科西-羅森塔爾盒子

科西-羅森塔爾盒子（英語：Corsi–Rosenthal Box），也稱為孔帕雷托立方體（英語：Comparetto Cube），是一種低成本的自製空氣淨化器設計方案。科西-羅森塔爾盒子在2019冠狀病毒病大流行期間產生，用以降低室內空氣中的病毒顆粒數量。

自製科西-羅森塔爾盒子示例

背景和歷史

自2020年3月11日世界衛生組織宣布COVID-19進入大流行以來，越來越多的證據和經過同行評審的研究表明，導致COVID-19的病毒SARS-CoV-2是空氣傳播的，而超級傳播事件通常與室內聚會有關。為應對這一情況，工程師開始考慮如何通過改善通風減少室內病毒載量。

採用HEPA濾網的空氣淨化器可能很昂貴，通常要花費500美元以上。2020年8月，環境工程師、加州大學戴維斯分校候任工程學院院長里查德·科西與《連線》記者亞當·羅傑斯交談時談到一個想法，將多個商店購買的濾網與箱式風扇組合，用於自製空氣過濾器。羅傑斯聯繫了過濾器製造商德克薩斯空氣過濾器製造公司的首席執行官吉姆·羅森塔爾，希望測試單片濾網連接到箱式風扇後的過濾效率。羅森塔爾曾在德克薩斯大學和美國哮喘和過敏基金會德克薩斯分會與科西合作。受到科西使用多片濾網想法的啟發，羅森塔爾提出了使用5片過濾器的設計，並以科西的名字為之命名。當紐約時報的一篇文章提到這款盒子後，科西發推文表示羅森塔爾也應當分享發明者的榮譽，因而他更喜歡用「科西-羅森塔爾盒子」為之命名。

設計

科西-羅森塔爾盒子的最初設計由五個壁爐濾網組成，建議使用MERV13或更高級別的濾網，它們組成了立方體的側面和底部。一個邊長 0.5米的箱式風扇放在頂部，並使用布膠帶粘在過濾器上，將整個盒子密封，以便空氣能進入過濾器並從箱子排出。一種被稱為孔帕雷托盒子的簡化設計由四片濾網和一片可直接安放在地板上的紙板底座組成。羅森塔爾後來進一步改進了設計，增加了由紙板或類似材料製成的屏蔽來覆蓋箱式風扇的角落，用以提高效率並減少空氣回流。另一項改進為將盒式風扇替換為若干個PC風扇的組合，該設計可以在不降低淨化效率的同時降低使用環境的噪音。

該過濾裝置可在大約15分鐘內組裝完畢並可持續使用數月，材料成本在50至150美元之間。

功效

空氣傳播的病毒顆粒大小範圍為1至50微米。羅森塔爾使用他在過濾器公司的測試設備對該盒子進行了不嚴格的測試，發現該裝置能去除大約60%的1微米顆粒以及幾乎90%的10微米顆粒。加州大學戴維斯分校研究人員在2021年8月的一項案例研究中估計，價值75美元的盒子清潔空氣輸送率（CADR）在165到239之間（取決於風扇速度）。2021年10月，科西接受GBH新聞採訪時說，「人們現在報告（該盒子具備）每秒280升的潔淨空氣輸送率，這很驚人，因為事實上該盒子比許多更昂貴的基於HEPA的便攜式空氣淨化器效果更好。」

2022 年4月，加州大學戴維斯分校的一個團隊發表了一項研究，針對使用五個2英寸MERV-13過濾器的科西-羅森塔爾盒子。他們發現該盒子的「有效清潔空氣輸送率（CADR）隨風扇轉速增加，從1019增長到1444m³h⁻¹」。 結合盒子的成本，每CADR的開銷為0.08美元，大約比商用空氣淨化器便宜十倍，而且運行時更安靜。

一項使用安裝在窗戶上的箱式風扇和過濾器去除森林火災煙霧的家用空氣淨化器的研究表明，1至10微米尺寸的顆粒物數量減小了約75%。《連線》稱，這項研究可能暗示，類似過濾器具備過濾顆粒大小相似的病毒顆粒的功效。

一項對科西-羅森塔爾盒子對揮發性有機物（SVOC）過濾能力的評估顯示，該裝置一定程度上降低了環境中含氟表面活性劑和鄰苯二甲酸酯的含量。

安全性

美國保險商實驗室於2021年進行的一項研究發現，製作科西-羅森塔爾盒子時，將過濾器安裝到箱式風扇上不會導致風扇電機繞組發熱增加而增加火災風險。