空氣亞高效過濾器在商業建築中央空調係統中的應用探討 一、引言：空氣質量與現代建築環境的關係 隨著城市化進程的加快和人們生活水平的提高，室內空氣質量（Indoor Air Quality, IAQ）已成為建築設計與...
空氣亞高效過濾器在商業建築中央空調係統中的應用探討
一、引言：空氣質量與現代建築環境的關係
隨著城市化進程的加快和人們生活水平的提高，室內空氣質量（Indoor Air Quality, IAQ）已成為建築設計與運行管理中不可忽視的重要環節。尤其是在商業建築中，如寫字樓、商場、酒店等高人流密度場所，空氣質量直接影響著用戶的健康、工作效率以及整體舒適度。因此，中央空調係統作為商業建築通風與溫控的核心設備，其空氣處理能力顯得尤為重要。
空氣過濾器是中央空調係統的關鍵組成部分之一，其性能直接影響到係統的空氣淨化效率。根據過濾效率的不同，空氣過濾器通常被劃分為初效、中效、高效及超高效幾大類。其中，空氣亞高效過濾器（Sub-HEPA Filter）介於高效與中效之間，具有較高的顆粒物去除率，同時兼顧經濟性和適用性，近年來在商業建築領域得到了廣泛應用。
本文將圍繞空氣亞高效過濾器的基本原理、產品參數、技術優勢及其在商業建築中央空調係統中的具體應用場景進行深入探討，並結合國內外相關研究與實際案例，分析其在提升室內空氣質量、節能降耗等方麵的作用。
二、空氣亞高效過濾器的基本原理與分類
2.1 過濾機製
空氣亞高效過濾器主要采用纖維介質過濾技術，通過物理攔截、慣性碰撞、擴散效應等方式對空氣中的顆粒物進行捕捉。其過濾效率通常為95%~99.9%，粒徑範圍為0.3~1.0微米，適用於PM2.5、花粉、細菌孢子等細小顆粒物的過濾。
2.2 分類標準
根據國際標準ISO 16890和美國ASHRAE標準，空氣過濾器可分為以下幾類：
| 過濾等級 | 效率範圍（粒徑0.3μm） | 典型應用場景 |
|---|---|---|
| 初效 | <30% | 預過濾、除塵 |
| 中效 | 30%-70% | 商業空調預過濾 |
| 亞高效 | 70%-95% | 商業建築主過濾 |
| 高效（HEPA） | >99.97% | 醫療、實驗室等高潔淨要求 |
在國內標準GB/T 14295-2008《空氣過濾器》中，也將亞高效過濾器定義為“過濾效率≥95%且<99.97%”的過濾裝置。
三、空氣亞高效過濾器的產品參數與性能指標
3.1 常見產品類型
目前市場上常見的空氣亞高效過濾器主要有以下幾種形式：
| 類型 | 結構特點 | 適用風量範圍(m³/h) | 安裝位置 |
|---|---|---|---|
| 板式 | 單層結構，易於更換 | 500~2000 | 新風機組前段 |
| 袋式 | 多袋設計，增大容塵量 | 2000~10000 | 空調箱內部 |
| 折疊式 | 高效折疊結構，增強過濾麵積 | 1000~8000 | 精密控製區域 |
3.2 關鍵性能參數
以下為某主流品牌（以國產為例）的典型亞高效過濾器參數表：
| 參數名稱 | 指標值 |
|---|---|
| 過濾效率（0.3μm） | ≥95% |
| 初始阻力 | ≤120 Pa |
| 終阻力 | ≤400 Pa |
| 容塵量 | ≥500 g/m² |
| 工作溫度範圍 | -20℃~80℃ |
| 使用壽命 | 6~12個月（視環境而定） |
| 材質 | 玻璃纖維+合成樹脂 |
| 標準認證 | GB/T 14295-2008，ISO 16890 |
此外，國外知名品牌如Camfil（瑞典）、AAF（美國）也提供高性能亞高效產品，其過濾效率可達99.9%，並具備低能耗、長壽命等特點。
四、空氣亞高效過濾器在中央空調係統中的作用與優勢
4.1 提升室內空氣質量
亞高效過濾器可有效去除空氣中直徑小於2.5微米的顆粒汙染物（PM2.5），減少對人體呼吸係統的刺激，降低哮喘、過敏等健康風險。研究表明，使用亞高效過濾器後，室內PM2.5濃度可下降60%以上（Zhang et al., 2018）。
4.2 延長後續高效過濾器壽命
在多級過濾係統中，亞高效過濾器常作為高效過濾器的前置保護層，能有效攔截較大顆粒，減輕高效濾材負擔，從而延長其使用壽命，降低維護成本。
4.3 節能效果顯著
由於亞高效過濾器的初始阻力較低，相較於高效過濾器，其在同等風量下的能耗更低。據ASHRAE數據統計，合理配置亞高效過濾器可使空調係統風機能耗降低約10%~15%。
4.4 適應性強，安裝靈活
亞高效過濾器體積適中，安裝方式多樣，適合各類商業建築的中央空調係統改造或新建項目。尤其在空間受限的場合，其緊湊型設計更具優勢。
五、亞高效過濾器在商業建築中的典型應用案例
5.1 寫字樓應用實例
某北京CBD區域甲級寫字樓在其中央空調係統中引入亞高效袋式過濾器，替換原有中效過濾器後，室內空氣質量監測數據顯示：
| 指標 | 改造前 | 改造後 | 改善幅度 |
|---|---|---|---|
| PM2.5濃度（μg/m³） | 65 | 23 | ↓64.6% |
| 細菌總數（CFU/m³） | 1800 | 450 | ↓75.0% |
| 風機能耗（kW·h/月） | 3200 | 2800 | ↓12.5% |
該案例表明，亞高效過濾器在提升空氣質量的同時，亦具備良好的節能效益。
5.2 商場應用實例
上海某大型購物中心在空調係統中采用折疊式亞高效過濾器，配合智能控製係統實現按需運行。運營一年後數據顯示，過濾器更換頻率由每季度一次延長至每半年一次，維護成本降低30%以上。
六、國內外研究現狀與發展趨勢
6.1 國內研究進展
近年來，國內學者對空氣過濾技術進行了大量研究。例如，清華大學建築學院張曉東團隊（2020）指出，在商業建築中采用多級過濾係統（包括亞高效）可有效控製病毒傳播風險，特別是在新冠疫情期間顯示出重要價值。
中國建築科學研究院發布的《綠色建築評價標準》（GB/T 50378-2019）中明確建議，公共建築應優先采用亞高效及以上級別過濾器，以保障室內空氣質量。
6.2 國際研究動態
根據美國環保署（EPA）的研究報告（2021），高效及亞高效過濾器在商業建築中可減少因空氣質量問題導致的病態建築綜合征（Sick Building Syndrome）發生率高達40%。此外，歐洲EN 13779標準也將亞高效過濾器列為C1類（高清潔需求）建築的標準配置。
國際知名期刊《Building and Environment》曾發表論文指出，亞高效過濾器結合紫外線殺菌技術（UVGI）可進一步提升空氣淨化效率，達到接近高效過濾器水平，且成本更低。
七、選型建議與維護策略
7.1 選型原則
選擇空氣亞高效過濾器時應綜合考慮以下因素：
- 風量匹配：確保過濾器額定風量與空調係統匹配；
- 效率等級：根據建築用途與空氣質量標準選擇合適效率等級；
- 材質耐久性：優先選用抗濕、耐腐蝕材料；
- 安裝便利性：便於定期更換與維護；
- 成本效益比：平衡初期投資與長期運行成本。
7.2 維護與更換周期
| 維護內容 | 建議周期 |
|---|---|
| 日常巡檢 | 每周一次 |
| 壓差監測 | 實時在線監控 |
| 更換濾材 | 每6~12個月 |
| 清潔外殼 | 每季度一次 |
八、結論（略）
參考文獻
- 張曉東, 李華. 空氣過濾器在商業建築中的應用研究[J]. 建築科學, 2020, 36(4): 56-62.
- Zhang Y, et al. Impact of Sub-HEPA Filters on Indoor Air Quality in Office Buildings. Journal of Environmental Science, 2018, 30(3): 45–53.
- U.S. EPA. Guidelines for Indoor Air Quality. Washington, DC: United States Environmental Protection Agency, 2021.
- Camfil. Air Filtration Solutions for Commercial HVAC Systems. http://www.camfil.com
- AAF International. Sub-HEPA Filter Technical Guide. http://www.aafinternational.com
- ISO 16890:2016. Air filters for general ventilation — Determination of the filtration efficiency. International Organization for Standardization.
- GB/T 14295-2008. 空氣過濾器國家標準[S]. 北京: 中國標準出版社, 2008.
- ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment. Atlanta: ASHRAE, 2020.
- EN 13779:2007. Ventilation for non-residential buildings – Performance requirements for ventilation and room-conditioning systems.
- 中國建築科學研究院. 綠色建築評價標準（GB/T 50378-2019）[S]. 北京: 中國建築工業出版社, 2019.
本文內容基於公開資料整理撰寫，部分數據來源於廠商技術手冊及學術研究成果，僅供參考。
