袋式中效过滤器在医院洁净手术室空气处理单元中的应用探讨

一、引言

随着现代医学技术的不断进步，医院洁净手术室作为保障外科手术安全和患者术后康复的重要场所，其空气质量控制已成为医疗工程设计中的核心内容。空气净化系统是洁净手术室的关键组成部分，其中空气过滤器则是实现高效空气清洁的核心设备之一。根据过滤效率的不同，空气过滤器可分为初效、中效和高效过滤器（HEPA）。袋式中效过滤器因其较高的容尘量、较低的压降和较长的使用寿命，在医院洁净手术室空气处理单元（Air Handling Unit, AHU）中得到了广泛应用。

本文将围绕袋式中效过滤器的基本原理、结构特点、产品参数、选型标准及其在医院洁净手术室AHU中的实际应用进行深入探讨，并结合国内外相关研究文献，分析其在提高空气质量、降低交叉感染风险及延长系统运行周期等方面的作用。

二、袋式中效过滤器概述

2.1 定义与分类

袋式中效过滤器是一种采用多层无纺布或玻璃纤维等材料制成的袋状结构过滤装置，通常用于捕集空气中粒径在1~5μm之间的悬浮颗粒物。按照国际标准ISO 16890和美国ASHRAE标准，袋式中效过滤器的过滤效率一般介于30%~80%，属于F7-F9级别（按EN 779标准）或ePM1 50%-ePM1 80%（按ISO 16890标准）。

2.2 工作原理

袋式中效过滤器通过物理拦截、惯性碰撞、扩散沉降等机制对空气中的颗粒物进行捕捉。其袋状结构增加了过滤面积，从而提高了容尘能力和过滤效率，同时降低了气流阻力，有助于节能运行。

2.3 结构特点

袋式中效过滤器通常由以下几个部分组成：

• 滤材：常见为合成纤维或玻纤复合材料；
• 支撑骨架：用于保持袋形，防止塌陷；
• 边框：多为镀锌钢板或铝合金材质；
• 密封条：确保安装严密，防止漏风。

三、产品参数与性能指标

3.1 主要技术参数

以下为某主流品牌袋式中效过滤器的技术参数示例（单位：mm）：

数据来源：某知名空气过滤器厂商技术手册

3.2 性能对比表

下表列出了不同类型中效过滤器的主要性能比较：

四、袋式中效过滤器在洁净手术室AHU中的作用

4.1 提升空气质量

洁净手术室对空气质量的要求极高，通常要求空气洁净度达到ISO 14644-1标准中的Class 7或Class 6等级。在AHU中，袋式中效过滤器位于初效与高效过滤器之间，起到承上启下的作用。它不仅能有效去除空气中较大颗粒，还能减少高效过滤器的负担，延长其使用寿命。

研究表明，袋式中效过滤器可显著提升AHU系统的整体过滤效率。例如，Zhang et al.（2021）在中国某三甲医院的研究中发现，在使用F8级袋式中效过滤器后，手术室内PM2.5浓度下降了约62%，显著改善了空气质量。

4.2 延长高效过滤器寿命

高效过滤器（HEPA）价格昂贵且更换复杂，若前段过滤不充分，容易导致其提前堵塞失效。袋式中效过滤器由于其较大的容尘能力，能够有效截留大量中等粒径颗粒，减轻高效过滤器的负荷。据Wang et al.（2020）研究，采用袋式中效过滤器的AHU系统中，HEPA平均使用寿命延长了约30%。

4.3 降低能耗

由于袋式中效过滤器具有较低的初始阻力和良好的通风性能，因此可以有效降低风机运行功率，从而实现节能目的。美国ASHRAE Standard 55指出，合理的过滤系统配置可使空调系统能耗降低10%以上。

五、袋式中效过滤器在医院AHU中的选型与布置

5.1 选型原则

在选择袋式中效过滤器时，应综合考虑以下因素：

• 空气洁净度要求：根据手术室等级（如百级、千级、万级）确定所需过滤效率；
• 风量匹配：确保过滤器额定风量与AHU送风量相匹配；
• 阻力控制：避免因阻力过高影响系统运行效率；
• 环境条件：考虑温湿度、腐蚀性气体等因素；
• 维护便利性：便于定期更换和清洗。

5.2 安装位置

在洁净手术室AHU系统中，袋式中效过滤器通常安装在以下位置：

• 风机后段：以保护高效过滤器免受大颗粒污染；
• 混合段之后：处理新风与回风混合后的空气；
• 预热/冷却段之前：防止灰尘在换热器表面沉积。

5.3 安装注意事项

• 确保安装框架密封良好，防止旁通泄漏；
• 定期监测压差变化，及时更换失效滤材；
• 安装方向需符合气流方向标识；
• 使用专业工具进行拆卸和更换，避免损伤滤袋。

六、国内外研究现状与案例分析

6.1 国内研究进展

近年来，国内学者对袋式中效过滤器在医疗环境中的应用进行了广泛研究。李晓峰等（2019）在《暖通空调》期刊中指出，袋式中效过滤器配合高效过滤器可将手术室空气含菌量控制在1 cfu/m³以下，远优于国家标准要求。

张磊等（2020）在武汉某大型综合医院改造项目中引入F8级袋式中效过滤器，结果表明术后感染率下降了15%，空气洁净度明显提升。

6.2 国外研究实践

在美国，ASHRAE Handbook 2020明确指出，洁净手术室AHU中推荐使用F7及以上级别的中效过滤器。Johns Hopkins Hospital在其新建手术中心中采用了DuraLife系列袋式中效过滤器，配合HEPA实现了Class 6级洁净度标准，且年维护成本下降了20%。

欧洲方面，德国DIN 1946-4标准规定，医院洁净区域必须设置至少两级中效过滤，推荐使用袋式结构以增强容尘能力。慕尼黑大学附属医院的研究显示，袋式中效过滤器在连续运行一年后仍保持稳定过滤效率，未出现明显压降升高现象。

七、袋式中效过滤器的运行维护与管理

7.1 日常监测与维护

为确保袋式中效过滤器持续高效运行，建议采取以下措施：

• 定期记录压差变化，判断是否需要更换；
• 每季度检查密封性，防止漏风；
• 清洁外部框架及连接部件；
• 记录更换时间及型号，建立运维档案。

7.2 更换标准

一般情况下，当袋式中效过滤器的压差达到制造商规定的终允许阻力（通常为250 Pa）时，应及时更换。此外，若发现滤袋破损、变形或过滤效率明显下降，也应立即更换。

7.3 废弃处理

废弃的袋式中效过滤器可能携带病原微生物，应按照医院废物管理规范进行分类处置，通常采用高温焚烧或专业回收方式处理。

八、发展趋势与未来展望

随着医院洁净工程技术的发展，袋式中效过滤器也在不断优化升级。未来发展方向主要包括：

• 智能化监测：集成传感器实时监测压差、过滤效率；
• 新型材料应用：如纳米纤维、抗菌涂层等提升过滤性能；
• 模块化设计：便于快速更换与维护；
• 节能环保：开发低阻高效产品，降低系统能耗；
• 标准化建设：推动国内标准与国际接轨，提升产品质量一致性。

参考文献

1. 张磊, 李娜, 王强. 袋式中效过滤器在医院洁净手术室中的应用研究[J]. 洁净与空调技术, 2020(4): 45-49.

2. 李晓峰, 陈华. 洁净手术室空气过滤系统优化设计[J]. 暖通空调, 2019, 49(12): 78-82.

3. Wang Y., Li X., Zhang H. Performance evaluation of bag-type medium efficiency filters in hospital air handling units. Journal of Hospital Engineering, 2020, 12(3): 211-218.

4. Zhang Y., Liu J., Chen M. Application of F8 bag filter in Class I operating room air purification system. Chinese Journal of Infection Control, 2021, 20(2): 105-110.

5. ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment. Atlanta: ASHRAE, 2020.

6. DIN 1946-4: Ventilation of buildings – Part 4: Ventilation in healthcare facilities. German Institute for Standardization, 2018.

7. ISO 16890: Air filter for general ventilation – Testing and classification. International Organization for Standardization, 2016.

8. EN 779: Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance. European Committee for Standardization, 2012.

9. Johns Hopkins Medicine. Operating Room Air Quality Improvement Project Report. Internal Technical Document, 2021.

10. University Hospital Munich. Annual HVAC Maintenance Report. Munich, Germany, 2022.

（全文共计约3000字）

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