初效過濾器在醫院手術室空氣處理機組中的應用實踐 一、引言 隨著現代醫學技術的不斷發展，醫院手術室對空氣質量的要求日益提高。手術室作為醫院中重要的治療場所之一，其空氣潔淨度直接關係到患者的術...
初效過濾器在醫院手術室空氣處理機組中的應用實踐
一、引言
隨著現代醫學技術的不斷發展，醫院手術室對空氣質量的要求日益提高。手術室作為醫院中重要的治療場所之一，其空氣潔淨度直接關係到患者的術後感染率和手術成功率。因此，在醫院空氣處理係統中，初效過濾器作為第一道防線，發揮著不可替代的作用。
初效過濾器主要用於攔截空氣中較大顆粒物（如灰塵、毛發、纖維等），以保護後續高效或中效過濾器免受過早堵塞，從而延長整個空氣處理係統的使用壽命，並降低維護成本。尤其在手術室這類對空氣質量要求極高的環境中，初效過濾器的選型與應用顯得尤為重要。
本文將圍繞初效過濾器在醫院手術室空氣處理機組中的應用實踐展開探討，涵蓋其工作原理、產品參數、安裝方式、性能評估、國內外研究進展以及實際案例分析等內容，旨在為醫院空氣淨化工程提供理論支持和技術參考。
二、初效過濾器的基本概念與分類
2.1 初效過濾器定義
根據《GB/T 14295-2008 空氣過濾器》國家標準，初效過濾器是指用於捕集粒徑≥5μm顆粒物的空氣過濾裝置，通常作為空氣處理係統的第一級過濾設備。
2.2 初效過濾器的分類
根據結構形式和材料類型，初效過濾器主要分為以下幾類：
| 類型 | 材料 | 特點 | 應用場景 |
|---|---|---|---|
| 板式初效過濾器 | 合成纖維、無紡布 | 結構簡單、更換方便、阻力低 | 醫院空調係統前端預過濾 |
| 袋式初效過濾器 | 針刺氈、聚酯纖維 | 過濾麵積大、容塵量高 | 大風量空調係統 |
| 折疊式初效過濾器 | 紙質或合成材料 | 占地麵積小、效率穩定 | 空調機組內部安裝 |
2.3 工作原理
初效過濾器主要通過以下幾種機製實現顆粒物的捕捉：
- 慣性碰撞：較大顆粒因慣性偏離氣流方向而撞擊濾材被捕獲；
- 截留效應：顆粒被濾材表麵或孔隙所阻攔；
- 重力沉降：大顆粒在氣流減緩時因重力作用沉降到濾材上；
- 靜電吸附：部分濾材帶有靜電，可增強對細小顆粒的捕捉能力。
三、初效過濾器在醫院手術室空氣處理係統中的作用
3.1 係統構成概述
醫院手術室空氣處理係統一般由新風機組、回風機組、風機盤管、加熱/冷卻盤管、加濕器及多級過濾器組成。其中，初效過濾器通常位於空氣處理機組入口處，承擔初級淨化任務。
3.2 主要功能
- 去除大顆粒汙染物：攔截空氣中的灰塵、毛發、纖維等雜質；
- 保護中高效過濾器：避免後續HEPA或ULPA過濾器因大顆粒堵塞而提前失效；
- 降低係統能耗：減少風機負荷，提升整體運行效率；
- 延長設備壽命：防止灰塵沉積在盤管、風機等關鍵部件上，降低故障率。
3.3 在手術室環境中的特殊意義
根據世界衛生組織（WHO）發布的《Health Aspects of Air Pollution in Indoor Environments》報告指出，醫院手術室空氣中微生物濃度應控製在10 CFU/m³以下。而國內《醫院潔淨手術部建築技術規範》（GB50333-2013）也明確要求手術室空氣淨化係統應具備至少三級過濾（初效+中效+高效）。
由此可見，初效過濾器雖為“初級”設備，但在保障整個係統穩定運行方麵具有決定性作用。
四、初效過濾器的產品參數與選型標準
4.1 常見產品參數對比
| 參數名稱 | 板式初效過濾器 | 袋式初效過濾器 | 折疊式初效過濾器 |
|---|---|---|---|
| 初始阻力(Pa) | 20~50 | 30~60 | 25~45 |
| 終阻力(Pa) | ≤100 | ≤120 | ≤100 |
| 過濾效率(≥5μm) | ≥70% | ≥80% | ≥85% |
| 容塵量(g/m²) | 200~300 | 400~600 | 300~500 |
| 使用壽命(h) | 1000~2000 | 2000~4000 | 1500~3000 |
| 更換周期 | 1~3個月 | 3~6個月 | 2~4個月 |
注：以上數據來源於中國空氣淨化行業協會（CAQI）2023年行業白皮書。
4.2 選型依據
在選擇初效過濾器時，應綜合考慮以下因素：
- 風量需求：根據空氣處理機組的額定風量選擇合適的過濾麵積；
- 環境粉塵濃度：外部空氣含塵量越高，需選用容塵量更大的袋式或折疊式過濾器；
- 空間限製：板式過濾器適合空間有限的場合；
- 維護成本：袋式過濾器雖然初期投資較高，但因其較長的使用壽命，長期來看更具性價比；
- 節能要求：優先選擇初始阻力較低的型號，有助於降低風機能耗。
五、初效過濾器在醫院手術室中的安裝與運行管理
5.1 安裝位置與方式
初效過濾器通常安裝於空氣處理機組的新風入口或混合段之前，確保所有進入係統的空氣首先經過初級過濾。常見的安裝方式包括：
- 水平安裝：適用於大型中央空調機組；
- 垂直安裝：常用於小型空氣處理設備；
- 抽屜式安裝：便於更換和維護，廣泛應用於醫院係統。
5.2 運行管理要點
- 定期巡檢：建議每周檢查一次過濾器壓差計讀數，判斷是否需要更換；
- 壓差監控：當壓差超過終阻力值時，應及時更換；
- 記錄維護日誌：建立完整的更換與清潔記錄，便於追溯；
- 防潮防黴：保持過濾器幹燥，防止滋生細菌；
- 配合清洗係統：部分醫院采用自動噴淋清洗裝置，提高過濾效率並延長使用壽命。
六、國內外研究現狀與文獻綜述
6.1 國內研究進展
我國自20世紀90年代起逐步推廣醫院潔淨手術室建設。清華大學建築學院與北京協和醫院聯合開展的研究表明，在手術室空氣淨化係統中，初效過濾器的有效使用可使後續高效過濾器的使用壽命延長約30%[1]。
此外，根據國家衛生健康委員會發布的《醫院空氣淨化管理規範》，明確要求醫院空氣處理係統必須配備初效+中效+高效三級過濾體係，其中初效過濾器的效率不得低於G4級別（EN779標準）[2]。
6.2 國際研究動態
美國ASHRAE（供暖、製冷與空調工程師協會）在其標準ASHRAE 52.2中規定了空氣過濾器的分級測試方法，其中初效過濾器主要對應MERV 6~8等級。研究表明，初效過濾器雖不能有效去除病毒或細菌，但能顯著降低空氣中PM10和PM2.5的濃度，為後續高效過濾創造良好條件[3]。
歐洲標準化委員會（CEN）發布的EN 779:2012標準中，將初效過濾器分為G1-G4四個等級，其中G4級別的過濾效率可達80%以上（≥5μm），被廣泛應用於醫院、實驗室等高潔淨場所[4]。
七、典型應用案例分析
7.1 案例一：上海瑞金醫院手術室改造項目
項目背景：瑞金醫院原有手術室空氣處理係統存在風阻大、過濾效率低的問題，導致手術室空氣質量不穩定。
解決方案：更換原有過濾器為G4級袋式初效過濾器，並配套安裝壓差報警係統。
實施效果：
| 指標 | 改造前 | 改造後 |
|---|---|---|
| 初效過濾效率 | 65% | 82% |
| 風機能耗(kW/h) | 12.3 | 10.8 |
| 中效過濾器更換周期 | 4個月 | 6個月 |
| 手術室PM2.5濃度(μg/m³) | 68 | 42 |
資料來源：上海市建築科學研究院《醫院潔淨室改造評估報告》（2022）
7.2 案例二：廣州中山大學附屬第一醫院新風係統優化
項目背景：醫院新建潔淨手術部，設計階段即引入高性能初效過濾器。
配置方案：采用折疊式初效過濾器（G4級）+中效F7級+高效H13級組合。
運行結果：
- 初效過濾器平均更換周期達4個月；
- 整體係統壓損下降15%；
- 手術室空氣潔淨度達到ISO 14644-1 Class 7標準。
資料來源：《中國醫院建築與裝備》2021年第6期
八、結論與展望（略）
參考文獻
- 清華大學建築學院, 北京協和醫院. 醫院空氣淨化係統效能評估研究[J]. 《暖通空調》, 2020, 50(4): 22-28.
- 國家衛生健康委員會. 醫院空氣淨化管理規範[S]. 2019.
- ASHRAE Standard 52.2-2017, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size.
- CEN EN 779:2012, Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance.
- 上海市建築科學研究院. 醫院潔淨室改造評估報告[R]. 2022.
- 廣州中山大學附屬第一醫院基建處. 新風係統優化方案總結[Z]. 2021.
- 中國空氣淨化行業協會(CAQI). 2023年中國空氣過濾器行業白皮書[R]. 2023.
（全文約3200字）
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