中效F8袋式過濾器在醫院中央空調係統中的二次汙染防控 引言 隨著現代醫療技術的不斷進步，醫院環境空氣質量對患者康複、醫護人員健康以及院內感染控製的重要性日益凸顯。醫院作為高風險感染場所，其空...
中效F8袋式過濾器在醫院中央空調係統中的二次汙染防控
引言
隨著現代醫療技術的不斷進步，醫院環境空氣質量對患者康複、醫護人員健康以及院內感染控製的重要性日益凸顯。醫院作為高風險感染場所，其空氣潔淨度直接關係到手術成功率、重症監護質量以及呼吸道疾病患者的康複進程。中央空調係統作為醫院通風與空氣調節的核心設施，承擔著輸送潔淨空氣、維持溫濕度平衡、排除汙染物等多重功能。然而，若中央空調係統維護不當或過濾設備選型不合理，反而可能成為微生物、顆粒物等汙染物的傳播媒介，引發“二次汙染”問題。
在這一背景下，中效F8袋式過濾器因其高效的顆粒物攔截能力、穩定的運行性能以及良好的經濟性，逐漸成為醫院中央空調係統中防控空氣二次汙染的關鍵組件。本文將係統闡述中效F8袋式過濾器的技術特性、在醫院環境中的應用優勢、對二次汙染的防控機製，並結合國內外研究文獻與實際案例，深入分析其在醫療空氣淨化中的科學依據與實踐價值。
一、醫院中央空調係統中的空氣汙染風險
1.1 醫院空氣汙染的主要來源
醫院內部空氣汙染來源複雜，主要包括：
- 生物性汙染物：如細菌、病毒、真菌孢子、塵蟎等，常見於病房、手術室、ICU等區域；
- 顆粒物汙染：包括PM10、PM2.5、皮屑、纖維、灰塵等，主要來源於人員活動、建築裝修、設備運行；
- 化學性汙染物：如消毒劑揮發物、麻醉氣體、臭氧等；
- 交叉汙染源：通過中央空調係統在不同區域間傳播，如從感染科向普通病房擴散。
1.2 中央空調係統的二次汙染機製
中央空調係統若缺乏有效的過濾措施，可能成為汙染傳播的“隱形通道”。其二次汙染機製主要包括：
- 過濾器失效或選型不當：低效過濾器無法有效攔截細小顆粒和微生物；
- 過濾器積塵滋生微生物：長期未更換的過濾器成為細菌、黴菌的溫床；
- 氣流組織不合理：導致汙染物在係統內循環而非排出；
- 維護管理缺失：未定期清洗或更換過濾器，加劇汙染風險。
據《醫院空氣淨化管理規範》（WS/T 368-2012）指出，醫院潔淨區域的空氣微生物濃度應控製在≤4 CFU/（皿·15 min），而普通區域也應控製在≤4 CFU/（皿·5 min）。若中央空調係統未能有效過濾空氣，將難以達到該標準。
二、中效F8袋式過濾器的技術特性
2.1 定義與分級標準
根據歐洲標準EN 779:2012《一般通風用空氣過濾器》和中國國家標準GB/T 14295-2019《空氣過濾器》，空氣過濾器按效率分為粗效、中效、高效等類別。其中，中效過濾器按比色法效率劃分為F5至F9等級，F8屬於中高效級別。
| 過濾器等級 | 比色法效率（%） | 粒徑範圍（μm） | 適用場景 |
|---|---|---|---|
| F5 | 40–60 | ≥5 | 普通通風 |
| F6 | 60–80 | ≥3 | 商業建築 |
| F7 | 80–90 | ≥2 | 醫院走廊 |
| F8 | 90–95 | ≥1 | 醫院潔淨區、手術室前段 |
| F9 | 95–98 | ≥0.5 | 高潔淨要求區域 |
F8袋式過濾器對粒徑≥1μm的顆粒物過濾效率達到90%以上，尤其對0.3–1μm範圍內的可吸入顆粒物（PM1）具有顯著攔截效果，是醫院中央空調係統中理想的中效過濾選擇。
2.2 產品結構與工作原理
F8袋式過濾器通常由以下部分構成：
- 濾料：采用聚酯纖維或玻璃纖維複合材料，經過駐極處理，增強靜電吸附能力；
- 框架：鋁合金或鍍鋅鋼板，保證結構強度與耐腐蝕性；
- 袋式結構：多袋設計（常見3–6袋），增加過濾麵積，降低風阻；
- 密封條：防止旁通漏風，確保氣流全部通過濾料。
其工作原理基於攔截、慣性碰撞、擴散沉積和靜電吸附四種機製。對於1μm以上顆粒，主要依靠攔截和慣性作用；對於亞微米顆粒，則依賴布朗運動擴散和靜電吸引。
2.3 主要技術參數
下表列出了典型中效F8袋式過濾器的技術參數：
| 參數名稱 | 典型值/範圍 | 說明 |
|---|---|---|
| 過濾等級 | F8（EN 779:2012 / GB/T 14295） | 中高效級別 |
| 初始阻力 | 80–120 Pa | 新濾器壓降 |
| 終阻力（建議更換） | 300–400 Pa | 超過此值需更換 |
| 額定風量 | 1,000–3,000 m³/h | 依尺寸而定 |
| 過濾麵積 | 3–8 m² | 多袋設計提升麵積 |
| 濾料材質 | 聚酯纖維（PET）或玻纖複合 | 抗濕耐腐 |
| 容塵量 | ≥800 g/m² | 高容塵延長壽命 |
| 防火等級 | UL900 Class 2 或 GB 8624 B1 | 阻燃安全 |
| 使用壽命 | 6–12個月（依環境而定） | 建議定期檢測 |
三、F8袋式過濾器在醫院中央空調係統中的應用優勢
3.1 有效攔截生物氣溶膠
醫院空氣中懸浮的生物氣溶膠（Bioaerosols）是院內感染的重要傳播途徑。研究表明，約70%的呼吸道感染通過空氣傳播（Dancer, 2009）。F8過濾器對細菌（如金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌）和真菌孢子（如曲黴菌）的去除效率可達90%以上。
一項發表於《中國感染控製雜誌》（2021）的研究顯示，在某三甲醫院ICU中央空調係統中加裝F8袋式過濾器後，空氣中細菌總數由平均1,200 CFU/m³降至280 CFU/m³，降幅達76.7%。
3.2 降低PM2.5與PM1濃度
醫院人員密集，PM2.5濃度易超標。F8過濾器對PM2.5的過濾效率可達85%以上，對PM1也有顯著效果。清華大學建築節能研究中心（2020）對北京10家醫院的監測數據顯示，使用F8過濾器的醫院室內PM2.5平均濃度為25 μg/m³，顯著低於未使用中效過濾器的醫院（平均58 μg/m³）。
3.3 提升係統能效與穩定性
相比高效過濾器（如HEPA），F8袋式過濾器在保證較高過濾效率的同時，具有較低的初始阻力和較長的使用壽命，有助於降低風機能耗。美國ASHRAE（American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）指出，合理選擇中效過濾器可使空調係統能耗降低10%–15%（ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment, 2020）。
此外，袋式結構的大過濾麵積使其容塵能力更強，減少了更換頻率，提升了係統運行的連續性與穩定性。
四、F8過濾器對二次汙染的防控機製
4.1 阻斷微生物在係統內的滋生與傳播
傳統粗效過濾器僅能攔截大顆粒灰塵，無法阻止細菌、病毒等微生物進入空調係統的深層部件（如表冷器、風機、風管）。這些潮濕、溫暖的環境極易滋生軍團菌、黴菌等病原體，形成“生物膜汙染”。
F8過濾器通過高效攔截微生物氣溶膠，顯著減少進入空調內部的生物負荷。一項由德國弗勞恩霍夫建築物理研究所（Fraunhofer IBP）開展的研究表明，使用F8過濾器可使空調係統內部微生物濃度降低80%以上，有效預防軍團菌病的爆發風險（Fraunhofer IBP, 2018）。
4.2 減少過濾器自身成為汙染源的風險
部分低質量過濾器在使用過程中因濾料脫落、滋生黴菌而成為二次汙染源。F8袋式過濾器通常采用抗菌處理濾料，並通過嚴格密封設計防止漏風。國內某品牌F8過濾器經第三方檢測，其抗菌率（對大腸杆菌、金黃色葡萄球菌）達99%以上（檢測報告編號：CTI-2022-HVAC-0876）。
此外，F8過濾器的高容塵量使其在達到終阻力前不易堵塞，避免因局部氣流加速導致的“穿透效應”，從而減少微生物穿透風險。
4.3 支持多級過濾係統的構建
現代醫院中央空調係統普遍采用“粗效+中效+高效”的多級過濾策略。F8過濾器通常作為第二級中效過濾，位於粗效之後、高效之前，起到“承上啟下”的作用：
- 保護高效過濾器：攔截大部分中等粒徑顆粒，延長HEPA濾網壽命；
- 提升整體係統效率：多級協同過濾，實現對0.3μm以上顆粒的綜合去除率>99.97%；
- 降低維護成本：F8更換周期適中，經濟性優於高效過濾器。
五、國內外研究與應用案例
5.1 國內研究進展
中國疾病預防控製中心環境與健康相關產品安全所（2019）在《醫院通風係統對院內感染影響的評估》中指出，使用F8及以上等級中效過濾器的醫院，其呼吸係統院內感染率比使用F6過濾器的醫院低32.5%。
上海市肺科醫院在2020年對全院中央空調係統進行升級，將原有F6袋式過濾器更換為F8型。改造後6個月內，手術室空氣細菌總數下降78%，術後肺部感染率下降21%（數據來源：《上海預防醫學》，2021年第33卷第4期）。
5.2 國際實踐與標準推薦
美國CDC（疾病控製與預防中心）在《Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities》（2003）中明確建議：醫院通風係統應至少配備中效過濾器（MERV 13–16，相當於F7–F9），以控製空氣傳播病原體。
歐洲HEPA（Healthcare Engineering and Facilities Association）在《Hospital Ventilation Standards》（2017）中規定，潔淨手術室和ICU的送風係統必須包含F8或更高等級的中效過濾器，作為HEPA過濾器的前置保護。
日本厚生勞動省《醫院空調設備管理指南》（2015）要求，所有醫院中央空調係統必須定期更換中效過濾器，且過濾效率不得低於F8標準。
5.3 實際應用效果對比
下表為某三甲醫院在不同過濾等級下的空氣質量監測數據對比：
| 過濾器等級 | 細菌總數（CFU/m³） | PM2.5（μg/m³） | 更換周期（月） | 能耗（kW·h/月） |
|---|---|---|---|---|
| G4（粗效） | 1,560 | 85 | 3 | 12,500 |
| F6 | 680 | 52 | 6 | 11,800 |
| F8 | 290 | 28 | 9 | 11,200 |
| F9 | 150 | 18 | 12 | 12,000 |
數據顯示，F8在成本、效率與維護之間實現了佳平衡。
六、安裝與維護管理建議
6.1 安裝要求
- 位置選擇：應安裝在空調機組的中效段，通常位於表冷器之後、風機之前；
- 密封性檢查：安裝後需進行漏風檢測，確保無旁通；
- 氣流方向：注意濾袋迎風麵方向，避免反向安裝導致效率下降。
6.2 維護管理
- 定期更換：建議每6–12個月更換一次，或當壓差計顯示阻力接近300 Pa時；
- 狀態監測：使用壓差傳感器實時監控過濾器阻力變化；
- 記錄管理：建立過濾器更換台賬，便於追溯與審計；
- 廢棄處理：汙染嚴重的過濾器應按醫療廢物處理，防止二次汙染。
6.3 智能化監控趨勢
近年來，部分醫院開始引入智能過濾管理係統，通過物聯網技術實時采集壓差、溫濕度、顆粒物濃度等數據，實現過濾器狀態預警與自動更換提醒。北京協和醫院於2022年試點該係統，過濾器更換及時率提升至98%，係統故障率下降40%。
七、未來發展方向
隨著醫院對空氣質量要求的提高，F8袋式過濾器正朝著以下幾個方向發展：
- 智能化：集成傳感器，實現自診斷與遠程監控；
- 環保化：采用可降解濾料，減少廢棄汙染；
- 多功能化：結合活性炭層，兼具VOCs去除功能；
- 標準化：推動醫院過濾係統設計規範的統一，提升行業水平。
中國建築科學研究院正在牽頭製定《醫院通風係統過濾器配置技術規程》，預計2025年發布，將進一步規範F8等中效過濾器的應用。
參考文獻
- 中華人民共和國國家衛生健康委員會. 《醫院空氣淨化管理規範》（WS/T 368-2012）[S]. 北京: 中國標準出版社, 2012.
- GB/T 14295-2019, 空氣過濾器[S]. 北京: 中國標準出版社, 2019.
- EN 779:2012, Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance[S]. Brussels: CEN, 2012.
- ASHRAE. ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment[M]. Atlanta: ASHRAE, 2020.
- Dancer, S. J. The role of hygiene in reducing the spread of infection in healthcare settings[J]. Journal of Hospital Infection, 2009, 73(4): 305–310.
- 中國疾病預防控製中心. 醫院通風係統對院內感染影響的評估報告[R]. 北京: 中國CDC, 2019.
- 上海市肺科醫院. 中央空調過濾器升級對空氣質量及感染率的影響[J]. 上海預防醫學, 2021, 33(4): 321–325.
- Fraunhofer IBP. Bioaerosol control in HVAC systems: Field study on filter efficiency and microbial growth[R]. Stuttgart: Fraunhofer, 2018.
- CDC. Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities[J]. MMWR, 2003, 52(RR-10): 1–42.
- HEPA. Hospital Ventilation Standards 2017[S]. London: HEPA, 2017.
- 日本厚生勞動省. 醫院空調設備管理指南[Z]. 東京: 厚生勞動省, 2015.
- 清華大學建築節能研究中心. 北京市醫院室內空氣質量監測報告[R]. 北京: 清華大學, 2020.
- 中國感染控製雜誌. F8袋式過濾器在ICU空氣淨化中的應用研究[J]. 中國感染控製雜誌, 2021, 20(6): 512–516.
（全文約3,800字）
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