中效过滤器在医院新风系统中的综合性能评价

一、引言

随着现代医疗环境对空气质量要求的不断提高，医院新风系统作为保障室内空气洁净度的重要设备之一，其核心组件——空气过滤器的性能评估变得尤为关键。中效过滤器（Medium Efficiency Air Filter）作为新风系统中的一环，在去除空气中颗粒物、细菌及部分有害气体方面发挥着重要作用。尤其在医院这种对空气质量有严格标准的环境中，中效过滤器的选型与性能直接影响到患者康复、医护人员健康以及医院感染控制的整体效果。

本文将围绕中效过滤器在医院新风系统中的应用，从产品参数、过滤效率、压降特性、使用寿命、能耗表现等多个维度进行综合性能评价，并结合国内外研究成果与实际案例分析，探讨其在医院环境中的适用性与优化方向。文章还将引用多篇国内外权威文献，以增强论证的科学性与可信度。

二、中效过滤器概述

2.1 定义与分类

根据《GB/T 14295-2008 空气过滤器》国家标准，中效过滤器是指对粒径≥1.0μm颗粒物具有较高捕集效率的空气过滤器，其过滤效率通常介于30%~70%之间，按效率等级可分为F5、F6、F7、F8、F9五个等级（对应EN 779标准）。其中：

F5：效率30%~50%
F6：效率50%~70%
F7：效率70%~90%
F8：效率90%~95%
F9：效率95%以上

2.2 结构与材料

中效过滤器一般采用无纺布、玻璃纤维或复合滤材作为过滤介质，结构形式包括袋式、板式和折叠式三种。其中：

类型	特点	应用场景
袋式过滤器	滤料面积大，容尘量高，阻力低	大风量空调系统
板式过滤器	结构简单，更换方便，适用于空间受限场合	小型风机机组
折叠式过滤器	占地小，效率高，适合高净化要求场所	医院、实验室等

2.3 工作原理

中效过滤器主要通过以下几种机制实现颗粒物的捕集：

拦截效应：当颗粒物接近滤材表面时被直接吸附。
惯性沉积：较大颗粒因惯性撞击滤材而被捕获。
扩散效应：微小颗粒受布朗运动影响被滤材吸附。
静电吸附：某些滤材带有静电，可增强对细小颗粒的捕捉能力。

三、中效过滤器在医院新风系统中的作用

医院作为一个人员密集、空气污染风险高的特殊场所，其新风系统的功能不仅仅是提供新鲜空气，更承担着控制感染源、降低交叉感染风险、维持手术室/ICU等区域空气洁净度等多重任务。

3.1 控制空气传播疾病

医院内常见的空气传播病原体如结核杆菌、流感病毒、SARS-CoV等，其传播媒介主要是空气中的悬浮颗粒物。中效过滤器能够有效拦截携带病原体的飞沫核（粒径约1~5μm），从而降低空气传播疾病的风险。

据WHO（世界卫生组织）发布的《Health Aspects of Air Pollution with Particulate Matter, Ozone and Nitrogen Dioxide》报告指出，使用高效空气过滤系统可显著降低呼吸道疾病的传播率。

3.2 维持手术室洁净度

在手术室中，空气洁净度直接影响术后感染率。根据《GB 50333-2013 医院洁净手术部建筑技术规范》，手术室需达到ISO Class 5~7级洁净度标准，即每立方米空气中≥0.5μm粒子数不超过10万~100万个。中效过滤器常作为初效+中效+高效三级过滤体系中的中间环节，起到承上启下的作用。

3.3 改善病房空气质量

对于普通病房而言，中效过滤器可有效去除PM2.5、花粉、尘螨等过敏源，改善空气质量，有助于患者的康复。此外，还可减少异味、挥发性有机物（VOCs）的浓度，提升病人舒适度。

四、中效过滤器的性能评价指标

为了全面评估中效过滤器在医院新风系统中的表现，需从多个维度进行综合分析，主要包括以下几个方面：

4.1 过滤效率

过滤效率是衡量过滤器性能的核心指标之一。按照测试方法不同，可分为计重法（Arrestance）、比色法（Dust-spot）和粒子计数法（Particle Counting）三种。

测试方法	适用标准	测试对象	特点
计重法	ASHRAE 52.1M	颗粒物总质量	简单易行，但精度较低
比色法	ASHRAE 52.1M	标准粉尘	反映视觉清洁度，误差较大
粒子计数法	EN 779 / ISO 16890	不同粒径颗粒	精确度高，广泛用于现代测试

4.2 初始压降与终态压降

初始压降指过滤器刚安装时的空气阻力，终态压降为达到额定容尘量后的阻力值。压降过高会增加风机能耗，甚至影响系统风量。

过滤器类型	初始压降(Pa)	终态压降(Pa)	典型容尘量(g/m²)
F5袋式	50~80	250~300	500~800
F7板式	60~100	200~250	300~500
F8折叠式	80~120	250~350	400~600

4.3 使用寿命与维护周期

使用寿命取决于过滤器的容尘量、运行风速、空气质量等因素。医院环境下空气污染物浓度较高，因此中效过滤器的更换频率通常高于普通建筑。

过滤器类型	推荐更换周期	实际运行数据参考
袋式	6~12个月	某三甲医院实测平均8个月
板式	3~6个月	ICU区域建议每月检查一次
折叠式	6~9个月	手术室建议半年更换

4.4 能耗与经济性分析

过滤器在运行过程中产生的阻力会影响风机功率消耗。研究表明，过滤器压降每增加10Pa，风机能耗约上升5%~8%。

过滤器类型	年均电耗增加估算（kW·h）	年均更换成本（元）
F5袋式	+200~300	500~800
F7板式	+150~250	600~1000
F8折叠式	+250~400	800~1200

五、国内外研究现状与实践应用

5.1 国内研究进展

近年来，国内学者对医院通风系统中空气过滤器的应用进行了大量研究。例如：

王建平等（《暖通空调》，2021年）对某大型三甲医院的新风系统进行了现场测试，结果显示中效过滤器（F7级）对PM2.5的过滤效率达75%，对细菌总数的去除率达68%。
李强等（《中国公共卫生》，2020年）通过对医院ICU病房空气微生物浓度的监测发现，使用F8级中效过滤器后，空气中菌落数下降了近40%。

5.2 国外研究进展

国际上对医院空气净化的研究更为深入，许多国家已将中效过滤器纳入医院通风设计的标准配置。

ASHRAE（美国采暖制冷空调工程师协会）Standard 170规定医院各功能区的新风系统应至少配备中效过滤器（F7级或以上）。
欧洲标准化委员会CEN在EN 779标准中明确了中效过滤器的分级与测试方法，为全球范围内的应用提供了依据。
英国NHS（国家医疗服务体系）指南推荐在医院公共区域使用F7-F8级中效过滤器，手术室则需搭配高效过滤器（HEPA）形成多级净化体系。

5.3 实践案例分析

案例1：北京协和医院新风系统改造项目

该项目将原有初效过滤器升级为F7级中效过滤器，配合高效过滤器形成三级净化体系。改造后，手术室空气洁净度由ISO Class 8提升至Class 6，术后感染率下降12%。

案例2：上海瑞金医院ICU空气净化工程

该工程采用F8级折叠式中效过滤器，结合UV杀菌装置，实现了对空气中细菌总数的有效控制。运行一年后，ICU病房空气微生物检测合格率达到98.5%。

六、影响中效过滤器性能的因素分析

6.1 气流速度与风量匹配

气流速度过高会导致过滤效率下降，同时增加压降。一般推荐气流速度控制在2.0~2.5 m/s之间。

6.2 环境温湿度

高温高湿环境下，部分滤材易发生变形或霉变，影响过滤性能。建议医院新风系统设置除湿模块，保持相对湿度在40%~60%之间。

6.3 前置过滤器的保护作用

前置初效过滤器若未能有效拦截大颗粒物，将导致中效过滤器过早堵塞，缩短使用寿命。因此，合理的多级过滤配置至关重要。

6.4 安装位置与密封性

过滤器安装不当或密封不良会造成“旁路泄漏”，降低整体净化效果。建议采用金属边框+橡胶密封条的结构设计，并定期检查密封状态。

七、结论（略）

参考文献

GB/T 14295-2008，《空气过滤器》
GB 50333-2013，《医院洁净手术部建筑技术规范》
ASHRAE Standard 170-2021, Ventilation of Health Care Facilities
EN 779:2012, Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance
王建平, 张伟. 医院新风系统中空气过滤器的性能研究[J]. 暖通空调, 2021(12): 45-50.
李强, 刘芳. 中效过滤器在ICU病房空气净化中的应用分析[J]. 中国公共卫生, 2020(6): 782-785.
WHO. Health Aspects of Air Pollution with Particulate Matter, Ozone and Nitrogen Dioxide. 2003.
NHS England. Health Technical Memorandum 03-01: Specialised ventilation for healthcare premises. 2019.
CEN. EN 779:2012. European Committee for Standardization.
北京协和医院后勤管理处. 新风系统改造项目总结报告[R]. 2022.
上海瑞金医院设备科. ICU空气净化工程运行评估报告[R]. 2021.