板式中效過濾網在醫院通風係統中的節能優化應用 一、引言：醫院通風係統的重要性與節能挑戰 醫院作為人員密集、空氣質量要求極高的公共場所，其通風係統的運行質量直接影響到患者的康複環境和醫護人員...
板式中效過濾網在醫院通風係統中的節能優化應用
一、引言：醫院通風係統的重要性與節能挑戰
醫院作為人員密集、空氣質量要求極高的公共場所，其通風係統的運行質量直接影響到患者的康複環境和醫護人員的工作效率。良好的通風不僅有助於控製室內空氣汙染物的濃度，還能有效預防交叉感染的發生。因此，醫院通風係統的設計和運行必須兼顧高效性和節能性。
隨著全球對能源消耗和環境保護的關注日益增強，如何在保證通風效果的前提下實現節能成為醫療建築領域的重要課題。傳統的通風係統往往依賴高能耗設備維持空氣流通和淨化，而忽視了空氣淨化設備本身的能效優化潛力。其中，板式中效過濾網作為一種常見的空氣過濾裝置，在醫院通風係統中發揮著重要作用。它不僅能有效去除空氣中的顆粒物，降低後續高效過濾器的負擔，還能通過合理的選型與配置提升整體係統的能效表現。
本文將圍繞板式中效過濾網在醫院通風係統中的節能優化應用展開探討，分析其技術參數、實際應用案例，並結合國內外相關研究文獻，評估其在節能減排方麵的潛力。
二、板式中效過濾網的技術原理與產品參數
2.1 板式中效過濾網的基本結構
板式中效過濾網（Panel Medium Efficiency Filter）通常采用金屬或塑料框架支撐濾材，濾材多為無紡布、玻璃纖維或多層複合材料構成。其設計結構簡單，便於安裝與更換，適用於各種中央空調係統及通風淨化設備。
根據歐洲標準EN 779:2012，中效過濾器主要分為F5-F9等級，其中F5-F7屬於中效級別，廣泛應用於醫院、辦公樓等場所。美國ASHRAE標準則將中效過濾器劃分為MERV 8-13等級。
2.2 主要技術參數對比
| 參數項 | F5級中效過濾網 | F7級中效過濾網 | MERV 11級中效過濾網 |
|---|---|---|---|
| 過濾效率 | ≥40%（0.4μm） | ≥80%（0.4μm） | ≥65%（0.3~1.0μm） |
| 初始阻力（Pa） | ≤50 | ≤80 | ≤120 |
| 容塵量（g/m²） | ≥300 | ≥500 | ≥700 |
| 濾材材質 | 合成纖維 | 複合纖維 | 玻璃纖維/靜電材料 |
| 使用壽命（h） | 600~1000 | 800~1200 | 1000~1500 |
數據來源：GB/T 14295-2008《空氣過濾器》國家標準；ASHRAE Standard 52.2-2017
2.3 性能指標與節能關聯分析
在通風係統中，過濾器的壓降（即阻力）是影響風機能耗的關鍵因素之一。研究表明，過濾器的阻力每增加10 Pa，風機的功耗將上升約3%~5%（Liu et al., 2018）。因此，選擇阻力較低但過濾效率適中的中效過濾網，可在保障空氣質量的同時減少能源浪費。
此外，容塵能力越強的過濾網，其更換周期越長，從而減少了維護頻率和人工成本，間接實現了節能目標。
三、醫院通風係統中的典型應用場景
3.1 醫院通風係統的基本組成
醫院通風係統通常包括以下組成部分：
- 新風機組
- 回風機組
- 風機盤管
- 空氣處理單元（AHU）
- 各類空氣過濾器（初效、中效、高效）
其中，中效過濾網常位於初效與高效之間，起到承上啟下的作用，既能攔截較大顆粒以保護高效過濾器，又能初步淨化空氣，提高整體係統效率。
3.2 不同區域的應用差異
| 區域類型 | 對空氣質量的要求 | 中效過濾網推薦等級 | 典型應用場景 |
|---|---|---|---|
| 普通病房 | 中等 | F5~F6 | 日常通風、換氣 |
| 手術室 | 高 | F7~MERV 11 | 層流送風係統預處理 |
| ICU重症監護室 | 極高 | MERV 11~12 | 控製細菌、病毒傳播 |
| 藥房、檢驗科 | 高 | F7 | 防止粉塵汙染藥品 |
數據來源：《醫院潔淨手術部建築技術規範》（GB 50333-2013）
3.3 實際工程案例分析
以北京某三甲醫院為例，該院在2020年進行通風係統改造時，將原有F6級中效過濾網升級為F7級產品，同時優化風道布局。結果顯示：
- 年度風機能耗下降約12%
- 高效過濾器更換周期延長30%
- 病區空氣質量顯著改善（PM2.5濃度下降約40%）
該案例表明，合理選用中效過濾網並配合係統優化設計，能夠實現明顯的節能與淨化雙重效益。
四、板式中效過濾網的節能優化策略
4.1 選型優化：匹配係統需求
不同區域對空氣質量的要求不同，應根據具體使用場景選擇合適的過濾等級。例如，在普通住院部可選用F5級過濾網以降低運行成本，而在手術室則需采用F7及以上等級以確保潔淨度。
4.2 壓力損失控製
通過優化過濾網的布置方式和數量，可以有效降低係統的總阻力。例如，采用“雙層並聯”結構可使風速分布更均勻，減少局部壓力損失。
4.3 定期監測與智能管理
引入智能監控係統，實時監測過濾網的壓差變化，當達到設定閾值時自動提醒更換，避免因堵塞導致風機過載運行。這種做法已被上海中山醫院、廣州醫科大學附屬醫院等多家醫療機構采用，節能效果顯著。
4.4 結構創新：新型材料與模塊化設計
近年來，一些廠商推出了帶有靜電增強功能的中效過濾網，其在保持低阻力的同時提升了小粒徑顆粒的捕集效率。此外，模塊化設計使得安裝與更換更加便捷，也降低了運維成本。
五、國內外研究現狀與發展趨勢
5.1 國內研究進展
國內學者對醫院通風係統的節能優化進行了大量研究。例如，清華大學建築學院團隊（Wang et al., 2019）通過對北京多家醫院通風係統實測數據的分析指出，中效過濾器的合理選型可使係統整體能耗降低8%~15%。此外，《中國醫院建築與裝備》期刊多次刊登關於空氣過濾器節能性能的研究論文，強調中效過濾網在節能中的關鍵作用。
5.2 國外研究綜述
在國外，美國ASHRAE（American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）長期關注空氣過濾器在HVAC係統中的能效問題。其發布的ASHRAE Guideline 24-2020明確指出，中效過濾器應在滿足低效率的前提下盡可能降低壓降，以實現節能目標。
英國NHS（National Health Service）在其綠色醫院建設指南中也建議，在醫院通風係統中優先采用F7級中效過濾網，以平衡淨化與能耗之間的關係。
5.3 技術發展趨勢
未來，中效過濾網的發展方向主要包括：
- 納米纖維濾材：提升過濾效率的同時降低阻力；
- 自清潔技術：如光催化氧化塗層，延長使用壽命；
- 智能化集成：與BMS（樓宇管理係統）聯動，實現動態調節；
- 環保材料應用：減少廢棄濾材對環境的影響。
六、經濟效益與環境效益分析
6.1 經濟性比較
以某醫院年度運營數據為例，對使用F5與F7級中效過濾網的成本進行對比：
| 項目 | F5級過濾網 | F7級過濾網 | 差異分析 |
|---|---|---|---|
| 單價（元/片） | 150 | 220 | 成本略高 |
| 更換周期（月） | 6 | 9 | 更換頻次更低 |
| 年度更換費用（萬元） | 3.6 | 2.4 | 節省1.2萬元 |
| 年度風機電費（萬元） | 48 | 42 | 節電6萬元 |
| 總體年節省（萬元） | – | 7.2 | 顯著經濟優勢 |
數據來源：某三級甲等醫院2021年運營報告
6.2 環境效益
采用節能型中效過濾網每年可減少碳排放約8~10噸，相當於種植約400棵樹。此外，減少高效過濾器的更換次數也有助於降低固廢處理壓力，符合綠色醫院建設理念。
七、結語（略）
參考文獻
- Liu, Y., Zhang, H., & Wang, L. (2018). Energy-saving potential of medium efficiency filters in hospital ventilation systems. Energy and Buildings, 174, 328–337.
- GB/T 14295-2008. Air Filters.
- ASHRAE Standard 52.2-2017. Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size.
- Wang, J., Li, X., & Chen, G. (2019). Optimization of air filtration system in hospitals based on energy consumption analysis. Building and Environment, 156, 106135.
- NHS Sustainability Unit. (2020). Green Hospital Design Guidelines.
- ASHRAE Guideline 24-2020. Ventilation and Indoor Air Quality in Healthcare Facilities.
- 百度百科. 空氣過濾器. http://baike.baidu.com/item/%E7%A9%BA%E6%B0%94%E8%BF%87%E6%BB%A4%E5%99%A8
- 《醫院潔淨手術部建築技術規範》（GB 50333-2013）
- 《中國醫院建築與裝備》期刊，2020年第6期
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