高效空氣過(guò)濾器國(guó)標(biāo)體系主要修訂內(nèi)容解讀
前言
高效及超高效過(guò)濾器是各類型潔凈受控環(huán)境用于保護(hù)室內(nèi)環(huán)境、工作人員以及周邊環(huán)境安全的關(guān)鍵性凈化處理措施，被廣泛應(yīng)用于微電子、制藥、食品、醫(yī)療衛(wèi)生、檢驗(yàn)檢疫以及航空航天等諸多國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱性產(chǎn)業(yè)。我國(guó)高效空氣過(guò)濾器于上世紀(jì)60年代研制成功,80年代，我國(guó)借鑒英國(guó)的鈉焰法（火焰光度計(jì)法）以及前蘇聯(lián)的油霧法初步建立高效空氣過(guò)濾器的效率測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB 6165《高效空氣過(guò)濾器性能試驗(yàn)方法 效率和阻力》，90年代形成涵蓋高效空氣過(guò)濾器產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、技術(shù)要求以及相應(yīng)檢測(cè)方法的完整產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB 13554《高效空氣過(guò)濾器》。2008年，我國(guó)參考?xì)W美發(fā)達(dá)國(guó)家在2000年前后開(kāi)始采用的計(jì)數(shù)法，建立分別針對(duì)過(guò)濾器以及過(guò)濾材料的MPPS效率測(cè)試方法，將對(duì)過(guò)濾器的效率檢測(cè)范圍提高到99.99999%以上的超高效過(guò)濾器范疇。
截至2015年，一方面國(guó)內(nèi)空氣凈化行業(yè)在7年的國(guó)標(biāo)運(yùn)行使用過(guò)程中對(duì)于舊版國(guó)標(biāo)體系的一些存在問(wèn)題取得了新的認(rèn)識(shí)與積累，另一方面，2011年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO也以歐洲標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本形成并正式頒布了首份全球通用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO29463《High-efficiency filters and filter media for removing particles in air》，因此，有必要對(duì)當(dāng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)存在的主要技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行梳理，并對(duì)新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下提高國(guó)標(biāo)體系與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系的適應(yīng)性和對(duì)接性進(jìn)行改進(jìn)提升。
因此標(biāo)準(zhǔn)主編單位會(huì)同行業(yè)內(nèi)主要技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)、高校、生產(chǎn)廠家以及檢測(cè)機(jī)構(gòu)等有關(guān)單位成立標(biāo)準(zhǔn)修訂編制組并開(kāi)展了大量的比對(duì)測(cè)試以及基礎(chǔ)技術(shù)改進(jìn)評(píng)估工作，于2017年底完成了新一輪國(guó)標(biāo)體系修訂稿的標(biāo)準(zhǔn)審查與報(bào)批工作。本文將對(duì)國(guó)標(biāo)體系修訂過(guò)程所面臨的主要問(wèn)題、技術(shù)研發(fā)工作以及所形成的主要修訂內(nèi)容進(jìn)行介紹，供行業(yè)各領(lǐng)域?qū)＜遗u(píng)指正。
1、當(dāng)前國(guó)標(biāo)體系主要存在的問(wèn)題
通過(guò)對(duì)近年來(lái)國(guó)標(biāo)體系使用情況以及終端用戶、生產(chǎn)廠家、檢測(cè)機(jī)構(gòu)的信息反饋匯總，我國(guó)舊版國(guó)標(biāo)體系主要存在的技術(shù)問(wèn)題包括：
a）產(chǎn)品性能分級(jí)標(biāo)識(shí)體系與國(guó)際分級(jí)體系不相適應(yīng)。
國(guó)標(biāo)高效分級(jí)體系與歐、美以及ISO標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)體系的比對(duì)。從中可以看出08版國(guó)標(biāo)分級(jí)體系的主要不足包括：，在拋棄不同標(biāo)準(zhǔn)體系中檢測(cè)方法的差異性前提下，08版分級(jí)體系高效過(guò)濾器的起始值（99.9%）低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系（99.95（歐盟及ISO標(biāo)準(zhǔn)）、99.97%（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)））。
考慮到08版國(guó)標(biāo)體系采用鈉焰法為標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，而鈉焰法的效率測(cè)試結(jié)果一般高于國(guó)際上流行的計(jì)數(shù)法測(cè)試結(jié)果，因此，08版標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)體系中A級(jí)高效過(guò)濾器其實(shí)際效率相當(dāng)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)中的亞高效過(guò)濾器，這種差異不利于滿足過(guò)濾器所應(yīng)用的各類潔凈室行業(yè)進(jìn)行符合生產(chǎn)工藝要求的風(fēng)險(xiǎn)控制需求。
第二，從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展來(lái)看，過(guò)濾器分級(jí)標(biāo)識(shí)體系從早期的單純效率數(shù)值標(biāo)識(shí)體系向更豐富信息層次發(fā)展，現(xiàn)代的過(guò)濾器標(biāo)識(shí)體系除效率級(jí)別外，傾向與通過(guò)盡可能簡(jiǎn)潔的符號(hào)標(biāo)識(shí)傳遞用戶所需要的必要信息，如具體效率測(cè)試結(jié)果、所采用測(cè)試方法以及檢漏方法還希望體現(xiàn)過(guò)濾器出廠檢測(cè)的核心試驗(yàn)方法等。例如，歐洲標(biāo)準(zhǔn)以及ISO標(biāo)準(zhǔn)中的U組過(guò)濾器，即表示過(guò)濾出廠必須經(jīng)過(guò)掃描檢漏測(cè)試，而在ISO29463的制定討論過(guò)程中，針對(duì)H組別過(guò)濾器若出廠為掃描檢漏測(cè)試是否標(biāo)識(shí)為U組也曾有過(guò)廣泛的討論。08版國(guó)標(biāo)體系在此方面則存在不足。
b）08版國(guó)標(biāo)體系的效率標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法——鈉焰法粒徑分布與過(guò)濾器易穿透粒徑（Most Penetrate Particle Size， MPPS）存在較大偏差，因此試驗(yàn)結(jié)果與國(guó)際上通行的計(jì)數(shù)法試驗(yàn)結(jié)果存在偏差。
鈉焰法作為我國(guó)高效過(guò)濾器效率檢測(cè)的傳統(tǒng)方法，采用火焰光度計(jì)對(duì)經(jīng)噴霧干燥發(fā)生過(guò)程獲得的多分散NaCl固體氣溶膠進(jìn)行質(zhì)量濃度進(jìn)行測(cè)試、比較，進(jìn)而獲得被測(cè)過(guò)濾器的效率檢測(cè)結(jié)果。圖2給出了采用粒徑頻譜儀所獲得的傳統(tǒng)鈉焰法測(cè)試氣溶膠粒徑分布，其計(jì)數(shù)中值粒徑為40~50nm，計(jì)重中值粒徑約為300nm，同時(shí)粒徑分布較為分散。因此，其實(shí)際測(cè)試結(jié)果與國(guó)際通行計(jì)數(shù)法相比存在較為明顯的差距。
國(guó)標(biāo)體系中包含有針對(duì)特殊行業(yè)的特殊性能需求。我國(guó)的高效過(guò)濾產(chǎn)品及標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試方法均源于核工業(yè)的特殊要求，因此，過(guò)濾器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T13554中一直保留了部分針對(duì)核工業(yè)行業(yè)特定的特殊產(chǎn)品強(qiáng)度要求，例如要求高效過(guò)濾器能在10倍阻力下運(yùn)行一定時(shí)間并保持完好等。時(shí)至今日，一方面當(dāng)前我國(guó)高效過(guò)濾器產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微電子電子、液晶面板、精密加工制造、醫(yī)藥、衛(wèi)生等諸多科技行業(yè)，而另一方面國(guó)內(nèi)核工業(yè)已經(jīng)以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系為藍(lán)本完成了相應(yīng)國(guó)標(biāo)【5】的制定并應(yīng)用至今。因此，作為通用產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不宜再保留相應(yīng)的特殊性能要求。
新版國(guó)標(biāo)體系主要修訂內(nèi)容及相應(yīng)研究基礎(chǔ)工作介紹
對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有高效過(guò)濾器試驗(yàn)臺(tái)開(kāi)展樣本傳遞試驗(yàn)（Round Robin Test），了解當(dāng)前各試驗(yàn)臺(tái)差異性現(xiàn)狀，提升標(biāo)準(zhǔn)在試驗(yàn)臺(tái)質(zhì)量控制要求。
過(guò)濾器試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)性能參數(shù)，如風(fēng)量穩(wěn)定性、風(fēng)速均勻性、氣溶膠濃度均勻性、穩(wěn)定性以及管道氣密性等，均需要有較為嚴(yán)格并且一致的規(guī)定，方能避免不同試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試結(jié)果偏差。但在08版國(guó)標(biāo)體系中，鈉焰法、計(jì)數(shù)法以及油霧法三種試驗(yàn)方法均對(duì)試驗(yàn)裝置基礎(chǔ)性能參數(shù)有各自要求，各自所要求指標(biāo)項(xiàng)目以及允許數(shù)值均存在偏差，因此容易導(dǎo)致不同試驗(yàn)臺(tái)在測(cè)試同一樣品時(shí)存在偏差，造成數(shù)據(jù)結(jié)果的不可比對(duì)。為明確國(guó)內(nèi)目前在用過(guò)濾器試驗(yàn)臺(tái)性能差異，國(guó)標(biāo)修訂編制組于2016年組織國(guó)內(nèi)現(xiàn)有部分高效過(guò)濾器試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試結(jié)果比對(duì)傳遞試驗(yàn)（Round Robin Test， RRT測(cè)試），傳遞試驗(yàn)采用過(guò)濾器（效率測(cè)試標(biāo)件）和金屬孔板（阻力標(biāo)件）同時(shí)進(jìn)行。
給出了采用金屬孔板作為阻力標(biāo)件的部分試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試結(jié)果，圖中，1#~5#為參與傳遞試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)編號(hào)，CV為各試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試結(jié)果差異系數(shù)。表1給出了4臺(tái)計(jì)數(shù)法試驗(yàn)臺(tái)對(duì)傳遞過(guò)濾器的效率測(cè)試結(jié)果比較。從各試驗(yàn)臺(tái)的效率及阻力測(cè)試比較結(jié)果來(lái)看，各試驗(yàn)臺(tái)間存在較為明顯的差異性，不同試驗(yàn)臺(tái)對(duì)同一阻力標(biāo)件的測(cè)試結(jié)果差異明顯，1#、2#、5#試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試結(jié)果基本相當(dāng)，3#試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試結(jié)果明顯低于其它，4#試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試結(jié)果明顯高于其它，在高效空氣過(guò)濾器常用風(fēng)量范圍（500~1700m3/h），各試驗(yàn)臺(tái)總體差異系數(shù)15%左右，相比發(fā)達(dá)國(guó)家較為成熟的技術(shù)水平存在一定差距。
而對(duì)于效率標(biāo)件的傳遞比對(duì)測(cè)試結(jié)果，各試驗(yàn)臺(tái)間的差異性結(jié)果要略好于阻力，同為計(jì)數(shù)法的4臺(tái)試驗(yàn)臺(tái)中，對(duì)同一臺(tái)過(guò)濾器的透過(guò)率測(cè)試結(jié)果大值與小值偏差4~5倍，效率測(cè)試結(jié)果偏差則超過(guò)半個(gè)9。由于在新版ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中高效及超高效過(guò)濾器分級(jí)體系以半個(gè)9劃分級(jí)別，因此，這種差異終將導(dǎo)致同一臺(tái)過(guò)濾器在不同試驗(yàn)臺(tái)上的測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)級(jí)別差異。
為了進(jìn)一步規(guī)范試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)、建設(shè)和使用維護(hù)，逐步縮小不同生產(chǎn)廠家、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)間的差異性，新版國(guó)標(biāo)體系的修訂過(guò)程中，統(tǒng)一提出了試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)性能參數(shù)要求，表2給出了新版修訂國(guó)標(biāo)體系所提出的過(guò)濾器試驗(yàn)臺(tái)性能及標(biāo)定維護(hù)要求。所要求的基礎(chǔ)性能參數(shù)中，除管道密封性、混勻性等傳統(tǒng)的常規(guī)要求外，相比與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系，新增了對(duì)于阻力標(biāo)件以及參考過(guò)濾器的定期回溯要求，希望可以為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家提升產(chǎn)品質(zhì)量控制水平提供助力。
完善高效過(guò)濾器的鈉焰法測(cè)試方法
鈉焰法是我國(guó)進(jìn)行高效過(guò)濾器檢漏測(cè)試的傳統(tǒng)方法，也是舊版國(guó)標(biāo)體系的效率基準(zhǔn)測(cè)試方法，相比于2000年左右開(kāi)始廣泛應(yīng)用的計(jì)數(shù)法測(cè)試，鈉焰法的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)同等突出，其主要優(yōu)點(diǎn)包括：采用NaCl作為測(cè)試氣溶膠，安全并且對(duì)人員健康及環(huán)境無(wú)負(fù)面影響；采用火焰光度計(jì)作為測(cè)試手段，只針對(duì)含鈉顆粒物進(jìn)行測(cè)試，環(huán)境氣溶膠對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響??；與美國(guó)目前仍在使用的DOP光度計(jì)法一樣，代光度法測(cè)試方法雖然試驗(yàn)方法相對(duì)粗糙，但試驗(yàn)臺(tái)之間微小差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響較計(jì)數(shù)法小，因此更容易實(shí)現(xiàn)不同試驗(yàn)臺(tái)對(duì)相同測(cè)試樣品的測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性。
而鈉焰法的主要劣勢(shì)在于：其測(cè)試結(jié)果高于計(jì)數(shù)法，并且二者測(cè)試結(jié)果不具備可比性。這是由于鈉焰法采用多分散NaCl氣溶膠粒徑分布特征與過(guò)濾元件MPPS粒徑范圍（易穿透粒徑，傳統(tǒng)玻纖濾材一般為100nm~250nm，PTFE濾膜則一般為50~70nm）存在明顯偏差，同時(shí)，測(cè)試手段采用質(zhì)量濃度而非計(jì)數(shù)濃度測(cè)試，因此大粒子尤其是粒徑大于1μm的粒子對(duì)于效率測(cè)試結(jié)果的貢獻(xiàn)會(huì)顯著高于MPPS粒徑范圍的小粒子。另一方面，測(cè)試氣溶膠中的Na及Cl會(huì)破壞電子芯片絕緣層從而影響產(chǎn)品成品率和可靠性【7】。
為改善鈉焰法測(cè)試氣溶膠的粒徑分布，標(biāo)準(zhǔn)編制組對(duì)不同NaCl氣溶膠發(fā)生制備參數(shù)（溶液濃度以及噴霧壓力）進(jìn)行大量測(cè)試，并利用中效過(guò)濾過(guò)濾元件的MPPS特性進(jìn)一步對(duì)發(fā)生NaCl氣溶膠進(jìn)行篩選從而獲得分布更接近于MPPS范圍的測(cè)試氣溶膠;
給出了使用Laskin噴嘴噴霧發(fā)生NaCl固體氣溶膠，再經(jīng)不同級(jí)別過(guò)濾器篩選所得到多分散氣溶膠計(jì)數(shù)峰值粒徑，試驗(yàn)所使用NaCl溶液濃度10%，噴霧壓力0.2~0.6MPa。由測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)，隨著篩選過(guò)濾器效率級(jí)別的提高，篩選后多分散NaCl氣溶膠的粒徑分布越來(lái)越接近于高效過(guò)濾器的MPPS范圍，但過(guò)高的篩選過(guò)濾器級(jí)別會(huì)導(dǎo)致NaCl氣溶膠質(zhì)量濃度下降過(guò)多，不利于高效過(guò)濾器的效率檢測(cè)，經(jīng)比較權(quán)衡，F(xiàn)7、F8級(jí)別的中效過(guò)濾器就足以滿足測(cè)試需求。
為使用WPS測(cè)試得到的改進(jìn)后鈉焰法試驗(yàn)氣溶膠粒徑分布，相比于傳統(tǒng)鈉焰法的測(cè)試氣溶膠粒徑分布（圖2），改進(jìn)后的試驗(yàn)塵粒徑分布更集中，也更接近過(guò)濾器MPPS范圍。
改進(jìn)后的鈉焰法與傳統(tǒng)方法的測(cè)試結(jié)果比對(duì)，可見(jiàn)改進(jìn)方法確實(shí)可在一定程度上降低鈉焰法對(duì)于過(guò)濾器效率測(cè)試結(jié)果，使之進(jìn)一步接近計(jì)數(shù)法測(cè)試結(jié)果。但同時(shí)我們?nèi)员仨毧吹礁倪M(jìn)后的鈉焰法測(cè)試結(jié)果與計(jì)數(shù)法仍有相當(dāng)差距（圖7），未來(lái)對(duì)于鈉焰法的性能改進(jìn)與提升仍是標(biāo)準(zhǔn)工作組需要持續(xù)努力與技術(shù)投入的方向之一。關(guān)于這部分工作的詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容請(qǐng)讀者參考張惠及曹冠朋二位的文章
完善高效過(guò)濾器檢漏試驗(yàn)方法
高效過(guò)濾器的檢漏測(cè)試是過(guò)濾器為關(guān)鍵的性能測(cè)試之一，其重要性與過(guò)濾效率測(cè)試相當(dāng)，但在國(guó)內(nèi)外不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于檢漏測(cè)試方法以及試驗(yàn)參數(shù)的技術(shù)規(guī)定一直存在差異，這就時(shí)常會(huì)導(dǎo)致不同實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)裝置試驗(yàn)結(jié)果判定存在差異。以測(cè)試粒徑為例，歐洲標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)測(cè)試氣溶膠粒徑應(yīng)與過(guò)濾器易穿透粒徑（MPPS）接近【10】，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)則采用大粒子進(jìn)行測(cè)試（計(jì)數(shù)中值直徑0.4μm，計(jì)重中值直徑0.7μm）【11】，ISO潔凈室測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定當(dāng)使用光度計(jì)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，氣溶膠粒徑分布與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)一致，當(dāng)使用光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器進(jìn)行測(cè)試時(shí)，測(cè)試氣溶膠計(jì)數(shù)中值直徑應(yīng)為0.1~0.5μm【12】。針對(duì)上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)在2010年以來(lái)開(kāi)展了諸多理論分析【13】以及實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證【14】~【16】等研究工作，為上述問(wèn)題的解決提供了有力的技術(shù)支撐。現(xiàn)有的研究成果主要解決與澄清了下列認(rèn)識(shí)：
a）與完好過(guò)濾器不同，一旦過(guò)濾器存在局部漏泄缺陷，則漏點(diǎn)對(duì)于不同尺寸粒子的通過(guò)不具有選擇性，均呈現(xiàn)出一致的局部透過(guò)率，因此無(wú)論是同一測(cè)試方法選擇不同的測(cè)試粒徑進(jìn)行試驗(yàn)，還是不同的試驗(yàn)方法均不影響漏泄缺陷的判定結(jié)果；
b）采用20%及100%額定風(fēng)量效率測(cè)試比較的檢漏試驗(yàn)方法仍具有一定的實(shí)際應(yīng)用意義。在舊版國(guó)標(biāo)體系中，20%風(fēng)量下的效率試驗(yàn)是作為過(guò)濾器效率試驗(yàn)的一部分，但這一試驗(yàn)的主要問(wèn)題在于一方面100%風(fēng)量下的效率試驗(yàn)足以表征過(guò)濾器的整體凈化能力，另一方面，大多數(shù)試驗(yàn)臺(tái)在進(jìn)行雙風(fēng)量切換時(shí)操作較為麻煩，耗時(shí)長(zhǎng)，會(huì)較為嚴(yán)重的影響生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率，因此在20多年的產(chǎn)品國(guó)標(biāo)使用歷史中，很少有生產(chǎn)企業(yè)會(huì)在生產(chǎn)檢測(cè)中執(zhí)行雙風(fēng)量效率測(cè)試。
但在近年來(lái)的試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于W密摺型（V-Bank）、圓筒型等掃描檢漏試驗(yàn)靈敏度低的異型過(guò)濾器，采用雙風(fēng)量測(cè)試對(duì)于探查潛在漏泄缺陷的靈敏度更高。但對(duì)于雙風(fēng)量測(cè)試的檢漏評(píng)判依據(jù)，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為有局部漏泄缺陷的過(guò)濾器在低風(fēng)量下測(cè)試時(shí)效率會(huì)低于100%風(fēng)量下的測(cè)試結(jié)果，因此美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求低風(fēng)量下效率測(cè)試結(jié)果與100%風(fēng)量下結(jié)果保持一致即為合格。
但近年來(lái)較多的試驗(yàn)研究表明，成品過(guò)濾器與濾材試驗(yàn)一樣，在完好并且不存在局部漏泄缺陷的情況下，隨著風(fēng)量的降低其效率升高，試驗(yàn)風(fēng)量降低50%時(shí)，其效率測(cè)試結(jié)果上升接近1個(gè)9，因此，對(duì)于完好過(guò)濾器，其20%風(fēng)量下的效率試驗(yàn)結(jié)果相比100%風(fēng)量應(yīng)升高約2個(gè)9，而對(duì)于有漏點(diǎn)的過(guò)濾器，其20%風(fēng)量下的效率試驗(yàn)結(jié)果與100%風(fēng)量下試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)，見(jiàn)密摺型高效過(guò)濾器的檢漏試驗(yàn)比對(duì)結(jié)果。
因此，在本次國(guó)標(biāo)體系修訂中，雙方量效率試驗(yàn)被明確為針對(duì)異型過(guò)濾器的檢漏試驗(yàn)方法，在結(jié)果判定上，低風(fēng)量效率測(cè)試結(jié)果應(yīng)相比100%風(fēng)量測(cè)試結(jié)果至少高1個(gè)9方判定檢漏測(cè)試結(jié)果為合格。
2.4 新增高效過(guò)濾元件的生命周期綜合能效評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法與要求
對(duì)于空氣凈化及潔凈室行業(yè)，傳統(tǒng)觀點(diǎn)一般認(rèn)為高效過(guò)濾器的整個(gè)生命周期能效評(píng)價(jià)意義不大，做好預(yù)過(guò)濾的保護(hù)措施即可保證高效過(guò)濾器在相當(dāng)長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)以接近清潔狀態(tài)的條件下低阻運(yùn)行。因此，國(guó)內(nèi)外的高效過(guò)濾器測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)一直沒(méi)有如何評(píng)價(jià)高效過(guò)濾器的生命周期性能評(píng)價(jià)方法。
但近年來(lái)，一方面PTFE納米纖維為代表的新型膜過(guò)濾材料的出現(xiàn)【17】，雖然高效過(guò)濾器的阻力獲得大幅度降低，但也同時(shí)產(chǎn)生了如何比較傳統(tǒng)深層過(guò)濾材料與新興材料在整個(gè)生命周期內(nèi)綜合能效的比較需求【18】、【19】；另一方面，面對(duì)當(dāng)前迅速發(fā)展的工業(yè)建筑尤其是各類潔凈室進(jìn)行綠色建筑評(píng)價(jià)以及綜合運(yùn)行能耗評(píng)價(jià)的市場(chǎng)需求，作為通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的重要能耗部件，用戶需要對(duì)高效過(guò)濾器在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)的綜合能耗表現(xiàn)建立更為科學(xué)的認(rèn)識(shí)，凈化行業(yè)也需要為用戶提供更為清晰科學(xué)的產(chǎn)品評(píng)價(jià)與標(biāo)識(shí)體系。
而要建立一個(gè)科學(xué)的高效過(guò)濾元件生命周期綜合能效評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法，就必須解決2個(gè)核心問(wèn)題：
，采用什么樣的負(fù)荷試驗(yàn)粉塵來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于過(guò)濾器全生命周期的加速模擬，負(fù)荷塵的主要特征應(yīng)符合高效過(guò)濾器日常使用環(huán)境負(fù)荷粉塵核心特征，因此，針對(duì)各類潔凈室中高效過(guò)濾器的使用環(huán)境特點(diǎn)，我們需要找到這樣一種試驗(yàn)粉塵：固體、粒徑分布特征符合應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)，從而可以科學(xué)的對(duì)粉塵在濾材纖維結(jié)構(gòu)上堆積的過(guò)程模擬。
第二，核心試驗(yàn)參數(shù)的明確，主要包括試驗(yàn)粉塵的濃度等，高粉塵試驗(yàn)濃度有利于縮短試驗(yàn)時(shí)間，降低過(guò)濾器生產(chǎn)廠家的試驗(yàn)成本。但過(guò)高的粉塵濃度會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)塵在過(guò)濾材料表面的快速堆積，從而使得試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際偏離較遠(yuǎn)。
針對(duì)上述的試驗(yàn)塵源問(wèn)題，使用改進(jìn)后的鈉焰法試驗(yàn)塵可以較好的解決，通過(guò)使用中效過(guò)濾器篩選方式獲取的固體試驗(yàn)粉塵在粒徑分布特征上與高效過(guò)濾器實(shí)際處理粉塵一致，較為容易獲得用戶以及生產(chǎn)企業(yè)的認(rèn)可，圖7給出了使用上述塵源進(jìn)行高效過(guò)濾器生命周期模擬試驗(yàn)后的過(guò)濾器濾材剖面電鏡照片，照片顯示的由過(guò)濾器迎風(fēng)面至濾材內(nèi)部不同深度（由左至右）的粉塵堆積情況，由照片可見(jiàn)，盡管大多數(shù)粉塵仍主要堆積在濾材表層及淺層結(jié)構(gòu)，但在濾材內(nèi)部仍存在不同程度的粉塵堆積現(xiàn)象，表明試驗(yàn)粉塵對(duì)于模擬深層過(guò)濾材料的全生命周期具有一定的科學(xué)合理性。
2.5 調(diào)整過(guò)濾器效率測(cè)試基準(zhǔn)方法，并采用ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)濾器分級(jí)體系，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)與國(guó)際市場(chǎng)的基本接軌。
如前文所述，盡管本次國(guó)標(biāo)體系修訂工作中對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)的效率基準(zhǔn)試驗(yàn)方法——鈉焰法進(jìn)行了較多研究及改進(jìn)提升，但比對(duì)試驗(yàn)顯示鈉焰法效率測(cè)試結(jié)果仍高于國(guó)際通行的計(jì)數(shù)法，在此前提下，不適宜將鈉焰法仍規(guī)定為國(guó)標(biāo)基準(zhǔn)方法，因?yàn)檫@會(huì)使得按國(guó)標(biāo)體系標(biāo)識(shí)的過(guò)濾器實(shí)際性能低于同等級(jí)別標(biāo)識(shí)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系產(chǎn)品，不利于實(shí)現(xiàn)下游潔凈室行業(yè)的環(huán)境控制及產(chǎn)品質(zhì)量控制需求。所以在本次國(guó)標(biāo)體系修訂中，經(jīng)過(guò)充分的協(xié)調(diào)與討論，將計(jì)數(shù)法調(diào)整為過(guò)濾器效率測(cè)試的基準(zhǔn)試驗(yàn)方法。
在過(guò)濾器級(jí)別標(biāo)識(shí)體系上，新版國(guó)標(biāo)在首個(gè)ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO29463系列標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)標(biāo)識(shí)體系的基礎(chǔ)上，采用兩位數(shù)字標(biāo)識(shí)過(guò)濾器效率級(jí)別，并附加1~2位字母標(biāo)識(shí)效率試驗(yàn)方法和檢漏試驗(yàn)方法。在效率級(jí)別上，新版國(guó)標(biāo)體系與ISO標(biāo)準(zhǔn)一致，從而實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)過(guò)濾器標(biāo)識(shí)體系與國(guó)際體系的接軌，例如，國(guó)標(biāo)體系的“35J”等同于ISO標(biāo)準(zhǔn)體系的ISO35(H)，也等同于歐洲EN1822標(biāo)準(zhǔn)的H13級(jí)過(guò)濾器，均表示采用計(jì)數(shù)法測(cè)試，效率測(cè)試結(jié)果不低于99.95%的高效過(guò)濾器。
相比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系更進(jìn)一步的是，新版國(guó)標(biāo)體系增加了過(guò)濾器檢漏試驗(yàn)方法的標(biāo)識(shí)，上述“35J”高效若采用掃描檢漏試驗(yàn)方法則標(biāo)識(shí)為“35JS”，推動(dòng)促進(jìn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家采用更嚴(yán)格的掃描檢漏試驗(yàn)方法，進(jìn)一步提升我國(guó)過(guò)濾器行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量控制水平。
3、結(jié)論
本次高效過(guò)濾器國(guó)標(biāo)體系修訂工作歷時(shí)三年，標(biāo)準(zhǔn)修訂工作組對(duì)現(xiàn)行國(guó)標(biāo)體系的主要存在問(wèn)題、近10年來(lái)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化體系的發(fā)展情況及主要技術(shù)爭(zhēng)議內(nèi)容進(jìn)行了較為系統(tǒng)的梳理，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)擬修訂內(nèi)容做了大量、扎實(shí)的試驗(yàn)研究及驗(yàn)證工作，充分保證了新版國(guó)標(biāo)技術(shù)體系的科學(xué)性、合理性，反映我國(guó)當(dāng)前空氣凈化行業(yè)的主流技術(shù)現(xiàn)狀，并為行業(yè)未來(lái)的技術(shù)水平提升提供幫助、指引方向。標(biāo)準(zhǔn)修訂工作組也誠(chéng)摯希望行業(yè)各有關(guān)生產(chǎn)廠家、檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、各專家及工程技術(shù)人員能在未來(lái)的工作中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容充分評(píng)價(jià)審視，隨時(shí)向工作組反饋意見(jiàn)，為我國(guó)高效過(guò)濾器標(biāo)準(zhǔn)體系的持續(xù)發(fā)展提升共同努力。
