自作クリーンルームの予備実験
Jeff Kaufman は部屋を加圧してクリーンルームにしようと試した。AirFanta 3Pro を使うと、軸流ファンが圧力で失速し、実測の差圧は約 5 Pa にとどまった。
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It May Be Possible to Improvise A High Grade Bioshelter の中で、Adin Richards は、即席の防御設備で mirror bacteria のような環境脅威に対処できるかどうかを検討している。その中で、家庭によくある材料と機材を使って、家全体あるいはその一部にろ過した空気を送り込んで加圧できるかもしれない理由を、探索的に整理している。実現できれば素晴らしいが、即席のシステムは壊れる箇所が多すぎる。私はかなり懐疑的だ。
私はもっと単純な版を試すことにした。比較的強力な HEPA 空気清浄機（AirFanta 3Pro）を使い、1部屋をどこまで加圧できるかを測るのだ。ほとんどの人は AirFanta ほどの機材を持たないだろうから、これはほぼ最良のケースに近い。
最初の疑問は、そもそも AirFanta が何かを加圧できるのかという点だった。軸流ファンを使っているからだ。軸流ファンは圧力が高すぎると失速する。
差圧を測るには何らかの圧力計が要る。安価な測定器の多くはもっと大きな差圧向けに設計されているが、Testo 510i を見つけた。公称精度 5 Pa で、ぎりぎり使えそうだ。
子どもたちはこれで測るのが大好きだ。
AirFanta の上にゴミ袋をテープで密閉し、どれだけの圧力が出るかを測った。
テープのシールに小さな隙間がいくつかあったが、それでも 83 Pa に達した。なかなかだ。
次に部屋の加圧を試した。気密性の高い現代の住宅に住んでいれば、おそらくあの 83 Pa に近い値が出るだろうが、我が家は古くて隙間だらけなので、そこまでは期待していなかった。袋の上部を完全に開き、ドアにテープで固定し、ドアの残りの部分をプラスチックフィルムで塞いだ。
膨らみ、テープの多数の細かい隙間から空気が漏れるのを感じた。ただ、校正のために先にベースラインを測るのを忘れたので、この装置では圧力の数値はない。
ドアに何かを張るやり方の問題は、部屋を出入りするたびに丁寧に密閉し直し、また剥がさなければならないことだ。テープがどんどん消費される。部屋にドアが2つない限り、テープはすぐに尽きる。明らかに、壁を貫通させるべきだ。
壁に 13x13 インチの穴を開け [1]、AirFanta を水平に取り付けた。するとすぐに分解してしまった。摩擦嵌合で固定されており、横方向の荷重を想定した設計ではないからだ。組み直し、結束線で固定した。
空気が漏れないよう、縁にテープを貼った。
部屋の外から見ると、さらに滑稽だ。
測定値は 12 Pa だった。この数字がどれほど信頼できるかはわからない。このメーターのレンジは 5 Pa しかない。ホースを部屋の中に入れたり出したりを繰り返しても、読みは常に 12 Pa の差だった。本当なのかもしれない。非常に感度の高い業務用圧力計は高価だが、生のセンサーは安いので、自作するのは面白そうだ。SDP810-500PA 圧力センサーを注文し、Arduino に接続するつもりだ。[2] 精密な圧力測定があれば、穴を1つずつ塞いで、何が数値を上げているのかを突き止められるはずだ。これはまた、将来これを DIY で大規模にやるなら、安価でスマートフォンに接続できる圧力センサーが必要になるということでもある。
もうひとつ大きな問題がある。実際どれだけの差圧が必要なのか、という問題だ。残念ながら、一律の数字では済まない。Adin が風速別の概算を出しているが、壁の空洞や建物の別の部分へ通じる隙間からの漏れ（巾木のところなど）は、外に直接通じる漏れ（窓など）よりずっと風に強い。いい測定方法がまだ思いつかない。冬になったらファンを逆回転（負圧）にして、指かサーモグラフィーか温度計で、入ってくる空気がどれだけ冷たいか確かめる、という手はどうだろう。
風圧からの推算だけで済ませず、実際の場面でどれだけ効くのかも測りたい。AirFanta が HEPA フィルターを使っていると知ったからといって、結論を出すのは早い。ざっとしたテストはやった。台所で煙を出して、その部屋の数値を見る。ところがドアを閉めてしまえば、ファンを回さなくても粒子状物質はずっと低いままだった。もう一度カナダ東部を燃やす手もあるが、割に合わないと思う。本当のテストに必要な煙の濃度は非現実的なまでに高い。煙が最もひどかった夏の時期なら、部屋に置いた AirFanta 一台で、PM 2.5 は検出器の下限まで下がっていた。
作業が終わったら穴に何か蓋をして、緊急用に残しておく。だが今は、測定を続ける。
[1] この作業量は「穴を開ける」の一言で済む話ではない。
[2] ついでに PMS5003 粒子状物質モニターも付ける（この投稿以来ずっと気になっていた）。電子工作は正直よくわかっていないが、Claude が一から手ほどきしてくれる。