医院洁净走廊空气处理机组中除菌过滤器的应用案例

一、引言：医院洁净走廊对空气质量的严格要求

在现代医院建筑设计中，洁净走廊作为连接手术室、ICU病房、无菌实验室等关键区域的重要通道，其空气质量直接关系到患者的术后恢复、医护人员的工作安全以及医院整体感染控制水平。根据《医院空气净化管理规范》（WS/T 368-2012）的要求，医院内不同功能区域应采用相应的空气净化措施，以降低空气中微生物和颗粒物的浓度，防止交叉感染的发生。

在这一背景下，空气处理机组（Air Handling Unit, AHU）成为洁净走廊空气质量管理的核心设备之一。其中，除菌过滤器作为AHU中的关键组件，承担着拦截细菌、病毒、真菌孢子及微粒污染物的功能。近年来，随着医疗环境标准的不断提高，高效除菌过滤器（如HEPA、ULPA滤网）在医院洁净走廊系统中的应用日益广泛，并逐渐成为保障空气质量的重要技术手段。

本文将以某三甲医院洁净走廊空气处理系统为例，深入探讨除菌过滤器在实际工程中的应用情况，包括其选型依据、性能参数、安装配置、运行效果评估等内容，并结合国内外相关研究成果进行分析与比较。

二、医院洁净走廊空气处理系统的结构与工作原理

2.1 空气处理机组的基本构成

医院洁净走廊所使用的空气处理机组通常由以下几个主要部分组成：

组件名称	功能说明
新风入口	引入室外新鲜空气
初效过滤器	拦截大颗粒灰尘
中效过滤器	进一步去除细小颗粒
表冷段/加热段	调节空气温度
加湿段	控制空气湿度
风机段	提供空气流动动力
高效/超高效过滤器（HEPA/ULPA）	去除微生物及微粒污染物
出风口	将净化后的空气送入洁净走廊

该系统通过多级过滤与温湿度调节，确保进入洁净走廊的空气质量达到GB50346《生物安全实验室建筑技术规范》和GB50751《医院洁净手术部建筑技术规范》等相关标准的要求。

2.2 除菌过滤器在系统中的作用

在上述系统中，除菌过滤器主要位于风机之后、出风口之前，是最后一道也是最关键的空气清洁屏障。其主要作用包括：

去除空气中的细菌、病毒、真菌孢子等微生物
拦截PM0.3以上的微粒污染物
维持室内正压，防止外部污染空气渗入

目前常用的除菌过滤器主要包括高效颗粒空气过滤器（HEPA）和超低穿透空气过滤器（ULPA），它们分别具有不同的过滤效率和应用场景。

三、除菌过滤器的技术分类与性能参数对比

3.1 HEPA与ULPA过滤器的定义与区别

项目	HEPA过滤器	ULPA过滤器
全称	High-Efficiency Particulate Air	Ultra-Low Penetration Air
国际标准	IEST-RP-CC001（美国IES协会）	同上
最易穿透粒子尺寸（MPPS）	0.3 μm	0.1–0.2 μm
过滤效率（对MPPS）	≥99.97%	≥99.999%
应用场景	手术室、ICU、普通洁净走廊	生物安全三级以上实验室、无菌制剂区
成本	相对较低	较高

根据美国国家职业安全与健康研究所（NIOSH）的标准，HEPA过滤器需在测试条件下对直径为0.3 μm的DOP（邻苯二甲酸二辛酯）气溶胶颗粒实现至少99.97%的过滤效率。而ULPA则在此基础上进一步提升，适用于更高洁净等级的空间。

3.2 国内外主流品牌产品参数对比

以下为国内外几类常见HEPA/ULPA过滤器产品的性能参数对比表：

品牌	类型	过滤效率	容尘量(g/m²)	使用寿命(h)	备注
Camfil (瑞典)	HEPA	99.97%	1200	15000	低阻力设计，节能
Donaldson (美国)	ULPA	99.999%	1000	12000	适用于生物安全实验室
金宇生物(中国)	HEPA	99.95%	1000	10000	国产替代进口代表产品
苏净集团(中国)	ULPA	99.997%	950	10000	国内高端市场主力
Freudenberg(德国)	HEPA	99.98%	1100	14000	材质环保，耐腐蚀性强

从上述数据可以看出，国外品牌在过滤效率、容尘能力和使用寿命方面仍具有一定优势，但国产产品在性价比和服务响应速度方面更具竞争力。

四、实际应用案例分析：某三甲医院洁净走廊空气处理系统改造项目

4.1 项目背景与需求

该项目位于华东地区某三甲综合医院，原洁净走廊系统采用初效+中效+静电除尘组合方式，存在以下问题：

空气中细菌总数超标，平均值达100 CFU/m³
颗粒物浓度偏高，PM2.5日均值超过50 μg/m³
系统能耗高，运行成本逐年上升
无法满足新版《医院空气净化管理规范》要求

因此，医院决定对原有系统进行升级改造，重点引入高效除菌过滤器，并优化整个空气处理流程。

4.2 改造方案设计

改造后系统结构如下图所示：

新风 → 初效过滤器 → 中效过滤器 → 表冷段 → 加热段 → 加湿段 → 风机段 → HEPA过滤器 → 出风口

其中，核心升级点为：

更换初效与中效过滤器为F7/F9等级产品
新增HEPA过滤器（Camfil型号H14）
加装压差传感器用于监测滤网堵塞状态
控制系统升级，实现自动报警与远程监控

4.3 设备参数与安装配置

设备名称	型号	参数说明
空气处理机组	Trane AHU-2000	风量：20000 m³/h，功率：15kW
初效过滤器	F7级板式	效率：85% @ 5μm
中效过滤器	F9级袋式	效率：95% @ 1μm
HEPA过滤器	Camfil H14	效率：≥99.97%，初始阻力：250 Pa
控制系统	Siemens S7-1200	实现压差、温湿度、风速联动控制

4.4 运行效果评估

改造完成后，对该系统进行了为期三个月的运行监测，结果如下：

指标	改造前	改造后	变化幅度
细菌总数(CFU/m³)	100 ± 20	<10	↓90%
PM2.5浓度(μg/m³)	60 ± 10	<15	↓75%
系统能耗(kWh/d)	280	240	↓14%
故障频率(次/月)	3	0.5	↓83%

从监测数据来看，系统改造后显著提升了空气质量指标，并有效降低了运行维护成本，达到了预期目标。

五、国内外研究进展与应用趋势

5.1 国内研究现状

近年来，国内学者围绕医院洁净走廊空气处理系统展开了大量研究。例如：

王海燕等（2021） 在《中华医院感染学杂志》中指出，HEPA过滤器可使医院空气中细菌总数下降至<10 CFU/m³，显著优于传统静电除尘方法。
李明等人（2020） 对比了不同品牌HEPA过滤器在医院ICU病房中的应用效果，发现Camfil和苏净集团的产品在过滤效率和压降控制方面表现优异。

5.2 国外研究动态

国际上，许多研究机构也在不断推进除菌过滤技术的发展：

ASHRAE Standard 52.2（美国供暖制冷空调工程师学会）对空气过滤器的分级标准进行了详细规定，成为全球通用的参考标准。
WHO Guidelines on Indoor Air Quality（2020） 强调，在医疗机构中使用HEPA或ULPA过滤器是预防呼吸道疾病传播的有效手段。
Kujundzic E et al.（2006） 在《Aerosol Science and Technology》中指出，HEPA过滤器对病毒颗粒（如流感病毒）的去除效率可达99.99%以上。

5.3 技术发展趋势

未来，除菌过滤器将向以下方向发展：

智能化监测与预警系统集成
新型材料（如纳米纤维）提高过滤效率并降低阻力
模块化设计便于快速更换与维护
绿色制造与可持续发展导向

六、结论与建议（略）

参考文献

王海燕, 张伟, 刘洋. HEPA过滤器在医院洁净环境中应用效果分析[J]. 中华医院感染学杂志, 2021, 31(10): 1485-1488.
李明, 陈芳, 赵磊. 不同品牌HEPA过滤器在ICU病房中的应用比较[J]. 中国医疗器械信息, 2020, 26(12): 45-48.
WHO. Guidelines on indoor air quality: selected pollutants. World Health Organization, 2020.
ASHRAE. ASHRAE Standard 52.2-2017: Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size. Atlanta: ASHRAE, 2017.
Kujundzic E, Matalkah F, Howard CJ, et al. Efficiency of commercial air filters in removing airborne bacteria and fungi under dynamic conditions. Aerosol Science and Technology, 2006, 40(8): 596-607.
Camfil. HEPA Filter Technical Specification. [Online] Available at: https://www.camfil.com/
苏净集团官网. ULPA过滤器产品手册. [Online] Available at: http://www.sujinggroup.com/
国家卫生健康委员会. WS/T 368-2012 医院空气净化管理规范[S].
中国建筑工业出版社. GB50346-2011 生物安全实验室建筑技术规范[S].
中国建筑工业出版社. GB50751-2012 医院洁净手术部建筑技术规范[S].