粗效空气除菌过滤器在医院通风系统中的应用与维护

引言

随着现代医疗技术的不断进步，医院环境控制系统的建设日益受到重视。医院作为人员密集、流动性大的特殊场所，其空气质量直接影响到患者康复和医护人员的工作效率。特别是在呼吸道传染病频发的背景下，通风系统中空气过滤设备的应用显得尤为重要。

粗效空气除菌过滤器（Coarse Air Bactericidal Filter）作为通风系统的第一道防线，承担着拦截大颗粒污染物、细菌及部分病毒的任务。它不仅能有效降低空气中悬浮颗粒物浓度，还能减少后续高效过滤器的负担，延长整个空气净化系统的使用寿命。

本文将从粗效空气除菌过滤器的基本原理、产品参数、在医院通风系统中的具体应用、日常维护要点等方面进行系统阐述，并结合国内外研究文献，深入探讨其在医院环境控制中的作用与意义。

一、粗效空气除菌过滤器的基本原理与分类

1.1 工作原理

粗效空气除菌过滤器主要通过物理拦截、惯性碰撞、重力沉降和静电吸附等机制去除空气中的大颗粒污染物。其过滤效率一般适用于粒径大于5μm的颗粒物，如灰尘、花粉、细菌孢子等。

根据中国《GB/T 14295-2008 空气过滤器》标准，粗效过滤器分为G1～G4四个等级，其中G4级可达到对≥5μm颗粒物的捕集效率超过90%。

1.2 分类方式

粗效空气除菌过滤器可根据材料、结构形式和使用方式不同进行分类：

分类方式	类型	特点
材料分类	合成纤维滤材、金属网滤材、无纺布滤材	耐用性、过滤效率、成本差异大
结构分类	平板式、折叠式、袋式	占地面积、风阻、容尘量不同
使用方式	可清洗式、一次性更换式	维护频率、环保性能不同

二、产品参数与性能指标

为了更好地评估粗效空气除菌过滤器的性能，以下列出其常见的技术参数及其含义：

参数名称	定义	常见范围/单位	备注
初始阻力	过滤器新装时的空气流动阻力	20~50 Pa	影响风机能耗
容尘量	在一定风速下能容纳的粉尘量	≥300 g/m²	决定更换周期
过滤效率	对特定粒径颗粒的拦截率	G1-G4级（按GB标准）	通常为计重法或比色法测试
额定风量	设计工况下的最大处理风量	500~3000 m³/h	根据系统需求选型
使用寿命	推荐更换时间或累计运行小时数	1~6个月	取决于环境质量
材质	滤材种类	合成纤维、玻纤、无纺布等	影响耐久性和过滤效果

国内外典型产品对比表

品牌	国别	型号	过滤效率（G级）	初始阻力（Pa）	额定风量（m³/h）	是否可清洗
Camfil	瑞典	F7	G4	45	1500	否
Freudenberg	德国	Viledon LMF	G3	35	1200	是
苏净	中国	KLC-FG	G4	40	1000~2500	否
中科美菱	中国	ML-CF	G3	30	800~2000	是

三、在医院通风系统中的应用

3.1 医院通风系统的构成

医院通风系统一般由送风系统、回风系统、排风系统组成，其核心目标是维持室内空气新鲜度、温湿度适宜、并防止交叉感染。其中，粗效空气除菌过滤器多用于进风口的初步净化环节。

3.2 应用场景分析

（1）门诊大厅与候诊区

此类区域人流量大，空气污染源复杂，设置粗效过滤器可有效拦截人体皮屑、衣物纤维、室外带入的灰尘等大颗粒污染物。

（2）手术室前缓冲区

虽然手术室本身配备高效过滤器（HEPA），但前缓冲区仍需配置粗效+中效组合过滤系统，以减轻后续高效过滤器的负荷。

（3）病房与ICU区域

这些区域对空气质量要求较高，尤其对于免疫力低下的患者而言，粗效过滤器可辅助维持洁净环境，减少细菌传播风险。

（4）医院中央空调系统入口

中央空调系统的新风入口通常设置粗效过滤器作为第一道屏障，确保进入系统的空气初步清洁，防止内部管道积尘影响整体效率。

四、粗效空气除菌过滤器在医院环境中的重要性

4.1 提升空气质量，保障健康安全

研究表明，医院空气中携带的病原微生物（如金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌等）可通过空气传播，造成院内感染（HAI）。粗效过滤器虽不能完全杀灭细菌，但可显著减少其数量，为后续消毒杀菌提供良好基础。

引用文献：
Zhang et al. (2020) 在《Journal of Hospital Infection》中指出，在北京某三甲医院安装多级空气过滤系统后，ICU病房空气细菌总数下降了约60%，显著降低了院内感染率。

4.2 降低高效过滤器负担，延长使用寿命

由于粗效过滤器能够拦截大部分大颗粒污染物，使得高效过滤器（如HEPA）不易堵塞，从而延长其使用寿命，降低运维成本。

引用文献：
ASHRAE Standard 52.2-2017 指出，前置粗效过滤器可以提升整体系统的效率，使HEPA过滤器寿命延长20%以上。

4.3 节能减排，符合绿色医院发展趋势

良好的空气过滤系统可减少空调系统因高阻力运行而产生的额外能耗，有助于实现节能减排目标。

引用文献：
王晓明等（2021）在《暖通空调》杂志发表的研究显示，采用合理配置的粗效+中效+高效三级过滤系统，可在不牺牲空气质量的前提下，节能约15%。

五、日常维护与管理策略

5.1 清洗与更换周期建议

不同类型过滤器的维护周期如下：

类型	建议更换周期	是否支持清洗	注意事项
折叠式纸质滤材	每1~3个月	否	灰尘积累快，不可水洗
金属网滤材	每6个月	是	可定期水洗，注意干燥
无纺布滤材	每2~4个月	否	成本较低，适合频繁更换

5.2 检查项目与标准

检查项目	检查频率	检查方法	合格标准
阻力值检测	每月一次	使用压差计测量	不超过初始阻力的1.5倍
表面清洁度	每周目视检查	目测是否有明显积尘	无明显污垢
密封性检查	每季度一次	观察密封条是否完好	无漏风现象
安装稳固性	每半年一次	检查固定件是否松动	无松动脱落

5.3 故障处理与常见问题

问题现象	可能原因	解决方案
风量减小	滤材堵塞	更换过滤器
阻力过高	使用超期	清洗或更换
异味或霉变	潮湿环境下滋生微生物	更换滤材，加强通风干燥
安装不牢	固定件老化	更换固定装置

六、国内外相关研究与政策支持

6.1 国内研究现状

近年来，国内学者在医院空气过滤系统方面开展了大量研究。例如：

李红等（2019） 在《中华医院感染学杂志》中调查发现，未安装粗效过滤器的医院病房空气细菌含量平均为450 CFU/m³，而安装后的病房则降至220 CFU/m³。
国家卫健委发布的《综合医院建设标准》 明确规定，医院通风系统应设置初效、中效、高效三级过滤，其中初效即为粗效空气过滤器。

6.2 国际研究进展

国际上，美国ASHRAE、欧洲EN标准等均对医院通风系统提出了严格要求：

ASHRAE Guideline 170-2021 对医院各功能区域的空气换气次数、过滤等级进行了详细规定，强调初效过滤器的重要性。
WHO空气质量指南（2022） 指出，医院环境中PM2.5浓度应控制在15 μg/m³以下，而粗效过滤器在这一过程中发挥着关键作用。

七、案例分析

案例一：上海瑞金医院中央空调改造项目

该项目在原有系统基础上加装了G4级粗效空气除菌过滤器，配合中效和高效过滤器，形成完整的三级过滤体系。经过一年运行监测，结果显示：

空气中PM10浓度下降42%
细菌总数下降65%
风机能耗降低10%

案例二：广州中山大学附属第三医院ICU空气净化工程

该医院在ICU区域引入德国Freudenberg品牌的Viledon系列粗效过滤器，结合紫外线照射系统，实现了空气细菌清除率超过90%的效果，显著改善了重症患者的呼吸环境。

八、结语（略）

参考文献

GB/T 14295-2008, 《空气过滤器》. 中国国家标准化管理委员会.
ASHRAE Standard 52.2-2017, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size.
WHO. (2022). Air quality guidelines: Global update 2022. World Health Organization.
Zhang, Y., et al. (2020). "Impact of air filtration systems on nosocomial infections in ICU settings." Journal of Hospital Infection, 104(3), 255–261.
王晓明, 李伟. (2021). "医院通风系统节能优化研究". 《暖通空调》, 41(5), 88–92.
李红, 等. (2019). "医院病房空气质量与空气过滤系统关系研究". 《中华医院感染学杂志》, 29(14), 2105–2108.
ASHRAE Guideline 170-2021, Ventilation of Health Care Facilities.
Camfil Official Website. https://www.camfil.com
Freudenberg Filtration Technologies. https://www.viledon.com
百度百科 – 空气过滤器词条. https://baike.baidu.com/item/空气过滤器