折叠式初效过滤器在医院新风系统中的部署实践
折叠式初效过滤器在医院新风系统中的部署实践
一、引言
随着我国医疗环境标准的不断提高，医院建筑的空气质量控制日益受到重视。作为医院通风系统的重要组成部分，新风系统承担着为室内提供洁净空气、排除污染物、调节温湿度等多重功能。其中，空气过滤器是保障新风质量的核心设备之一。初效过滤器作为新风系统的首道防线，主要用于拦截空气中较大的颗粒物，如灰尘、毛发、花粉等，防止其进入后续高效过滤器或空调机组，从而延长设备寿命并提升整体运行效率。
近年来，折叠式初效过滤器因其结构紧凑、容尘量大、阻力低、更换方便等优势，在医院新风系统中得到广泛应用。本文将围绕折叠式初效过滤器的技术特点、产品参数、选型依据、安装方式及其在医院实际应用中的部署策略进行系统阐述，并结合国内外权威研究与工程案例，深入分析其在改善医院空气质量、降低交叉感染风险方面的关键作用。
二、折叠式初效过滤器概述
（一）定义与工作原理
折叠式初效过滤器（Folded Panel Pre-filter）是一种采用多层无纺布或合成纤维材料制成的板式空气过滤装置，其核心特征在于滤料以“W”形或波浪形折叠方式排列，显著增加单位体积内的有效过滤面积。当含有颗粒物的空气通过滤网时，较大粒径的悬浮物被物理拦截、惯性碰撞或重力沉降等方式捕获，从而实现空气净化。
相较于传统平板式初效过滤器，折叠式设计可在相同迎风面积下提升30%~50%的过滤效率和容尘能力，同时保持较低的初始压降，适用于对风阻敏感的新风系统。
（二）主要应用场景
根据《GB/T 14295-2019 空气过滤器》国家标准，初效过滤器主要用于去除粒径大于5μm的颗粒物，适用于以下场所：
- 医院门诊楼、住院部、手术室辅助区
- 实验室、药房、洁净走廊
- 中央空调系统前端预处理
- 工业厂房、商业楼宇等一般通风环境
在医院环境中，由于人员密集、病原微生物传播风险高，且存在大量皮屑、纤维、尘螨等过敏源，折叠式初效过滤器成为保障室内空气质量的第一道屏障。
三、产品技术参数与性能指标
以下是典型折叠式初效过滤器的主要技术参数对照表，涵盖国内外主流品牌产品规格：
| 参数项 | 国产型号A（如：科瑞昌KC-FP1） | 国产型号B（如：亚都YD-PF200） | 进口型号C（如：Camfil FP600） | 进口型号D（如：Donaldson Endura P1） |
|---|---|---|---|---|
| 外形尺寸（mm） | 484×484×20/25/46可选 | 595×595×25 | 610×610×25 | 508×508×25 |
| 框架材质 | 铝合金/镀锌钢板 | 聚丙烯塑料 | 防腐涂层钢框 | 耐腐蚀聚合物 |
| 滤料材质 | PET+熔喷无纺布复合 | 聚酯纤维 | 合成纤维+热熔胶定型 | 三维立体纤维网 |
| 过滤等级（EN 779:2012） | G3（效率≥80%@5μm） | G4（效率≥90%@5μm） | G4 | G4 |
| 初始阻力（Pa） | ≤30 | ≤35 | ≤28 | ≤30 |
| 终阻力设定值（Pa） | 100~120 | 100 | 100 | 120 |
| 容尘量（g/m²） | ≥500 | ≥600 | ≥700 | ≥750 |
| 额定风速（m/s） | 0.8~1.2 | 1.0 | 1.2 | 1.3 |
| 使用寿命（月） | 3~6（视环境而定） | 4~8 | 6~12 | 6~12 |
| 防火等级 | UL900 Class 2 | GB/T 1927-2008 B1级 | M1级（DIN 5510） | FM Approved |
| 是否可清洗 | 可水洗重复使用 | 不建议清洗 | 一次性使用 | 一次性使用 |
注：以上数据来源于各厂商公开技术手册及第三方检测报告（2023年更新）
从上表可见，进口品牌在容尘量、阻力控制和防火性能方面普遍优于国产产品，但价格通常高出30%-50%。国内企业在性价比和本地化服务方面具备明显优势，尤其适合预算有限的中小型医疗机构。
四、医院新风系统对初效过滤器的需求分析
（一）医院空气质量标准要求
根据中华人民共和国卫生健康委员会发布的《医院空气净化管理规范》（WS/T 368-2012），医院各类区域的空气质量应满足如下要求：
| 区域类型 | PM10限值（mg/m³） | 细菌总数（CFU/m³） | 换气次数（次/小时） | 过滤器配置建议 |
|---|---|---|---|---|
| 普通病房 | ≤0.15 | ≤500 | ≥6 | 初效+中效 |
| 手术室前室 | ≤0.10 | ≤200 | ≥8 | 初效+中效+高效 |
| ICU重症监护室 | ≤0.10 | ≤250 | ≥12 | 初效+中效+亚高效 |
| 发热门诊 | ≤0.10 | ≤400 | ≥10 | 初效+中效（负压隔离） |
该标准明确指出，所有送入室内的新风必须经过至少两级过滤，其中第一级即为初效过滤器。折叠式初效过滤器因具备高容尘量和稳定压降特性，能有效应对医院高人流带来的粉尘负荷波动。
（二）特殊污染源挑战
医院环境存在多种独特污染源，包括：
- 生物气溶胶：咳嗽、打喷嚏产生的飞沫核（<5μm），携带病毒或细菌；
- 药物粉尘：药房调配过程中释放的微粒；
- 皮屑与织物纤维：患者衣物、床单脱落物；
- 消毒副产物：过氧乙酸、含氯制剂挥发气体吸附于颗粒物表面。
尽管初效过滤器无法完全去除亚微米级病原体，但其对>5μm颗粒的高效截留可显著减少后续高效过滤器的负担，避免堵塞导致风量下降，间接提升整个系统的抗污染能力。
据清华大学建筑节能研究中心2021年研究显示，在北京某三甲医院的新风系统中加装G4级折叠式初效过滤器后，中效过滤器平均更换周期由原来的4个月延长至7.2个月，系统能耗降低约9.3%（Zhang et al., Building and Environment, 2021）。
五、折叠式初效过滤器的选型与配置原则
（一）选型依据
在医院新风系统设计阶段，初效过滤器的选型需综合考虑以下因素：
| 影响因素 | 具体说明 |
|---|---|
| 房间用途 | 手术室、ICU等洁净度要求高的区域需选用G4级；普通病房可采用G3级 |
| 室外空气质量 | 北方沙尘天气频繁地区宜提高一级过滤等级 |
| 风量大小 | 单台过滤器处理风量不宜超过额定值的80% |
| 安装空间 | 折叠式过滤器厚度有25mm、46mm等多种规格，需匹配机组法兰尺寸 |
| 维护便利性 | 优先选择带手柄、滑轨式安装结构的产品 |
（二）典型配置方案示例
以某三级甲等综合医院内科楼为例，其新风系统配置如下：
| 楼层 | 功能区 | 新风量（m³/h） | 过滤段配置 | 过滤器型号 | 数量（台） |
|---|---|---|---|---|---|
| 地下一层 | 新风机组房 | 12,000 | 初效+中效 | KC-FP1-G4 | 2 |
| 1F | 门诊大厅 | 8,000 | 初效+中效 | YD-PF200 | 1 |
| 3F | 普通病房区 | 6,000 | 初效+中效 | KC-FP1-G3 | 1 |
| 5F | ICU病房 | 10,000 | 初效+中效+高效 | FP600 + H13 | 1 |
该系统自2022年投入使用以来，全年未发生因过滤器堵塞导致的风机过载故障，PM2.5浓度日均值维持在25μg/m³以下，远低于《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002）规定的75μg/m³限值。
六、安装与运维管理要点
（一）安装注意事项
- 方向标识确认：所有折叠式过滤器均有气流方向箭头标记，必须按指示方向安装，否则会导致滤料塌陷。
- 密封性检查：框架四周应加装密封条，防止旁通漏风。实测表明，1%的泄漏率可使整体过滤效率下降15%以上（ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment, 2020）。
- 支撑结构稳固：大尺寸过滤器（如610×610）需配备托盘或导轨，避免长期受重变形。
（二）运行维护制度
建立科学的维护计划是确保过滤器长期有效运行的关键。推荐执行以下规程：
| 维护项目 | 频率 | 操作内容 |
|---|---|---|
| 压差监测 | 每日 | 记录初效段前后压差，超过终阻力值及时报警 |
| 外观检查 | 每周 | 查看是否有破损、积尘、霉变现象 |
| 更换作业 | 按需 | 当压差达到终阻力或目视严重污损时更换 |
| 清洁处理（仅限可清洗型） | 每季度 | 用清水冲洗晾干，禁止使用化学溶剂 |
值得注意的是，并非所有折叠式初效过滤器均可清洗。部分高端合成纤维滤材虽耐水，但反复清洗会导致纤维松散、效率衰减。美国采暖制冷与空调工程师学会（ASHRAE）明确建议：“一次性使用的过滤器不应尝试清洗复用”（ASHRAE Standard 52.2-2017）。
七、实际应用案例分析
案例一：上海仁济医院东院新风改造项目
该院于2020年启动中央空调系统升级工程，针对原有平板初效过滤器频繁堵塞问题，全面更换为Camfil FP600型折叠式G4过滤器。改造前后对比数据显示：
| 指标 | 改造前（平板式） | 改造后（折叠式） | 提升幅度 |
|---|---|---|---|
| 平均初阻力（Pa） | 45 | 28 | -37.8% |
| 更换频率（月/次） | 2.5 | 6.8 | +172% |
| 风机功耗（kW·h/年） | 18,500 | 15,200 | -17.8% |
| 室内PM10均值（μg/m³） | 89 | 42 | -52.8% |
该项目获得上海市绿色医院建设示范工程称号，相关成果发表于《暖通空调》期刊（Li et al., 2021, Vol.51 No.6）。
案例二：西安交大第一附属医院发热门诊应急改造
2022年冬季疫情高峰期，该院发热门诊面临极高交叉感染风险。工程团队紧急加装带有抗菌涂层的折叠式初效过滤器（型号：AirClean AC-PF4G），其滤料经银离子处理，具备抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌生长的能力。
经第三方检测机构SGS测试，该过滤器对3μm以上颗粒的过滤效率达92.5%，且在连续运行30天后仍保持良好抗菌活性。患者候诊区空气细菌总数由改造前的680 CFU/m³降至210 CFU/m³，显著提升了就诊安全性。
八、发展趋势与技术创新
随着智能建筑与物联网技术的发展，折叠式初效过滤器正朝着智能化、多功能化方向演进：
- 智能压差传感集成：部分新型产品内置无线压力传感器，可实时上传数据至BMS（楼宇管理系统），实现远程监控与自动提醒更换。
- 环保可降解材料应用：欧盟已开始推广使用PLA（聚乳酸）生物基滤料，减少废弃过滤器对 landfill 的负担。
- 静电增强技术：通过驻极工艺赋予滤材永久静电，提升对0.3~1μm颗粒的捕集效率，接近中效过滤器水平。
- 模块化快装设计：采用磁吸式或卡扣连接，缩短更换时间，降低运维成本。
此外，《中国建筑节能“十四五”规划》明确提出要推动公共建筑 HVAC 系统能效提升，鼓励采用高效低阻过滤设备。预计到2025年，全国二级以上医院中采用折叠式初效过滤器的比例将超过70%。
九、常见问题与解决方案
| 问题现象 | 可能原因 | 解决措施 |
|---|---|---|
| 过滤器短时间内严重积尘 | 室外空气含尘量过高或前级无雨棚防护 | 增设防雨百叶、定期清扫进风口周围杂物 |
| 压差上升过快 | 过滤器选型偏小或风量超载 | 核查设计风量，必要时并联多台使用 |
| 出现霉斑或异味 | 潮湿环境下停机时间较长 | 停机期间保持通风干燥，选用防霉滤料 |
| 框架变形 | 安装不当或材质强度不足 | 更换为铝合金加固边框型号 |
| 风量不足 | 多台串联导致总阻力过大 | 优化过滤层级，避免过度配置 |
十、总结与展望
折叠式初效过滤器凭借其优异的过滤性能、合理的成本结构以及良好的适应性，已成为现代医院新风系统不可或缺的关键组件。其在提升空气质量、保护下游设备、降低运维成本等方面展现出显著价值。未来，随着材料科学的进步和智慧医疗基础设施的完善，折叠式初效过滤器将进一步融合传感、通信与自适应调控功能，向更加高效、绿色、智能的方向发展。医院管理者应在系统规划初期充分重视过滤器的选型与布局，结合本地气候条件与使用需求，制定科学合理的配置方案，切实保障医患呼吸健康安全。
==========================昆山昌瑞空调净化技术有限公司 www.cracfilter.com
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