新修订后的GB/T 18801《空气净化器》技术指标探讨

赵爽 朱焰 （中国家电研究院）

新修订后的GB/T 18801《空气净化器》技术指标探讨

赵爽 朱焰 （中国家电研究院）

1 标准修订工作简介

按照国家标准化管理委员会标准制修订工作计划（计划号：20121865-T-607），全国家用电器标准化技术委员会于2012年即开始筹备对GB/T 18801《空气净化器》国家标准的修订，经过先期的筹备和预研后，于2013年5月正式启动修订工作，期间，召开了6次大型修订工作会议，10余次修订专题研讨会。同期进行了4轮相关试验验证工作，持续近一年半时间；经过充分的论证与验证，GB/T 18801—2015于2015年3月通过审定；并于2015年9月正式发布，将于2016年3月1日正式实施。

2 标准中指标的确立

2.1 核心指标的确立

标准修订工作组首先对GB/T 18801—2008《空气净化器》中的技术要求、试验方法以及标注等内容做了充分的调研和论证；同时深入分析了IEC/ PAS 62587《空气净化器性能测试方法》、ANSI/ AHAM AC-1—2006《空气净化器性能测试方法》、JEM 1467—2013《家庭用空气净化器》等多项国外相关标准；进而，结合产品特性和我国现有的测试条件，归纳总结出GB/T 18801—2008中有待完善和补充的内容。在此基础上，有针对性地、循序渐进地开展标准修订工作。经过多轮探讨、验证之后，最终确定了评价空气净化器性能优劣的两个核心指标：洁净空气量（CADR）、累积净化量（CCM）。

2.1.1 洁净空气量（CADR）

ANSI/AHAM AC-1—2006将CADR作为评价产品性能优劣的参数，CADR最客观地体现了机器本身去除污染物的能力，并不受外界时间、空间等因素的影响，因此是产品的核心参数，CADR的大小会直接影响到产品价格的高低。GB/T 18801一直将CADR评价法作为标准的根本方法，标准实施多年来，颗粒物污染物的CADR测试方法得到了普遍认可，我国的检测机构对此积累了大量的测试数据和丰富的操作经验。但对于去除甲醛等气态污染物的评价方法，业内并未达成共识，主要原因是：

（2）GB/T 18801—2008中的试验方法可操作性、重复性较差，有待进一步完善；

（3）企业更愿意采用“去除率”作为评价指标，试验中，通过延长时间和减小空间，可使去除率达到99.99%，便于企业宣传和推广。

如果采用“去除率”作为评价指标，并未从本质上评价出净化器对特征目标污染物的净化能力，仅仅采用一个特定点的净化效率值（去除率），则失去了评价的本质意义，客观上会对消费者产生误导。因此在标准修订的过程中，核心思想仍然坚持采用CADR值来评价机器去除气态污染物的能力。对此，标准修订工作组开展了大量的理论和试验研究。

首先，确定了30 m3试验舱可测量的最大CADR气态污染物限值。以甲醛为例：采用化学法的甲醛浓度测试时间为5 min，为了得到12组数据，总共的测试时间应为60 min。能够用60 min，将试验舱内甲醛浓度从最大值（1 mg/m3）降到检测设备能够检测到的下限值（0.1 mg/m3）对应的CADR，则为最大CADR。由此，可推算出30 m3试验舱可测量的最大CADR甲醛为70 m3/h。如果采用双孔交叉采样，可将测试时间缩短为30 min，则能够测量的CADR极值为140 m3/h。

之后，工作组先后组织了多轮试验，对试验方法进行完善和验证。包括：

（1）试验室间的比对试验，验证方法的重复性和再现性。

选取高低端两种规格的空气净化器产品，在两个不同的试验室之间进行CADR试验，每组产品进行两次CADR试验，每台样机的CADR平均值如表1所示。根据测试系统的重复性和再现性分析，得到测量系统的GRR（Gauge Repeatability and Reproducibility）为6%，低于10%的误差，属于测试系统可以接受的范围。这组数据表明CADR气态污染物试验具有重复性和再现性，对不同规格的样机，可在不同试验室内进行试验。

表1 CADR甲醛不同试验室间数据分析

（2）多次重复性试验，去除造假产品。

The current density in the canal can be estimated by the Ohm law as below[5]:

鉴于甲醛作为特征化学污染物的复杂特征，工作组选择了多种型号的产品，进行CADR甲醛值的重复性测试，多组试验数据表明，某些产品的初始CADR值，与第二次测得的CADR值差距很大，如图1所示。但原标准规定仅测量一次CADR值并不能反映出某些净化器的真实除甲醛能力，同时还可能为某些产品提供了虚假标注的漏洞。对此，标准最终确定的方法为：测量两次CADR气态污染物，以第二次的试验数据作为特定气态污染物的洁净空气量，从而筛除了那些使用“表面处理技术”的虚假产品。

图1 CADR甲醛的重复性测试结果

2.1.2 累积净化量（CCM）

本次修订提出了累积净化量的概念，细化了试验方法，为评价产品的长效性提供了技术指标。对此，工作组组织了5个不同的试验室对同一规格的产品进行颗粒物的累积净化量试验，试验对比结果如图2所示。

图2 不同试验室间的累积净化量试验结果汇总

通过图2的数据汇总可以看出颗粒物洁净空气量随烟尘量的增加在不断衰减，不同试验室间的衰减规律一致性明显，从而证明了颗粒物累积净化量测试方法具有一定的再现性，也印证了该指标设立的必要性。

2.1.3 CADR与CCM的意义

通过上述分析，可以看出本次修订旨在从CADR与CCM两个维度对空气净化器产品进行评价，他们分别是产品的常态性指标和长效性指标，可用于评价产品能力高低，是产品成本的直接反映。图3所示的“二维评价法”更加直观地说明了这一问题。

图3 空气净化器能力的“二维评价法”

如图3所示，横轴和纵轴分别为产品的累积净化量和洁净空气量，代表着产品的材料成本和设计成本；两者的乘积，即图中所示矩形的面积体现出产品的价格和性能。例如，对图中标注阴影的正方形所代表的产品来说，其设计成本和材料成本都相对较高，相应的性能也最好；其他的两种长方形所对应的产品则都存在缺陷。

CADR与CCM是在严格的试验室条件下测得的试验数据，是产品性能与价格的体现，但对消费者来说，这两个参数则具有实际的使用意义：

（1）CADR对应用户的使用空间。通过CADR，可以推算出产品的适用面积，即能够将室内污染物浓度降低到国家标准以下所对应的最大面积。适用面积与室外颗粒物浓度、建筑物换气率等因素有关，并且产品真实的使用环境千差万别，因此设置固定的面积参数是不科学的。对此，本次修订根据建筑物的换气率不同，将适用面积设为范围值：一般通风的情况下，换气率为1h-1，对应的适用面积为0.07 CADR；在门窗紧闭的情况下，换气率为0.6h-1，对应的适用面积为0.12 CADR。用户可依据真实的使用情况，选择空气净化器产品。

（2）CCM对应用户的使用时间。用测量出来的累积净化量除以每日要处理的污染物质量，即为产品的净化寿命。针对实际适用情况的复杂性，本次修订以列表的形式将日均处理量表示出来，为消费者提供参考。

需要指出的是，适用面积和净化寿命仅是理论推算值，可为用户提供指导性参考，并不能反映产品真实的运行状态。对于同一款产品，不同用户的使用环境、使用习惯不同，适用面积和净化寿命也会存在很大差异，因此评价机器优劣的核心指标是试验参数CADR和CCM。这也说明，如果仅仅以“适用面积”或“净化寿命”来评价产品、规范企业行为是不科学的。

2.2 其他指标的确立

除了强调核心指标CADR和CCM之外，本次修订还对净化能效和噪声两项指标做出了调整。工作组收集18家主流生产企业以及4家检测机构提供的产品数据，对170多组有效样本数据进行统计学分析，确定了产品的净化能效等级范围和噪声限值。

随着节能技术的不断进步，产品的净化能效指标也在提升。本次修订提高了能效指标，以统计数据前30%所对应的能效值为分界线：对于去除颗粒污染物功能，如果能效值大于5.00 m3/（W·h）则为节能级，如果能效值小于5.00 m3/ （W·h）且大于2.00 m3/（W·h）则为合格级；对于去除气态污染物功能，如果能效值大于1.00 m3/（W·h）则为节能级，如果能效值小于1.00 m3/ （W·h）且大于0.50 m3/（W·h） 则为合格级。

GB/T 18801—2008以洁净空气量为分挡依据，将噪声分为3个级别，但是通过数据统计分析发现，空气净化器产品的CADR值在170 m3/h～380 m3/h范围内非常集中，占据调研总数的50%，如图4所示。

显然，2008版标准的分级不再适用，本次修订将洁净空气量分为小于150 m3/h、150 m3/h～300 m3/h、300 m3/h～450 m3/h、大于450 m3/h这4个级别，依据试验室提供的测试数据，分别调整了噪声限值，使分级与限值更加合理。

图4 颗粒物 CADR 直方图

3 修订后的思考

GB/T 18801标准的修订工作虽然告一段落了，但只是取得了阶段性成果，还有很多有待探讨和研究的地方。

首先，本着对消费者负责的态度，在标准中应明确：有害物质释放量在整个使用期内都应符合其他相关国家标准的要求。这将对空气净化器产品的使用安全提出更高的要求，但相应的测试方法、标注方法都有待进一步研究和探讨。

其次，二次污染问题也值得重视，有待深入研究。目前，各种净化技术充斥着我国的空气净化器市场，使用CADR、CCM评价方法能够对不同的净化技术给出统一的评价，但却不能鉴别出各种技术是否存在二次污染等问题。今后将建立“二次污染”测试方法，逐步解决产品的二次污染问题，使消费者更加放心地使用空气净化器产品。

4 小结

标准制定的成功与否可由两方面因素决定：

（1）评价指标能否将产品的真实属性反映出来。本次修订强调将CADR和CCM作为评价产品的核心指标，完善了试验方法，并将这两项指标与适用面积与净化寿命合理地联系起来，从两个维度对空气净化器产品做出评价，从两个层面对产品的实际使用给出了指导性建议。如图5所示。

图5 空气净化器性能评价体系

（2）修订后的标准导向性明显。本次修订从CADR和CCM两个维度为行业的发展、产品的设计与评价指明了方向。同时，新版标准也指出优越的净化性能不应以有害物质释放量增加为代价，对有害物质释放量作出了严格的要求，弥补了标准的缺失，引导行业健康发展。

面对蓬勃兴起的空气净化器行业，以及中国市场的特殊性，需要量身定做“中国式”的标准；本次修订充分体现了标准的“中国特色”，同时，力求科学、客观、公正地建立空气净化器评价方法，使GB/T 18801《空气净化器》标准能够真正地对空气净化器行业起到规范和引导作用。