化纤中效袋式过滤器支持绿色建筑认证的空气品质提升作用

概述

绿色建筑评价把室内空气品质列为核心指标。GB/T 50378-2019 在健康舒适章节设置颗粒物与新风量评分项，LEED v4.1、WELL v2 亦将过滤配置纳入得分路径。化纤中效袋式过滤器（亦称化纤袋式中效过滤器）以合成纤维滤袋构成中间级过滤段，常用于办公与公共建筑新风机组，承担 1～10 μm 颗粒控制任务。

本文依据 GB/T 14295-2008《空气过滤器》、GB/T 18883-2022《室内空气质量标准》与 GB 50736-2012，参照 ISO 16890-1:2016、EN 779:2012、ASHRAE 62.1-2019、ASHRAE 52.2-2017，结合某二星级绿色办公建筑实测，说明产品参数、效率分级、条文对应、配置方法、阻力能耗与更换周期，并引用许钟麟《空气洁净技术原理》、蔡杰《空气过滤器原理与应用》及 Hinds《Aerosol Technology》中的纤维捕集模型。

表 1 化纤中效袋式过滤器基本信息栏

项目	内容	项目	内容
中文名称	化纤中效袋式过滤器	外文名称	Synthetic fiber medium efficiency pocket filter
别名	化纤袋式中效过滤器、袋式中效过滤网	类别	舒适性空调与洁净空调中间级过滤部件
滤料	聚酯（PET）、聚丙烯（PP）梯度无纺布	结构形式	3～8 只锥形滤袋＋金属或塑料外框
效率级别	F5～F9（EN 779）、ePM2.5 50%～95%（ISO 16890）	控制粒径	1～10 μm，兼顾 0.4 μm 附近细颗粒
安装位置	组合式空调机组中效段、新风机组过滤箱	核心指标	计径效率、初阻力、容尘量、额定风量
配套部件	G4 粗效段、压差变送器、检修门、密封条	更换方式	侧面抽屉式整体抽出更换

1 产品定义与结构形式

产品由镀锌钢板或铝合金外框、若干只锥形滤袋及袋内支撑件组成。滤袋以聚酯或聚丙烯熔喷、针刺无纺布超声波缝合，袋口热熔固定于框体。过滤时含尘气流由袋外穿过滤料进入袋内，6 袋并列结构可使有效过滤面积达到迎风面积的 8～12 倍，迎面风速控制在 1.8～2.5 m/s。

每只滤袋中部设分隔筋或缝线，防止送风时袋体相互贴合造成面积损失。蔡杰《空气过滤器原理与应用》指出，袋长与袋数之比决定气流分配均匀性，袋长 600 mm、6 袋结构在 592 mm 模数下应用较多。框体端面贴 EPDM 密封条，阻断未过滤气流旁通。

表 2 典型结构组成与材料

部件	常用材料	功能要求	常见失效形式
锥形滤袋	PET／PP 梯度无纺布	提供过滤面积与容尘空间	袋底磨破、缝线开脱
外框	镀锌钢板、铝合金、阻燃 ABS	尺寸稳定、法兰平整	框角变形、镀层锈蚀
袋口灌封	聚氨酯热熔胶	固定袋体、密封端面	胶缝开裂、局部漏尘
分隔支撑	注塑筋条、镀锌冲孔网	保持袋间距与袋形	筋条脱落、袋体贴合
密封垫	EPDM 发泡胶条	安装面周向密封	压缩残余变形

表 3 常用规格与额定风量

外形尺寸（mm）	袋数	袋长（mm）	有效滤料面积（m²）	额定风量（m³/h）	初阻力（Pa，F7）
592×592×600	6	600	4.6	3400	95
592×592×500	6	500	3.9	3000	105
592×287×600	3	600	2.3	1700	95
592×592×400	8	400	3.4	2800	115
490×592×600	5	600	3.7	2800	100

图 1 化纤中效袋式过滤器的锥形滤袋与镀锌钢板外框

2 滤料特性与捕集机理

滤料采用双组分梯度结构，迎风面为粗旦纤维层，容尘空间较大；背风面为细旦熔喷层，负责拦截细颗粒。纤维直径 1～12 μm，面密度 90～160 g/m²，厚度 3～8 mm，孔隙率 0.88～0.94。Hinds《Aerosol Technology》归纳的惯性碰撞、直接拦截、布朗扩散与静电吸附 4 类机理在该材料中同时作用。

0.4～1 μm 颗粒处于捕集效率谷区，ISO 16890-1:2016 以 ePM1、ePM2.5、ePM10 三段计径效率替代传统计重法评价。驻极处理可提升初始效率，但随容尘与受潮出现衰减。许钟麟《空气洁净技术原理》给出的填充率—阻力关系提示，选型宜按容尘后的稳定态效率取值。高湿地区还需核查滤材防霉等级与框架耐蚀性，避免袋体在梅雨季节出现板结与异味。

表 4 滤料理化参数典型区间

参数	符号	粗旦层	细旦层	试验方法
纤维平均直径	df	8～12 μm	1～4 μm	显微图像法
面密度	W	55～90 g/m²	35～70 g/m²	GB/T 24218.1
厚度	Z	2～5 mm	1～3 mm	GB/T 24218.2
孔隙率	ε	0.92～0.96	0.85～0.92	计算法
透气度	Q	1800～2600 L/(m²·s)	600～1200 L/(m²·s)	GB/T 5453
断裂强力	F	≥ 180 N/5 cm	≥ 60 N/5 cm	GB/T 3923.1

表 5 不同粒径档的计径效率实测（F7，额定风量）

粒径档（μm）	0.3～0.5	0.5～1.0	1.0～2.5	2.5～5.0	5.0～10
洁净态效率（%）	38	55	78	91	96
容尘 200 g 后效率（%）	45	63	84	95	98
ePM 分组归属	ePM1		ePM2.5		ePM10

3 效率等级与国内外标准对照

EN 779:2012 把中效段划分为 F5～F9，以 0.4 μm DEHS 气溶胶平均计径效率定级；ISO 16890-1:2016 改用 ePM 分级并按颗粒物净化效率标注。GB/T 14295-2008 规定大气尘计重效率与人工尘容尘量试验条件，ASHRAE 52.2-2017 以 MERV 1～16 表达，F7 大致对应 MERV 13、ePM2.5 65%～80%。

绿色建筑申报需提交第三方检测报告，载明试验风量、气溶胶种类、初阻力、容尘量与各阶段效率。EN 779 已于 2018 年由 ISO 16890 系列取代，国内既有图纸仍沿用 F 级标注，设计说明宜双标注，避免采购与验收环节出现级别错配。ISO 14644-3:2019 给出的已安装过滤器检漏方法可作补充。

表 6 中效过滤器效率等级对照

EN 779:2012	0.4 μm 平均效率（%）	ISO 16890 参考分组	ASHRAE 52.2 参考 MERV	典型应用
F5	40～60	ePM10 50～65%	MERV 9～10	普通空调回风
F6	60～80	ePM2.5 50～65%	MERV 11～12	一般办公新风
F7	80～90	ePM2.5 65～80%	MERV 13	绿色建筑新风主过滤
F8	90～95	ePM2.5 80～90%	MERV 14	医院、实验室前级
F9	≥ 95	ePM1 80～90%	MERV 15	高要求洁净前级

表 7 检测报告应载明的要素

要素	要求	依据
试验风量与滤速	标注额定风量、迎面风速	GB/T 14295-2008
试验气溶胶	DEHS／KCl 固体或液滴粒径谱	ISO 16890-1:2016
效率曲线	洁净态与容尘各阶段分档效率	ASHRAE 52.2-2017
阻力与容尘量	初阻力、终阻力、累计加尘量	GB/T 14295-2008
结构与阻燃	尺寸偏差、燃烧性能等级	GB 8624-2012

4 绿色建筑评价标准的空气品质条款

GB/T 50378-2019《绿色建筑评价标准》在健康舒适章节要求室内 PM2.5 年均浓度不高于 25 μg/m³、PM10 不高于 50 μg/m³，并对新风量、气流组织与空气净化装置设置评分项。条文说明提出，当室外大气颗粒物浓度较高时，应提高新风处理段过滤级别并给出阻力与更换要求。

控制项还需满足 GB/T 18883-2022 与 GB 3095-2012 限值，评分项关注措施的可核查性。设计文件需列明过滤级别、额定风量、终阻力与压差监测点位，运行阶段留存压差及更换记录。GB 50243-2016 对安装严密性提出验收要求，漏风会直接削弱净化效果。评价还把运行能耗纳入综合指标，过滤级别提高带来的风机增耗需与新风量优化、热回收效率一并权衡。

表 8 GB/T 50378-2019 与空气品质相关条文归纳

条文类别	技术要点	与过滤配置的关联	核查资料
控制项·室内污染物	PM2.5、PM10、甲醛等浓度限值	新风段需具备细颗粒削减能力	检测报告、计算书
评分项·空气净化	设置净化装置并明确级别	F7 及以上中效段可作为措施	设计说明、设备表
评分项·新风量	新风量符合设计且可调节	过滤阻力影响风机工况点	风量平衡记录
评分项·监测	设置 PM2.5 与 CO₂ 监测	压差数据可联动报警	自控点位表
运行阶段·管理制度	清洗、更换与记录制度	按终阻力判定更换时点	维护台账

表 9 室内空气质量主要限值

指标	限值	平均时间	依据
PM2.5	≤ 25 μg/m³（绿色建筑年均值要求）	1 a	GB/T 50378-2019
PM2.5	≤ 50 μg/m³	24 h	GB/T 18883-2022
PM10	≤ 100 μg/m³	24 h	GB/T 18883-2022
CO₂	≤ 0.10%	1 h	GB/T 18883-2022
可吸入颗粒物（室外二级）	PM2.5 ≤ 35 μg/m³	1 a	GB 3095-2012

5 国际认证体系的过滤得分路径

LEED v4.1 BD+C 的 EQ 得分点 Minimum Indoor Air Quality Performance 要求按 ASHRAE 62.1-2019 计算新风量，Enhanced Indoor Air Quality Strategies 对入口颗粒物捕集提出 MERV 13 及以上或等效 ePM 级别要求。F7～F8 袋式中效段通常作为满足该条目的中间级配置。

WELL v2 的 Air 概念在 A01 空气质量条款中给出 PM2.5、PM10 与 VOCs 阈值，A03 通风有效性条款要求过滤与新风联动。IWBI 技术指引建议按室外空气品质分级设置两级以上过滤，并保留 12 个月运行记录。ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment 亦强调压降应纳入风机选型余量。

表 10 LEED v4.1 BD+C 相关得分点

得分点	核心要求	过滤相关证据
EQ Prerequisite：Minimum IAQ Performance	按 ASHRAE 62.1 核算新风量	通风计算书、风量测试
EQ Credit：Enhanced IAQ Strategies	入口处 MERV 13 或等效捕集	过滤器检测报告、安装照片
EQ Credit：Construction IAQ Management	施工期保护过滤与flush-out	临时过滤更换记录
EQ Credit：IAQ Assessment	入住前污染物实测	PM2.5 与 TVOC 检测报告

表 11 WELL v2 Air 概念相关条款

条款	阈值或措施	性能验证方式
A01 空气质量	PM2.5 ≤ 15 μg/m³、PM10 ≤ 50 μg/m³	现场采样或传感器连续记录
A03 通风有效性	新风量达标、过滤与新风联动	风量平衡表、压差趋势
A05 空气过滤	按室外等级配置两级以上过滤	设备表、检测报告
A08 空气质量监测	PM2.5 等参数可视化	监测点位与数据导出

6 系统配置与分级过滤

常见组合为 G4 粗效前置、F7 袋式中效中间级、末端按房间等级配置亚高效或高效风口。前级拦截纤维与粗尘，中效段承担细颗粒负荷，末级保护送风末端。GB 50736-2012 与 GB 50019-2015 要求过滤段留有检修空间，袋体抽出方向净距不小于袋长的 1.2 倍。

新风与回风混合后进入过滤段，含尘浓度随风比变化，设计按不利工况取值。ASHRAE 62.1-2019 给出人员密度与面积双指标计算法，办公建筑常取 30 m³/(h·人)。中效段额定风量宜与机组风量一致，并联模块按 592 mm 模数排布，避免单元超速运行。

图 2 组合式空调机组中效过滤段与检修空间布置

表 12 分级过滤组合与适用场景

组合	各级配置	适用场所	参考终阻力（Pa）
两级	G4 + F7	办公、商业综合体	250
两级增强	G4 + F8	医院门诊、学校	300
三级	G4 + F7 + H11 末端	实验室、精密装配	250／400
三级含气相	G4 + F7 + 活性炭段	临近交通干道建筑	250／200
新风独立	G4 + F7 + 热回收	高气密性近零能耗建筑	250

表 13 新风量与过滤段设计参数

参数	取值	依据或说明
人均新风量（办公）	30 m³/(h·人)	ASHRAE 62.1-2019 双指标法
面积指标	0.3 L/(s·m²)	与人员指标叠加计算
过滤段迎面风速	1.8～2.5 m/s	按额定风量与迎风面积折算
机组模数	592 mm	袋式过滤器通用安装模数
检修净距	≥ 720 mm（袋长 600 mm）	GB 50736-2012
测压孔	过滤段前后各 1 处	接入楼宇自控系统

7 阻力、容尘量与风机能耗

初阻力随滤速与滤料面密度变化，F7 六袋 600 mm 规格在 3400 m³/h 下约 85～110 Pa，终阻力常取 250～300 Pa。容尘量试验按 GB/T 14295-2008 人工尘加载，达到终阻力时累计捕集量多为 400～700 g，阻力曲线前段平缓、后段上翘。

EUROVENT 4/11 以年耗电量对过滤器分级，计算需给定风量 0.944 m³/s、年运行 6000 h、风机效率 0.5 与阻力增量序列。低初阻力配合大容尘量可把年耗电控制在 500～800 kWh。孙一坚《工业通风》提示，风机压头余量过大将掩盖阻力上升，宜设置压差变送器连续监测。变频风机可依据阻力增长小幅提速以维持设计风量，但提速后的噪声与电机负荷需重新校核，节能收益应以年度累计电量为核算口径。

表 14 F7 六袋过滤器阻力—风量特性

风量（m³/h）	1700	2400	3000	3400	3800
洁净态阻力（Pa）	32	52	78	95	118
容尘 300 g 阻力（Pa）	61	96	141	172	213
对应滤速（m/s）	0.10	0.14	0.18	0.21	0.23

表 15 人工尘容尘量试验记录（3400 m³/h）

加尘阶段（g）	0	100	200	300	400	500
阻力（Pa）	95	112	138	172	218	286
0.4 μm 效率（%）	38	42	45	49	52	55
状态判定	基准	正常	正常	正常	预警	达到终阻力

表 16 过滤段年耗电量估算

项目	数值	说明
计算风量	0.944 m³/s	EUROVENT 4/11 基准
年运行时间	6000 h	办公建筑折算
风机总效率	0.50	含电机与传动
平均阻力	170 Pa	洁净态 95 Pa 至终阻力 250 Pa
年耗电量	约 640 kWh	按积分式估算
能耗等级参考	B～C	同类袋式产品区间

8 密封、旁通与安装验收

过滤段漏风主要来自框体与安装框架间隙、袋口灌封缺陷及检修门密封条老化。GB 50243-2016 与 GB 50591-2010 要求安装后做漏风检查，常用发尘法或光度计法在下游扫描，局部透过率超过级别允许值时须重新压紧或替换密封件。

安装前核对气流方向箭头、袋体无破损、框架无变形；安装后记录初阻力作为基准值。JGJ/T 309-2013 给出通风效果测试方法，可在额定风量下测上下游颗粒物浓度比。验收资料应含合格证、检测报告、安装记录与压差初始值，供认证核查调阅。

表 17 安装检查项

检查项	合格判据	方法
规格与级别	与设备表一致、双标注齐全	铭牌与报告核对
气流方向	箭头指向下游	目视
袋体外观	无破损、无脱线、无受潮	目视＋透光检查
框体平面度	偏差 ≤ 2 mm	直尺与塞尺
密封压实	胶条连续、压紧无间隙	塞尺＋发尘扫描
检修空间	≥ 袋长 1.2 倍	卷尺

表 18 验收测试方法与判据

测试项	方法	判据	依据
安装后检漏	上游发尘、下游粒子计数扫描	无局部透过异常	ISO 14644-3:2019
过滤效率复核	上下游 0.5 μm 粒子浓度比	与设计级别相符	JGJ/T 309-2013
风量与阻力	额定风量下测静压差	初阻力偏差 ≤ 10%	GB 50243-2016
室内颗粒物	典型房间布点采样	符合 GB/T 18883-2022	GB/T 18883-2022

9 运行监测与更换周期

压差是判定更换的主要依据，建议在过滤段两侧设置测压孔并接入楼宇自控系统，报警阈值取终阻力的 90%。办公建筑按每日 10 h、年 250 d 运行，F7 袋式中效段更换周期多为 6～12 个月；室外 PM2.5 浓度较高地区会缩短至 4～6 个月。

更换时先停机、记录压差、检查袋体板结与框体锈蚀，新袋安装后复测初阻力。GB/T 18883-2022 要求定期检测室内颗粒物，可把送风口浓度与压差趋势联合分析。维护记录中的日期、规格、数量与压差构成认证运行阶段的证据链，缺项会影响评分复核。

表 19 运行维护周期建议

项目	周期	内容	记录形式
压差巡检	每周	读取并记录过滤段压差	自控趋势＋巡检表
外观检查	每季度	袋体破损、框体锈蚀、门封	检查表
室内颗粒物检测	每半年	典型房间 PM2.5／PM10	检测报告
过滤段更换	6～12 个月或 250 Pa	整体抽出更换并复测初阻力	更换台账
年度复核	每年	汇总能耗、压差与更换记录	年度运行报告

表 20 压差—状态判据

压差区间（Pa）	状态	处置
85～120	洁净态	正常运行
120～200	容尘增长期	保持监测
200～225	预警	纳入下月更换计划
225～250	临近终阻力	安排停机更换
> 250	超终阻力	停机更换并复核风机工况

10 工程实测案例

某二星级绿色办公建筑地上 12 层，空调面积 2.6 万 m²，配置 8 台组合式空调机组，单台新风量 6000 m³/h。原 G4+F5 组合在室外 PM2.5 日均 75 μg/m³ 条件下，室内维持 32～41 μg/m³。改造把中效段换为 F7 化纤袋式，单台并列 2 组 3400 m³/h 模块。

连续 90 d 监测显示，室内 PM2.5 日均降至 16～24 μg/m³，送风总管 0.5 μm 粒子浓度下降约 62%，过滤段初阻力由 60 Pa 升至 96 Pa，机组风机年耗电增加约 310 kWh。压差达到 260 Pa 时安排更换，累计运行 3100 h，项目据此通过健康舒适章节相关评分项核查。室内测点按办公区、走廊与新风口各布置 3 处，用光散射法仪器连续采样，室外同步设置对照点以剔除气象波动影响。

表 21 项目基本参数

项目	数值	项目	数值
建筑类型	办公（绿色建筑二星级）	空调面积	26000 m²
建筑层数	地上 12 层	组合式空调机组	8 台
单台新风量	6000 m³/h	改造前配置	G4 + F5
改造后配置	G4 + F7（2×3400 m³/h）	监测时长	90 d
室外 PM2.5 日均	75 μg/m³	更换压差	260 Pa

表 22 改造前后实测对比

指标	改造前	改造后	变化
室内 PM2.5 日均（μg/m³）	32～41	16～24	下降约 46%
送风 0.5 μm 粒子浓度	基准值	基准值的 38%	下降约 62%
过滤段初阻力（Pa）	60	96	+36
机组风机年耗电（kWh）	2840	3150	+310
更换周期（h）	约 2200	3100	延长约 41%
健康舒适章节核查	部分评分项缺证据	通过	证据链补齐

11 与板式及玻纤袋式产品的比较

相同 592 mm×592 mm 模数下，板式过滤器滤料面积约 0.8～1.2 m²，袋式可达 3.5～5.0 m²，故袋式初阻力低、容尘量高、更换周期长，但对安装深度要求更高，且不便反复清洗。玻纤袋式耐温与阻燃性能较好，化纤袋式在常态舒适性空调中价格与湿态稳定性更适配。

绿色建筑项目评估宜采用全寿命周期口径，把采购价、更换人工、风机能耗与废弃处置一并计入。Filtration + Separation 与《暖通空调》相关研究指出，袋式中效段阻力增长速率决定其能耗占比；Indoor Air 刊载的办公建筑实测亦显示，提高中效级别对室内 PM2.5 削减具有可测贡献。

表 23 三类中等效率产品对比

对比项	化纤袋式中效	板式中效	玻纤袋式中效
有效滤料面积（m²）	3.5～5.0	0.8～1.2	3.2～4.6
初阻力（Pa，F7）	85～110	120～160	95～125
容尘量（g）	400～700	150～280	350～600
安装深度（mm）	400～600	50～100	400～600
长期耐温（℃）	≤ 80	≤ 80	≤ 120
湿态稳定性	良好	良好	需防潮处理

表 24 全寿命周期成本构成（单台机组，3 a）

成本项	袋式方案（元）	板式方案（元）	说明
滤材采购	4200	3600	按更换次数累计
更换人工	900	1800	板式更换频次较高
风机能耗	1920	2640	按 0.8 元/kWh 折算
废弃处置	300	450	按体积与件数计
合计	7320	8490	袋式低约 14%

12 选型与认证材料要点

选型需明确模数尺寸、袋数与袋长、效率双标注、额定风量、初终阻力、阻燃等级、耐温湿度范围及密封形式。GB 8624-2012 对滤材燃烧性能分级，人员密集场所通常要求 B1 级；GB/T 14295-2008 规定结构抗性与容尘量试验方法，检测报告应在有效期内且与到货批次一致。

申报材料宜按条文编号整理，包含设计说明、设备表、检测报告、安装验收记录、压差趋势与更换台账。WELL v2 与 LEED v4.1 均接受运行数据作为性能验证路径，连续记录比单点检测更具说服力。《建筑科学》与 Building and Environment 相关文献建议，把过滤段维护纳入建筑调适计划并按季度复核。

表 25 选型参数清单

参数	常用取值	核对要点
模数尺寸	592×592、592×287 mm	与机组框架匹配
袋数／袋长	6 袋／600 mm	核对检修净距
效率标注	F7、ePM2.5 ≥ 70%	双标注、附检测报告
额定风量	3400 m³/h	与机组风量一致
初／终阻力	95／250 Pa	纳入风机压头与自控阈值
环境适应性	≤ 80 ℃、≤ 100% RH	高湿地区核查防霉
燃烧性能	GB 8624-2012 B1 级	人员密集场所要求
密封形式	EPDM 周向密封条	安装面平整、无旁路

表 26 绿色建筑认证提交材料清单

材料	对应条文或得分点	形成阶段
暖通设计说明与设备表	GB/T 50378-2019 健康舒适章节	施工图设计
过滤器第三方检测报告	LEED Enhanced IAQ Strategies	采购
安装验收与检漏记录	GB 50243-2016	竣工验收
风量平衡与压差基准值	ASHRAE 62.1-2019	调试
室内 PM2.5 检测报告	WELL A01、GB/T 18883-2022	入住前
压差趋势与更换台账	运行阶段评分复核	运行期