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[来稿转发] 如何根据使用场景选择CR BOX（by 颠勺者·马格纳斯）

拍老师 拍帮主的后花园 2023-05-20
各位晚上好。
今天转发颠勺者·马格纳斯老铁的一篇文章，希望对大家有帮助。
（照惯例，格式有微调）


“在拍帮主、三个老爸实验室等焦虑博主日复一日“贩卖焦虑”下，各位钉子户相比对CR BOX已经耳熟能详了，甚至已经动手开始做了，手残/不差钱的老铁们可能已经买了成品的空气净化器。

但是很多老铁们可能对“我需要多大的CADR？”、“CADR效果如何”、“滤网是级别越高越好吗？”等问题还有疑虑。

今天我斗胆现眼来讨论一下这些问题。本文大部分资料来源于清华大学建筑学院赵彬老师在Building Simulation上发表的文章：
《Association between the infection probability of COVID-19 and ventilation rates: An update for SARS-CoV-2 variants》
传送门：https://doi.org/10.1007/s12273-022-0952-6

1. 我有多大的概率被感染？/ 我需要多大的通风率？

这个问题我们可以从赵老师的文章中找到答案。首先我们要引入一个计算公式。

——著名的Wells-Riley方程：
其中，P是感染概率，I是传染源数量，q是quantum generation rate（原谅我不知道怎么翻译……），p是每个人的肺部通气率（静坐或室内轻体力劳动时一般取0.3m3/h），t是暴露时间，Q则是房间的通风率。

如果戴着口罩，上面公式就变成了：
其中，ηI是吸入过滤效率，ηS是排出过滤效率。

如果房间里有空气净化器呢，就相当于增加了通风率，公式又变成了：
CADR各位钉子户肯定已经很熟悉了，就不做过多的解释了。
那么肯定有老铁要问，q怎么取值。

赵老师进行了拟合得到了Alpha株、Delta株和Omicron株的q值，结果如下：
有了以上的基础，我们就可以估算自己的感染概率了。

赵老师在文章里计算了公交车、教室、机舱、办公室等典型场所下不同感染概率所需要的通风率，部分结果如下：
赵老师在摘要中总结道：

如果感染者和易感者戴上N95口罩，所需的通风率就会下降到不戴口罩所需数值的1/100左右，这在大多数典型情况下都可以实现。在不戴口罩的情况下，空气净化器对减少传播是无效的。防止在密闭空间的长时间暴露仍然是减少高传染性SARS-CoV-2变种的空气传播风险的关键。

所以说，老铁们记住戴口罩！戴口罩！戴口罩！
不戴口罩别说是净化器和CR BOX，神仙也救不了你！
（拍老师的画外音：以及避免“三密”场景也很重要！）


2. 根据自己的情况估算净化器需要的通风率/CADR

其实看了前面的内容，相信老铁们已经会自己算了。

这里举个简单的例子：假设家里突然出了个小阳人，没得说，肯定要第一时间把小阳人自己关卧室里，但如果阳的是老人、小孩，可能吃饭、起居就需要人照顾了。我们假设家里的小祖宗不幸阳了，每天需要家长照顾，假设每次伺候小祖宗吃饭需要半小时（也就是暴露时间0.5h），病号房间的换气完全靠净化器或者CR BOX，那么如果想将家长的感染概率降低到1%，需要多大的CADR呢？
把数据代入Wells-Riley方程方程，需要35000m3/h的CADR，相当于70台小米4 Pro空气净化器！如果我们戴上N95口罩呢，假设N95口罩的过滤效率为95%，那么所需CADR就降低到了1750m3/h，这就友好多了。
当然1750m3/h的CADR对于空气净化器还是比较吃力，如果心大点，把感染概率提高到2%，则需要870m3/h的CADR。一台小米4 Pro空气净化器可以将感染率降低到3-4%。
当然，这是我们考虑到小祖宗吃饭不能戴口罩，如果是其它场景，小阳人戴上N95口罩，则所需CADR还要再小20倍。

以上是一个比较简单的例子，其它诸如办公、上学、居家等场景可以结合自己的情况和预期自行估计。但请老铁们记住，戴口罩永远是最重要的。
同时，长时间的暴露在有感染者的环境中需要高到离谱的通风率保证安全，靠净化器和CR BOX那点CADR完全不够，必须依靠其它通风方式！

3. 滤网是级别越高越好吗？ 

直觉上来看，级别高的过滤器过滤效果应该更好，但这么想就忽略了风机的问题。
级别高的滤网往往阻力更大，风机的功率是有限的，阻力越大，能获得的风量就越小，即使过滤效率很高，CADR也不一定高。而H12以上的滤网其效率只有小数点后几个9的区别。

不同级别的滤网的过滤效率（DOP通过法）如下：

我们可以以能效比ERR作为评价指标：
其中，P代表风机功率，不考虑风机效率的变化，风机功率可以近似地用风量×阻力进行计算。

从1688上随便找了几种滤网，根据商家给的额定风量和初阻力计算额定工况下不同滤网+风机的ERR，结果如下：
可以看到，使用F7-F9级别的中效过滤器时ERR明显高于使用H10-H14级别的HEPA。
虽然以上计算结果很不严谨，但仍具有一定的参考价值。
当然，老铁们还有可能面临的一个问题，国内F7-F9的板式过滤器不太好找。

以上是一些不成熟的见解，欢迎大佬们指正。祝各位钉子户能多苟几轮。”


以上！感谢颠勺者·马格纳斯老师的精彩分析和宝贵信息！
专业人士出手果然不一样……
咱自己只会机械地重复搬运：F8级别最好……
至于为啥最好？咱也说不出个所以然。
现在行家一解说，立马就清楚了。

顺便搭车祝各位钉子户能多苟几轮！


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