打造這款廉價高效的空氣淨化器

空氣淨化器 3 4
 在教室中使用的自己動手做的空氣淨化器。 道格拉斯·漢娜, CC BY-ND

一個下午, 十幾名亞利桑那州立大學的學生聚集在一起 整個上午都在切割紙板、給風扇貼膠帶並組裝過濾器,以便為當地學校建造 125 台便攜式空氣淨化器。 同一天早上,洛杉磯一家無家可歸者收容所的工作人員正在設置自己的 20 台自製淨化器,而在馬薩諸塞州布魯克萊恩,另一台 DIY 空氣淨化器在孩子們玩耍的日托教室後面安靜地呼嘯著。

這三種情況下的技術——一種被稱為 Corsi-Rosenthal 盒子的不起眼的膠帶和紙板結構——在對抗 COVID-19 中發揮著重要作用。 它是如何形成的故事也揭示了很多關於 社區作為創新和復原力的源泉 在災難面前。

簡單的技術,大的效果

很明顯,COVID-19 是通過 空中傳播,人們開始戴上口罩,大樓管理人員爭先恐後地升級他們的通風系統。 這通常意味著安裝高效率 HEPA 過濾器。 這些過濾器通過捕獲攜帶病毒的顆粒來工作:空氣被強制進入多孔墊,污染物被過濾掉,乾淨的空氣通過。

然而,建築物通風系統的功效受兩個因素控制,而不僅僅是過濾器的質量。 通過通風系統的空氣量也很重要。 專家通常建議 每小時換氣五到六次 在共享空間中,這意味著房間內的全部空氣量每 45 分鐘更換一次。 許多舊建築中的系統 無法管理此卷但是。

便攜式空氣過濾器是增強通風系統的一種選擇,但它們通常花費數百美元,這使得它們超出了學校和其他面臨預算限制的公共場所的範圍。

這就是 Corsi-Rosenthal 盒子的用武之地。 一個立方體,由 四到五個現成的爐過濾器,頂部有一個向外吹的標準箱式風扇。 一旦用膠帶密封在一起,它就可以放在地板、架子或桌子上。 風扇將空氣從立方體的側面吸入頂部。 這些裝置簡單、耐用且易於製造,並且是 更加有效 而不是簡單地在箱式風扇前放置一個過濾器。 這通常需要 40 分鐘、最少的技術專業知識和 60 美元到 90 美元的材料,任何家庭用品商店都可以買到。

然而,儘管如此簡單,但這些自製裝置非常有效。 當在共享空間中使用時 課堂 or 醫院病房,它們可以補充現有的通風並去除空氣中的污染物,包括煙霧和攜帶病毒的顆粒。 最近的大量同行評審研究發現,便攜式空氣淨化器可以顯著減少氣溶膠傳播。 其他預印本和審查中的研究發現 Corsi-Rosenthal 盒子的性能與專業單元一樣好 at 成本的一小部分.

Corsi-Rosenthal 盒子的起源

Corsi-Rosenthal 盒子的正式故事始於 2020 年 XNUMX 月,當時空氣質量專家、現任加州大學戴維斯分校院長 Richard Corsi, 提出了製造廉價箱式風扇空氣過濾器的想法 在推特上。 德克薩斯州一家過濾器公司的首席執行官吉姆·羅森塔爾(Jim Rosenthal)一直在嘗試類似的想法,並迅速構建了第一個原型。

幾天之內,修補匠和空氣質量工程師都在構建自己的 Corsi-Rosenthal 盒子並在社交媒體上分享結果。 Twitter 上出現了一場充滿活力的對話,將工程師的複雜技術分析與非專業人士的洞察力和努力相結合。


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到 XNUMX 月,數百人正在製作 Corsi-Rosenthal 盒子,還有數千人閱讀了媒體的新聞報導 像有線. 在世界的不同角落,人們根據供應的可用性和不同的需求調整設計。 他們的集體改進和適應記錄在 專用網站 和博客,以及新聞報導。

在某些情況下,設計調整被證明是有影響的。 例如,在 2020 年 XNUMX 月, 北卡羅來納州的一位房主發現了一個問題 空氣通過最常用的方形風扇的角落被吸入。 空氣質量專家隨後進行的測試表明,在風扇上添加護罩可將效率提高多達 50%。

分析社交媒體和新聞報導可以了解 Corsi-Rosenthal 盒子現象的規模。 截至 2022 年 1,000 月,學校使用了 3,500 多個單元,家庭和辦公室使用了數千個單元。 超過 1.9 人在 Twitter 上使用了 #corsirosenthalbox 主題標籤,還有數万人為在線對話做出了貢獻。 YouTube 上的新聞文章和解說視頻累計觀看次數超過 XNUMX 萬次。

社區作為創新的源泉

Corsi-Rosenthal 盒子的故事是基層應對 COVID-19 大流行的更廣泛故事的一部分。 大流行的初期不僅給人們造成了可怕的損失。 他們還激發了巨大的創業努力, 數以萬計的普通市民 幫助他們設計和生產突然需要的關鍵醫療用品和個人防護設備。

我的研究團隊一直在跟踪這些努力。 通過數十次採訪和數月的檔案研究,我們建立了一個包含 200 多家初創公司的數據庫——正式的和非正式的、非營利性的和營利性的——它們的活動範圍從設計氧氣濃縮器到 3D 打印面罩再到建造紫外線消毒室。 出現的創新圖景與傳統相去甚遠 實驗室外套和中層管理人員形象 這通常與新技術有關。

首先,我們跟踪的創新中很少有真正是由一個人甚至一個團隊發明的。 相反,它們是來自不同背景和組織的個人貢獻者的廣泛網絡的聯合項目。 這種廣度很重要,因為它帶來了更多的知識和更多樣化的觀點。 它也有助於挖掘現有知識。 例如,隨著 Corsi-Rosenthal 盒子獲得牽引力,社區能夠利用 早期的迭代 已開髮用於幫助消除野火煙霧。

二是創新過程缺乏層次控制。 沒有一個人指導該技術的使用地點或方式。 這種缺乏控制使得實驗和適應當地條件變得更加容易。 一個例子是開發供印度醫院使用的氧氣濃縮器。 意識到現有的西方技術在印度典型的更潮濕的操作環境中經常失敗,創新團隊團結起來 開發和分享改進的開源設計.

第三,這些社區在線共享知識。 這使得個人貢獻者可以直接交流和分享想法,這有助於知識通過網絡迅速傳播。 這也意味著知識更容易獲得。 社區中的任何人都可以輕鬆獲得從事 Corsi-Rosenthal 盒子的空氣質量工程師的詳細設計和測試結果。

此外,我們跟踪的大多數組織都使用 Facebook、Twitter 和 Slack 作為管理組織內部和組織之間協作的工具。 正如我和其他人所爭論的那樣,這給基層創新帶來了巨大的希望——尤其是在像大流行這樣的大規模破壞越來越普遍的世界裡。

草根創新的陷阱

儘管有這樣的承諾,但草根創新社區在某些領域卻步履蹣跚。 一個挑戰是缺乏技術成熟度和資源。 雖然我們研究中的一些社區生產了非常複雜的設備,但最大的貢獻是在更簡單的產品中,比如 面罩和手術衣.

然後是規章制度。 即使草根社區能夠產生安全有效的創新,現有的規則可能還沒有準備好接受它們。 疫情期間,部分醫院因採購政策不靈活,無法接受社區提供的個人防護用品,如今 一些學校繼續禁止 Corsi-Rosenthal 盒子.

最後一個問題是持續努力。 儘管 基層社區至關重要 為了讓醫院和醫療設施在大流行初期保持運轉,許多依賴志願勞動的努力最終失去了動力。

這對未來意味著什麼

隨著美國宣布緊急狀態兩週年的臨近,世界吸取的一個重要教訓是投資於室內空氣質量的重要性,例如通過 監控改善通風和過濾. 通風作為一種非侵入性公共衛生工具的價值是 隨著口罩要求的減少,甚至更大.

另一個更廣泛的教訓是草根創新和公民工程開發這些技術的力量。 Corsi-Rosenthal 盒子的故事,就像 數以千計的其他草根創新 在大流行期間開發的,從根本上講是人們將社區的福利掌握在自己手中。 這 最受歡迎的推文 關於 Corsi-Rosenthal 盒子的分享來自安大略省一位 14 歲有抱負的工程師,他表示願意為有需要的人建造和捐贈盒子。

關於作者

道格拉斯·漢娜,戰略與創新助理教授, 波士頓大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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