新修訂后的GB/T 18801《空氣凈化器》技術(shù)指標(biāo)探討

趙爽 朱焰 （中國家電研究院）

新修訂后的GB/T 18801《空氣凈化器》技術(shù)指標(biāo)探討

趙爽 朱焰 （中國家電研究院）

1 標(biāo)準(zhǔn)修訂工作簡(jiǎn)介

按照國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作計(jì)劃（計(jì)劃號(hào)：20121865-T-607），全國家用電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于2012年即開始籌備對(duì)GB/T 18801《空氣凈化器》國家標(biāo)準(zhǔn)的修訂，經(jīng)過先期的籌備和預(yù)研后，于2013年5月正式啟動(dòng)修訂工作，期間，召開了6次大型修訂工作會(huì)議，10余次修訂專題研討會(huì)。同期進(jìn)行了4輪相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證工作，持續(xù)近一年半時(shí)間；經(jīng)過充分的論證與驗(yàn)證，GB/T 18801—2015于2015年3月通過審定；并于2015年9月正式發(fā)布，將于2016年3月1日正式實(shí)施。

2 標(biāo)準(zhǔn)中指標(biāo)的確立

2.1 核心指標(biāo)的確立

標(biāo)準(zhǔn)修訂工作組首先對(duì)GB/T 18801—2008《空氣凈化器》中的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法以及標(biāo)注等內(nèi)容做了充分的調(diào)研和論證；同時(shí)深入分析了IEC/ PAS 62587《空氣凈化器性能測(cè)試方法》、ANSI/ AHAM AC-1—2006《空氣凈化器性能測(cè)試方法》、JEM 1467—2013《家庭用空氣凈化器》等多項(xiàng)國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；進(jìn)而，結(jié)合產(chǎn)品特性和我國現(xiàn)有的測(cè)試條件，歸納總結(jié)出GB/T 18801—2008中有待完善和補(bǔ)充的內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地、循序漸進(jìn)地開展標(biāo)準(zhǔn)修訂工作。經(jīng)過多輪探討、驗(yàn)證之后，最終確定了評(píng)價(jià)空氣凈化器性能優(yōu)劣的兩個(gè)核心指標(biāo)：潔凈空氣量（CADR）、累積凈化量（CCM）。

2.1.1 潔凈空氣量（CADR）

ANSI/AHAM AC-1—2006將CADR作為評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能優(yōu)劣的參數(shù)，CADR最客觀地體現(xiàn)了機(jī)器本身去除污染物的能力，并不受外界時(shí)間、空間等因素的影響，因此是產(chǎn)品的核心參數(shù)，CADR的大小會(huì)直接影響到產(chǎn)品價(jià)格的高低。GB/T 18801一直將CADR評(píng)價(jià)法作為標(biāo)準(zhǔn)的根本方法，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施多年來，顆粒物污染物的CADR測(cè)試方法得到了普遍認(rèn)可，我國的檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)此積累了大量的測(cè)試數(shù)據(jù)和豐富的操作經(jīng)驗(yàn)。但對(duì)于去除甲醛等氣態(tài)污染物的評(píng)價(jià)方法，業(yè)內(nèi)并未達(dá)成共識(shí)，主要原因是：

（2）GB/T 18801—2008中的試驗(yàn)方法可操作性、重復(fù)性較差，有待進(jìn)一步完善；

（3）企業(yè)更愿意采用“去除率”作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)中，通過延長(zhǎng)時(shí)間和減小空間，可使去除率達(dá)到99.99%，便于企業(yè)宣傳和推廣。

如果采用“去除率”作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并未從本質(zhì)上評(píng)價(jià)出凈化器對(duì)特征目標(biāo)污染物的凈化能力，僅僅采用一個(gè)特定點(diǎn)的凈化效率值（去除率），則失去了評(píng)價(jià)的本質(zhì)意義，客觀上會(huì)對(duì)消費(fèi)者產(chǎn)生誤導(dǎo)。因此在標(biāo)準(zhǔn)修訂的過程中，核心思想仍然堅(jiān)持采用CADR值來評(píng)價(jià)機(jī)器去除氣態(tài)污染物的能力。對(duì)此，標(biāo)準(zhǔn)修訂工作組開展了大量的理論和試驗(yàn)研究。

首先，確定了30 m3試驗(yàn)艙可測(cè)量的最大CADR氣態(tài)污染物限值。以甲醛為例：采用化學(xué)法的甲醛濃度測(cè)試時(shí)間為5 min，為了得到12組數(shù)據(jù)，總共的測(cè)試時(shí)間應(yīng)為60 min。能夠用60 min，將試驗(yàn)艙內(nèi)甲醛濃度從最大值（1 mg/m3）降到檢測(cè)設(shè)備能夠檢測(cè)到的下限值（0.1 mg/m3）對(duì)應(yīng)的CADR，則為最大CADR。由此，可推算出30 m3試驗(yàn)艙可測(cè)量的最大CADR甲醛為70 m3/h。如果采用雙孔交叉采樣，可將測(cè)試時(shí)間縮短為30 min，則能夠測(cè)量的CADR極值為140 m3/h。

之后，工作組先后組織了多輪試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行完善和驗(yàn)證。包括：

（1）試驗(yàn)室間的比對(duì)試驗(yàn)，驗(yàn)證方法的重復(fù)性和再現(xiàn)性。

選取高低端兩種規(guī)格的空氣凈化器產(chǎn)品，在兩個(gè)不同的試驗(yàn)室之間進(jìn)行CADR試驗(yàn)，每組產(chǎn)品進(jìn)行兩次CADR試驗(yàn)，每臺(tái)樣機(jī)的CADR平均值如表1所示。根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性分析，得到測(cè)量系統(tǒng)的GRR（Gauge Repeatability and Reproducibility）為6%，低于10%的誤差，屬于測(cè)試系統(tǒng)可以接受的范圍。這組數(shù)據(jù)表明CADR氣態(tài)污染物試驗(yàn)具有重復(fù)性和再現(xiàn)性，對(duì)不同規(guī)格的樣機(jī)，可在不同試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。

表1 CADR甲醛不同試驗(yàn)室間數(shù)據(jù)分析

（2）多次重復(fù)性試驗(yàn)，去除造假產(chǎn)品。

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

鑒于甲醛作為特征化學(xué)污染物的復(fù)雜特征，工作組選擇了多種型號(hào)的產(chǎn)品，進(jìn)行CADR甲醛值的重復(fù)性測(cè)試，多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，某些產(chǎn)品的初始CADR值，與第二次測(cè)得的CADR值差距很大，如圖1所示。但原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定僅測(cè)量一次CADR值并不能反映出某些凈化器的真實(shí)除甲醛能力，同時(shí)還可能為某些產(chǎn)品提供了虛假標(biāo)注的漏洞。對(duì)此，標(biāo)準(zhǔn)最終確定的方法為：測(cè)量?jī)纱蜟ADR氣態(tài)污染物，以第二次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為特定氣態(tài)污染物的潔凈空氣量，從而篩除了那些使用“表面處理技術(shù)”的虛假產(chǎn)品。

圖1 CADR甲醛的重復(fù)性測(cè)試結(jié)果

2.1.2 累積凈化量（CCM）

本次修訂提出了累積凈化量的概念，細(xì)化了試驗(yàn)方法，為評(píng)價(jià)產(chǎn)品的長(zhǎng)效性提供了技術(shù)指標(biāo)。對(duì)此，工作組組織了5個(gè)不同的試驗(yàn)室對(duì)同一規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行顆粒物的累積凈化量試驗(yàn)，試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同試驗(yàn)室間的累積凈化量試驗(yàn)結(jié)果匯總

通過圖2的數(shù)據(jù)匯總可以看出顆粒物潔凈空氣量隨煙塵量的增加在不斷衰減，不同試驗(yàn)室間的衰減規(guī)律一致性明顯，從而證明了顆粒物累積凈化量測(cè)試方法具有一定的再現(xiàn)性，也印證了該指標(biāo)設(shè)立的必要性。

2.1.3 CADR與CCM的意義

通過上述分析，可以看出本次修訂旨在從CADR與CCM兩個(gè)維度對(duì)空氣凈化器產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，他們分別是產(chǎn)品的常態(tài)性指標(biāo)和長(zhǎng)效性指標(biāo)，可用于評(píng)價(jià)產(chǎn)品能力高低，是產(chǎn)品成本的直接反映。圖3所示的“二維評(píng)價(jià)法”更加直觀地說明了這一問題。

圖3 空氣凈化器能力的“二維評(píng)價(jià)法”

如圖3所示，橫軸和縱軸分別為產(chǎn)品的累積凈化量和潔凈空氣量，代表著產(chǎn)品的材料成本和設(shè)計(jì)成本；兩者的乘積，即圖中所示矩形的面積體現(xiàn)出產(chǎn)品的價(jià)格和性能。例如，對(duì)圖中標(biāo)注陰影的正方形所代表的產(chǎn)品來說，其設(shè)計(jì)成本和材料成本都相對(duì)較高，相應(yīng)的性能也最好；其他的兩種長(zhǎng)方形所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品則都存在缺陷。

CADR與CCM是在嚴(yán)格的試驗(yàn)室條件下測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，是產(chǎn)品性能與價(jià)格的體現(xiàn)，但對(duì)消費(fèi)者來說，這兩個(gè)參數(shù)則具有實(shí)際的使用意義：

（1）CADR對(duì)應(yīng)用戶的使用空間。通過CADR，可以推算出產(chǎn)品的適用面積，即能夠?qū)⑹覂?nèi)污染物濃度降低到國家標(biāo)準(zhǔn)以下所對(duì)應(yīng)的最大面積。適用面積與室外顆粒物濃度、建筑物換氣率等因素有關(guān)，并且產(chǎn)品真實(shí)的使用環(huán)境千差萬別，因此設(shè)置固定的面積參數(shù)是不科學(xué)的。對(duì)此，本次修訂根據(jù)建筑物的換氣率不同，將適用面積設(shè)為范圍值：一般通風(fēng)的情況下，換氣率為1h-1，對(duì)應(yīng)的適用面積為0.07 CADR；在門窗緊閉的情況下，換氣率為0.6h-1，對(duì)應(yīng)的適用面積為0.12 CADR。用戶可依據(jù)真實(shí)的使用情況，選擇空氣凈化器產(chǎn)品。

（2）CCM對(duì)應(yīng)用戶的使用時(shí)間。用測(cè)量出來的累積凈化量除以每日要處理的污染物質(zhì)量，即為產(chǎn)品的凈化壽命。針對(duì)實(shí)際適用情況的復(fù)雜性，本次修訂以列表的形式將日均處理量表示出來，為消費(fèi)者提供參考。

需要指出的是，適用面積和凈化壽命僅是理論推算值，可為用戶提供指導(dǎo)性參考，并不能反映產(chǎn)品真實(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于同一款產(chǎn)品，不同用戶的使用環(huán)境、使用習(xí)慣不同，適用面積和凈化壽命也會(huì)存在很大差異，因此評(píng)價(jià)機(jī)器優(yōu)劣的核心指標(biāo)是試驗(yàn)參數(shù)CADR和CCM。這也說明，如果僅僅以“適用面積”或“凈化壽命”來評(píng)價(jià)產(chǎn)品、規(guī)范企業(yè)行為是不科學(xué)的。

2.2 其他指標(biāo)的確立

除了強(qiáng)調(diào)核心指標(biāo)CADR和CCM之外，本次修訂還對(duì)凈化能效和噪聲兩項(xiàng)指標(biāo)做出了調(diào)整。工作組收集18家主流生產(chǎn)企業(yè)以及4家檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，對(duì)170多組有效樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，確定了產(chǎn)品的凈化能效等級(jí)范圍和噪聲限值。

隨著節(jié)能技術(shù)的不斷進(jìn)步，產(chǎn)品的凈化能效指標(biāo)也在提升。本次修訂提高了能效指標(biāo)，以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)前30%所對(duì)應(yīng)的能效值為分界線：對(duì)于去除顆粒污染物功能，如果能效值大于5.00 m3/（W·h）則為節(jié)能級(jí)，如果能效值小于5.00 m3/ （W·h）且大于2.00 m3/（W·h）則為合格級(jí)；對(duì)于去除氣態(tài)污染物功能，如果能效值大于1.00 m3/（W·h）則為節(jié)能級(jí)，如果能效值小于1.00 m3/ （W·h）且大于0.50 m3/（W·h） 則為合格級(jí)。

GB/T 18801—2008以潔凈空氣量為分擋依據(jù)，將噪聲分為3個(gè)級(jí)別，但是通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，空氣凈化器產(chǎn)品的CADR值在170 m3/h～380 m3/h范圍內(nèi)非常集中，占據(jù)調(diào)研總數(shù)的50%，如圖4所示。

顯然，2008版標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)不再適用，本次修訂將潔凈空氣量分為小于150 m3/h、150 m3/h～300 m3/h、300 m3/h～450 m3/h、大于450 m3/h這4個(gè)級(jí)別，依據(jù)試驗(yàn)室提供的測(cè)試數(shù)據(jù)，分別調(diào)整了噪聲限值，使分級(jí)與限值更加合理。

圖4 顆粒物 CADR 直方圖

3 修訂后的思考

GB/T 18801標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作雖然告一段落了，但只是取得了階段性成果，還有很多有待探討和研究的地方。

首先，本著對(duì)消費(fèi)者負(fù)責(zé)的態(tài)度，在標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)明確：有害物質(zhì)釋放量在整個(gè)使用期內(nèi)都應(yīng)符合其他相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。這將對(duì)空氣凈化器產(chǎn)品的使用安全提出更高的要求，但相應(yīng)的測(cè)試方法、標(biāo)注方法都有待進(jìn)一步研究和探討。

其次，二次污染問題也值得重視，有待深入研究。目前，各種凈化技術(shù)充斥著我國的空氣凈化器市場(chǎng)，使用CADR、CCM評(píng)價(jià)方法能夠?qū)Σ煌膬艋夹g(shù)給出統(tǒng)一的評(píng)價(jià)，但卻不能鑒別出各種技術(shù)是否存在二次污染等問題。今后將建立“二次污染”測(cè)試方法，逐步解決產(chǎn)品的二次污染問題，使消費(fèi)者更加放心地使用空氣凈化器產(chǎn)品。

4 小結(jié)

標(biāo)準(zhǔn)制定的成功與否可由兩方面因素決定：

（1）評(píng)價(jià)指標(biāo)能否將產(chǎn)品的真實(shí)屬性反映出來。本次修訂強(qiáng)調(diào)將CADR和CCM作為評(píng)價(jià)產(chǎn)品的核心指標(biāo)，完善了試驗(yàn)方法，并將這兩項(xiàng)指標(biāo)與適用面積與凈化壽命合理地聯(lián)系起來，從兩個(gè)維度對(duì)空氣凈化器產(chǎn)品做出評(píng)價(jià)，從兩個(gè)層面對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際使用給出了指導(dǎo)性建議。如圖5所示。

圖5 空氣凈化器性能評(píng)價(jià)體系

（2）修訂后的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向性明顯。本次修訂從CADR和CCM兩個(gè)維度為行業(yè)的發(fā)展、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)指明了方向。同時(shí)，新版標(biāo)準(zhǔn)也指出優(yōu)越的凈化性能不應(yīng)以有害物質(zhì)釋放量增加為代價(jià)，對(duì)有害物質(zhì)釋放量作出了嚴(yán)格的要求，彌補(bǔ)了標(biāo)準(zhǔn)的缺失，引導(dǎo)行業(yè)健康發(fā)展。

面對(duì)蓬勃興起的空氣凈化器行業(yè)，以及中國市場(chǎng)的特殊性，需要量身定做“中國式”的標(biāo)準(zhǔn)；本次修訂充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的“中國特色”，同時(shí)，力求科學(xué)、客觀、公正地建立空氣凈化器評(píng)價(jià)方法，使GB/T 18801《空氣凈化器》標(biāo)準(zhǔn)能夠真正地對(duì)空氣凈化器行業(yè)起到規(guī)范和引導(dǎo)作用。