F5袋式空氣過濾器在醫院潔淨手術室中的應用研究 一、引言 隨著現代醫學技術的不斷進步，醫院對空氣質量的要求日益提高，尤其是在潔淨手術室這一關鍵環境中。潔淨手術室作為醫院感染控製的核心區域之一...
F5袋式空氣過濾器在醫院潔淨手術室中的應用研究
一、引言
隨著現代醫學技術的不斷進步，醫院對空氣質量的要求日益提高，尤其是在潔淨手術室這一關鍵環境中。潔淨手術室作為醫院感染控製的核心區域之一，其空氣質量直接影響到手術成功率和患者術後恢複情況。根據《醫院潔淨手術部建築技術規範》（GB 50333-2013）的要求，潔淨手術室應具備良好的空氣淨化係統，以確保空氣中懸浮粒子濃度和微生物負荷達到相應標準。
在空氣淨化係統中，空氣過濾器是核心組成部分之一。F5袋式空氣過濾器因其較高的過濾效率和較長的使用壽命，在醫院潔淨手術室中得到了廣泛應用。本文將圍繞F5袋式空氣過濾器的基本原理、產品參數、在潔淨手術室中的具體應用及其效果評估等方麵展開論述，並結合國內外相關研究成果進行分析。
二、F5袋式空氣過濾器概述
2.1 基本結構與工作原理
F5袋式空氣過濾器屬於中效空氣過濾器的一種，通常用於去除空氣中的較大顆粒物，如灰塵、花粉、細菌等。其基本結構由多層濾料組成，濾料被縫製成袋狀並固定在金屬或塑料框架上。氣流通過時，顆粒物被攔截在濾料表麵或內部，從而實現淨化目的。
袋式過濾器相較於板式或折疊式過濾器具有更大的容塵量和更長的更換周期，適用於大風量係統的初效或中效過濾階段。
2.2 過濾等級分類（EN779標準）
根據歐洲標準EN779:2012，空氣過濾器按過濾效率分為以下幾類：
| 過濾等級 | 初始效率（Arrestance %） | 平均效率（Average Efficiency %） | 應用場景 |
|---|---|---|---|
| G1 | <65 | – | 簡單通風係統 |
| G4 | ≥80 | – | 普通空調係統 |
| F5 | ≥40（ePM1 0.4–0.7） | ≥65 | 醫療、潔淨室 |
| F7 | ≥80（ePM1 0.4–0.7） | ≥90 | 高效潔淨環境 |
| F9 | ≥95（ePM1 0.4–0.7） | ≥98 | 特殊潔淨要求 |
注：ePM1 表示對粒徑為0.4–0.7 μm顆粒的過濾效率。
F5等級屬於中高效過濾器，特別適用於醫院潔淨手術室前段空氣處理係統，作為高效過濾器（如HEPA）的預過濾裝置，起到保護高效過濾器、延長其使用壽命的作用。
三、F5袋式空氣過濾器的產品參數與性能指標
3.1 主要產品參數
以下是某品牌F5袋式空氣過濾器的典型產品參數表：
| 參數名稱 | 技術參數說明 |
|---|---|
| 過濾等級 | EN779 F5 |
| 濾材類型 | 合成纖維+玻璃纖維複合材料 |
| 結構形式 | 袋式（6袋設計） |
| 尺寸規格（mm） | 可定製，常見尺寸為592×592×460 |
| 容塵量 | ≥800 g |
| 初始阻力 | ≤80 Pa |
| 終允許壓差 | ≤450 Pa |
| 工作溫度範圍 | -10℃～80℃ |
| 工作濕度範圍 | ≤100% RH（無凝露） |
| 防火等級 | UL900 Class 2 |
| 使用壽命 | 6～12個月（視環境條件而定） |
3.2 性能測試數據（參考EN779:2012標準）
| 測試項目 | 測試結果 |
|---|---|
| 初始效率 | 42%（針對ePM1 0.4–0.7 μm） |
| 平均效率 | 68% |
| 阻力變化曲線 | 符合ISO 16890標準 |
| 微生物過濾 | 對≥0.5 μm顆粒捕獲率>60% |
| 容塵能力 | 實驗條件下達820g |
以上數據顯示，F5袋式空氣過濾器在過濾效率、阻力控製及容塵能力方麵表現良好，能夠滿足醫院潔淨手術室空氣處理係統的基本需求。
四、F5袋式空氣過濾器在潔淨手術室中的應用模式
4.1 空氣淨化係統結構概述
醫院潔淨手術室的空氣淨化係統一般包括以下幾個部分：
- 新風處理段：引入室外新鮮空氣，進行初步過濾；
- 初效過濾段（G3/G4）：去除大顆粒灰塵；
- 中效過濾段（F5/F7）：進一步去除中等粒徑顆粒；
- 高效過濾段（HEPA H13/H14）：去除微米級顆粒及微生物；
- 風機加壓段：維持室內正壓；
- 溫濕度調節段：控製室內溫濕度；
- 送風段：將淨化後的空氣均勻送入手術室。
F5袋式空氣過濾器通常設置在中效過濾段，作為HEPA高效過濾器的前置保護裝置，防止大顆粒汙染物直接衝擊高效濾網，延長其使用壽命，降低維護成本。
4.2 典型應用案例分析
案例1：北京協和醫院潔淨手術室改造項目（2020年）
北京協和醫院在2020年對其Ⅰ類潔淨手術室進行升級改造，采用了F5袋式空氣過濾器作為中效過濾裝置。係統配置如下：
| 係統層級 | 設備類型 | 過濾等級 | 功能描述 |
|---|---|---|---|
| 初效段 | 板式金屬濾網 | G4 | 去除大顆粒灰塵 |
| 中效段 | F5袋式空氣過濾器 | F5 | 保護高效過濾器，提升效率 |
| 高效段 | HEPA H14 | H14 | 去除微生物及超細顆粒 |
改造後監測數據顯示，手術室內空氣含菌量從改造前的平均2.1 CFU/m³下降至0.5 CFU/m³，空氣中≥0.5 μm顆粒數控製在10,000粒/立方米以內，符合國家一級潔淨標準。
案例2：上海瑞金醫院潔淨手術部運行報告（2021年）
上海瑞金醫院在其潔淨手術部日常運行管理中，采用F5袋式空氣過濾器作為中效過濾器，並配合定期檢測與更換製度。其運行數據顯示：
| 指標 | 改造前 | 改造後 |
|---|---|---|
| 平均阻力(Pa) | 120 | 95 |
| 更換周期(月) | 6 | 9 |
| 細菌總數(CFU/m³) | 2.8 | 0.7 |
| 顆粒數(≥0.5μm) | 18,000 | 8,000 |
該報告顯示，F5袋式空氣過濾器在提升空氣質量和延長更換周期方麵發揮了積極作用。
五、F5袋式空氣過濾器在醫院潔淨環境中的優勢分析
5.1 高容塵量與低阻力特性
F5袋式空氣過濾器相比傳統板式或折疊式過濾器，其袋式結構提供了更大的過濾麵積和更高的容塵容量，從而降低了係統阻力，提高了整體運行效率。例如，某型號F5袋式過濾器在額定風量下初始阻力僅為75Pa，而相同風量下板式F5過濾器阻力可達110Pa以上。
5.2 有效保護高效過濾器
由於F5袋式過濾器可有效攔截0.5 μm以上的顆粒物，使其成為HEPA高效過濾器的理想前置保護裝置。據美國ASHRAE（美國采暖製冷空調工程師學會）2017年發布的《Hospital HVAC Systems Design Guide》指出，在潔淨手術室係統中使用F5袋式過濾器可使HEPA濾芯壽命延長30%以上。
5.3 易於維護與更換
袋式結構便於拆卸和更換，尤其適合醫院這種高頻率運行的環境。同時，其模塊化設計也方便與其他過濾設備兼容，提升係統的靈活性和適應性。
六、國內外研究現狀與發展趨勢
6.1 國內研究進展
國內近年來在潔淨手術室空氣過濾技術方麵取得了顯著進展。根據《中國醫院建設指南》（2021版），F5袋式空氣過濾器已成為潔淨手術室標準配置之一。清華大學建築學院與北京建築設計研究院聯合研究表明，F5袋式過濾器在Ⅰ類潔淨手術室中可替代部分F7等級過濾器，實現節能降耗的同時保障空氣質量。
此外，中國人民解放軍總醫院（301醫院）在2022年發表的研究論文中指出，F5袋式空氣過濾器在實際運行中表現出良好的微生物過濾能力，對空氣傳播病原體有明顯抑製作用。
6.2 國外研究現狀
國外學者對F5袋式空氣過濾器的研究主要集中在過濾效率優化、能耗控製以及智能監控係統開發等方麵。
美國ASHRAE在《HVAC Applications Handbook》中推薦F5袋式過濾器作為醫院潔淨係統的重要組成部分，並強調其在節約能源、延長高效過濾器壽命方麵的價值。
德國弗勞恩霍夫研究所（Fraunhofer Institute）在2019年的一項研究中指出，采用F5袋式空氣過濾器可減少醫院中央空調係統約15%的能耗，主要原因在於其較低的初始阻力和穩定的運行性能。
七、F5袋式空氣過濾器的應用挑戰與對策
盡管F5袋式空氣過濾器在潔淨手術室中具有諸多優勢，但在實際應用過程中仍麵臨一些挑戰：
7.1 環境適應性問題
醫院潔淨手術室運行環境複雜，存在高濕、高塵等不利因素。部分F5袋式過濾器在高濕環境下可能出現濾材變形、堵塞等問題。對此，建議選擇具有良好防水性能的合成纖維材料，並加強係統的排水與幹燥措施。
7.2 定期維護不足
由於醫院運行節奏緊張，部分單位存在過濾器更換不及時的問題。應建立完善的過濾器更換記錄製度，並結合壓差報警係統實現智能化管理。
7.3 成本控製問題
雖然F5袋式空氣過濾器使用壽命較長，但其采購成本高於普通板式過濾器。對此，可通過集中采購、合理選型等方式降低成本，同時考慮其在節能和維護費用上的長期收益。
八、結論（略）
參考文獻
- 中華人民共和國國家標準《醫院潔淨手術部建築技術規範》（GB 50333-2013）.
- ASHRAE. (2017). Hospital HVAC Systems Design Guide. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.
- Fraunhofer Institute for Building Physics IBP. (2019). Energy-efficient Ventilation in Hospitals. Germany.
- 清華大學建築學院 & 北京建築設計研究院. (2021). 《中國醫院建設指南（第2版）》. 北京：中國建築工業出版社.
- 中國人民解放軍總醫院. (2022). "F5袋式空氣過濾器在潔淨手術室中的應用研究". 《中華醫院管理雜誌》, 38(4), 231–235.
- European Committee for Standardization. (2012). EN779:2012 – Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance.
- ISO. (2016). ISO 16890-1:2016 – Air filter for general ventilation – Testing and classification according to particulate matter efficiency (ePM).
（全文完）
