IEC PAS 63086-3-12023 家用和类似用途的电气空气清洁器具.性能测量方法.第3-1部分使用空气生物学试验室的便携式空气净化器评估关键生物气溶胶减少率的方法标准立项发展报告

家用和类似用途的电气空气清洁器具性能测量方法第3-1部分：使用空气生物学试验室的便携式空气净化器评估关键生物气溶胶减少率的方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:HouseholdandSimilarElectricalAirCleaningAppliances—MethodsforMeasuringthePerformance—Part3-1:MethodforAssessingtheReductionRateofKeyBioaerosolsbyPortableAirCleanersUsinganAerobiologyTestChamber摘要随着全球公共卫生事件的频发以及人们对室内空气质量关注度的持续提升，空气净化器已从选择性消费品转变为众多家庭和办公场所的必备电器。在各类室内空气污染物中，生物气溶胶（包括细菌、病毒、真菌孢子及过敏原等）因其粒径分布广、传播途径多样且对人体健康危害显著，成为空气净化技术研究的重点对象。然而，长期以来，国际上缺乏针对空气净化器去除生物气溶胶性能的统一评价方法，各制造商采用不同的测试条件和指标，导致产品性能难以横向比较，也给消费者选择和监管部门的监督检查带来了困难。为填补这一国际标准化空白，国际电工委员会（IEC）于2023年5月30日正式发布了IECPAS63086-3-1:2023标准。该标准作为IEC63086系列标准的第3-1部分，规定了在受控空气生物学试验舱内评估便携式空气净化器对关键生物气溶胶（如细菌和病毒）减少率的测试方法和评价程序。标准涵盖了试验舱的技术要求、试验微生物的选择与制备、气溶胶发生与采样方法、净化器运行条件、计算与报告规范等核心技术内容。本报告对该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容、主要参与单位及未来发展趋势进行了系统分析。分析表明，该标准的发布填补了国际范围内空气净化器生物气溶胶去除性能测试方法的空白，为统一评价方法和国际互认奠定了基础，对于提升室内空气质量、保障公众健康具有重要的支撑作用。关键词：空气净化器；生物气溶胶；性能测试方法；IEC标准；空气生物学试验舱；室内空气质量AbstractWiththefrequentoccurrenceofglobalpublichealtheventsandthecontinuouslyincreasingpublicattentiontoindoorairquality,aircleanershavetransformedfromoptionalconsumerproductstoessentialappliancesinnumeroushouseholdsandworkplaces.Amongvariousindoorairpollutants,bioaerosols—includingbacteria,viruses,fungalspores,andallergens—havebecomeakeyfocusofaircleaningtechnologyresearchduetotheirwideparticlesizedistribution,diversetransmissionpathways,andsignificanthealthhazards.However,foralongtime,therehasbeenalackofunifiedinternationalevaluationmethodsforassessingthebioaerosolremovalperformanceofaircleaners.Differentmanufacturershaveadoptedvaryingtestconditionsandindicators,makingitdifficulttocompareproductperformancehorizontallyandposingchallengesforconsumerchoicesandregulatoryoversight.Tofillthisinternationalstandardizationgap,theInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)officiallypublishedIECPAS63086-3-1:2023onMay30,2023.AsPart3-1oftheIEC63086series,thisstandardspecifiesthetestmethodandevaluationprocedureforassessingthereductionrateofkeybioaerosols(suchasbacteriaandviruses)byportableaircleanersinacontrolledaerobiologytestchamber.Thestandardcoverscoretechnicalcontentsincludingtherequirementsfortestchambers,selectionandpreparationoftestmicroorganisms,aerosolgenerationandsamplingmethods,operatingconditionsofaircleaners,andcalculationandreportingspecifications.Thisreportsystematicallyanalyzestheprojectbackground,compilationprocess,coretechnicalcontent,majorparticipatingorganizations,andfuturedevelopmenttrendsofthisstandard.Theanalysisindicatesthatthepublicationofthisstandardfillsthegapininternationalstandardsfortestingthebioaerosolremovalperformanceofaircleaners,establishesafoundationforunifiedevaluationmethodsandinternationalmutualrecognition,andplaysanimportantsupportingroleinimprovingindoorairqualityandsafeguardingpublichealth.Keywords:AirCleaner;Bioaerosol;PerformanceTestMethod;IECStandard;AerobiologyTestChamber;IndoorAirQuality1引言1.1研究背景室内空气质量直接影响人类健康。据世界卫生组织（WHO）统计，全球约有40%的家庭使用固体燃料烹饪或取暖，室内空气污染每年导致约380万人过早死亡。除化学污染物外，生物气溶胶作为室内空气中的重要组成部分，广泛存在于呼吸道飞沫、皮肤脱落物、宠物皮屑、霉菌孢子及尘螨排泄物等来源中。2020年全球新冠疫情的暴发，使公众对空气传播病原体的关注达到前所未有的高度，空气净化器作为降低室内生物气溶胶浓度的有效手段之一，市场需求呈现爆发式增长。然而，空气净化器去除生物气溶胶的性能评价面临诸多技术挑战。生物气溶胶的存活率受温度、相对湿度、紫外线辐射及气体成分等多种因素影响；不同微生物对净化技术的敏感性差异显著，例如，带包膜的病毒（如流感病毒）比不带包膜的病毒（如肠道病毒）对抗菌处理更为敏感；HEPA过滤对微生物的物理拦截效率较高，但微生物在滤材表面的存活和再释放问题仍有待深入研究；而紫外杀菌、光催化氧化、低温等离子体等技术则涉及复杂的协同灭活机制。在此背景下，建立科学、统一、可重复的生物气溶胶去除性能测试方法成为国际标准化工作的重要课题。1.2国内外标准现状在国际标准化领域，IEC63086系列标准旨在为家用和类似用途的空气清洁器具建立统一的性能测量方法体系。其中，IEC63086-1规定了空气清洁器具性能测量的通用要求，包括术语定义、通用测试条件和报告格式；IEC63086-2系列针对特定类型的空气清洁器具（如家用空气净化器）的特定性能参数进行规定；而IEC63086-3系列则聚焦于特定污染物（如颗粒物、气态污染物和生物气溶胶）的去除性能评价方法。在IECPAS63086-3-1:2023发布之前，国际上尚无专门针对空气净化器生物气溶胶去除性能的统一测试方法标准。部分国家和地区虽有相关标准或行业规范，但测试条件、试验微生物种类、评价指标等存在较大差异。例如，美国AHAMAC-1标准主要关注颗粒物的洁净空气输送率（CADR），不涉及微生物指标；日本JEM1467标准涉及除菌率的评价，但方法细节与国际通行做法存在差异；中国GB/T36893-2018《空气净化器能效限值和能效等级》中虽涉及微生物去除相关内容，但主要侧重于整机能效评价。中国GB/T18801-2022《空气净化器》国家标准中规定了对白色葡萄球菌和空气自然菌的去除率测试方法，但采用的试验舱体积（30m³）和微生物检测手段与国际上通用的空气生物学试验方法存在差异。因此，各主要贸易伙伴之间在空气净化器微生物去除性能试验方法上尚未完全协调一致，制约了检测结果国际互认的进程。IECPAS63086-3-1:2023的发布有效填补了这一空白。1.3标准立项意义IECPAS63086-3-1:2023的发布具有多方面的重要意义。首先，该标准提供了一套科学、可重复的测试方法，使不同制造商生产的空气净化器在生物气溶胶去除性能方面具有可比性，有助于建立公平的市场竞争环境；其次，统一的测试方法为消费者选择产品提供了可靠的参考依据，有助于引导理性消费；再次，该标准为监管部门开展产品质量监督提供了技术支撑，也为国际贸易中的技术互认奠定了基础。此外，该标准的发布还将促进空气净化技术的创新发展，推动更高性能、更安全可靠的产品的研发与应用。2标准编制背景与历程2.1IEC63086系列标准体系概述IEC63086系列标准是国际电工委员会家用电器性能测量技术委员会（IEC/TC59）下属工作组WG5负责制定的空气清洁器具性能测量方法标准体系。该系列标准的第一部分（IEC63086-1）于2021年发布，规定了家用和类似用途空气清洁器具性能测量的通用要求。此后，各细分部分相继启动制定工作，形成了覆盖颗粒物、气态污染物、微生物等不同污染物类型的完整标准体系框架。IEC63086-3-1作为该系列的组成部分，专门针对生物气溶胶去除性能的测试方法进行规定。2021年10月，IEC/TC59WG5在日本东京召开工作会议，正式讨论了启动生物气溶胶测试方法标准制定的提案。该提案由日本国家委员会提出，得到了中国、韩国、德国、美国等国家委员会的积极响应和支持。经过多轮讨论和草案修改，2022年3月，IEC/TC59完成了对PAS草案的委员会内部审查（CDV投票），并于2022年7月进入最终草案批准阶段。经过各成员国为期两个月的最终投票，该标准草案获得通过，并于2023年5月30日正式发布。作为公开可用的规范（PAS，PubliclyAvailableSpecification），该标准旨在快速响应市场需求，为后续正式国际标准（IS）的制定提供过渡性技术规范。2.2标准制定的技术基础该标准的制定基于多项前期研究成果和技术积累。在试验舱设计方面，参考了ISO14698（洁净室及相关受控环境中生物污染控制）中关于生物污染监测的基本原理，同时借鉴了ASTME2451（利用试验室研究评价空气净化器去除气载微生物的标准实施规范）的试验舱空气动力学设计理念。在微生物气溶胶发生与采样技术方面，标准采纳了AGI（AllGlassImpinger）液体冲击式采样器和凝胶膜过滤采样器等国际公认的采样方法。此外，标准制定过程中还参考了中国GB/T18801-2022中关于白色葡萄球菌去除率测试的技术积累，以及日本、韩国在抗菌空气净化器性能评价方面的实践经验。标准编制组对现有文献报道的空气净化器生物气溶胶去除效率研究数据进行了系统梳理，建立了包含HEPA过滤、静电集尘、紫外杀菌、光催化氧化等多种净化技术的性能数据库，为确定试验参数和性能分级提供了科学依据。2.3与相关标准的协调关系IECPAS63086-3-1:2023在制定过程中注重与相关国际标准和各国国家标准的协调。在术语和定义方面，该标准与ISO16890（一般通风用空气过滤器）、ISO29463（高效过滤器和超高效过滤器）等标准保持一致。在微生物实验操作规范方面，该标准符合ISO14698和ISO/IEC17025（检测和校准实验室能力的通用要求）的相关规定。值得特别关注的是，该标准与GB21551.3-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能空气净化器的特殊要求》在试验微生物选择和去除率计算方面进行了充分协调，尽管两者在试验舱体积（IECPAS采用约5m³的标准化试验舱，而GB21551.3采用30m³试验舱）和微生物气溶胶发生方式上存在差异，但在基本测试原理和性能表达方式上具有一致性。在适用范围和测试条件方面，该标准尽可能与IEC63086-1的通用要求保持一致，确保系列标准内部的协调统一。3标准主要内容3.1范围与适用对象IECPAS63086-3-1:2023适用于额定电压不超过250V的家用和类似用途的便携式空气净化器，包括独立式、桌面式和可移动式产品。标准明确不适用于安装在管道系统中的空气净化设备、作为建筑物集中空调系统组成部分的空气净化装置，以及带有附加功能（如加湿、供暖）的复合型器具。值得注意的是，标准采用“关键生物气溶胶”（keybioaerosols）的概念，聚焦于对人体健康影响最为显著的微生物类别，包括但不限于细菌（如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌）和病毒（如噬菌体MS2作为病毒替代物）。3.2规范性引用文件标准引用了多项ISO和IEC标准文件，主要包括：-ISO14698-1：洁净室及相关受控环境中生物污染控制——一般原理和方法-ISO16000-36：室内空气——空气中细菌和霉菌的测定方法-IEC63086-1：家用和类似用途的电气空气清洁器具——性能测量方法——第1部分：通用要求-ISO3744：声学——声压法测定噪声源声功率级3.3关键术语和定义标准对以下核心术语进行了明确定义：-生物气溶胶（Bioaerosol）：悬浮在空气中的含有微生物或其衍生物的固体或液体微粒-减少率（ReductionRate）：在规定测试条件下，空气净化器运行前后试验舱内目标微生物浓度的相对变化百分比-空气生物学试验舱（AerobiologyTestChamber）：用于产生、维持和检测微生物气溶胶的密闭测试空间-自然衰亡率（NaturalDecayRate）：不运行空气净化器时，试验舱内微生物浓度随时间自然降低的速率-校正后减少率（AdjustedReductionRate）：扣除自然衰亡影响后的减少率3.4试验装置与材料（1）空气生物学试验舱标准规定使用体积约为5m³的密闭试验舱，舱体采用不锈钢或惰性涂层材料制成，确保内壁对微生物的吸附和灭活作用最小化。试验舱需配备：-温度控制系统（维持23℃±2℃）-相对湿度控制系统（维持50%±5%RH）-搅拌风扇（确保气溶胶均匀分布）-HEPA过滤的进气和排气系统-采样接口和操作手套箱（2）试验微生物标准推荐使用以下微生物作为测试用模式菌：-细菌：金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus，ATCC6538）——作为革兰氏阳性菌的代表；大肠杆菌（Escherichiacoli，ATCC10536）——作为革兰氏阴性菌的代表-病毒替代物：噬菌体MS2（BacteriophageMS2，ATCC15597-B1）——作为无包膜小粒径病毒的代表（3）气溶胶发生与采样装置采用Collison六喷头雾化器产生微生物气溶胶，气溶胶粒径控制在1-3μm（质量中值空气动力学直径）。采样采用AGI-30液体冲击式采样器，采样流量12.5L/min，采样时间不超过5分钟。3.5试验程序（1）试验准备在正式试验前，需对试验舱进行彻底清洁和消毒。将试验微生物在适宜培养基上培养至对数生长期后期，制备成浓度为10⁸-10⁹CFU/mL（或PFU/mL）的菌悬液。将空气净化器置于试验舱内指定位置（通常为舱体中心或靠墙位置），连接电源并检查运行状态。（2）气溶胶发生与稳定通过Collison雾化器向试验舱内喷入微生物气溶胶，持续喷雾时间通常为5-10分钟，直至舱内微生物浓度达到目标范围（通常为10⁵-10⁶CFU/m³或PFU/m³）。关闭喷雾后，启动搅拌风扇运行2分钟，使舱内气溶胶均匀分布。（3）采样与净化器运行首先在净化器未运行状态下进行初始采样（t=0），确定舱内初始微生物浓度C₀。随后启动空气净化器，在额定风量或规定的测试风速下运行。分别在运行15分钟、30分钟和60分钟时进行采样，测定各时间点的微生物浓度Ct。平行开展对照试验（净化器不运行），测定各时间点的自然衰亡浓度Cnt。（4）微生物定量分析细菌样品采用平板计数法进行定量分析，在适宜培养基上于37℃培养24-48小时后计数菌落形成单位（CFU）；噬菌体MS2样品采用双层琼脂噬斑法进行定量分析，计数噬斑形成单位（PFU）。所有样品均进行平行样测定，取平均值作为测定结果。（5）计算与结果表达校正后减少率按以下公式计算：$$R=\frac{C_0-C_t}{C_0}\times100\%-D$$式中：R为校正后减少率（%），C₀为初始浓度，Ct为t时刻净化器运行条件下的浓度，D为自然衰亡率（%）。自然衰亡率按以下公式计算：$$D=\frac{C_{n0}-