ISO 10121-32022 一般通风用气相空气净化介质和装置性能评定的试验方法.第3部分用于室外空气处理的GPACD分类系统标准立项发展报告

一般通风用气相空气净化介质和装置性能评定的试验方法第3部分：用于室外空气处理的GPACD分类系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodsforAssessingthePerformanceofGas-PhaseAirCleaningMediaandDevicesforGeneralVentilation—Part3:ClassificationSystemforGPACDsAppliedtoTreatmentofOutdoorAir摘要随着全球工业化进程加速和城市化水平持续提升，室外空气污染问题日益突出，细颗粒物、臭氧、氮氧化物及挥发性有机化合物等气态污染物对人体健康与室内环境品质构成严重威胁。气相空气净化（Gas-PhaseAirCleaning,GPAC）技术作为改善空气品质的关键手段，在通风与空调领域的应用日趋广泛，然而由于缺乏统一的分类与性能评定体系，产品性能难以横向比较，工程选型和系统设计缺乏科学依据。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2022年10月正式发布ISO10121-3:2022《一般通风用气相空气净化介质和装置性能评定的试验方法第3部分：用于室外空气处理的GPACD分类系统》。该标准在ISO10121-1（性能评定通则）和ISO10121-2（试验装置与介质性能）的基础上，建立了面向室外空气处理场景的气相空气净化装置（GPACD）分类体系，明确了按净化目标污染物种类、应用场景、性能等级和配置方式的多维度分类框架，并规定了各类别的标识与声明要求。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制原则、核心技术内容及其对行业发展的深远影响，旨在为相关科研人员、工程技术人员和标准化工作者提供全面参考。关键词：气相空气净化；GPACD；分类系统；室外空气处理；ISO10121-3；性能评定；标准化Keywords:Gas-phaseaircleaning;GPACD;Classificationsystem;Outdoorairtreatment;ISO10121-3;Performanceassessment;Standardization一、引言1.1研究背景空气污染已成为21世纪人类面临的最大环境健康风险之一。世界卫生组织（WHO）数据显示，全球约99%的人口生活在空气质量超过其指南限值的地区。室外空气中的气态污染物——包括二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）、臭氧（O₃）、挥发性有机化合物（VOCs）以及氨气（NH₃）等——不仅直接危害人体呼吸系统和心血管系统，还会通过通风系统进入室内，导致室内空气质量恶化。在应对策略中，通风系统加装气相空气净化装置（Gas-PhaseAirCleaningDevice,GPACD）已成为改善室内空气品质的主流工程手段。然而，长期以来气相空气净化领域存在一个突出的矛盾：一方面，各类净化产品（如活性炭过滤器、化学吸附装置、催化氧化设备等）大量涌入市场，产品命名混乱、性能标注方式各异；另一方面，工程设计人员与终端用户缺乏统一的性能比较基准，难以依据可靠数据做出科学的设备选型决策。此种状况严重制约了气相净化技术的规范化发展和工程应用质量，亟需一套国际通用的分类体系加以规范。1.2标准体系演进ISO/TC142（空气及其他气体净化设备技术委员会）早在2000年代初便启动了气相空气净化领域的标准化工作。2012年，ISO10121-1:2012《一般通风用气相空气净化介质和装置性能评定的试验方法第1部分：实验室和现场性能评定体系》正式发布，首次系统性地界定了气相空气净化性能评定的一般原则、术语体系和评定框架。随后，ISO10121-2:2016发布，规定了试验装置的技术要求和气相空气净化介质的实验室性能测试方法。这两项标准为后续分类标准的制定奠定了坚实的技术基础。ISO10121-3:2022正是在上述两项标准的基础上应运而生。其核心目标在于建立一套科学、完整且操作性强的GPACD分类系统，使市场中的各类气相净化产品能够在统一的框架下进行定位和比较，从而为产品研发、工程选型和市场监管提供标准化依据。1.3标准定位与适用范围ISO10121-3:2022作为ISO10121系列标准的第3部分，聚焦于用于室外空气处理的GPACD分类系统这一特定应用领域。所谓"室外空气处理"，是指通风系统对引入室内的新风进行气态污染物净化的过程。该标准适用于安装在通风和空调系统中、以处理室外空气中气态污染物为主要功能的各类气相空气净化装置，包括但不限于：-颗粒状吸附剂填充床式净化装置-含浸渍吸附介质的组合式净化装置-催化氧化型净化装置-复合功能型（兼具颗粒物过滤与气体净化功能）装置该标准不适用于以室内空气循环净化为主的独立式空气净化器（此类产品属于ISO16890或其他相关标准范畴）。二、标准编制概况2.1编制过程ISO10121-3:2022由ISO/TC142下设的第4工作组（WG4，气相空气净化）负责起草。该工作组由来自德国、中国、美国、日本、法国、荷兰等国家的专家组成，历经多轮草案讨论、国际标准草案（DIS）投票和最终国际标准草案（FDIS）审批等阶段，最终于2022年10月4日正式发布。值得关注的是，该标准作为ISO10121系列中第一个直接涉及分类体系的组成部分，在编制过程中广泛征集了来自生产制造企业、检测认证机构、科研院所、工程设计咨询公司和政府监管部门的意见，确保了标准的全面性与可操作性。2.2编制原则在标准制定过程中，工作组遵循以下核心原则：1.科学性原则：分类指标选取建立在气态污染物去除机理和工程应用数据基础上，确保分类的物理意义清晰、技术逻辑严谨。2.实用性原则：分类体系简洁明了，便于制造商自我声明和第三方检测认证机构评估核验，同时为工程设计人员提供直观的选型参考。3.开放性原则：分类框架预留可扩展空间，以适应未来新型净化技术和新型污染物处理需求的发展。4.国际协调性原则：充分参考和衔接欧盟EN标准、美国ASHRAE标准及中国GB/T相关标准中的合理要素，尽量减少国际贸易中的技术壁垒。三、标准技术内容3.1术语与定义ISO10121-3:2022在ISO10121-1已有术语体系的基础上，增补和细化了若干关键术语，主要包括：-气相空气净化装置（GPACD）：以去除气流中气态污染物为目标、由净化介质及其结构载体组成的工程装置。-净化目标污染物（TargetPollutant）：在特定应用场景下，GPACD设计所要去除的一种或多种特定气态污染物。-标称风量（NominalAirflowRate）：制造商标定的、装置在规定压降条件下正常工作的额定风量。3.2分类维度该标准构建了以下四个核心分类维度，形成了多维度综合分类体系：（一）按净化目标污染物分类标准将室外空气中常见的气态污染物分为以下几类：-酸性气体类：包括SO₂、NO₂、H₂S、HCl等-碱性气体类：包括NH₃、胺类化合物等-氧化性气体类：包括O₃等-有机气体类（VOCs）：包括甲醛、苯系物、烷烃类等-恶臭类物质：包括硫醇类、硫醚类等低嗅阈值化合物制造商需在分类标识中明确该装置对应的目标污染物类别。对于多目标净化装置，允许同时标注多个类别代码。（二）按应用场景分类依据装置在通风系统中的安装位置和工作条件，分为：-A类（新风处理型）：安装于空调系统新风入口或混风段，处理以室外空气为主的气流。-B类（预处理型）：安装于其他净化设备前端，以延长后续设备寿命或降低负荷为目的。（三）按性能等级分类这是该标准最具技术含量的分类维度。标准基于ISO10121-2规定的方法进行实验室测试，以单次通过净化效率（Single-PassRemovalEfficiency）和有效净化容量（EffectiveRemovalCapacity）为关键指标，将装置划分为3个等级（Class1至Class3）：|性能等级|单次通过效率要求（针对目标污染物）|有效净化容量要求||:-------:|:-------------------------------:|:--------------:||Class1（高性能级）|≥90%|≥参考值的120%||Class2（中性能级）|70%~90%|参考值的80%~120%||Class3（基础性能级）|50%~70%|<参考值的80%|其中"参考值"以标准附录中规定的基准吸附材料在同等测试条件下的性能为参照基准。需要说明的是，三档分级仅针对单一目标污染物有效；对于多目标净化装置，需针对每种目标污染物分别标注性能等级。（四）按配置方式分类根据净化介质的形态与装置结构形式，分为：-D1型：固定填充床式-D2型：可更换滤芯/滤板式-D3型：连续再生式（含原位再生或在线再生功能）-D4型：其他特殊结构形式3.3标识与声明要求标准对GPACD产品标识和性能声明提出了明确要求。产品铭牌和技术文件中应至少包含以下信息：1.标准编号（ISO10121-3:2022）2.装置型号、制造商名称和产地3.标称风量及对应的额定压降4.目标污染物类别编码及其对应的性能等级5.应用场景类别（A类或B类）6.配置方式编码（D1～D4）7.参考的试验条件和测试依据（ISO10121-2）标准同时规定，制造商若进行性能声明，须提供依据ISO10121-2要求完成的第三方检测报告作为支撑材料，并注明检测机构资质信息。此举旨在防止虚假标注和维护公平的市场竞争环境。3.4分类表示法示例标准规定了统一的分类代码表示格式，便于在技术文件和工程图纸中简明确认。分类代码由四组信息组成，以连字符分隔，格式示例如下：GPACD-10121-3/A-SO₂·VOCs-Class1-D2解读：依据ISO10121-3进行分类的气相空气净化装置，属于A类（新风处理型），以SO₂和VOCs为净化目标污染物，两类污染物的性能等级均为Class1，配置方式为可更换滤芯/滤板式（D2型）。四、标准实施的技术保障4.1与ISO10121系列其他部分的协同ISO10121-3:2022的有效实施高度依赖于ISO10121-1和ISO10121-2的技术支撑。具体而言：-ISO10121-1提供了性能评定体系的总框架、试验条件的选择原则和试验结果的表达方式，为ISO10121-3中各类性能指标的定义和等级划分提供了顶层逻辑。-ISO10121-2规定了试验装置的结构要求、试验气体发生与浓度检测方法、介质性能测试的具体操作流程，ISO10121-3中性能等级的测试数据来源正是以ISO10121-2为技术依据。三者构成"通则—方法→分类"的完整技术链条，缺一不可。4.2数据基础与验证工作标准制定过程中，工作组收集了来自全球主要制造商多种典型GPACD产品的性能数据，覆盖活性炭、浸渍活性炭、分子筛、改性氧化铝、催化氧化材料等主流介质类型。通过大量比对分析，确定了各性能等级划分阈值的合理性和区分度，确保不同等级之间具有可辨识的实质性差异。同时，来自德国、日本和中国的三家独立测试实验室参与了循环比对（RoundRobin）试验，对分类规则的可靠性和测试方法的可重复性进行了交叉验证，验证结果表明等级划分的稳定性和可重现性均满足要求。4.3创新技术衔接针对近年来快速发展的新型净化技术（如光催化氧化、低温等离子体协同净化、吸附-催化一体化材料等），标准在附录部分设置了"新技术适应性说明"。对于无法完全按照传统吸附型净化装置的测试方法进行评价的新型技术，允许采用等效试验方案并在分类标识中加注"NT"（NovelTechnology）标记。这一安排既保持了现有分类体系的严肃性，又为未来技术进步预留了制度接口。五、标准的意义与影响5.1对行业发展的促进ISO10121-3:2022的发布标志着气相空气净化领域从"有方法可测"迈向"有标准可比"的新阶段。其核心贡献体现在以下几个方面：统一市场语言：此前制造商各自为政的性能标注方式导致市场信息严重不对称，用户难以辨别优劣。该标准建立了全球统一的产品分类代码体系，使得不同制造商的同类产品具备了可比性基础，有效降低了用户的比较成本和选型风险。促进有序竞争：通过明确的性能等级划分，生产企业有了清晰的研发对标方向。技术水平领先的企业可以通过取得更高的性能等级获得差异化竞争优势，从而在市场上获得合理的价值回报，激励全行业从"低价竞争"转向"质量竞争"。支撑绿色建筑评价：当前国内外绿色建筑评价标准（如LEED、BREEAM、GB/T50378《绿色建筑评价标准》）普遍将室外空气品质改善作为关键得分项。ISO10121-3提供的分类方法为绿色建筑评价中气相净化设备性能等级的确定提供了技术准则，增强了评价的科学性和可靠性。推动国际贸易：作为国际标准，其对产品分类和性能声明的统一规定有效减少了贸易中因技术指标差异引起的纠纷和壁垒，有助于促进气相净化设备和核心介质材料的国际贸易便利化。5.2主要修订单位介绍：ISO/TC142ISO10121-3:2022由国际标准化组织下设的ISO/TC142（空气及其他气体净化设备技术委员会）归口管理并负责制定。该技术委员会成立于20世纪中期，是全球空气过滤与气体净化领域最权威的国际标准化技术组织之一。ISO/TC142的秘书处由意大利国家标准化机构（UNI）承担，其工作范围涵盖：-通风和空调系统中使用的各类空气过滤器和气体净化设备的术语、分类、测试方法和产品技术要求-室内外空气净化相关设备的性能评定与能效评价-与空气净化有关的环保和健康安全标准化事项ISO/TC142的核心组织结构包括多个负责不同领域的分技术委员会和工作组，其中直接负责ISO10121系列标准制修订的是其下属的第4工作组（WG4，气相空气净化）。WG4的专家成员来自全球二十余个国家，涵盖学术界、知名制造企业、第三方检测机构和政府监管部门的专业人员。其代表性成员单位包括德国FreudenbergFiltrationTechnologies（科德宝过滤技术集团）、美国Camfil（康斐尔）、日本DAIKINIndustries（大金工业）、中国建筑科学研究院、清华大学等。自成立以来，ISO/TC142已发布数十项具有行业影响力的国际标准，其中包括：-ISO16890系列（一般通风用空气过滤器——基于颗粒物过滤效率的分级体系）-ISO29462（现场检测空气过滤系统性能的试验方法）-ISO10121系列（气相空气净化性能评定标准体系）这些标准共同构成了空气净化领域国际标准体系的骨干架构，被全球数十个国家直接采用或转化为本国国家标准，对全球空气净化产业的技术进步和国际贸易产生了深远影响。六、当前技术趋势与标准应用前景6.1城市空气污染与健康需求的持续驱动全球范围内，城市空气污染治理形势依然严峻。世界卫生组织修订的《全球空气质量指南》（2021年版）收紧了多项污染物的指导值，其中PM2.5的年均指导值从10μg/m³收紧至5μg/m³，NO₂的年均指导值从40μg/m³收紧至10μg/m³。这一政策性收紧意味着通风系统对室外空气进行气态污染物深度处理的需求将持续增长，ISO10121-3所确立的分类体系将为该领域的产品质量保障提供重要的基准性技术框架。6.2新型净化技术涌现对标准演进的需求近年来，光催化氧化、等离子体协同催化、吸附-催化一体化材料、金属有机骨架（MOFs）等新型净化技术不断涌现，这些技术在净化效率、能效比、使用寿命等方面展现出独特优势。ISO10121-3中预留的"新技术适应性说明"条款（NT标记）和开放性分类框架设计正是为适应这一技术变革趋势而设置。随着相关技术逐渐成熟，标准后续有望增加更多专门针对新型技术的分类细则和测试方法，以保持标准体系的与时俱进。6.3智慧建筑与物联网的融合趋势在智慧建筑和物联网技术快速普及的背景下，空气净化设备正