Bemessungsgrundlage für die bisherige Filtereinstufung nach EN 779 war die wohl problematischste Teilchengröße mit einem Durchmesser von 0,4 µm. Während kleinere und größere Partikel durch moderne Filtermedien weitgehend abgeschieden wurden, blieben diese Teilchen am ehesten weiterhin in der Raumluft vorhanden.
Nun enthält aber jedes Feinstaubgemisch die verschiedensten Partikel-größen inklusive einer unbestimmten Menge an 0,4-µm-Teilchen, sodass die zugrunde liegende Messmethode durchaus als „einseitig“ bezeichnet werden kann. Das Umweltbundesamt beispielsweise setzt bei seinen Messstationen zur Beurteilung der Außenluft bereits seit vielen Jahren auf die Bewertung der Luftqualität nach sogenannten Feinstaubfraktionen. Dieses bewährte Verfahren hält nun auch in der Luftfilterklassifizierung Einzug.
Nach der neuen Richtlinie ISO 16890 wird der Feinstaub in drei Fraktionen eingeteilt: PM10, PM2,5 und PM1. Jede davon besteht aus einem Teilchengemisch zwischen 0,3 µm und eben 1 µm, 2,5 µm oder 10 µm. Ein Luftfilter wiederum wird einer diesen Fraktionen zugewiesen, wenn er im Test mindestens 50 Prozent des entsprechenden Staubgemischs ab-scheidet. Bei der Filterprüfung verspricht man sich davon eine effizientere Be-urteilung im Hinblick auf die zu erzie-lende Luftqualität und die damit verbundene Installation der passenden Belüftungssysteme.
Neue Leistungsklassen und veränderte Prüfbedingungen
Im Rahmen der Norm ISO 16890 „Air filters for general ventilation“ werden Filter nach ihren Wirkungsgraden bei den drei Partikelfraktionen PM10, PM2,5 und PM1 in Gruppen eingeteilt. Diese beziehen sich auf die Abscheideleistung neuer, unbestaubter und entladener Filtermedien. Die Ermittlung einer durch die Befüllung mit Teststaub veränderten Abscheideleistung ist jedoch nicht zwingend vorgesehen.
Anders als bei der alten EN 779 wird die Filterklassifizierung künftig um eine absolute Prozentangabe zur Abscheideleistung ergänzt. Dies führt zu mehr Transparenz in der Beurteilung der Filter-medien und ermöglicht eine bessere Differenzierung bei der Produktauswahl. Die im Test ermittelten Prozentwerte werden pro Partikelfraktion jeweils auf den nächsten Fünferschritt abgerundet, sodass zwischen 50 und 100 Prozent maximal elf Größencluster liegen. Ein Filter, der nach EN 779 beispielsweise in die Klasse F9 eingeordnet wurde, könnte künftig die Bezeichnung „ISO 85 Prozent ePM1“ tragen, wobei das „e“ für „efficiency“ (engl. Wirkungsgrad) steht.
Zur Festlegung der Filterklasse werden bei der ISO 16890 andere Prüfverfahren angewendet als bislang. So wurden unter anderem neue Testaerosole entwickelt, die sicherstellen, dass am Prüffilter immer eine ausreichende Partikelanzahl in allen relevanten Größenklassen vorliegt. Auch wird jeder Filter vor den Tests mithilfe von Isopropanoldampf entladen, damit eine mögliche elektrostatische Aufladung die Testergebnisse nicht verfälschen kann.
Im Gegensatz zur EN 779 muss die angegebene Filterleistung bereits im fabrikneuen Zustand erreicht werden, da bestaubte Filter wie erwähnt nicht mehr Gegenstand der Prüfverfahren sind. So lassen sich zwar weniger Rückschlüsse auf die maximale Lebensdauer eines Filters ziehen, aber teils irreführende Angaben von Herstellerseite auch weitgehend ausschließen.
Auswirkungen auf die Einteilung in Energieklassen
Ein Filter im Luftstrom stellt immer ein Hindernis dar, da zwischen Anström- und Abströmseite ein Widerstand herrscht, der als Druckverlust gemessen wird. Dieser Druckverlust beschreibt zugleich den Energieaufwand, der benötigt wird, damit der Luftstrom in der gewünschten Geschwindigkeit aufrechterhalten werden kann. Er ist dann am geringsten, wenn der Filter neu und sauber ist. Sobald sich Staub darin sammelt, steigt der Druckverlust und somit auch der Strombedarf, da der Ventilator höher drehen muss, um die gewünschte Leistung zu erzielen.
Es ist einleuchtend, dass ein Filter, von dem ein hoher Wirkungsgrad gefordert wird, prinzipiell mehr Energie verbraucht als ein Filter mit geringer Abscheideleistung. Daher steht die Klassifizierung von Luftfiltern in direktem Zusammenhang mit der Beurteilung Energieeffizienz, die neben der Abscheideleistung und dem Anschaffungspreis das entscheidende Kaufkriterium für den Anwender ist.
Verantwortlich für die Einteilung von Luftfiltern in sogenannte Energieeffizienzklassen ist der Dachverband Eurovent, der in der HVAC-Branche als einziger die auch von Haushaltsgeräten bekannten Energielabels von A+ (niedrigster Energieverbrauch) bis E (hoher Energieverbrauch) vergeben darf. Bislang diente dem Verband die EN 779 als wichtige Bemessungsgrundlage, künftig wird es die ISO 16890 sein. Der Vorteil: Der Wirkungsgrad jedes getesteten Filters ist mit einer fünfprozentigen Genauigkeit bekannt. Den Gesetzen der Physik wird stärker Rechnung getragen als bisher und sogar die bauliche Konstruktion eines Filters fließt als Variabel in die Berechnungen zur Energieklassifizierung mit ein.
Da sich jedes Filtermedium im Laufe der Zeit mit Staub zusetzt, werden zur Ermittlung des durchschnittlichen Energieverbrauchs neben den neuen ISO-Angaben zusätzlich mit Teststaub befüllte Filter verwendet, die Aussagen über den Druckverlust im Laufe der Betriebszeit ermöglichen. Der durchschnittliche Druckverlust wird in Schritten bei ePM10 bis 700 g allmählicher Bestaubung gemessen, bei ePM2,5 bis 400 g und bei ePM1 bis 300 g. Diese Werte werden dann in Relation zu den in den PM-Klassen ausgewiesenen Ausgangsleistungen gesetzt.
Im Ergebnis erhalten die Prüfinstitute eine lineare Kurve mit einer bestimmten Steigung, die als KEP (Key Energy Performance) abgebildet wird. Diese ermöglicht eine genaue Ermittlung des tatsächlichen Energieverbrauchs eines Filters über seine gesamte Lebensdauer hinweg. Für den Kunden wiederum stellt dies eine wichtige Entscheidungshilfe bei der Neuanschaffung von Filtern für die eingesetzten Klima- und Belüftungsanlagen dar, die in der Folge wesentlich punktgenauer ausgelegt werden können als bislang.
Fazit
Die neue Filterklassifizierung nach ISO 16890 bietet Herstellern und Anwendern künftig nicht nur internationale Sicherheit, sondern richtet sich – anders als die alte Norm EN 779 – nach realen Arbeits- und Umweltbedingungen. Sie wird, vereinfacht gesagt, dem uns umgebenden Luftgemisch besser gerecht. Die neuen Prüfkriterien vereinfachen und verfeinern zudem die Einteilung von Luftfiltern in verschiedene Energieklassen und erleichtern Anwendern damit die Entscheidung, welches Produkt für die eigenen Anforderungen das geeignetste ist.
Thorsten Stoffel,
Produktmanager für Luftfilter bei der DencoHappel GmbH, Herne
