春季會議上發表，題為「基於證據的成本可及開源空氣清淨機效能評估」。摘要指出，DIY過濾式空氣清淨機因應COVID-19疫情、許多地區野火頻率增加以及公眾對空氣中懸浮微粒有害影響的認識提高而變得流行。這些系統提供了低成本的好處，例如資本成本約為同類HEPA空氣清淨機的1/3到1/8，且具有相似的持續成本。多個研究團隊測試了一種稱為Corsi-Rosenthal Box（CR Box）的開源空氣清淨機，以確定其清潔空氣輸送率（CADR），並發現它們比HEPA空氣清淨機更有效，且在適當大小的室內空間中具有高效的空氣交換率。

加州大學戴維斯分校近期完成的CR Box研究將在會議上展示。其中一項研究涉及在不同大學建築中放置的CR Box的長期效能，結果顯示在兩個K-12學年的操作時間內，其對各種顆粒物的處理表現優異。單次透過去除效率在所有顆粒物大小上通常與或超過MERV-13濾網的預期。初始CADR在高速設定下，從小（0.3微米）到大（3微米）顆粒物直徑分別約為600立方米/小時到1,500立方米/小時，但隨著濾網靜電荷的損失，CADR有所下降。低和中速設定下的CADR較低，但仍超過商用HEPA空氣清淨機。

另一項研究涉及CR Box對房間混合條件和呼吸羽流快速分散的影響，使用呼吸系統模擬器模擬跨桌羽流，並以二氧化碳作為惰性呼吸示蹤劑。CR Box被放置在相對於源和受體的不同位置，並在風扇流量設定上進行變化。結果顯示，CR Box在近感染源方面的效益補充了遠場病毒載荷呼吸氣溶膠顆粒的去除。

總體而言，越來越多的資料表明，DIY空氣清淨機，特別是CR Box，在降低建築物內人員暴露於室內外來源的細微和粗大顆粒物方面具有顯著的潛力和持續效能。本次報告將總結基於證據的DIY空氣清淨機有效性知識，並提出廣泛應用和持續研究需求的建議。