أي تصنيف لمرشح الهواء ينبغي أن تثق به؟

توجد عدة أنظمة لتصنيف مرشحات الهواء. وقد يجعل ذلك من الصعب على المستهلكين معرفة الجهة أو المعيار الذي يمكن الوثوق به. تعرّف على أنظمة التصنيف المختلفة والمصطلحات المرتبطة بها وإيجابياتها وسلبياتها، بما في ذلك معدل توصيل الهواء النظيف (CADR)، وتصنيفات حجم الغرفة، ومعدل تغيّر الهواء في الساعة (ACH)، وHEPA، و“True HEPA,” و“HEPA-type,” و“HEPA-like,” و“HEPA-style,” و“99% HEPA,” وH13/H14 HEPA، و“HEPAsilent,” وHyperHEPA.

ما هو معدل توصيل الهواء النظيف (CADR)؟

تم تطوير معدل توصيل الهواء النظيف (CADR) بواسطة Association of Home Appliance Manufacturers (AHAM) لمساعدة المستهلكين على مقارنة مدى سرعة قيام أجهزة تنقية الهواء المحمولة بتقليل الجسيمات المحمولة في الهواء. وتمثل AHAM الشركات المصنّعة للأجهزة، وتكون المشاركة في برنامج التحقق الخاص بها طوعية. وينطبق CADR على أجهزة تنقية هواء الغرف المستقلة، وليس على أنظمة الترشيح الخاصة بالمنزل بالكامل.

يُعبَّر عن CADR بوحدة القدم المكعبة في الدقيقة (cfm). وهو يصف مقدار الهواء النظيف المكافئ الذي يقدمه جهاز التنقية، استنادًا إلى المعدل الذي تختفي به الجسيمات من حجرة الاختبار بعد احتساب انخفاضها الطبيعي. وفي حجرة AHAM التي تبلغ سعتها 1,008 قدم مكعبة، يحصل جهاز التنقية على تصنيفات منفصلة لدخان التبغ والغبار وحبوب اللقاح. وتستغرق اختبارات الدخان والغبار 20 دقيقة؛ بينما يستغرق اختبار حبوب اللقاح 10 دقائق. ويعني ارتفاع قيمة CADR إزالة أسرع للجسيمات المحمولة في الهواء التي تم اختبارها في ظل تلك الظروف (1).

يحتوي نظام تصنيف CADR على العديد من نقاط الضعف التي تحد بشكل كبير من فائدته، ومنها:

• لا يوضح الأداء على المدى الطويل. فالاختبار الذي يستمر من 10 إلى 20 دقيقة لا يمكنه إظهار كيفية أداء جهاز التنقية بعد أسابيع أو أشهر من الاستخدام الفعلي. وقد يتراجع أداء جهاز تنقية الهواء بمرور الوقت تبعًا للعوامل البيئية ومجموعة متنوعة من ملوثات الهواء الداخلي التي لا يمكن للاختبارات المعملية رصدها (2).

• لا يقدم تصنيفًا منفصلًا للجسيمات فائقة الدقة. يمثل دخان التبغ أصغر الجسيمات في اختبارات CADR القياسية، لكن نطاق الاختبار الخاص به يبدأ عند نحو 0.1 ميكرون. ولا يقدّم CADR تقريرًا عن الأداء عند كل حجم أقل من تلك النقطة. ويمكن أن تشكل الجسيمات فائقة الدقة جزءًا كبيرًا من عدد الجسيمات في الهواء المحيط، لذلك ينبغي للمستهلكين المهتمين بها البحث عن نتائج اختبارات مخصصة لأحجام الجسيمات.

• لا يقيس إزالة الغازات أو المواد الكيميائية أو الروائح. تقيس قيم CADR الشائعة للدخان والغبار وحبوب اللقاح الجسيمات، وليس المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) أو الروائح. وقد نشرت AHAM معيارًا منفصلًا لخفض المواد الكيميائية، لكن CADR الخاص بالجسيمات لا ينقل تلك النتائج.

• لا يوضح أين تذهب الجسيمات. يقيس CADR انخفاضًا في الجسيمات المحمولة في الهواء. فبعض الأجهزة التي تولد الأيونات تشحن الجسيمات بحيث تتجمع على الجدران أو المفروشات بدلًا من تجمّعها داخل جهاز التنقية. وقد تُثار الجسيمات المترسبة لاحقًا وتعود إلى الهواء. كما تشير وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) إلى أن شحن الجسيمات قد يؤثر في كيفية ترسّبها في الجهاز التنفسي.

• لا يقيس رقم CADR انبعاثات الأوزون. تجنّب أجهزة تنظيف الهواء التي تولّد الأوزون عمدًا في الأماكن المأهولة. يمكن أن يسبّب الأوزون تهيّجًا للرئتين، وقد تُطلقه بعض أجهزة التنقية الإلكترونية أو المؤيِّنة كناتج ثانوي.

• قد لا يعكس السرعة المستخدمة يوميًا. عادةً ما يُقاس CADR المنشور عند أعلى إعداد، بينما يستخدم كثير من الأشخاص سرعة أكثر هدوءًا. ولا يوضّح الرقم الرئيسي مدى سرعة إزالة جهاز التنقية للجسيمات المحمولة جوًا عند الإعدادات المنخفضة أو المتوسطة. وتوفّر معدلات إزالة الجسيمات ومستويات الضوضاء المقاسة عند كل سرعة للمروحة صورة أوضح عن أدائه في الاستخدام اليومي.
  

تجعل هذه القيود من CADR مقياسًا غير موثوق للأداء الإجمالي لجهاز تنقية الهواء. ولهذا السبب، لا تعتبر IQAir أن CADR طريقة مستقلة صالحة لتقييم أجهزة تنقية الهواء، ولا تشارك في برنامج التصنيف الخاص بـ AHAM.

تصنيفات حجم الغرفة

يُسوَّق العديد من أجهزة تنقية الهواء على أنها مناسبة لحجم غرفة محدد. وعادةً ما تُحسب هذه التصنيفات مباشرةً من CADR. ووفقًا لإرشادات AHAM، فإن ضرب قيمة CADR للدخان في نحو 1.55 يعطي الحد الأقصى الموصى به لمساحة الغرفة، على افتراض أن ارتفاع السقف 8 أقدام. ومن الناحية النظرية، ستكون الوحدة ذات CADR البالغ 100 مناسبة لغرفة مساحتها نحو 155 قدمًا مربعة. وعند هذا الحجم من الغرف، تفترض معادلة AHAM نحو 4.8 تغييرات مكافئة للهواء النظيف في الساعة (3).

ولأن تصنيفات حجم الغرفة مشتقة من CADR، فإنها ترث جميع قيوده. فهي تعكس وحدة جديدة تعمل بأعلى سرعة لها خلال اختبار قصير، لذا فهي لا تقول شيئًا عن مدى جودة خدمة الوحدة لتلك الغرفة بعد أشهر من الاستخدام، أو عند ضبط المروحة على إعداد أكثر هدوءًا، أو في مواجهة الجسيمات فائقة الدقة والغازات. كما أن الغرف ذات الأسقف الأعلى، أو المخططات المفتوحة، أو مصادر التلوث الشديدة تحتاج أيضًا إلى قدرة تنقية أكبر مما يشير إليه التصنيف.

عند اختيار السعة المناسبة لجهاز تنقية الهواء، يكون من الأجدى النظر في عدد مرات تغيير الهواء الفعّالة في الساعة (ACH)، أو مقدار أحجام الغرفة من الهواء النظيف التي توفّرها الوحدة كل ساعة، عند سرعة المروحة التي ستستخدمها فعليًا، إلى جانب نتائج ترشيح مؤكدة لأحجام الجسيمات محل الاهتمام.

ما المقصود بهواء الجسيمات عالي الكفاءة (HEPA)؟

يرمز الاختصار "HEPA" إلى High Efficiency Particulate Air، وهو نوع من مرشحات الهواء صُمّم في الأصل في أربعينيات القرن الماضي لحماية العاملين الذين كانوا يطوّرون القنبلة الذرية. وقد صُمّم المرشح للتحكم في الجسيمات الدقيقة الملوثة بمواد مشعة. تعمل مرشحات HEPA في أجهزة تنقية الهواء الميكانيكية، وغالبًا ما تُصنع من ألياف زجاجية دقيقة مرتبة عشوائيًا.

وفقًا لتعريف الحكومة الأمريكية، يجب أن تزيل مرشحات HEPA ما لا يقل عن 99.97% من الجسيمات التي يبلغ قطرها 0.3 ميكرون حتى تُصنَّف كمرشحات HEPA. ويُعد هذا حجمًا جسيميًا يصعب التقاطه بشكل خاص؛ كما تلتقط مرشحات HEPA أيضًا الجسيمات الأصغر من 0.3 ميكرون.

لذلك، يشير مصطلح "HEPA" إلى كلٍّ من نوع من تقنيات الترشيح ومعيار للكفاءة. وبفضل كفاءتها العالية وموثوقيتها وسجلها المثبت، أصبحت تقنية HEPA معيارًا صناعيًا لترشيح الجسيمات في البيئات الحرجة، مثل المختبرات وغرف العمليات في المستشفيات.

إدراكًا للإمكانات التسويقية الكبيرة لمصطلح «HEPA»، يستخدمه العديد من المصنّعين لإضفاء صورة عالية الأداء على أجهزة تنقية هواء الغرف الخاصة بهم. وتكمن المشكلة في أن تصنيف HEPA الخاص بالفلتر لا يوضح للمستهلكين بالضرورة كيف يعمل جهاز التنقية النهائي. فقد يتسرّب الهواء حول فلتر غير محكم التركيب، كما أن التلف أثناء التصنيع أو الاستخدام قد يؤثر أيضًا في الأداء.

ولزيادة إرباك المستهلكين، تدخل إلى السوق أنواع متزايدة من ادعاءات HEPA. ومن بين المصطلحات التي يواجهها المستهلكون لفك معناها: «True HEPA» و«HEPA-type» و«HEPA-like» و«HEPA-style» و«99% HEPA» وHEPA من الفئة H13/H14 و«HEPASilent».

يُعد «True HEPA» مصطلحًا تسويقيًا صُمم لطمأنة العملاء بأن الفلتر يفي بمعيار HEPA، لكن هذه الكلمات بحد ذاتها ليست شهادة اعتماد. أما «HEPA-type» و«HEPA-like» و«HEPA-style» فهي ادعاءات ضعيفة لأنها لا تحدد أي درجة HEPA تم اختبارها. كما أن ادعاء «99% HEPA» يقل عن المعيار الأمريكي لـ HEPA البالغ 99.97% عند 0.3 ميكرون إذا تم القياس تحت الظروف نفسها. ومن ناحية أخرى، تُعد H13 وH14 فئتين حقيقيتين من فلاتر HEPA وفق معيار مختلف، مع كون H14 الفئة الأكثر صرامة. أما HEPASilent فهي تقنية ترشيح تحمل علامة تجارية وقد أثبتت كفاءة ترشيح بمستوى HEPA في اختبارات مستقلة. ومهما كانت التسمية، فإن نتيجة الفلتر وحدها لا تتحقق من أداء جهاز تنقية الهواء الكامل (4).

بعض ما يُسمى بفلاتر HEPA مصنوع من ألياف صناعية عادية، ولا ينبغي افتراض أنها تؤدي مثل وسائط HEPA المختبرة. وتستخدم أجهزة تنظيف الهواء الأخرى الشحن الكهروستاتيكي للجسيمات أو التأيّن. وينبغي تجنب المؤينات لأنها قد تترسب الجسيمات المشحونة على أسطح الغرفة، كما أن بعضها يُنتج الأوزون. ويمكن أيضًا أن تتشبع ألواح تجميع الجسيمات وتفقد كفاءتها إذا لم يتم تنظيفها. كما يمكن أن تفقد وسائط الفلترة المشحونة كفاءتها بمرور الوقت: ففي إحدى الدراسات على فلاتر التهوية، انخفضت الكفاءة بنحو 50% بعد 11 أسبوعًا فقط من الاستخدام.

هل يُعد «True HEPA» حقًا المعيار الذهبي؟

الفلاتر التي تحقق معيار HEPA تزيل ما لا يقل عن 99.97% من الجسيمات التي يبلغ قطرها 0.3 ميكرون. ويُعد هذا حجمًا جسيميًا يصعب التقاطه بشكل خاص، وليس أصغر حجم يمكن لفلتر HEPA إزالته. وتُصنَّف الجسيمات المحمولة جوًا إلى عدة أحجام، بما في ذلك الخشنة والدقيقة وفائقة الدقة. ويمكن أن تشكل أصغر الجسيمات، وهي الجسيمات فائقة الدقة، نحو 90% من الجسيمات المحمولة جوًا من حيث العدد في بعض البيئات، وهي مثار قلق صحي خاص.

الجسيمات فائقة الدقة أصغر من 0.1 ميكرون وتشمل جسيمات صغيرة تصل إلى 0.003 ميكرون. وبمجرد استنشاقها، يمكنها الوصول عميقًا إلى الرئتين. ويمكن لجزء صغير منها أن يعبر إلى مجرى الدم وينتقل إلى أعضاء أخرى، بما في ذلك الدماغ (5).

يحدد المعيار الأمريكي لـ HEPA كفاءة الفلتر عند 0.3 ميكرون، بينما تُختبر فلاتر H13/H14 عند حجم الجسيمات الأكثر نفاذًا. ولا تُثبت أي من النتيجتين وحدها كفاءة جهاز التنقية الكامل.

ما هي تقنية الترشيح HyperHEPA؟

يُعد HEPA معيارًا معتمدًا لترشيح الجسيمات عالي الكفاءة. وترتقي تقنية الترشيح الحاصلة على براءة اختراع من IQAir، وهي HyperHEPA، بهذا المعيار إلى مستوى أعلى من خلال ترشيح الجسيمات فائقة الدقة حتى حجم 0.003 ميكرون، أي أصغر بمئة مرة من حجم الجسيمات البالغ 0.3 ميكرون المستخدم كمعيار مرجعي تقليدي لـ HEPA.

يتم اختبار واعتماد ترشيح HyperHEPA من IQAir بواسطة مختبر مستقل من طرف ثالث لضمان فعاليته في ترشيح الجسيمات فائقة الدقة حتى 0.003 ميكرون.

الخلاصة

يمكن أن يُحدث منقّي الهواء المناسب فرقًا ملموسًا في الهواء الذي تتنفسه. وللاختيار عن معرفة، انظر إلى ما هو أبعد من المصطلحات التسويقية والتقييمات البارزة. ضع في اعتبارك الملوثات التي تحتاج إلى إزالتها، وما إذا كان قد تم التحقق من الأداء للجهاز الكامل، ومدى كفاءته عند سرعة مروحة ستستخدمها فعليًا.

الأسئلة الشائعة

هل تكون قيمة CADR الأعلى أفضل دائمًا؟

تعني قيمة CADR الأعلى أن منقّي الهواء أزال الجسيمات التي تم اختبارها بسرعة أكبر في ظروف الاختبار، وعادةً عند أعلى سرعة للمروحة. لكنها لا تُظهر كيف يعمل الجهاز بعد أشهر من الاستخدام، أو عند سرعة أكثر هدوءًا، أو في التعامل مع الغازات والروائح. ولا ينبغي أن تكون CADR الأساس الوحيد لاختيار جهاز التنقية.

كيف يمكنني معرفة ما إذا كانت ادعاءات أداء منقّي الهواء موثوقة؟

ابحث عن اختبار مستقل لمنقّي الهواء بعد تجميعه بالكامل، وليس للمرشح وحده فقط، مع بيانات كفاءة للجسيمات التي يقل حجمها عن 0.1 ميكرون. وتحقق من وجود أداء طويل الأمد مثبت، ومرشح كربون منشط كبير للغازات والروائح، وعدم وجود مؤينات أو توليد للأوزون.

كيف يختلف HyperHEPA عن HEPA؟

يتم تصنيف مرشحات HEPA وفقًا لمعيار مرجعي يبلغ 0.3 ميكرون، رغم أنها تلتقط أيضًا جسيمات أصغر. وقد خضع ترشيح HyperHEPA من IQAir لاختبارات مستقلة أثبتت قدرته على التقاط ما لا يقل عن 99.5% من الجسيمات حتى حجم 0.003 ميكرون. كما تقيس IQAir الأداء في منقّي الهواء بعد تجميعه، ما يزوّد المستهلكين بمعلومات تتجاوز مجرد تصنيف المرشح.

هل تعني عبارة "True HEPA" أن منقّي الهواء بالكامل يزيل 99.97% من الجسيمات؟

لا. تشير عبارة "True HEPA" إلى كفاءة مُعلنة للمرشح لا تقل عن 99.97% عند 0.3 ميكرون. وهي لا تتحقق من أداء منقّي الهواء بعد تجميعه. كما أن مصطلحات مثل "HEPA-type" و"HEPA-like" لا تُثبت أصلًا أن المرشح يفي بمعيار HEPA.