HEPA 的效率是「常數」——H14 就是 99.995%，從裝上到換掉都是這個數字。化學濾網完全不同：它的效率隨時間遞減，最後一定會失效。ASHRAE 145.2 就是在回答「什麼時候會失效」這個問題。
為什麼粒子濾網的測試方法不能用在化學濾網
粒子濾網（HEPA / ULPA / 一般空調濾網）靠物理攔截——濾材結構固定，效率幾乎不變（除了極端堵塞或破損）。所以 EN 1822 測一次效率就能代表整個使用壽命。
化學濾網靠化學吸附或反應——活性炭表面的含浸試劑跟目標氣體反應，一個反應位被用掉了就少一個。就像一塊海綿：開始時吸水很快，越吸越滿、越吸越慢，最後完全飽和不吸了。
這意味著化學濾網的「效率」不是一個數字，而是一條隨時間下降的曲線。要評價化學濾網，不能只問「效率多少」，要問「在什麼條件下，多久之後效率會降到多少」。
ASHRAE 145.2 就是定義了這個「在什麼條件下」的標準化測試方法。
ASHRAE 145.2 測試裝置
ASHRAE 145.2 測試裝置示意
把化學濾網裝進測試風道，上游灌「已知濃度的挑戰氣體」，下游量「穿透濃度」— 算出去除效率隨時間的變化
用標準鋼瓶或滲透管產生已知濃度的目標氣體（如 toluene、SO₂、NH₃）
挑戰氣體與乾淨空氣在混合段充分混合，確保上游濃度均勻
在化學濾網前方取樣，確認實際上游濃度 C_up
待測化學濾網，安裝在標準測試段中
在化學濾網後方取樣，量測穿透濃度 C_down，計算效率
挑戰氣體濃度通常設在 10–100 ppm（遠高於實際環境的 ppb 級），目的是在合理測試時間內加速濾材飽和。效率的定義：去除效率 % = (1 − 下游濃度 / 上游濃度) × 100。「穿透時間」指效率首次降到某個閾值（通常 50%）以下的時刻。
ASHRAE 145.2 的測試裝置核心概念很簡單：
- 1產生已知濃度的挑戰氣體——通常是甲苯（MC 類代表）、SO₂（MA 類代表）、或 NH₃（MB 類代表）
- 2以固定風速通過化學濾網——模擬實際使用的面風速
- 3連續量測下游濃度——用 PID、GC、或化學偵測器
- 4畫出穿透率 vs 時間的曲線
測試會持續到穿透率達到 100%（完全飽和），或到達預定的停止條件（例如穿透率 > 95%）。
關鍵參數：
| 參數 | 說明 | 為什麼重要 |
|---|---|---|
| 挑戰氣體種類 | 代表你要過濾的 AMC 類別 | 不同氣體對應不同含浸配方 |
| 挑戰濃度 | 通常 10–200 ppm（加速測試用高濃度） | 實際環境是 ppb 級，要用模型推算 |
| 面風速 | 通過濾網的氣流速度 | 速度越高，停留時間越短，穿透越快 |
| 溫度 / 濕度 | 測試環境條件 | 高濕高溫會加速穿透 |
注意：ASHRAE 145.2 的測試濃度（ppm 級）遠高於實際使用環境（ppb 級），這是為了在合理時間內完成測試。從 ppm 級結果推算 ppb 級壽命，需要用 Wheeler-Jonas 模型等數學工具。
穿透曲線怎麼讀
典型穿透曲線（Breakthrough Curve）
化學濾網效率不像 HEPA 那樣恆定 — 它會隨時間衰減。穿透曲線就是「效率怎麼掉的」的 X 光片
粒子濾網（HEPA）的效率幾乎不隨時間變 — 你只需要知道它「能不能過」。但化學濾網的效率一定會隨時間衰減，所以「能撐多久」才是關鍵指標。兩片初始效率都 99% 的化學濾網，一片可能撐 6 個月、另一片只撐 2 個月 — ASHRAE 145.2 的穿透曲線就是讓你看到這個差異。
穿透曲線的形狀取決於濾材類型（活性炭 vs 含浸炭 vs 合成吸附劑）、挑戰氣體種類、濃度、溫度和濕度。同樣的濾網對 toluene 和 SO₂ 的穿透曲線形狀會完全不同。ASHRAE 145.2 要求至少測到 50% 穿透點，但很多客戶要求測到 95% 才接受報告。
穿透曲線（Breakthrough Curve）是化學濾網最重要的性能指標。橫軸是時間（或累積氣量），縱軸是穿透率（下游濃度 / 上游濃度 × 100%）。
曲線的典型形狀是 S 型：
- ▸初期：穿透率接近 0%，化學濾網工作良好
- ▸中期：穿透率開始爬升，吸附劑逐漸飽和
- ▸後期：穿透率趨近 100%，濾網已完全飽和
幾個關鍵讀點：
| 穿透率 | 術語 | 實務意義 |
|---|---|---|
| 1% | 初始穿透點 | 濾網開始「漏」了，但還在容許範圍內 |
| 10% | 早期穿透 | 部分應用的更換門檻（例如辦公室 HVAC） |
| 50% | 半衰點 | 濾網壽命的「標準參考點」，多數報告以此為準 |
| 95% | 接近飽和 | 嚴格應用的壽命上限（再不換就完全失效） |
50% vs 95% 穿透——客戶該要哪個
這是採購化學濾網時最常見的困惑。
50% 穿透（半衰點）是 ASHRAE 145.2 報告的常用參考——報告上可能寫「50% breakthrough at 120 minutes」，意思是在測試條件下，120 分鐘時穿透率達到 50%。
但 50% 不代表「還能用 120 分鐘」——它代表「此時有一半的挑戰氣體已經穿透了」。對半導體 Fab 來說，1% 穿透可能就已經超標了。
選擇哪個穿透點取決於你的應用：
| 應用場景 | 建議穿透點門檻 | 原因 |
|---|---|---|
| 半導體先進製程 | 1% – 5% | ppb 級容許濃度，不能等到 50% |
| 半導體成熟製程 | 5% – 10% | 容許濃度較寬 |
| 博物館 / 資料儲存 | 10% – 20% | 長期保護但非即時製程 |
| 辦公大樓 HVAC | 50% | 舒適性需求，非製程需求 |
實務建議：向供應商索取報告時，明確要求「在 X ppm 挑戰、Y m/s 面風速下，穿透率達 Z% 的時間」。只給一個「效率 95%」的數字沒有意義——那可能是裝上去第一秒的數字。
跟 ISO 10121 怎麼比
ISO 10121 是國際版的化學濾網測試標準，跟 ASHRAE 145.2 的邏輯類似但有幾個差異：
| 比較項目 | ASHRAE 145.2 | ISO 10121 |
|---|---|---|
| 發布機構 | ASHRAE（美國） | ISO（國際） |
| 挑戰氣體選項 | 多種選項（甲苯、SO₂、NH₃ 等） | 類似但清單略有不同 |
| 穿透曲線 | 必須畫 | 必須畫 |
| 效率分級 | 無分級，直接報穿透時間 | 有分級體系 |
| 壓損測試 | 含 | 含 |
ISO 10121 多了一個「效率分級」的概念——把化學濾網的穿透時間轉換成等級代號，類似 ISO 16890 把粒子濾網分成 ePM1 / ePM2.5 等級。目前半導體產業仍以 ASHRAE 145.2 為主流，但跨國採購時 ISO 10121 報告也能接受。
SEMI F21 → ASHRAE 145.2 的選型橋樑
SEMI F21 告訴你「Fab 裡有哪些 AMC 要擋」，ASHRAE 145.2 告訴你「你選的化學濾網能撐多久」。兩者的橋接流程：
- 1用 SEMI F21 確定 AMC 類別和容許濃度
- ▸例：MB（鹼性）< 1 ppb，MC（有機）< 5 ppb
- 1選擇對應的化學濾網配方
- ▸MB → 含浸酸的活性炭
- ▸MC → 高表面積未含浸活性炭
- 1用 ASHRAE 145.2 報告確認壽命
- ▸看穿透曲線：在你的容許穿透率（例如 1%）下，能撐多少小時？
- ▸注意測試條件跟實際環境的差異（濃度、風速、溫濕度），用模型換算
- 1決定更換週期
- ▸穿透曲線壽命 × 安全係數（通常取 0.6–0.8）= 實際更換週期
- ▸搭配線上監測即時驗證
化學濾網的 V-Bank 選型架構，可參考 化學濾網 V-Bank 選型。
常見問題
Q：「初始效率」99% 為什麼還會穿透？
A：99% 是裝上去第一秒的效率。化學濾網的吸附劑是有限的——每吸附一個分子就少一個空位。隨著空位被填滿，效率持續下降。這就像一塊新海綿能吸乾一灘水，但用過幾次就不行了。穿透是必然的，問題只是「多快」。
Q：報告上沒寫挑戰氣體種類有意義嗎？
A：沒意義。化學濾網對不同氣體的吸附能力差異極大——同一片濾網可能對甲苯（MC）的穿透時間是 200 分鐘，對 SO₂（MA）只有 30 分鐘。沒有指定挑戰氣體的「效率」數字是無法比較的。向供應商要報告時，一定要指定你實際要擋的氣體（或 SEMI F21 類別）。
Q：高濕度為什麼讓化學濾網更快穿透？
A：兩個機制：第一，水分子跟目標氣體競爭吸附位——活性炭的吸附容量是有限的，水分子佔了位子就沒辦法吸附目標氣體。第二，某些含浸試劑（如 KOH）在高濕環境下會液化流失，直接減少可用的反應位。所以 ASHRAE 145.2 報告必須標明測試時的濕度條件——同一片濾網在 30% RH 和 80% RH 下的壽命可能差 2–3 倍。
Q：含浸活性炭跟一般活性炭差在哪？
A：一般活性炭（未含浸）靠物理吸附——利用微孔結構的凡德瓦力抓住氣體分子，對大分子有機物（MC）效果好，但對小分子無機氣體（MA / MB）效果差。含浸活性炭在表面加了化學試劑，靠化學反應——例如含浸 KOH 會跟 HF / SO₂ 反應生成不揮發的鹽，不可逆地「鎖住」目標氣體。代價是含浸後微孔被部分堵塞，對有機物的物理吸附能力下降。所以 MA/MB 用含浸碳、MC 用未含浸碳，各司其職。
Q：我的環境不在實驗室條件下，報告值還準嗎？
A：不會 100% 準。ASHRAE 145.2 測試用的是控制條件（固定濃度、固定風速、固定溫濕度），實際環境是變動的。通常需要做以下調整：(1) 用 Wheeler-Jonas 模型把 ppm 級測試結果換算到 ppb 級；(2) 加入溫濕度修正係數；(3) 乘以 0.6–0.8 的安全係數。報告值是「最佳情境下的上限」，實際壽命一定更短。這也是為什麼先進 Fab 不靠預估，而是用線上監測即時決定何時更換。
