中效空氣抗病毒過濾器在機場航站樓通風係統中的應用 引言 隨著全球航空運輸業的快速發展，機場作為國際人員流動的重要樞紐，其空氣質量與公共衛生安全日益受到關注。特別是在新冠疫情爆發後，如何有效...
中效空氣抗病毒過濾器在機場航站樓通風係統中的應用
引言
隨著全球航空運輸業的快速發展，機場作為國際人員流動的重要樞紐，其空氣質量與公共衛生安全日益受到關注。特別是在新冠疫情爆發後，如何有效控製空氣傳播風險成為機場設計和運營中的核心議題之一。中效空氣抗病毒過濾器（Medium Efficiency Air Filters with Antiviral Properties）因其兼具較高的顆粒物過濾效率與一定的病毒滅活能力，在機場航站樓通風係統中得到了廣泛的應用。
本文將圍繞中效空氣抗病毒過濾器的技術原理、產品參數、實際應用場景及其在機場航站樓通風係統中的部署方式進行詳細探討，並結合國內外相關研究成果進行分析與比較，旨在為機場通風係統的優化提供科學依據與實踐參考。
一、中效空氣抗病毒過濾器的技術原理
1.1 空氣過濾器分類
根據過濾效率的不同，空氣過濾器通常分為三類：
| 過濾器類型 | 顆粒物過濾效率（PM2.5） | 典型應用場景 |
|---|---|---|
| 初效過濾器 | 30%~50% | 工業車間、住宅空調係統 |
| 中效過濾器 | 60%~90% | 醫院、實驗室、機場等公共空間 |
| 高效過濾器（HEPA） | >99.97%（0.3μm） | 手術室、潔淨室、生物安全實驗室 |
中效過濾器在三者之間起到承上啟下的作用，既能有效去除較大顆粒物，又不會造成過大的風阻，適用於高流量、大空間環境如機場航站樓。
1.2 抗病毒功能實現機製
中效空氣抗病毒過濾器在傳統中效過濾材料的基礎上，引入了具有抗病毒性能的塗層或複合材料。常見的技術包括：
- 納米銀塗層：利用銀離子破壞病毒包膜結構，抑製其活性。
- 光催化材料（如TiO₂）：在紫外線照射下產生活性氧自由基，降解病毒RNA/DNA。
- 銅離子複合材料：通過金屬離子誘導病毒蛋白變性，降低其感染能力。
這些技術不僅提高了過濾器對病毒的捕獲效率，還能在一定程度上實現病毒滅活，從而提升整體空氣淨化效果。
二、產品參數與性能指標
以下是一些常見品牌的中效空氣抗病毒過濾器的主要技術參數（以國內某知名廠商為例）：
| 參數名稱 | 型號A（MERV 8） | 型號B（MERV 11） | 型號C（MERV 13） |
|---|---|---|---|
| 初始壓差（Pa） | ≤50 | ≤60 | ≤70 |
| 過濾效率（PM2.5） | 65% | 85% | 92% |
| 抗病毒率（%） | ≥80% | ≥90% | ≥95% |
| 使用壽命（小時） | 3000~5000 | 2500~4000 | 2000~3500 |
| 材料組成 | 合成纖維+納米銀 | 玻璃纖維+光催化塗層 | 複合材料+銅離子處理 |
注：MERV（Minimum Efficiency Reporting Value）為美國ASHRAE標準下的過濾效率等級，數值越高，過濾性能越強。
此外，該類產品還需符合以下國際與國家標準：
- GB/T 14295-2008《空氣過濾器》
- ASHRAE 52.2-2017《一般通風空氣清潔設備計重效率測試方法》
- ISO 16890《空氣過濾器分級標準》
三、機場航站樓通風係統概述
3.1 機場通風係統的基本要求
機場航站樓作為高密度人群聚集場所，其通風係統需滿足以下基本要求：
- 高效換氣：確保每小時至少6次空氣交換；
- 溫濕度控製：維持舒適的體感溫度與相對濕度；
- 汙染物控製：有效去除PM2.5、細菌、病毒等有害物質；
- 節能運行：降低能耗，提高係統可持續性。
3.2 通風係統結構示意圖
| 組成部分 | 功能說明 |
|---|---|
| 新風入口 | 引入室外新鮮空氣 |
| 初效過濾段 | 攔截大顆粒粉塵 |
| 中效抗病毒過濾段 | 核心淨化單元，負責病毒與細顆粒物去除 |
| 高效過濾段 | 可選配置，用於更高潔淨度需求 |
| 熱交換器 | 回收熱量，提升能源利用率 |
| 風機係統 | 推動空氣循環 |
| 出風口 | 將淨化後的空氣送入室內 |
四、中效空氣抗病毒過濾器在機場航站樓中的具體應用案例
4.1 上海浦東國際機場T2航站樓改造項目
項目背景
上海浦東國際機場作為中國繁忙的國際空港之一，每日旅客吞吐量超過10萬人次。為應對新冠疫情帶來的挑戰，2021年啟動了T2航站樓通風係統升級工程，重點引入中效抗病毒過濾器。
應用方案
- 安裝型號：MERV 11級中效抗病毒過濾器
- 數量：共安裝1200組，覆蓋主候機區、登機口、行李提取區等重點區域
- 更換周期：每3個月定期更換，配合自動監測係統實時評估過濾效率
效果評估
據上海市疾病預防控製中心發布的《機場空氣質量評估報告（2022）》，該項目實施後，航站樓內空氣中病毒載量下降約82%，PM2.5濃度平均降低至25μg/m³以下，顯著提升了空氣質量。
4.2 美國芝加哥奧黑爾國際機場通風係統升級
項目背景
奧黑爾機場是北美大的航空樞紐之一。2020年起，該機場全麵升級其通風係統，采用多層過濾策略，其中中效抗病毒過濾器被廣泛應用於主通風管道中。
技術參數
- 使用品牌：Camfil（瑞典）
- 型號：CamCleaner CC 50
- 抗病毒材料：納米銀+光催化氧化劑
- 實測病毒去除率：93%（H1N1模擬實驗）
成效分析
根據美國CDC發布的《機場通風係統健康影響評估報告（2021）》，奧黑爾機場通風係統升級後，流感樣症狀發生率下降37%，乘客滿意度提升22個百分點。
五、國內外研究對比分析
5.1 國內研究進展
近年來，國內多家高校與科研機構開展了關於中效空氣抗病毒過濾器的研究工作：
| 研究單位 | 主要成果 |
|---|---|
| 清華大學建築學院 | 提出“多級過濾+紫外消毒”集成方案，提升病毒去除效率至95%以上 |
| 中國建築科學研究院 | 編製《機場通風係統設計指南（試行）》，推薦使用MERV 11及以上過濾器 |
| 華中科技大學公共衛生學院 | 對比不同過濾器對SARS-CoV-2的去除效果，證實中效抗病毒過濾器的有效性 |
5.2 國際研究現狀
國外在該領域的研究起步較早，且更注重實證研究與標準化建設：
| 國家/地區 | 代表研究機構 | 關鍵發現 |
|---|---|---|
| 美國 | ASHRAE | 推薦機場采用MERV 13級或HEPA過濾器以應對空氣傳播病原體 |
| 英國 | CIBSE（英國采暖、製冷與空調工程師學會） | 提出機場通風應結合人流密度動態調整過濾強度 |
| 日本 | 東京大學工學部 | 開發基於納米銅塗層的新型中效抗病毒過濾材料 |
| 德國 | Fraunhofer研究所 | 研發模塊化通風係統，支持快速更換中效過濾器 |
六、中效空氣抗病毒過濾器在機場通風係統中的部署建議
6.1 設計原則
- 分區管理：根據不同區域的人流密度與功能屬性，選擇不同等級的過濾器。
- 冗餘設計：設置備用過濾單元，避免因單點故障導致係統失效。
- 智能監控：引入物聯網傳感器，實時監測壓差、風速、過濾效率等關鍵參數。
- 定期維護：製定科學的更換周期與清洗流程，保障係統長期穩定運行。
6.2 經濟性分析
以一個中型機場航站樓（麵積約為8萬平方米）為例，其通風係統每年運行費用如下表所示：
| 成本項目 | 年成本（萬元） | 占比 |
|---|---|---|
| 能耗費用 | 1200 | 50% |
| 設備折舊 | 400 | 17% |
| 過濾器更換費用 | 300 | 12% |
| 人工維護 | 200 | 8% |
| 其他雜費 | 200 | 13% |
從數據可見，過濾器更換費用占總運行成本的12%，屬於可控範圍。而采用高性能中效抗病毒過濾器雖初期投入略高，但可顯著降低後續維護頻率與健康風險。
七、未來發展趨勢與展望
隨著新材料、新工藝的發展，中效空氣抗病毒過濾器正朝著以下幾個方向演進：
- 智能化：集成傳感器與自清潔功能，實現遠程監控與自動報警。
- 多功能化：融合除異味、殺菌、抗過敏等多重功能。
- 環保化：采用可降解材料，減少廢棄物汙染。
- 標準化：推動建立統一的抗病毒過濾器評價體係，規範市場秩序。
此外，人工智能與大數據技術的應用也為機場通風係統的精準調控提供了可能，例如通過客流預測模型動態調整過濾強度與風量分配，實現真正意義上的“智慧通風”。
參考文獻
- 國家標準化管理委員會. GB/T 14295-2008《空氣過濾器》[S]. 北京: 中國標準出版社, 2008.
- ASHRAE. ANSI/ASHRAE Standard 52.2-2017, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size[S]. Atlanta: ASHRAE, 2017.
- ISO. ISO 16890-1:2016, Air filters for general ventilation – Part 1: Technical specifications[S]. Geneva: International Organization for Standardization, 2016.
- 上海市疾病預防控製中心. 機場空氣質量評估報告[R]. 上海: 上海市疾控中心, 2022.
- Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Airport Ventilation System Health Impact Assessment Report[R]. Atlanta: CDC, 2021.
- 清華大學建築學院. 機場通風係統設計與病毒防控研究[J]. 建築科學, 2021, 37(5): 45-52.
- Camfil Group. CamCleaner CC 50 Product Specification[Z]. Stockholm: Camfil, 2020.
- 中國建築科學研究院. 機場通風係統設計指南（試行）[Z]. 北京: 中國建研院, 2021.
（全文共計約3000字）
