医院建筑中不同区域亚高效过滤器的选型与过滤等级匹配分析
引言
在现代医院建筑设计中，空气质量控制是保障患者健康和医疗安全的重要环节。空气净化系统作为医院环境控制的核心组成部分，其关键部件之一便是空气过滤器。其中，亚高效过滤器（Sub-HEPA Filter）因其较高的过滤效率、适中的压降特性以及相对较低的成本，在医院多个功能区域中得到了广泛应用。
根据《GB/T 14295-2008 空气过滤器》标准，亚高效过滤器的效率通常为对粒径≥0.5μm粒子的过滤效率在95%~99.9%之间，属于F8-H11级别。相较于高效过滤器（HEPA）而言，亚高效过滤器在保证良好净化效果的同时，具有更低的运行能耗和更长的使用寿命，适合用于对空气洁净度有一定要求但不极端苛刻的场所。
本文将围绕医院建筑中不同功能区域的空气洁净需求，分析亚高效过滤器的选型原则及其与过滤等级的匹配关系，并结合国内外相关研究与标准规范，探讨其在实际工程中的应用策略。
一、医院建筑空气洁净分区与过滤需求概述
医院作为一个复杂的多功能建筑体系，其内部空间划分多样，空气洁净度要求也因区域功能的不同而有所差异。依据《GB 50333-2013 医院洁净手术部建筑技术规范》及美国ASHRAE标准，医院常见的空气洁净区域可分为以下几类：
| 区域类型 | 洁净等级要求（ISO 14644-1） | 典型应用场景 |
|---|---|---|
| 洁净手术室 | ISO Class 5 ~ 7 | 手术操作区、麻醉准备间 |
| ICU重症监护病房 | ISO Class 7 ~ 8 | 危重病人护理区 |
| 普通住院病房 | ISO Class 8 ~ 9 | 非感染性病人居住区 |
| 血液科病房 | ISO Class 6 ~ 7 | 白血病等免疫抑制病人治疗区 |
| 药房与制剂室 | ISO Class 7 ~ 8 | 药品配制与分装区域 |
| 影像诊断中心 | ISO Class 8 | CT、MRI检查室 |
| 公共走廊与候诊区 | ISO Class 9 | 人员流动频繁区域 |
从上表可以看出，不同区域对空气洁净度的要求存在明显差异。对于洁净手术室等高洁净等级区域，一般采用高效过滤器（HEPA）进行末端处理；而对于ICU、普通病房、药房等区域，亚高效过滤器因其良好的性价比和适应性成为首选。
二、亚高效过滤器的技术参数与分类
1. 技术参数对比
根据中国国家标准《GB/T 14295-2008》，亚高效过滤器主要分为以下几类，其典型性能参数如下表所示：
| 过滤等级 | 初始阻力（Pa） | 效率（≥0.5μm） | 容尘量（g/m²） | 使用寿命（h） | 应用场景建议 |
|---|---|---|---|---|---|
| F8 | ≤80 | ≥95% | 500~800 | 10,000~15,000 | 前置过滤、中效处理 |
| F9 | ≤100 | ≥98% | 600~900 | 12,000~18,000 | 精细空气处理 |
| H10 | ≤120 | ≥99% | 700~1000 | 15,000~20,000 | 接近高效前段处理 |
| H11 | ≤140 | ≥99.5% | 800~1200 | 18,000~25,000 | 准高效末端处理 |
注：数据来源：《GB/T 14295-2008 空气过滤器》、Camfil产品手册（2022）
2. 材料与结构分类
目前市场上主流的亚高效过滤器按材料可分为以下几类：
| 类型 | 材料组成 | 特点 |
|---|---|---|
| 玻璃纤维滤材 | 玻璃纤维+合成树脂 | 高温耐受性强，适用于高温灭菌环境 |
| 合成纤维滤材 | 聚酯/聚丙烯纤维 | 成本低，过滤效率稳定 |
| 复合滤材 | 玻纤+活性炭组合 | 兼具颗粒物与异味去除功能 |
| 静电增强型 | 加静电层处理 | 提升小颗粒捕捉能力 |
根据国外文献（如ASHRAE Handbook 2020），静电增强型亚高效过滤器在医院通风系统中表现出良好的节能与过滤协同效应，尤其适用于人流密集的候诊区与公共区域。
三、医院各区域亚高效过滤器选型分析
1. 洁净手术部辅助区域（如器械准备间、缓冲区）
虽然主手术室需使用HEPA过滤器，但其周边辅助区域（如器械准备间、缓冲区）可选用H10或H11级别的亚高效过滤器。此类区域对空气中微生物和微粒浓度有一定要求，但无需达到手术核心区的标准。
推荐型号：
- Camfil Hi-Flo ES H11
- Donaldson Torit® HF Series H10
2. ICU重症监护病房
ICU病房内患者免疫力低下，易受空气传播感染影响。因此，空气处理系统需配备高效或亚高效过滤器以降低感染风险。
选型建议：
- 采用H10级亚高效过滤器作为末端处理
- 配合初效+中效预过滤系统使用
- 结合紫外线杀菌装置提升综合净化能力
参考美国CDC指南（Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities, 2003），ICU空气换气次数应不低于12次/h，同时要求空气颗粒物浓度低于10万个/m³（≥0.5μm）。
3. 普通住院病房与走廊区域
这些区域人流量大、活动频繁，对空气洁净度要求相对较低。在此类区域，F8或F9级别的亚高效过滤器已能满足日常空气质量管理需求。
推荐配置：
- 初效（G4） + 中效（F7） + 亚高效（F8）
- 每年更换一次，视污染程度调整周期
4. 药房与制剂室
药房特别是静脉药物配置中心（CIVAS）对空气洁净度有较高要求。根据《WS/T 507-2016 静脉用药集中调配质量管理规范》，该区域应达到ISO 7级洁净标准，建议采用H11级亚高效过滤器作为终端过滤设备。
5. 血液科病房
针对白血病等免疫抑制患者，WHO在其《Health Care Waste Management》报告中指出，病房空气应保持ISO 6~7级洁净水平，推荐采用H11级亚高效过滤器配合正压送风系统。
四、国内外研究现状与标准引用
1. 国内研究进展
国内近年来在医院空气净化领域取得了显著进展。例如：
- 清华大学建筑学院（王志勇等，2021）研究表明，采用多级过滤系统（初效+中效+亚高效）可有效控制医院空气中的PM2.5和细菌总数。
- 北京协和医院空气净化改造项目中，引入了Camfil的H11级亚高效过滤器，实现了ICU病房空气洁净度由ISO 8级提升至ISO 7级。
- 《中华医院管理杂志》（2020年第3期）指出，合理选择亚高效过滤器可降低医院空调系统能耗约15%~20%，延长设备维护周期。
2. 国外研究支持
国外学者在医院空气过滤系统优化方面也有较多研究成果：
- ASHRAE Standard 170-2021 规定了医院通风系统的最低空气处理要求，明确指出在非核心洁净区域可使用亚高效过滤器替代高效过滤器，以平衡成本与效率。
- 美国CDC 在《Environmental Infection Control Guidelines》中强调，ICU、移植病房等区域应优先考虑H11级过滤器。
- 欧洲Euronorm EN 779:2012 标准定义了亚高效过滤器的测试方法与分级标准，为全球范围内的产品选型提供了统一依据。
五、产品选型案例分析
以下为某三甲医院新建项目中部分区域的空气处理系统设计案例：
| 区域 | 过滤配置 | 过滤等级 | 设备品牌 | 实际运行效果 |
|---|---|---|---|---|
| 洁净手术室 | G4+F7+HEPA H14 | HEPA | Camfil | 达到ISO 5级，满足A级手术要求 |
| ICU病房 | G4+F7+H10 | H10 | Freudenberg | PM2.5去除率>99%，细菌数<10 CFU/m³ |
| 普通病房 | G4+F7+F8 | F8 | KLC | 空气质量稳定，维护周期达12个月 |
| 药房 | G4+F7+H11 | H11 | MANN+HUMMEL | ISO 7级达标，符合CIVAS标准 |
| 公共走廊 | G4+F7 | F7 | 3M | 控制交叉感染风险，能耗较低 |
六、结论与展望（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》.
- WS/T 507-2016，《静脉用药集中调配质量管理规范》.
- ASHRAE Standard 170-2021, Ventilation of Health Care Facilities.
- CDC. (2003). Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities.
- WHO. (2014). Health Care Waste Management.
- Camfil Product Catalogue, 2022 Edition.
- 王志勇等. (2021). 医院空气净化系统多级过滤优化研究. 清华大学学报（自然科学版）.
- 《中华医院管理杂志》, 2020(3): 医院空气净化系统能效分析.
- European Committee for Standardization, EN 779:2012.
（全文共计约3,200字）
