Näher an der Realität

Tabelle 1

Exemplarische Partikel und Partikelgrößen

Der Weg zur optimalen Filterauswahl

Ländliche Gebiete

Urbane Regionen

Küstennahe Gebiete

Wüstennahe Regionen

Tabelle 2

Gasturbinen und Kompressoren

Oberflächentechnik

Getränke- und Lebensmittel

Tabelle 3

Tabelle 4

Seit Januar 2017 ist die Prüfnorm ISO 16890 zur Klassifizierung von Luftfiltern gültig und seit August auch als DIN EN ISO 16890:2017. Seit Mitte 2018 ersetzt sie den bisherigen Industriestandard EN 779 vollständig. Der Vorteil der ISO 16890: Die Filterabscheidegrade werden realitätsnah anhand der vier Staubkategorien PM1, PM2,5, PM10 und Grobstaub bestimmt. Das macht die Auswahl der bestmöglichen Filter für Ihre individuellen Anforderungen erheblich einfacher.

EN 779 hält der Realität nicht stand

Nach der Norm EN 779 wird die Abscheideleistung von Luftfiltern anhand eines synthetischen Labor-Prüfstaubs (ASHRAE-Staub) nur für die Partikelgröße von 0,4 Mikrometern (μm) bewertet. Das Partikelspektrum in der Außenluft ist jedoch deutlich breiter. Damit bleibt ein Großteil der gefährlichen Feinstaubpartikel im Rahmen des Messverfahrens unberücksichtigt. Weiterer Kritikpunkt: Unter den Testbedingungen im Labor erzielen die Filter bei zunehmender Staubbeladung einen höheren Wirkungsgrad. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass der Abscheidegrad eines Filters gegenüber atmosphärischem Staub konstant bleibt oder sogar leicht absinkt. Fazit: Die nach der EN 779 gemessene Leistung entspricht nicht dem realen Filterverhalten. Zudem sagt die Prüfnorm nichts darüber aus, welches Partikelspektrum wie stark abgeschieden wird.

ISO 16890: Mehr Transparenz und Praxisnähe

Das Prüfverfahren nach ISO 16890 ist im Gegensatz zur EN 779 weitaus differenzierter und orientiert sich an der lokalen Luftqualität des jeweiligen Prozess-Standorts. Anders als bei der alten Norm werden die Filter im Test nach einem breiten Partikelspektrum von 0,3 – 10 μm bewertet. Dieses leitet sich aus den typischen Massenverteilungsdichten urbaner und ländlicher Regionen ab. Ihr Vorteil: Die Filterprüfung berücksichtigt die tatsächlich in der Luft vorherrschenden Partikelgrößen. Eingeteilt werden die Filter anhand der Feinstaubklassen PM1, PM2,5, PM10 sowie Grobstaub (ISO coarse). Damit nutzt die ISO 16890 die gleichen Bewertungsgrößen, die auch die Weltgesundheitsorganisation (WHO) und andere Umweltbehörden, wie z. B. in Deutschland das Umweltbundesamt, zur Messung heranziehen.

ISO-Bezeichnungen einfach erklärt

Ein Filter muss mindestens 50 Prozent des entsprechenden Partikelgrößenbereichs zurückhalten, damit er einer Feinstaubgruppe – PM1, PM2,5 oder PM10 – zugeordnet werden kann. Als Grobstaubfilter bewertet man Filter, die weniger als 50 Prozent der PM10-Partikel abscheiden. Die Effektivität des Filters wird dabei in abgerundeten 5-Prozent-Schritten angegeben. Ein Filter, der 87 Prozent der PM1-Partikel abfängt, ist dementsprechend als ISO ePM1 85 % klassifiziert. Das „e“ steht dabei für „Effizienz“ (siehe Tabelle 1).

Feinstaub ist nicht gleich Feinstaub

Feinstaub ist ein Schadstoffgemisch aus unterschiedlichsten Quellen. Zu den natürlichen Quellen von Feinstaub zählen vor allem Pollen, Pilzsporen und Staub aus Erosionsprozessen. Aufgrund ihres vergleichsweise großen Partikeldurchmessers von circa 10 μm sind diese zumeist mit dem bloßen Auge sichtbar. Hauptverursacher der weitaus gefährlicheren, kleinen Feinstaubpartikel um 0,3 μm sind der Kraftfahrzeugverkehr, industrielle Emissionen, Gebäudeheizungen sowie die Landwirtschaft.

Auf der Website des Umweltbundesamtes sowie den europäischen (EEA) und amerikanischen Umweltbehörden (EPA) kann die lokale Feinstaubbelastung eingesehen werden. Diese eignet sich in der Regel sehr gut, um die tatsächliche Staubbelastung vor Ort zu charakterisieren. Denn abhängig vom Standort und den klimatischen Bedingungen unterscheidet sich die Umgebungsluft und daraus resultierend auch die effizienteste Filtrationslösung für Ihre Anlagen und Prozesse deutlich.

Näher an der Umgebung - Wie lokale Partikelgrößen die Anforderungen an den Filter beeinflussen

Die Jahresmittelwerte für Feinstaub unterscheiden sich zwischen Standorten aufgrund natürlicher Bedingungen und dem Einfluss menschlicher Aktivität. Daher skizzieren wir hier vier charakteristische Umgebungen und ihre spezifischen Anforderungen an die Filtration der Zuluft.

Ländliche Gebiete

Die Feinstaubbelastung auf dem Land ist vorwiegend auf Partikel natürlichen Ursprungs wie Pollen, Sporen oder Erosionsstäube zurückzuführen. Hier filtern ISO ePM10 Filter bereits einen Großteil der Partikel aus der Zuluft.

Urbane Regionen

Ob Shanghai oder Stuttgart: In Megacities und stark urban geprägten Regionen spielen vor allem industrielle Emissionen, Dieselruß und andere Verbrennungsprodukte, die zu gefährlichem Smog führen, eine Rolle. Die Zuluft muss daher mit Filtern, die PM1 und PM2,5 Partikel zuverlässig abscheiden, gereinigt werden.

Küstennahe Gebiete

Industrieanlagen in Küstennähe sind besonders durch Sprühnebel mit hohem Salzgehalt gefährdet. Für einen dauerhaften Schutz vor Korrosion müssen neben normalen Stäuben auch die Salzpartikel aus der Luft gefiltert werden.

Wüstennahe Regionen

In trockenen und wüstennahen Regionen transportiert die Luft vor allem aufgewirbelten Sand und Stäube. Die dauerhafte Abscheidung der Partikelfraktionen PM2,5 und PM10 ist in dieser Umgebung wesentlich.

Zwischen Großstadt und ländlichen Gebieten unterscheidet sich der Feinstaub in der Umgebungsluft teilweise deutlich. Daher gibt Freudenberg gerne allgemeine Empfehlungen für die Auslegung von Filterstufen. Diese basieren dann auf den Feinstaubjahresmittelwerten für PM2,5 und PM10 in den jeweiligen Regionen (siehe Tabelle 2).

Näher an den Bedürfnissen - Filterlösungen zugeschnitten auf industrielle Anforderungen

Die Prozesse im Fokus

Die effizienteste Filterlösung hängt von denn spezifischen Prozessanforderungen ab. Der notwendige Reinheitsgrad der Luft bestimmt maßgeblich das Filtersystem für Ihre Lüftungsanlagen. Es werden daher dauerhaft Kosten gespart, wenn die Filterlösung an den industriellen Anwendungen sowie der vor Ort herrschenden Feinstaubbelastung ausgerichtet wird.

Gasturbinen und Kompressoren: Schützen Sie Ihre Anlage zuverlässig vor Korrosion und Staubansammlungen. Eine optimierte Filterlösung stellt die konstante Leistung Ihrer Maschinen sicher, sorgt dadurch für einen optimalen Wirkungsgrad und beugt ungeplanten Anlagenstillständen vor.

Oberflächentechnik: Vermeiden Sie Lackschäden und luftgetragene Verunreinigungen. Die gezielte Filtration des Partikelspektrums der Pollen und Stäube sichert Ihre Qualitätsstandards und sorgt für beste Prozessergebnisse.

Getränke- und Lebensmittel: Sichern Sie Ihre hygienische Produktion durch höchste Reinluftqualitäten. Die zuverlässige Entfernung von Keimen und gesundheitsschädlichen Partikeln gelingt im Rahmen des Zonenkonzepts für hygienische Produktionsbedingungen.

Das Unternehmen Freudenberg berät seine Kunden individuell mit e.FFECT. Seine Experten entwickeln gemeinsam mit dem Kunden die beste Filterlösung für die spezielle Anwendung. Erfahren Sie mit Hilfe von e.FFECT, dem electronic Freudenberg Filter Efficiency Calculation Tool, welches Filtersystem für Ihren Standort und Ihre Prozessanforderungen am besten passt. Mit Informationen wie dem anvisierten Reinheitsgrad der Zuluft, der Feinstaubbelastung vor Ort, der jährlichen Laufleistung oder dem durchschnittlichen Volumenstrom berechnen und vergleicht das Unternehmen die Leistungsfähigkeit verschiedener, auch mehrstufiger Filteranordnungen. So kann ganz einfach die Filtrationslösung von höchstmöglicher Effizienz ausgewählt werden.

Eine Orientierungshilfe - Der Vergleich von Filterklassifizierungen in einer Bandbreite nach Eurovent 4 / 23 (2017)

Die im Januar 2018 erschienene EUROVENT 4/23 verdeutlicht, dass die Filterklassifizierungen nach EN 779:2012 und ISO 16890 nicht vergleichbar sind und die Filterklassen nach EN 779 nicht aussagekräftig in Bezug auf die gesamte Filterleistung sind. EUROVENT Certita Certification (ECC) hat reale Messergebnisse von über 90 verschiedenen Luftfiltertypen unterschiedlicher Hersteller ausgewertet, die in unabhängigen Prüfinstituten untersucht wurden. Beispielsweise zeigen die Ergebnisse, dass sich alle gemessenen F7 Luftfilter (nach EN 779 klassifiziert) für ePM1 in einem sehr großen Bereich zwischen 40 % und 65 % befinden (nach ISO 16890 gemessen). Ähnlich große Schwankungsbreiten zeigen sich in allen anderen Filterklassen.

Die aktuell im Januar 2018 von ECC veröffentlichte Vergleichstabelle dient der praktischen Anwendung. Basierend auf realen Filtrationsdaten sind hier Vergleiche der jeweiligen Filterklassifizierungen dargestellt. Daran kann man sich heute in der täglichen Arbeit orientieren (siehe Tabelle 3)

Näher an realen Luftbedingungen der Anlage - Zukünftig Orientierung an den Empfehlungen auf Basis von Eurovent 4 / 23 (2017)

Abhängig von den vorhandenen Außenluftbedingungen (ODA-Kategorien „Outdoor Air“ nach EN 16798-3) und den Anforderungen an die Zuluftqualität (SUP-Kategorien „Supply Air“ nach EN 16798-3) gibt die EUROVENT 4/23 Vorschläge für die Auswahl geeigneter Luftfilter mit entsprechenden, minimalen Abscheideleistungen für die Feinstaubfraktionen ePM1, ePM2,5 oder ePM10. Die hier genannten Werte beschreiben die benötigte Gesamteffizienz für die jeweilige Feinstaubfraktion, unabhängig davon, ob es sich um eine einstufige oder mehrstufige Filtration handelt.

Als Beispiel sei hier ein Produktionsbereich ohne besondere Hygieneanforderungen in der Automobilindustrie genannt (SUP 4), bei dem die  Außenluftbedingungen erhöhte Feinstaubbelastung aufweist (ODA 2). Hier wird empfohlen, in der Zuluftanlage Luftfilter einzusetzen, deren Gesamteffizient für PM10 mindestens 80 % beträgt. Die Experten von Freudenberg beraten gerne und berechnen mit Hilfe von e.FFECT, mit welcher Filterlösung dieses Ziel erreicht wird (siehe Tabelle 4).

Auswirkungen der ISO 16890 auf andere Normen und Richtlinien

VDI 3803 Blatt 4 „Raumlufttechnik, Geräteanforderungen – Luftfiltersysteme (VDI-Lüftungsregeln)

Die Richtlinie VDI 3803 Blatt 4 befindet sich in der Überarbeitung und wird voraussichtlich nicht vor 2019 publiziert. Hier beschreibt der VDI Filteranwendungen in Raumlufttechnischen Anlagen. In der Überarbeitung werden die neuen Filterklassifizierungen nach ISO 16890 berücksichtigt.

VDI 6022 Blatt 1 „Raumlufttechnik, Raumluftqualität – Hygieneanforderungen an raumlufttechnische Anlagen und Geräte (VDI Lüftungsregeln)“

Die Richtlinie VDI 6022 Blatt 1 wurde Anfang Januar 2018 in überarbeiteter Form veröffentlicht. Hier gibt der VDI Empfehlungen für die Einhaltung der Hygiene-Anforderungen an Raumlufttechnische Anlagen. Die Überarbeitung berücksichtigt die neue Filterklassifizierung nach ISO 16890 und bezieht sich direkt auf die Beschreibungen der VDI 3803 Blatt 4.

EHEDG Dok. 47

Die European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG) informiert in der EHEDG Guideline No. 47 über den sachgemäßen Einsatz von Lüftungssystemen im Rahmen strenger hygienischer Anforderungen in der Getränke- und Lebensmittelindustrie. Aktuell erfolgt eine Überarbeitung aufgrund des neuen Klassifizierungssystems in der Prüfnorm ISO 16890.

EUROVENT

Die Zertifizierung von Feinfiltern und ihre Energieeffizienz-Klassifizierung erfolgt durch EUROVENT aktuell nach der Filterklasseneinteilung der EN 779. Die EUROVENT Certification Company überarbeitet bis Herbst 2018 ihr Zertifizierungsprogramm samt Klassifizierung, um auch in Zukunft eine leistungsstarke Orientierung für die energieeffiziente Filterwahl zu bieten.