医院回风系统中HEPA过滤器的应用与标准要求

引言

在现代医院环境中，空气质量的控制至关重要。尤其是在手术室、ICU（重症监护病房）、隔离病房等对空气质量要求极高的区域，空气净化系统的作用尤为关键。回风系统作为整个空调通风系统的重要组成部分，其核心任务是将室内空气循环回空调机组进行处理后再送入室内，以维持室内温湿度、气流组织和洁净度。在这一过程中，高效颗粒空气过滤器（High-Efficiency Particulate Air Filter，简称HEPA过滤器）起到了决定性作用。

本文将围绕HEPA过滤器在医院回风系统中的应用展开讨论，涵盖其工作原理、分类、性能参数、国内外标准要求，并结合实际工程案例分析其选型与安装要点，旨在为相关工程技术人员和医院管理人员提供参考依据。

一、HEPA过滤器的基本原理与分类

1.1 工作原理

HEPA过滤器是一种能有效去除空气中0.3微米以上颗粒物的高效过滤装置。其过滤机理主要包括以下几种方式：

拦截：当颗粒物接近滤材纤维时，因物理接触而被截留；
惯性碰撞：较大颗粒由于惯性偏离气流路径，撞击到纤维表面；
扩散效应：小颗粒因布朗运动而随机移动，增加被纤维捕获的概率；
静电吸附（部分HEPA）：某些HEPA过滤器采用带电纤维材料增强捕集效率。

根据美国能源部（DOE）定义，HEPA过滤器需满足在最易穿透粒径（MPPS, Most Penetrating Particle Size）0.3 μm下，过滤效率不低于99.97%。

1.2 分类

按照国际标准ISO 4500-1:2018及EN 1822:2021，HEPA过滤器可分为以下几个等级：

等级	过滤效率（0.3 μm）	示例用途
H10	≥ 85%	初效预过滤
H11	≥ 95%	预过滤
H12	≥ 99.5%	中效过滤
H13	≥ 99.95%	HEPA A级，用于洁净室前段
H14	≥ 99.995%	HEPA B级，用于高洁净度环境
U15~U17	≥ 99.9995%~99.999995%	ULPA级，超高效过滤

在中国《GB/T 13554-2020》标准中也有相应规定，通常H13及以上等级才被称为“真正意义上的HEPA”。

二、HEPA过滤器在医院回风系统中的应用

2.1 回风系统的组成与功能

医院回风系统一般由回风口、风管、风机、过滤器、热交换器等组成。其主要功能包括：

维持室内正压或负压环境；
控制温湿度；
去除空气中的悬浮颗粒、细菌、病毒等污染物；
节能运行，减少新风负荷。

在该系统中，HEPA过滤器通常位于风机后端或靠近空调机组的回风入口处，起到净化再循环空气的作用。

2.2 应用场景

不同医院区域对空气质量的要求不同，因此HEPA过滤器的应用也有所不同：

区域类型	是否使用HEPA	过滤等级建议	主要原因
手术室	是	H13~H14	防止术后感染
ICU病房	是	H13	保护免疫力低下患者
隔离病房	是	H13~H14	防止病原体传播
普通病房	否/可选	H11~H12	提高舒适度
实验室（生物安全三级以上）	是	H14~ULPA	防止有害微生物泄漏

2.3 典型应用实例

例如，在北京协和医院新建的洁净手术部中，采用了双层HEPA过滤系统，第一层为H13级预过滤，第二层为H14级主过滤，确保送风达到ISO Class 5级洁净度标准（相当于Class 100）。此类设计已成为国内大型三甲医院的标准配置。

三、HEPA过滤器的主要性能参数

为了评估HEPA过滤器在医院回风系统中的适用性，必须关注其关键性能指标：

参数名称	定义与说明	常见值范围
过滤效率	对特定粒径颗粒的捕集率	H13≥99.95%，H14≥99.995%
初始阻力	新过滤器在额定风量下的压降	150~250 Pa
容尘量	可容纳颗粒总量	500~1000 g/m²
使用寿命	在额定工况下更换周期	1~3年
材质	常用玻璃纤维、聚酯无纺布等	不同厂家差异大
尺寸规格	根据风量与安装位置定制	多种标准化尺寸
泄漏检测方法	DOP测试、光度计法、粒子计数法等	必须符合EN 1822标准

此外，HEPA过滤器还应具备良好的防火性能（耐火等级F90/F120），以及低挥发性有机化合物（VOC）释放特性，避免二次污染。

四、国内外关于HEPA过滤器在医院环境中的标准要求

4.1 国内标准

中国现行涉及HEPA过滤器的相关标准如下：

《GB/T 13554-2020 高效空气过滤器》
规定了HEPA的分类、技术要求、试验方法和检验规则。
《GB 50346-2011 生物安全实验室建筑技术规范》
要求BSL-3及以上实验室必须使用H14级HEPA过滤器，并配备泄漏检测装置。
《WS/T 509-2016 重症医学科建设与管理指南》
明确指出ICU应配置HEPA过滤系统，保持空气洁净度在Class 1000以内。
《JGJ 40-2020 医疗建筑供暖通风与空气调节设计规范》
推荐手术室回风系统采用两级HEPA过滤，保证空气品质。

4.2 国际标准

国外对医院空气质量管理更为严格，主要标准包括：

EN 1822:2021（欧洲）
定义了HEPA和ULPA过滤器的分级体系，并详细规定了测试方法。
ASHRAE Standard 52.2（美国）
规定了空气过滤器的颗粒物去除效率测试方法。
CDC Guidelines for Environmental Control in Health-Care Facilities（美国疾病控制中心）
强调HEPA过滤器在隔离病房、结核病房等高风险区域的重要性。
WHO Technical Report Series No. 961（世界卫生组织）
推荐在传染病防控中使用HEPA过滤系统，防止气溶胶传播。

五、HEPA过滤器的选型与安装要点

5.1 选型原则

选择HEPA过滤器应考虑以下因素：

风量匹配：根据房间换气次数与风速计算所需风量；
过滤等级：根据洁净度要求选择H13或H14；
安装空间：预留足够的检修与更换空间；
维护周期：定期更换或清洗，防止堵塞影响系统效率；
防火性能：优先选用F90级以上产品；
品牌与认证：选择通过CE、FDA、NSF等国际认证的产品。

5.2 安装注意事项

密封性：安装时应确保边框与框架之间无泄漏；
方向性：注意气流方向标识，不得反装；
配套设备：建议搭配压差报警器，实时监测过滤器状态；
更换周期：建议每12~24个月更换一次，或根据压差变化判断；
废弃处理：使用过的HEPA过滤器可能含有病原体，需按医疗废物处理。

5.3 常见品牌推荐

品牌	国家	特点	认证情况
Camfil	瑞典	全球领先，产品线齐全	CE、NSF、FDA
Donaldson	美国	工业与医疗领域广泛使用	ISO、UL、CE
Freudenberg	德国	医疗专用HEPA，耐高温	EN 1822、DIN
苏州安泰	中国	本土品牌，性价比高	GB/T 13554-2020
上海康斐尔	中国	专注于洁净室与医院市场	CE、FDA

六、结论（略）

参考文献

国家标准《GB/T 13554-2020 高效空气过滤器》
国家标准《GB 50346-2011 生物安全实验室建筑技术规范》
行业标准《WS/T 509-2016 重症医学科建设与管理指南》
行业标准《JGJ 40-2020 医疗建筑供暖通风与空气调节设计规范》
European Committee for Standardization. EN 1822:2021, High efficiency air filters (HEPA and ULPA)
ASHRAE Standard 52.2-2017, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size
CDC Guidelines for Environmental Control in Health-Care Facilities, 2003
WHO Technical Report Series No. 961, Annex 9 – Natural ventilation for infection control in health-care settings
百度百科 – HEPA过滤器 https://baike.baidu.com/item/HEPA%E8%BF%87%E6%BB%A4%E5%99%A8
Camfil官方网站 https://www.camfil.com/
Donaldson公司官网 https://www.donaldson.com/
Freudenberg Filtration Technologies官网 https://www.freudenberg-filtration.com/