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文 | 同济大学净化空调研究所沈晋明刘燕敏

摘要：本文介绍了国内外的空气净化器标准，分析了空气净化器标准的控制理念、检测方法、效果评价，以及适用范围与局限性。控制措施是服务于控制对象，工艺环境控制必须遵循各自领域的相应设计规范。医疗环境控制，需要一个有效的保障体系去控制医疗过程和感染风险，将可控因素处于受控状态。因此采用合适、合理的措施是控制医疗环境的关键，而不能简单地照搬空气净化器的标准或指标。

关键词：医疗环境，空气净化器，控制理念，检测方法，技术措施

1. 引言

医疗环境控制取决于医疗过程环境控制要求与感染风险的认定。我国已颁布国家标准GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》[1]和GB51039-2014《综合医院建筑设计规范》[2]给出了最好的答案。在我国已经形成了较为合理的医疗环境控制技术，适应了当前的医疗水平与感控认识的动态发展。但是近年来，家用空气净化器不断推向医疗领域，甚至误用到关键医疗科室的环境控制，引起一些不良后果。为此，本文介绍了国内外的空气净化器标准，分析了空气净化器标准的控制理念、检测方法、效果评价，以及适用范围，应认识到采用合适、合理的措施是控制医疗环境的关键。

2.国内外室内空气净化器标准

GB/T18801-2015《空气净化器》[3]国家标准于2015年9月15日正式公布，已在2016年3月1日正式实施。空气净化器标准自2002年编制以来，2008年修订了一次，这次算是第二次修订了。我国空气净化器标准编制的母本是美国AHAM AC-1“测量便携式家用电动室内空气净化器性能的方法（Method for Measuring the Performance of Portable Household Electric Room Air Cleaners）” [4]。

美国家用电器制造商协会（Association of Home Appliance Manufacturers，以下简称AHAM）在1981年应一些空气净化器厂商要求，设立了一套程序用于测试和认证室内空气净化器。1985年8月AHAM开发并实施了用于测量便携式室内空气净化器的方法，给出了洁净空气量（Clean Air Delivery Rate，以下简称CADR）等指标。提出了标准是规定一个统一的、可重复的过程或标准方法检测家用便携式空气净化器的产品性能。该标准方法提供了可以比较和评估不同品牌和型号的家用便携式空气净化器的相关产品使用的性能指标。笔者在1996年全国暖通空调年会上发表论文介绍过该美国标准，没有引起大家足够重视。AHAM明确该标准仅适用便携式的房间空气净化器。其前提是室内没有室外空气进入，且没有显著、持续的污染源。认为不能用于较大型的空气净化装置，也不能用于整栋房屋或大楼通风系统的净化装置。1988年被美国国家标准协会ANSI认可，该标准被正式命名为ANSI/AHAM AC-1-1988，最新版本为ANSI/AHAM AC-1-2015。尽管不断地对该标准有众多质疑声，但是至今还没有哪个国家标准提出的评价指标可以替代该标准。

便携式室内空气净化器对于居室的单一空间、门窗紧闭，室内空气污染量不大、不会持续发生，风险低，采用空气净化器来降低室内污染不乏是一项适用的措施。所规定的洁净空气量CADR是一项可评价输出无污染空气量的指标，在技术上可行，也是可被验证的，也可用于计算建议适用房间的大小。

AHAM仅仅规定了用居室内空气中常见的烟草烟雾、细尘和花粉3种颗粒物作为评价指标物，来评价空气净化器的CADR。不妨称为颗粒物的CADR。某空气污染物的CADR是该污染物的总衰减常数和自然衰减常数之差与试验室容积（实验室体积规定为29.75m³）的乘积，用m³/min或mm³/h表示。而去除某污染物的净化效率为该污染物的洁净空气量CADR与空气净化器的额定风量的比值。AHAM建议1.5倍的烟草烟雾CADR值作为适用房间的面积。至于大家关注的居室内挥发性有机物VOC等气体污染物，由于对评价指标物和评价方法还有不同意见，至今尚未提出去除有害气体的CADR。笔者1994年上海市自然科学基金的资助下，经过大规模调研首次在国内提出空气品质的评价方法中根据国情提出了用甲醛作为评价室内VOC等气体污染物的评价指标，而不是用国外通常采用的挥发性有机物总量（TVOC）或多组分挥发性有机物（VOCs）。

为弥补单一CADR评价指标的不足，AHAM又颁布了ANSI/AHAM AC-2-2006《便携式家用电器室内空气净化器噪声的测量方法（Method for Sound Testing of Portable Household Electric Room Air Cleaners）》和 AHAM AC-3-2009《便携式家用电器室内空气净化器加速颗粒荷载后的测量方法（Method for Measuring the Performance of Portable Household Electric Room Air Cleaners Following Accelerated Particulate Loading）》

新修订的国家标准GB/T18801-2015《空气净化器》似乎已经跳出了美国AHAM AC-1局限于家用便携式空气净化器的框框，扩大了标准适用产品的范围，原来标准只适用于移动式、台式空气净化器，修订后标准虽然定位于家用和类似用途的空气净化器，但覆盖了小型净化器和风道式净化装置，扩展到专为工业用途及医疗用途设计的空气净化器。

新修订国标明确规定了影响空气净化器净化效果的四项核心指标：即洁净空气量CADR值、累计净化量CCM、能效等级及噪声标准。除了颗粒物CADR，仍用香烟烟雾作为检测气溶胶，试验舱位30m³。还提出了甲醛CADR，规范了对甲醛气体去除率的测试方法。其中，CCM（累计净化量）是一项新指标。CCM定义为CADR值衰减到50%时，累积净化处理目标污染物（颗粒物或甲醛）的总重量，单位为mg。它代表净化器持续净化污染物的能力。同样CCM也分颗粒物CCM和甲醛CCM。其中，颗粒物CCM用P表示，共分为四级，从低到高分别为P1、P2、P3、P4，对应净化颗粒物的总重量分别为3000-5000mg、5000-8000mg、8000-12000mg、12000mg以上，最高级为P4。甲醛CCM用F表示，同样共分为四级，从低到高分别为F1、F2、F3、F4，对应净化甲醛的总重量分别为300-600mg、600-1000mg、1000-1500mg、1500mg以上，最高级为F4。

3．室内空气净化器的评价

新修订国标从产品角度给出了评价空气净化器净化效果的四项核心指标。美国权威的消费报告杂志，从消费者角度给出了10项评价指标：

1）首要是无害；不良气体发生量小，无臭氧。

2）去除有害气体和异味是一个要求，如要期待有益于健康，净化装置要用真正有能力去除VOC排名较高的活性炭。

3）建造质量；壳体，垫圈，密封件，精密装配以消除旁通并确保亚微米颗粒的高效率过滤。

4）在设计上最大程度允许独立更换滤芯提高每个空气过滤段的寿命。理想情况下配置过滤器的电子监控。

5）空气净化器具有过滤器寿命长，维护要求低，运营成本合理。

6）空气净化器产生的噪声水平低，以及标有相对于风量的噪声。

7）制造商应对其在该领域的多种净化器和销售的声誉有追溯记录。保修期与平均使用寿命长，这通常通过更容易更换过滤器来取得。

8）空气净化器在价格/性能比值。关键提供的该值是不是真正对大多数消费者有用的。

9）无污点；净化器和制造商应无集体诉讼，高返修，召回和消费者投诉。很少有合法的消费者的负面评论。

10）空气净化器应是时尚，便携，舒适，方便消费者使用。

空气净化器内置的净化装置，除了传统的空气过滤器、活性炭吸附装置，还有静电除尘装置、紫外线杀菌装置、纳米光催化装置、离子净化装置等。其中有的净化装置会产生臭氧、气态化学物、气味、二次生成的污染物等负面效应。各净化装置的利弊，美国环保署（EPA）对此已有了明确评价[5]。对用于人居环境，安全、无害是第一，更何况是医疗环境。

美国供暖制冷空调工程师学会（ASHRAE）2015年发表了“对过滤和空气净化装置的立场文件（Position Document Filtration and Air-Cleaning Devices）” [6]强调：“采用臭氧反应来净化空气为目的的设备，不能用在人活动的空间中，因为曝露在臭氧及其反应产物对人有负面的健康影响。当使用一些可发生显著臭氧量等副产物、但还不是将臭氧作为空气净化手段的设备，要格外小心。这些设备已引发了潜在的健康风险”。我国标准GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》中8.3.5条规定，非阻隔式空气净化装置不得作为末级净化设施，末级净化设施不得产生有害气体和物质，不得产生电磁干扰，不得有促使微生物变异的作用。这些标准从另一方面给出了空气净化器评价标准的要害或底线。

4. CADR的局限性与适用性

对于CADR美国AHAM也认为有局限性，还可能产生误解与偏见。由于空气净化器出于保护健康采用检测气溶胶的范围为0.1~11μm颗粒（国标检测范围为0.3μm以上的颗粒物），在近30m³的密闭室内检测的是循环效率。而通风用空气过滤器检测采用多分散的气溶胶，是在检测装置中检测的一次通过效率，给出的是不同粒径范围的最低分级效率。另外，AHAM认为CADR不适用于工业或医疗的大型空气净化器，如血液病房或手术室的大型的自循环送风天花，毕竟其检测室的体积太小了。明确对于整栋住宅或大楼通风系统内的净化装置，应采用美国供暖制冷空调工程师学会标准ANSI/ASHRAE 52.2《一般通风用空气净化装置分级粒径效率的测试方法》来评价与选用[7]。

AHAM标准的房间空气净化器原意针对过敏等人群，这几年国内空气净化器销售火爆主要针对室外污染。而医疗环境的净化装置旨在保障医疗与感染控制，要求始终控制室内参数而避免医疗环境失控。由定义CADR值可以表示为去除某污染物的净化效率与该空气净化器额定风量的乘积值。这就是说某类型的空气净化器尽管净化效率较低，其CADR值完全可以靠增大风量来提高。这对不同类型空气净化器性能的评价不妥，但对于单一的居室空间，从健康角度来说也许可以采用。如从洁净室原理讲CADR更是不妥的。不能说将送风系统末端的高效过滤器更换成高中效过滤器只要加大送风量就可以保证受控环境的控制，哪怕该净化装置设计成层流气流也会使受控环境失控。可见，CADR概念不适用医疗环境控制以及对医用空气净化装置的评价。

其次，为保证医疗安全与感染风险的控制，采用的空气净化装置的性能是个关键，特别是应关注净化装置的整个寿命周期内的净化效率与送风质量。净化空调系统定义的空气净化装置的设计效率应该是其整个寿命周期中的最低效率。如空气过滤器的效率。无论中外空气过滤器标准均从测试用气溶胶（如最容易穿透粒径MPPS）与测试方法（如去静电、最低效率报告值MERV）来保证所检测空气过滤器的效率为最低值。还应标明不同粒径范围内的分级效率。这样，空气过滤器随着实际工程使用过程中会不断过滤大气尘、不断积尘而使其效率不断提高，这样就能在整个运行周期内始终保障高风险环境控制要求。医疗环境采用的空气净化产品的净化效率应是一次通过的净化效率，即空气净化装置入口、出口空气中污染物浓度之差与入口空气中污染物浓度之比。而房间空气净化器定义的净化效率是“去除某一空气污染物的洁净空气量CADR与空气净化器额定风量的比值”，是空气净化器在检测室内多次循环的效率，其效率值会很高。即空气净化器对某污染物（如细菌）的标注的净化效率很高，如果设计人员将净化器检测室内的多次循环的检测效率误作通风空调系统的设计效率，应用到高风险环境控制场合，如关键科室的医疗环境，运行一段时间后其效率会不断下降，结果造成环境失控，有的甚至为此承担了法律的责任。

如果空气净化器自带风机，或净化装置设置在通风空调系统内，只要用于医疗环境就要保证整个运行期间要维持其送风量不低于设计风量，以保证医疗环境控制的必要换气次数。这要求所选择的风机性能及其控制装置能够保证在净化装置的阻力无论如何变化总能维持所要求的设计风量。在空气净化器的标准中对此没有规定。而提出的累计净化量CCM指标是指CADR值衰减到50%时累计去除污染物的总量。这就是说空气净化器的CADR（或净化效率或风量）容许在运行中降低。如净化空调系统中使用的空气过滤器，其去除颗粒污染物的总量（即容尘量）是在风量不变的前提下到达终阻力时的积尘量，即整个运行过程中风量与效率不容许降低。容尘量与累计净化量CCM是两种完全不同的概念。

最后，关键医疗环境控制的目标要使医疗环境与感染风险处于受控状态，而不是仅仅使环境控制参数达标，而是应该采用一整套综合措施。仅靠空气净化器在室内自循环单一装置，区域内有序的梯度压差的控制根本无法实现。因此空气净化器无论从控制理念、检测方法，效果评价还是装置设置等均不适用于医疗环境控制。

至于低级别医疗用房的环境控制中使用的带或不带空调功能的净化自循环装置，如净化风机盘管机组或净化立柜式空调器，甚至自循环的送风天花。必须要求满足以下三点：

1）室内必须有集中式空调（新风）系统，自循环净化装置的末端必须配置按空气过滤器标准检测的高中效及其以上过滤效率的空气过滤器；

2）空气净化器内置的过滤器级别必须不低于集中送风系统内的末端配置过滤器级别；

3）自循环净化装置的送风气流不得干扰集中空调送风气流。

由于空气净化器内置的过滤器级别必须不低于集中送风系统内的末端配置过滤器级别，自循环净化装置对室内的贡献率不是CADR，而是附加换气次数[8]。

5. 结语

总之，改善医院内空气品质的三大对策是控制污染源、通风稀释与空气净化。仅用室内空气净化是无法实现，也不可能替代污染源控制与通风稀释。通风空调系统对室内环境控制的三大传统的措施是合适新风量、合理空气过滤与气体吸附。至今没有一些措施可替代新风效应，没有一项产品除尘除菌效率赶得上空气过滤器，也没有一种装置气体净化效果可与活性炭媲美。当然空气过滤器和活性炭吸附装置存在着阻力偏高、需要更换等不足。随着技术进步，空气过滤器的性能提高、阻力下降，价格已经很低了，应该说在我国通风空调系统中采用空气过滤器的性价比相当高了。

控制措施是服务于控制对象，工艺环境控制必须遵循各自领域的相应设计规范。关键科室的医疗环境控制，需要一个有效的保障体系去控制医疗过程和感染风险，消除（或降低）对保护对象任何不利的风险因素，将可控因素处于受控状态。是遵循GB50333《医院洁净手术部建筑技术规范》和GB51039《综合医院建筑设计规范》。而室内空气净化器是依据GB/T18801《空气净化器》。两者毕竟遵循不同的标准体系，采用的检测气溶胶、净化效率检测方法以及所采用的控制措施完全不同，适用范围也不同。从保护人的健康，尤其是呼吸道系统，应控制等于或小于10μm的颗粒（在国内似乎特别关注PM2.5）；而工艺环境控制通常控制大于或等于0.5μm（或≥0.3μm）的粒子。CADR着眼于空气净化器对整个房间的作用，而大多医疗用的局部净化装置更关注局部区域内的洁净度级别。因此采用合适、合理的措施是控制医疗环境的关键。不能将家用空气净化器标准直接照搬到医疗科室，或将CADR和CCM概念用于医疗环境控制，尤其是关键医疗科室的环境控制。同样，我们也不能用传统的净化理论来分析CADR，或将CADR概念应用到净化系统中来，甚至用CADR来指导净化系统设计，否则就会得出错误的结论，无法实现对工艺环境的真正控制。

参考文献

[1] 中国医院协会医院建筑系统研究分会. GB50333－2013医院洁净手术部建筑技术规范[S]. 中国计划出版社，北京，2013

[2]国家卫生和计划生育委员会规划与信息司. GB51039－2014综合医院建筑设计规范[S]. 中国计划出版社，北京，2014

[3] 中国家用电器研究院，GB/T18801-2015空气净化器[S]. 中国计划出版社，北京，2015

[4] AHAM, ANSI/AHAM AC-1-2006 Association of Home Appliance Manufacturers. Method for measuring performance of portable household electric cord-connected room air cleaners[S]., Washington, DC. Jan. 2006

[5] US Environmental Protection Agency, EPA- 402-F-08-004v. Guide to Air Cleaner in the Home. Washington[S]., DC. May 2008

[6] ASHRAE, ASHRAE Position Document Filtration and Air-Cleaning Devices[M]. Atlanta

[7] How is the Performance of an Air Purifier Measured? - Air Purifier Guide, www.airpurifierguide.org