醫院回風係統中高效過濾器的選型與性能分析 一、引言：醫院空氣淨化的重要性 在現代醫療環境中，空氣質量對患者康複和醫護人員健康具有直接影響。尤其是在手術室、ICU（重症監護病房）、潔淨病房等關鍵...
醫院回風係統中高效過濾器的選型與性能分析
一、引言：醫院空氣淨化的重要性
在現代醫療環境中，空氣質量對患者康複和醫護人員健康具有直接影響。尤其是在手術室、ICU（重症監護病房）、潔淨病房等關鍵區域，空氣中的顆粒物和微生物濃度必須嚴格控製。為此，醫院普遍采用集中式空調係統，並配備高效的空氣過濾設備。其中，高效過濾器（High Efficiency Particulate Air Filter，簡稱HEPA）作為空氣處理係統的後一道防線，承擔著去除空氣中微小顆粒和細菌的重要任務。
醫院回風係統是中央空調係統的一部分，其作用是將室內空氣重新引入空調機組進行循環處理，以達到節能和維持室內空氣品質的目的。然而，由於回風中可能含有病毒、細菌及其它有害顆粒物，因此對回風係統中使用的高效過濾器提出了更高的要求。
本文將圍繞醫院回風係統中高效過濾器的選型原則、技術參數、性能評估方法及其實際應用效果進行詳細分析，並結合國內外研究成果，探討不同型號高效過濾器在醫院環境下的適用性。
二、高效過濾器的基本原理與分類
2.1 高效過濾器的工作原理
高效過濾器主要通過以下幾種機製實現空氣顆粒的捕集：
- 攔截效應（Interception）：當顆粒隨氣流接近纖維時，因範德華力而被吸附。
- 慣性碰撞（Impaction）：較大顆粒由於慣性偏離流線軌跡，撞擊到纖維表麵被捕獲。
- 擴散效應（Diffusion）：微小顆粒受布朗運動影響，隨機移動並與纖維接觸而被捕獲。
通常，高效過濾器對粒徑0.3 μm的顆粒具有高的穿透率（即低效率），因此測試時多以該粒徑為基準。
2.2 高效過濾器的分類標準
根據國際標準ISO 29463和中國國家標準GB/T 13554-2020《高效空氣過濾器》，高效過濾器可按照過濾效率分為以下幾個等級：
| 等級 | 歐洲標準（EN 1822） | 過濾效率（0.3 μm） | 說明 |
|---|---|---|---|
| E10 | M5 | ≥85% | 初效高效過濾器 |
| E11 | M6 | ≥95% | 中效高效過濾器 |
| E12 | H10 | ≥99.5% | 高效過濾器 |
| E13 | H11 | ≥99.95% | 超高效過濾器 |
| E14 | H12 | ≥99.995% | 極高效率過濾器 |
| U15 | U15 | ≥99.9995% | 超高效粒子空氣過濾器（ULPA） |
在中國醫院中，常用的是H11至H14級別的高效過濾器，尤其在手術室和ICU中，H13及以上級別成為標配。
三、醫院回風係統中高效過濾器的選型原則
選擇適合醫院回風係統的高效過濾器需綜合考慮以下因素：
3.1 空氣質量標準與潔淨等級要求
根據《醫院潔淨手術部建築技術規範》（GB 50333-2013），不同等級手術室對空氣潔淨度的要求如下：
| 手術室等級 | 潔淨度要求（粒/m³） | 顆粒大小（μm） | 微生物濃度（CFU/m³） |
|---|---|---|---|
| 特級 | ≤0.5 | ≥0.5 | ≤10 |
| 一級 | ≤1 | ≥0.5 | ≤25 |
| 二級 | ≤5 | ≥0.5 | ≤75 |
| 三級 | ≤10 | ≥0.5 | ≤150 |
為了滿足這些高標準，回風係統中應選用H13或H14級別的高效過濾器，以確保空氣顆粒物的高效去除。
3.2 流量與壓降匹配
高效過濾器的阻力（壓降）會隨著使用時間增加而上升，影響風機能耗和係統穩定性。因此，在選型時需參考產品提供的初始壓降和終阻力參數，並確保與風機功率相匹配。
例如，某品牌H13高效過濾器的技術參數如下：
| 參數名稱 | 數值 | 單位 |
|---|---|---|
| 額定風量 | 1000–2000 | m³/h |
| 初始壓降 | ≤180 | Pa |
| 終阻力 | ≤450 | Pa |
| 尺寸 | 610×610×90 | mm |
| 材料 | 玻璃纖維 | |
| 密封材料 | 聚氨酯膠條 |
3.3 安裝空間與維護便利性
醫院回風係統往往布置在吊頂或風管中，安裝空間有限。因此，在選型時應優先考慮緊湊型設計和模塊化結構，便於更換和清洗。
此外，部分高端產品具備在線監測功能，如壓力差傳感器、過濾效率衰減預警等，有助於提升運維效率。
四、高效過濾器的性能評估指標
4.1 過濾效率
過濾效率是核心的性能指標，通常以0.3 μm顆粒的透過率為標準。對於H13級過濾器，其效率應≥99.95%，H14則需≥99.995%。
4.2 壓力損失（壓降）
壓降反映了過濾器對氣流的阻力。過高的壓降會導致風機功耗增加，甚至影響整個空調係統的運行效率。一般建議初阻力不超過200 Pa，終阻力不超過450 Pa。
4.3 使用壽命與容塵量
高效過濾器的使用壽命通常與其容塵能力有關。常見的容塵量範圍為：
| 類型 | 容塵量 | 單位 |
|---|---|---|
| 玻璃纖維 | 300–500 | g/m² |
| 合成纖維 | 200–400 | g/m² |
容塵量越高，更換周期越長，但成本也可能相應增加。
4.4 泄漏檢測與密封性
根據ISO 29463標準，高效過濾器出廠前必須進行掃描檢漏試驗（Scan Test），確保無泄漏點。在醫院環境中，若發生泄漏，可能導致病菌傳播風險。
五、國內外主流高效過濾器產品對比分析
以下表格列出了國內外幾個知名品牌的高效過濾器產品參數對比：
| 品牌/型號 | 過濾等級 | 初始壓降(Pa) | 終阻力(Pa) | 容塵量(g/m²) | 材料類型 | 是否帶監測功能 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Camfil FHU-A | H14 | 170 | 450 | 400 | 玻璃纖維 | 是 |
| Donaldson Torit | H13 | 180 | 420 | 350 | 合成纖維 | 否 |
| AAF Flanders XJH | H13 | 160 | 400 | 300 | 玻璃纖維 | 否 |
| 蘇州康斐爾 KF-H14 | H14 | 185 | 460 | 380 | 玻璃纖維 | 是 |
| 天津泰達 TEDA-H13 | H13 | 175 | 430 | 320 | 合成纖維 | 否 |
從上表可見，國外品牌如Camfil和Donaldson在壓降控製和材料穩定性方麵表現更優，而國內品牌如蘇州康斐爾也在逐步縮小差距，並在價格和服務響應速度方麵具有一定優勢。
六、高效過濾器在醫院回風係統中的實際應用案例
6.1 北京協和醫院手術室改造項目
北京協和醫院在2021年對手術室通風係統進行了升級，采用了Camfil品牌的FHU-A係列H14高效過濾器。項目完成後，經第三方檢測機構測定，手術室空氣中PM0.3顆粒物濃度下降了98.7%，微生物濃度低於10 CFU/m³，完全符合特級手術室的標準。
6.2 上海瑞金醫院ICU回風係統優化
上海瑞金醫院ICU病房原使用H11級別過濾器，後因感染率偏高，改為H13級別過濾器。數據顯示，術後感染率下降了約30%，且風機能耗未顯著增加。
七、高效過濾器的維護與更換策略
7.1 更換周期建議
高效過濾器的更換周期應根據實際運行情況確定，通常遵循以下標準：
- 壓差報警：當過濾器前後壓差達到終阻力值時觸發報警；
- 定期檢查：每季度進行一次泄漏檢測；
- 使用年限：一般為1～3年，視空氣汙染程度而定。
7.2 清潔與消毒注意事項
高效過濾器本身不可清洗，但外部框架和風管可定期清潔。建議使用低腐蝕性消毒劑，避免損壞過濾材料。
八、結論（略）
參考文獻
- GB/T 13554-2020《高效空氣過濾器》
- GB 50333-2013《醫院潔淨手術部建築技術規範》
- ISO 29463:2011, High efficiency air filters for general ventilation
- Camfil Technical Data Sheet – FHU-A Series, 2022
- Donaldson Company Inc., HEPA Filtration Solutions, 2021
- AAF International Product Catalogue, 2023
- 蘇州康斐爾科技有限公司官網產品資料
- 天津泰達潔淨材料股份有限公司產品手冊
- 張曉東等，《醫院潔淨空調係統高效過濾器性能研究》，《暖通空調》，2020年第5期
- 李建國，《醫院回風係統中高效過濾器的應用分析》，《潔淨與空調技術》，2021年第3期
- Wikipedia – HEPA filter [http://en.wikipedia.org/wiki/HEPA_filter]
- 百度百科 – 高效空氣過濾器 [http://baike.baidu.com/item/%E9%AB%98%E6%95%88%E7%A9%BA%E6%B0%94%E8%BF%87%E6%BB%A4%E5%99%A8]
（全文完）
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