F6袋式過濾器在醫院中央空調係統中的二次過濾應用 1. 引言 隨著現代醫療技術的不斷進步，醫院對空氣質量的要求日益提高。中央空調係統作為醫院建築內空氣調節的核心設施，其運行效率與空氣質量直接關係...
F6袋式過濾器在醫院中央空調係統中的二次過濾應用
1. 引言
隨著現代醫療技術的不斷進步，醫院對空氣質量的要求日益提高。中央空調係統作為醫院建築內空氣調節的核心設施，其運行效率與空氣質量直接關係到患者康複環境、醫護人員工作條件以及院內感染控製水平。在醫院中央空調係統中，空氣過濾是保障空氣質量的關鍵環節。根據空氣過濾效率等級劃分，過濾係統通常分為初效、中效和高效三個階段。其中，F6袋式過濾器作為中效過濾器的一種，廣泛應用於醫院中央空調係統的二次過濾環節，承擔著攔截中等粒徑顆粒物、延長高效過濾器壽命、降低係統能耗等重要功能。
本文將係統闡述F6袋式過濾器在醫院中央空調係統中的二次過濾應用，涵蓋其工作原理、產品參數、性能優勢、安裝與維護要求，並結合國內外權威文獻與實際案例，分析其在醫療環境中的關鍵作用。
2. 醫院中央空調係統對空氣過濾的需求
醫院是人員密集、空氣流通頻繁的特殊場所，尤其在手術室、ICU、隔離病房等區域，對空氣質量的要求極為嚴格。根據《醫院潔淨手術部建築技術規範》（GB 50333-2013）和《綜合醫院建築設計規範》（GB 51039-2014），醫院不同功能區域的空氣潔淨度等級有明確要求。例如：
- 潔淨手術室：需達到ISO 5級（即百級）潔淨度；
- ICU病房：通常要求達到ISO 7級（即萬級）；
- 普通病房及門診區域：需滿足ISO 8級（即十萬級）標準。
為實現上述潔淨度要求，中央空調係統必須配置多級過濾裝置。其中，二次過濾（即中效過濾）是連接初效與高效過濾的關鍵環節，主要功能包括：
- 攔截初效過濾後殘餘的中等粒徑顆粒物（0.5~10μm）；
- 保護後端高效過濾器（如HEPA），防止其過早堵塞；
- 提高中效過濾段的容塵量，延長係統維護周期；
- 降低係統壓降，提升風機運行效率。
在此背景下，F6袋式過濾器因其高容塵量、低阻力、高過濾效率等特點，成為醫院中央空調係統二次過濾的理想選擇。
3. F6袋式過濾器概述
3.1 定義與分類
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G1-G4（初效）、F5-F9（中效）、H10-H14（高效）等級。其中，F6級過濾器屬於中效過濾器範疇，其典型性能指標如下：
| 過濾等級 | 按粒徑分組的平均效率（%） | 計重效率（%） | 典型應用場景 |
|---|---|---|---|
| F5 | 40~55（0.4μm） | ≥80 | 商業建築、普通醫院區域 |
| F6 | 55~65（0.4μm） | ≥85 | 醫院中央空調二次過濾 |
| F7 | 65~80（0.4μm） | ≥90 | 高潔淨要求區域 |
| F8 | 80~90（0.4μm） | ≥95 | 實驗室、製藥車間 |
數據來源：GB/T 14295-2019《空氣過濾器》
F6袋式過濾器采用多袋結構設計，濾材通常為聚酯纖維（PET）或玻璃纖維複合材料，具有較大的過濾麵積和較高的容塵能力。其“袋式”結構可有效增加氣流通過路徑，提升顆粒物捕集效率。
3.2 工作原理
F6袋式過濾器通過以下機製實現顆粒物攔截：
- 慣性碰撞：較大顆粒因氣流方向改變而撞擊濾材表麵；
- 攔截效應：中等顆粒在接近纖維時被直接攔截；
- 擴散效應：微小顆粒因布朗運動與纖維接觸被捕獲；
- 靜電吸附：部分濾材帶有靜電，增強對亞微米顆粒的吸附能力。
由於F6過濾器主要針對0.5~10μm顆粒物，其對細菌、花粉、粉塵、皮屑等生物氣溶膠具有良好的去除效果，尤其適用於醫院環境中對微生物控製的需求。
4. F6袋式過濾器在醫院中央空調係統中的應用
4.1 係統配置中的位置與作用
在典型的醫院中央空調係統中，空氣處理流程如下：
室外空氣 → 初效過濾（G4級） → 二次過濾（F6袋式） → 熱濕處理（表冷/加熱/加濕） → 高效過濾（H13級） → 送風至室內F6袋式過濾器通常安裝在空氣處理機組（AHU）的中效過濾段，位於初效過濾器之後、熱交換器之前。其主要作用包括：
- 保護熱交換器：防止灰塵在表冷器或加熱器表麵沉積，影響換熱效率；
- 減輕高效過濾器負擔：減少進入HEPA過濾器的顆粒物負荷，延長其使用壽命；
- 維持係統風量穩定：高容塵量設計使過濾器在較長周期內保持較低壓降；
- 降低能耗：減少風機克服阻力所需的功率，提升係統能效。
4.2 產品參數與技術指標
以下為典型F6袋式過濾器的技術參數表：
| 參數項 | 技術指標 |
|---|---|
| 過濾等級 | F6（EN 779:2012 / GB/T 14295-2019） |
| 額定風量（m³/h） | 1000 ~ 6000（依型號而定） |
| 初阻力（Pa） | ≤90 Pa（在額定風量下） |
| 終阻力（Pa） | 450 Pa（建議更換值） |
| 過濾效率（0.4μm） | ≥55%（平均效率） |
| 計重效率 | ≥85% |
| 濾材材質 | 聚酯纖維（PET）或玻纖複合材料 |
| 框架材質 | 鍍鋅鋼板或鋁合金 |
| 袋數 | 6袋、8袋、9袋（常見） |
| 容塵量 | ≥600 g/m² |
| 使用壽命 | 6~12個月（視環境而定） |
| 工作溫度範圍 | -20℃ ~ 70℃ |
| 濕度適應範圍 | ≤95% RH（非凝露） |
注：具體參數因製造商而異，建議根據項目需求選擇定製型號。
4.3 安裝與維護要求
為確保F6袋式過濾器在醫院環境中的穩定運行，需遵循以下安裝與維護規範：
（1）安裝要求
| 項目 | 要求說明 |
|---|---|
| 安裝方向 | 必須按照氣流方向安裝，箭頭標識朝向送風側 |
| 密封性 | 框架與箱體間需使用密封條，防止旁通泄漏 |
| 支撐結構 | 多袋式結構需配備金屬骨架，防止濾袋塌陷 |
| 空間預留 | 前後預留≥300mm空間，便於更換與維護 |
（2）維護管理
- 定期更換：建議每6個月檢查一次，當壓差接近終阻力（450Pa）時及時更換；
- 壓差監測：安裝壓差計實時監控過濾器阻力變化；
- 清潔環境：更換時應在低汙染區域操作，避免二次汙染；
- 記錄管理：建立過濾器更換台賬，便於追溯與質量控製。
5. F6袋式過濾器在醫院環境中的性能優勢
5.1 高容塵量與長壽命
F6袋式過濾器采用多袋設計（通常為6~9袋），顯著增加了有效過濾麵積。研究表明，相同風量下，袋式過濾器的容塵量可達板式過濾器的3~5倍（Zhang et al., 2020）。以某三甲醫院為例，其中央空調係統采用F6袋式過濾器後，更換周期由原來的4個月延長至9個月，年維護成本降低約32%。
5.2 低阻力與節能效果
F6袋式過濾器在額定風量下的初阻力通常低於90Pa，遠低於傳統板式中效過濾器（可達120Pa以上）。美國ASHRAE（美國采暖、製冷與空調工程師學會）在《HVAC Systems and Equipment Handbook》中指出，每降低100Pa係統阻力，風機能耗可減少約8%~12%（ASHRAE, 2020）。因此，F6袋式過濾器的應用有助於實現醫院建築的綠色節能目標。
5.3 對微生物的攔截能力
盡管F6過濾器不屬於高效過濾器，但其對0.5~5μm顆粒物的過濾效率可達60%以上，而多數細菌（0.5~5μm）和真菌孢子（3~10μm）正處於此粒徑範圍。清華大學建築節能研究中心的一項研究顯示，在醫院中央空調係統中加裝F6袋式過濾器後，送風中細菌濃度平均降低47.3%（Li et al., 2019）。
6. 國內外研究與應用案例
6.1 國內研究進展
中國疾病預防控製中心在《醫院空氣淨化管理規範》（WS/T 368-2012）中明確指出：“醫院集中空調係統應設置初效、中效、高效三級過濾，中效過濾器宜采用F6及以上等級。”該規範推動了F6級過濾器在醫院中的普及。
北京協和醫院於2018年對其中央空調係統進行升級改造，將原F5板式過濾器更換為F6袋式過濾器。運行一年後檢測數據顯示：
| 指標 | 改造前（F5板式） | 改造後（F6袋式） | 變化率 |
|---|---|---|---|
| 平均阻力（Pa） | 110 | 85 | ↓22.7% |
| 更換頻率（次/年） | 3.0 | 1.3 | ↓56.7% |
| 送風含塵量（mg/m³） | 0.18 | 0.10 | ↓44.4% |
數據來源：協和醫院設備科年報（2019）
6.2 國際應用實踐
在美國，根據《ASHRAE Standard 170-2017 Ventilation of Health Care Facilities》，醫院通風係統中中效過濾器應至少達到MERV 13（相當於F6-F7）等級。哈佛大學醫學院附屬布萊根婦女醫院在其潔淨空調係統中廣泛采用F6袋式過濾器，配合HEPA過濾器，實現了手術室空氣微生物濃度低於100 CFU/m³的高標準（Harvard Medical School, 2021）。
在德國，DIN 1946-4標準要求醫院空調係統中效過濾器效率不低於F6。柏林夏裏特醫院（Charité Hospital）在其新院區建設中，全部采用F6袋式過濾器作為二次過濾單元，並通過智能壓差監控係統實現預測性維護，顯著提升了係統可靠性（Charité, 2020）。
7. 選型與設計建議
在醫院中央空調係統設計中，F6袋式過濾器的選型應綜合考慮以下因素：
| 選型因素 | 建議 |
|---|---|
| 風量匹配 | 根據AHU風量選擇合適規格，避免超負荷運行 |
| 過濾效率 | 優先選擇F6及以上等級，確保對中等顆粒物的有效攔截 |
| 濾材選擇 | 高濕度環境建議選用防潮處理的聚酯濾材 |
| 防火等級 | 醫院場所應選用符合GB 8624 B1級阻燃標準的產品 |
| 智能監控 | 推薦配置壓差報警裝置，實現遠程監控與預警 |
此外，設計時應預留足夠的檢修空間，並考慮過濾器更換的便捷性，避免影響醫院正常運營。
8. 常見問題與解決方案
| 問題現象 | 可能原因 | 解決方案 |
|---|---|---|
| 阻力上升過快 | 初效過濾器失效、環境粉塵濃度高 | 檢查並更換初效過濾器，加強外圍環境清潔 |
| 濾袋塌陷 | 支撐骨架缺失或風速過高 | 加裝金屬骨架，校核風量是否超設計值 |
| 密封泄漏 | 安裝不規範或密封條老化 | 重新安裝並更換密封條，進行漏風檢測 |
| 微生物滋生 | 濾材潮濕或更換不及時 | 控製濕度，定期更換，選用抗菌處理濾材 |
參考文獻
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中華人民共和國住房和城鄉建設部. (2013). 《醫院潔淨手術部建築技術規範》（GB 50333-2013）. 北京: 中國建築工業出版社.
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中華人民共和國國家衛生健康委員會. (2012). 《醫院空氣淨化管理規範》（WS/T 368-2012）. 北京: 中國標準出版社.
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全國暖通空調及淨化設備標準化技術委員會. (2019). 《空氣過濾器》（GB/T 14295-2019）. 北京: 中國標準出版社.
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ASHRAE. (2020). ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.
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ASHRAE. (2017). ANSI/ASHRAE Standard 170-2017: Ventilation of Health Care Facilities. Atlanta: ASHRAE.
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Li, X., Liu, H., & Zhao, M. (2019). Impact of medium-efficiency filters on indoor air quality in hospitals. Indoor Air, 29(4), 567–578. http://doi.org/10.1111/ina.12563
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Harvard Medical School. (2021). Infection Control in Healthcare Ventilation Systems. Boston: Harvard University Press.
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Charité – Universitätsmedizin Berlin. (2020). Annual Report on Hospital Infrastructure and Air Quality Management. Berlin: Charité Press.
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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.
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百度百科. (2023). “袋式過濾器”. http://baike.baidu.com/item/袋式過濾器
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百度百科. (2023). “中央空調係統”. http://baike.baidu.com/item/中央空調係統
（全文約3,600字）
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