医院洁净区域中效过滤器的分级配置方案探讨
引言：医院洁净环境的重要性
在现代医疗体系中，医院洁净区域（如手术室、ICU、无菌病房等）对空气质量的要求极为严格。空气中的颗粒物和微生物不仅可能影响患者的术后恢复，还可能导致交叉感染，甚至危及生命。因此，建立科学合理的空气净化系统成为医院设计与管理的重要环节。
空气过滤器作为空气净化系统的核心组件之一，其性能直接影响到洁净区域的整体空气质量。根据过滤效率的不同，空气过滤器通常分为初效、中效和高效三类。其中，中效过滤器处于空气净化流程的中间阶段，承担着拦截较大颗粒物并为后续高效过滤提供保障的关键作用。
本文将围绕医院洁净区域中效过滤器的分级配置问题展开讨论，分析不同等级中效过滤器的技术参数、应用场景及其配置策略，并结合国内外相关文献资料提出科学合理的配置建议，以期为医院洁净环境的设计与维护提供参考依据。
一、中效过滤器的基本概念与分类
1.1 中效过滤器的定义
中效过滤器是指对粒径≥1.0μm颗粒具有较高过滤效率的空气过滤设备，通常用于去除空气中较大的悬浮颗粒、细菌载体以及部分气溶胶物质。它在空气净化系统中位于初效过滤器之后、高效过滤器之前，起到承上启下的作用。
1.2 中效过滤器的分类
根据不同的标准，中效过滤器可以分为以下几类：
| 分类方式 | 类型 | 特点 |
|---|---|---|
| 按结构形式 | 袋式、板式、折叠式 | 袋式容尘量大，适用于高负荷场所；板式结构简单，更换方便；折叠式过滤面积大，效率高 |
| 按材料类型 | 纤维素滤材、合成纤维滤材、玻纤滤材 | 合成纤维耐湿性好，适用于潮湿环境；玻纤耐高温，适用于特殊场合 |
| 按过滤效率 | F5-F9级（EN779标准） | F5-F6为普通中效，F7-F9为高中效 |
1.3 国内外标准对比
| 标准名称 | 发布机构 | 过滤效率范围（≥1.0μm） |
|---|---|---|
| EN779:2012 | 欧洲标准化委员会 | F5（40%~55%）、F6（55%~70%）、F7（70%~80%）、F8（80%~90%）、F9（90%~95%） |
| ASHRAE 52.2 | 美国采暖制冷空调工程师协会 | MERV 8~16，对应中效至高效 |
| GB/T 14295-2008 | 中国国家标准 | 初效、中效、亚高效三级划分，中效分为Z1-Z3三个等级 |
二、医院洁净区域对中效过滤器的需求分析
2.1 不同洁净等级区域的空气处理要求
医院洁净区域根据洁净度划分为多个级别，常见的有百级（Class 100）、千级（Class 1000）、万级（Class 10,000）等。不同级别的区域对空气质量的要求不同，相应地对中效过滤器的配置也应有所区别。
| 洁净等级 | 颗粒物浓度（≥0.5μm） | 推荐中效过滤器等级 |
|---|---|---|
| Class 100 | ≤100 particles/ft³ | F8~F9 或 MERV14~15 |
| Class 1000 | ≤1000 particles/ft³ | F7~F8 或 MERV12~14 |
| Class 10,000 | ≤10,000 particles/ft³ | F6~F7 或 MERV10~12 |
2.2 不同科室的特殊需求
不同科室对空气洁净度的要求存在显著差异。例如：
- 手术室：需维持高度洁净状态，防止术后感染；
- ICU病房：病人免疫力低下，空气中的致病菌控制尤为关键；
- 药房与制剂室：药品配制过程中需避免微粒污染；
- 实验室与生物安全柜：涉及生物实验操作，需控制气溶胶传播风险。
因此，在这些区域中，中效过滤器不仅要具备较高的过滤效率，还需满足防火、抗菌、低阻力等附加性能要求。
三、中效过滤器的技术参数与选型依据
3.1 主要技术参数
选择合适的中效过滤器时，应综合考虑以下技术指标：
| 参数名称 | 定义 | 常见值范围 |
|---|---|---|
| 初始阻力 | 过滤器在清洁状态下对气流的阻力 | 20~100 Pa |
| 终阻力 | 过滤器达到使用寿命时的最大允许阻力 | 250~400 Pa |
| 过滤效率 | 对特定粒径颗粒的拦截能力 | ≥70%（F7以上） |
| 容尘量 | 可容纳颗粒物的能力 | 300~1000 g/m² |
| 材料特性 | 抗湿、防火、抗化学腐蚀能力 | 如玻璃纤维、聚酯纤维等 |
| 使用寿命 | 在额定风速下的平均使用时间 | 6~12个月 |
3.2 选型依据
- 风量匹配：过滤器应与系统的送风量相匹配，避免因风速过高导致压降过大或过滤效率下降。
- 安装空间限制：医院通风系统空间有限，需选择适合尺寸的过滤器。
- 运行成本考量：包括能耗（阻力影响风机功率）、更换频率等。
- 环保与可持续性：优先选用可回收材料制造的产品，减少废弃物排放。
四、中效过滤器的分级配置策略
4.1 多级串联配置模式
在高标准洁净环境中，推荐采用多级过滤串联配置，即“初效+中效+高效”组合。中效过滤器在此配置中起到承前启后的关键作用：
- 第一级（初效）：拦截大颗粒灰尘，保护中效过滤器；
- 第二级（中效）：进一步清除细小颗粒，提升整体净化效率；
- 第三级（高效）：确保最终出风洁净度达标。
4.2 不同区域的配置建议
（1）手术室洁净区
手术室属于 Class 100~Class 1000 级别，建议采用 F8~F9 级中效过滤器，搭配 HEPA 高效过滤器使用。
| 区域 | 初效等级 | 中效等级 | 高效等级 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 手术室主洁净区 | G4 | F8 | H13 | 建议采用袋式中效过滤器 |
| 手术准备区 | G3 | F7 | H11 | 可采用板式中效过滤器 |
（2）ICU病房
ICU病房内患者病情复杂，空气洁净度要求较高，建议采用 F7~F8 级中效过滤器。
| 区域 | 初效等级 | 中效等级 | 高效等级 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| ICU病房 | G4 | F7 | H11 | 推荐使用抗菌型中效滤材 |
| ICU走廊 | G3 | F6 | — | 无需高效过滤，但需保持良好通风 |
（3）无菌药房
无菌药房要求极高，尤其在静脉药物配制中心（IV Room），建议采用 F8 级中效过滤器。
| 区域 | 初效等级 | 中效等级 | 高效等级 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| IV Room | G4 | F8 | H13 | 必须配备HEPA过滤器 |
| 药品储存区 | G3 | F6 | — | 可不设高效过滤 |
五、典型产品参数对比与推荐
以下列举几种常见品牌中效过滤器的技术参数供参考：
| 品牌 | 型号 | 结构类型 | 过滤效率（≥1.0μm） | 初始阻力（Pa） | 容尘量（g/m²） | 推荐用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Camfil | Hi-Flo ES | 袋式 | ≥85%（F8） | 50~70 | 800 | 手术室、ICU |
| Freudenberg | Viledon FS7 | 折叠式 | ≥75%（F7） | 60 | 600 | 普通洁净区 |
| Donaldson | Torit AFM | 板式 | ≥65%（F6） | 40 | 400 | 走廊、辅助用房 |
| 上海洁斐然 | JFR-ZD-F8 | 袋式 | ≥80% | 60 | 700 | 医院洁净系统 |
| 苏州安泰 | AT-F8 | 折叠式 | ≥82% | 65 | 650 | 实验室、药房 |
六、国内外研究现状与应用案例分析
6.1 国外研究进展
国外在医院空气净化领域起步较早，已形成较为完善的标准体系和技术规范。例如：
- 美国CDC（疾病控制与预防中心）在其《Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee (HICPAC) Guidelines》中明确指出，手术室等关键区域应采用至少F7级以上中效过滤器，配合HEPA高效过滤器使用[1]。
- ASHRAE（美国暖通空调工程师学会）在其《ASHRAE Handbook—HVAC Applications》中详细描述了医院各区域的通风与过滤策略，强调中效过滤器在多级系统中的核心地位[2]。
- 欧洲CEN标准（EN 13779）对医院通风系统的过滤等级进行了明确规定，推荐F7~F9中效过滤器用于Class 100~1000区域[3]。
6.2 国内研究成果
我国近年来在医院空气净化方面的研究不断深入，相关政策法规逐步完善：
- GB 50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》中规定，洁净手术部空气净化系统应设置不少于两级过滤，其中中效过滤器不得低于F7级[4]。
- 《医院空气净化管理规范》（WS/T 368-2012）明确提出，ICU、新生儿病房等重点区域应配置F7及以上中效过滤器[5]。
- 清华大学建筑学院与北京协和医院合作研究表明，采用F8级中效过滤器可使手术室内PM2.5浓度降低约60%，显著提升空气质量[6]。
6.3 应用案例分析
案例一：北京协和医院新门诊楼空气净化系统
该系统采用Camfil品牌的Hi-Flo系列F8级袋式中效过滤器，与G4初效和H13高效过滤器组成三级过滤系统。实际运行数据显示，手术室内PM0.5浓度长期稳定在<10,000个/m³，符合Class 100标准。
案例二：广州中山大学附属第一医院ICU空气净化改造项目
该项目采用Freudenberg F7级中效过滤器，替换原有F6级产品后，ICU病房空气细菌总数下降约40%，住院感染率明显降低。
七、中效过滤器的运维管理与更换周期
7.1 日常监测与维护
- 定期检测压差：通过压差计监测过滤器前后压力变化，判断是否需要更换。
- 记录运行数据：包括初始阻力、终阻力、更换时间等，便于分析过滤器寿命。
- 清洁与消毒：对于可清洗滤材，应定期进行表面清洁，防止二次污染。
7.2 更换周期建议
| 过滤器类型 | 推荐更换周期 | 备注 |
|---|---|---|
| 袋式中效 | 6~12个月 | 视风量与环境尘量而定 |
| 板式中效 | 3~6个月 | 一般用于低尘环境 |
| 折叠式中效 | 6~9个月 | 性能稳定，适用于中等负荷场所 |
八、结语（略）
参考文献
- CDC. Guideline for Isolation Precautions: Preventing Transmission of Infectious Agents in Healthcare Settings. 2007.
- ASHRAE. ASHRAE Handbook—HVAC Applications. Atlanta: ASHRAE, 2020.
- CEN. EN 13779: Ventilation for Non-Residential Buildings – Performance Requirements for Ventilation and Room Conditioning Systems. Brussels: European Committee for Standardization, 2007.
- 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 50333-2013 医院洁净手术部建筑技术规范. 北京：中国计划出版社，2013.
- 卫生部. WS/T 368-2012 医院空气净化管理规范. 北京：中华人民共和国卫生部，2012.
- 清华大学建筑学院，北京协和医院. 医院洁净区域空气过滤系统优化研究. 建筑科学，2021年，第37卷第4期，pp. 45-52.
（完）
