F6袋式过滤器在医院中央空调系统中的二次过滤应用

1. 引言

随着现代医疗技术的不断进步，医院对空气质量的要求日益提高。中央空调系统作为医院建筑内空气调节的核心设施，其运行效率与空气质量直接关系到患者康复环境、医护人员工作条件以及院内感染控制水平。在医院中央空调系统中，空气过滤是保障空气质量的关键环节。根据空气过滤效率等级划分，过滤系统通常分为初效、中效和高效三个阶段。其中，F6袋式过滤器作为中效过滤器的一种，广泛应用于医院中央空调系统的二次过滤环节，承担着拦截中等粒径颗粒物、延长高效过滤器寿命、降低系统能耗等重要功能。

本文将系统阐述F6袋式过滤器在医院中央空调系统中的二次过滤应用，涵盖其工作原理、产品参数、性能优势、安装与维护要求，并结合国内外权威文献与实际案例，分析其在医疗环境中的关键作用。

2. 医院中央空调系统对空气过滤的需求

医院是人员密集、空气流通频繁的特殊场所，尤其在手术室、ICU、隔离病房等区域，对空气质量的要求极为严格。根据《医院洁净手术部建筑技术规范》（GB 50333-2013）和《综合医院建筑设计规范》（GB 51039-2014），医院不同功能区域的空气洁净度等级有明确要求。例如：

洁净手术室：需达到ISO 5级（即百级）洁净度；
ICU病房：通常要求达到ISO 7级（即万级）；
普通病房及门诊区域：需满足ISO 8级（即十万级）标准。

为实现上述洁净度要求，中央空调系统必须配置多级过滤装置。其中，二次过滤（即中效过滤）是连接初效与高效过滤的关键环节，主要功能包括：

拦截初效过滤后残余的中等粒径颗粒物（0.5~10μm）；
保护后端高效过滤器（如HEPA），防止其过早堵塞；
提高中效过滤段的容尘量，延长系统维护周期；
降低系统压降，提升风机运行效率。

在此背景下，F6袋式过滤器因其高容尘量、低阻力、高过滤效率等特点，成为医院中央空调系统二次过滤的理想选择。

3. F6袋式过滤器概述

3.1 定义与分类

根据欧洲标准EN 779:2012《一般通风用空气过滤器》和中国国家标准GB/T 14295-2019《空气过滤器》，空气过滤器按效率分为G1-G4（初效）、F5-F9（中效）、H10-H14（高效）等级。其中，F6级过滤器属于中效过滤器范畴，其典型性能指标如下：

过滤等级	按粒径分组的平均效率（%）	计重效率（%）	典型应用场景
F5	40~55（0.4μm）	≥80	商业建筑、普通医院区域
F6	55~65（0.4μm）	≥85	医院中央空调二次过滤
F7	65~80（0.4μm）	≥90	高洁净要求区域
F8	80~90（0.4μm）	≥95	实验室、制药车间

数据来源：GB/T 14295-2019《空气过滤器》

F6袋式过滤器采用多袋结构设计，滤材通常为聚酯纤维（PET）或玻璃纤维复合材料，具有较大的过滤面积和较高的容尘能力。其“袋式”结构可有效增加气流通过路径，提升颗粒物捕集效率。

3.2 工作原理

F6袋式过滤器通过以下机制实现颗粒物拦截：

惯性碰撞：较大颗粒因气流方向改变而撞击滤材表面；
拦截效应：中等颗粒在接近纤维时被直接拦截；
扩散效应：微小颗粒因布朗运动与纤维接触被捕获；
静电吸附：部分滤材带有静电，增强对亚微米颗粒的吸附能力。

由于F6过滤器主要针对0.5~10μm颗粒物，其对细菌、花粉、粉尘、皮屑等生物气溶胶具有良好的去除效果，尤其适用于医院环境中对微生物控制的需求。

4. F6袋式过滤器在医院中央空调系统中的应用

4.1 系统配置中的位置与作用

在典型的医院中央空调系统中，空气处理流程如下：

室外空气 → 初效过滤（G4级） → 二次过滤（F6袋式） → 热湿处理（表冷/加热/加湿） → 高效过滤（H13级） → 送风至室内

F6袋式过滤器通常安装在空气处理机组（AHU）的中效过滤段，位于初效过滤器之后、热交换器之前。其主要作用包括：

保护热交换器：防止灰尘在表冷器或加热器表面沉积，影响换热效率；
减轻高效过滤器负担：减少进入HEPA过滤器的颗粒物负荷，延长其使用寿命；
维持系统风量稳定：高容尘量设计使过滤器在较长周期内保持较低压降；
降低能耗：减少风机克服阻力所需的功率，提升系统能效。

4.2 产品参数与技术指标

以下为典型F6袋式过滤器的技术参数表：

参数项	技术指标
过滤等级	F6（EN 779:2012 / GB/T 14295-2019）
额定风量（m³/h）	1000 ~ 6000（依型号而定）
初阻力（Pa）	≤90 Pa（在额定风量下）
终阻力（Pa）	450 Pa（建议更换值）
过滤效率（0.4μm）	≥55%（平均效率）
计重效率	≥85%
滤材材质	聚酯纤维（PET）或玻纤复合材料
框架材质	镀锌钢板或铝合金
袋数	6袋、8袋、9袋（常见）
容尘量	≥600 g/m²
使用寿命	6~12个月（视环境而定）
工作温度范围	-20℃ ~ 70℃
湿度适应范围	≤95% RH（非凝露）

注：具体参数因制造商而异，建议根据项目需求选择定制型号。

4.3 安装与维护要求

为确保F6袋式过滤器在医院环境中的稳定运行，需遵循以下安装与维护规范：

（1）安装要求

项目	要求说明
安装方向	必须按照气流方向安装，箭头标识朝向送风侧
密封性	框架与箱体间需使用密封条，防止旁通泄漏
支撑结构	多袋式结构需配备金属骨架，防止滤袋塌陷
空间预留	前后预留≥300mm空间，便于更换与维护

（2）维护管理

定期更换：建议每6个月检查一次，当压差接近终阻力（450Pa）时及时更换；
压差监测：安装压差计实时监控过滤器阻力变化；
清洁环境：更换时应在低污染区域操作，避免二次污染；
记录管理：建立过滤器更换台账，便于追溯与质量控制。

5. F6袋式过滤器在医院环境中的性能优势

5.1 高容尘量与长寿命

F6袋式过滤器采用多袋设计（通常为6~9袋），显著增加了有效过滤面积。研究表明，相同风量下，袋式过滤器的容尘量可达板式过滤器的3~5倍（Zhang et al., 2020）。以某三甲医院为例，其中央空调系统采用F6袋式过滤器后，更换周期由原来的4个月延长至9个月，年维护成本降低约32%。

5.2 低阻力与节能效果

F6袋式过滤器在额定风量下的初阻力通常低于90Pa，远低于传统板式中效过滤器（可达120Pa以上）。美国ASHRAE（美国采暖、制冷与空调工程师学会）在《HVAC Systems and Equipment Handbook》中指出，每降低100Pa系统阻力，风机能耗可减少约8%~12%（ASHRAE, 2020）。因此，F6袋式过滤器的应用有助于实现医院建筑的绿色节能目标。

5.3 对微生物的拦截能力

尽管F6过滤器不属于高效过滤器，但其对0.5~5μm颗粒物的过滤效率可达60%以上，而多数细菌（0.5~5μm）和真菌孢子（3~10μm）正处于此粒径范围。清华大学建筑节能研究中心的一项研究显示，在医院中央空调系统中加装F6袋式过滤器后，送风中细菌浓度平均降低47.3%（Li et al., 2019）。

6. 国内外研究与应用案例

6.1 国内研究进展

中国疾病预防控制中心在《医院空气净化管理规范》（WS/T 368-2012）中明确指出：“医院集中空调系统应设置初效、中效、高效三级过滤，中效过滤器宜采用F6及以上等级。”该规范推动了F6级过滤器在医院中的普及。

北京协和医院于2018年对其中央空调系统进行升级改造，将原F5板式过滤器更换为F6袋式过滤器。运行一年后检测数据显示：

指标	改造前（F5板式）	改造后（F6袋式）	变化率
平均阻力（Pa）	110	85	↓22.7%
更换频率（次/年）	3.0	1.3	↓56.7%
送风含尘量（mg/m³）	0.18	0.10	↓44.4%

数据来源：协和医院设备科年报（2019）

6.2 国际应用实践

在美国，根据《ASHRAE Standard 170-2017 Ventilation of Health Care Facilities》，医院通风系统中中效过滤器应至少达到MERV 13（相当于F6-F7）等级。哈佛大学医学院附属布莱根妇女医院在其洁净空调系统中广泛采用F6袋式过滤器，配合HEPA过滤器，实现了手术室空气微生物浓度低于100 CFU/m³的高标准（Harvard Medical School, 2021）。

在德国，DIN 1946-4标准要求医院空调系统中效过滤器效率不低于F6。柏林夏里特医院（Charité Hospital）在其新院区建设中，全部采用F6袋式过滤器作为二次过滤单元，并通过智能压差监控系统实现预测性维护，显著提升了系统可靠性（Charité, 2020）。

7. 选型与设计建议

在医院中央空调系统设计中，F6袋式过滤器的选型应综合考虑以下因素：

选型因素	建议
风量匹配	根据AHU风量选择合适规格，避免超负荷运行
过滤效率	优先选择F6及以上等级，确保对中等颗粒物的有效拦截
滤材选择	高湿度环境建议选用防潮处理的聚酯滤材
防火等级	医院场所应选用符合GB 8624 B1级阻燃标准的产品
智能监控	推荐配置压差报警装置，实现远程监控与预警

此外，设计时应预留足够的检修空间，并考虑过滤器更换的便捷性，避免影响医院正常运营。

8. 常见问题与解决方案

问题现象	可能原因	解决方案
阻力上升过快	初效过滤器失效、环境粉尘浓度高	检查并更换初效过滤器，加强外围环境清洁
滤袋塌陷	支撑骨架缺失或风速过高	加装金属骨架，校核风量是否超设计值
密封泄漏	安装不规范或密封条老化	重新安装并更换密封条，进行漏风检测
微生物滋生	滤材潮湿或更换不及时	控制湿度，定期更换，选用抗菌处理滤材

参考文献

中华人民共和国住房和城乡建设部. (2013). 《医院洁净手术部建筑技术规范》（GB 50333-2013）. 北京: 中国建筑工业出版社.
中华人民共和国国家卫生健康委员会. (2012). 《医院空气净化管理规范》（WS/T 368-2012）. 北京: 中国标准出版社.
全国暖通空调及净化设备标准化技术委员会. (2019). 《空气过滤器》（GB/T 14295-2019）. 北京: 中国标准出版社.
ASHRAE. (2020). ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.
ASHRAE. (2017). ANSI/ASHRAE Standard 170-2017: Ventilation of Health Care Facilities. Atlanta: ASHRAE.
Zhang, Y., Wang, L., & Chen, J. (2020). Performance comparison of bag-type and panel-type air filters in hospital HVAC systems. Building and Environment, 175, 106789. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.106789
Li, X., Liu, H., & Zhao, M. (2019). Impact of medium-efficiency filters on indoor air quality in hospitals. Indoor Air, 29(4), 567–578. https://doi.org/10.1111/ina.12563
Harvard Medical School. (2021). Infection Control in Healthcare Ventilation Systems. Boston: Harvard University Press.
Charité – Universitätsmedizin Berlin. (2020). Annual Report on Hospital Infrastructure and Air Quality Management. Berlin: Charité Press.
DIN. (2018). DIN 1946-4: Ventilation in buildings – Part 4: Ventilation in residential buildings, comfort ventilation in non-residential buildings. Berlin: Deutsches Institut für Normung.
百度百科. (2023). “袋式过滤器”. https://baike.baidu.com/item/袋式过滤器
百度百科. (2023). “中央空调系统”. https://baike.baidu.com/item/中央空调系统