Nowa norma klasyfikacji filtrów ISO 16890

Praktyczniejszy i prostszy dobór filtrów

W ślad za badaniami powietrza i wprowadzoną dla niego systematyką oraz opisem jakości, w połowie bieżącego roku, doczekaliśmy się dość istotnej zmiany dotyczącej normowej klasyfikacji filtrów powietrza, która została dostosowana do kategoryzacji pyłu w środowisku z uwzględnieniem frakcyjności PM1, PM2,5, PM10. Wycofana została norma EN 779:2012, a w jej miejsce pojawiła się nowa norma ISO 16890 umożliwiająca bardziej praktyczną ocenę skuteczności filtracji i łatwiejszy dobór odpowiedniego filtru. Jest to o tyle istotne, że większość czasu przebywamy w pomieszczeniach zamkniętych, a znając zagrożenie występujące w środowisku zewnętrznym, jesteśmy w stanie skutecznie ochronić się przed jego wpływem przez zastosowanie odpowiedniej klasy filtrów w systemach wentylacji i klimatyzacji.
 

Jakość powietrza i jej oznaczanie

Praktycznie we wszystkich mediach już od wielu lat słyszymy o problemie zanieczyszczonego powietrza zewnętrznego, smogu i przekroczeniach stężenia pyłu zawieszonego wyrażanego w jednostkach PM2,5 oraz PM10. Zanieczyszczone drobinami powietrze, negatywnie wpływa na nasze samopoczucie, sprawność i koncentrację, może wywoływać alergie, astmę oraz inne schorzenia układu krążenia i układu oddechowego w tym płuc.

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) wraz z innymi ośrodkami naukowo-badawczymi badają wpływ zanieczyszczeń cząstkami stałymi na zdrowie człowieka i próbują wyznaczyć granice bezpiecznego dla niego środowiska. Efektem tych badań jest, między innymi, usystematyzowanie problemu zanieczyszczeń polegające na skategoryzowaniu pyłu zawieszonego w powietrzu, w zależności od wielkości cząstek stałych unoszonych, z podziałem na: na pył bardzo drobny o cząsteczkach do 1 µm, pył drobny o cząsteczkach wielkości do 2,5 µm i pył grubszy o wielkości cząstek do 10 µm oraz określenie stopni jakości powietrza i dopuszczalnych progów stężenia poszczególnych kategorii pyłów w okresie dobowym czy rocznym. Na obszarach zurbanizowanych z reguły największy problem stanowią zanieczyszczenia kategoryzowane jako PM1 i PM2,5 natomiast na terenach wiejskich przeważnie PM10. Oznaczenie PM przed wartością wielkości cząstki wywodzi się z angielskiego „Particulate Matter” (PM) i można je przetłumaczyć jako „cząstki stałe”.
Grubsze cząsteczki 5-10 µm absorbowane są głównie w górnych częściach dróg oddechowych (nos, gardło, tchawica) natomiast cząsteczki o średnic 2-3 µm potrafią dotrzeć do oskrzeli, a drobniejsze frakcje nawet do płuc, przenikając następnie do układu krwionośnego.

Jakie są podstawowe różnice między obiema normami?

Różnicą dość oczywistą i widoczną na pierwszy rzut oka jest całkowita zmiana oznaczeń literowo-cyfrowych klasyfikacji filtrów. Filtry wstępne klasy G1, G3, G3, G4 zostały zastąpione jedną, wspólnie określaną rodziną opisaną jako ISO Coarse (coarse = zgrubny) z podaniem stopnia sprawności wyrażaną w procentach (np. ISO Coarse 35%). Górną granicą tej grupy jest minimalna sprawność 50%, uzyskana dla specjalnej mieszanki pyłu testowego określanego jako PM10, powyżej której filtr „awansuje” i zmienia rodzinę (na filtry dokładne) wraz ze sposobem oznaczenia klasyfikacyjnego ISO ePMx. Jeśli filtr nie zda egzaminu, pozostaje sklasyfikowany jako ISO Coarse, przy czym ostateczna skuteczność filtracji, wyrażana w procentach jako tzw. „współczynnik zatrzymania”, wyznaczana jest też nieco innymi metodami niż w przypadku klasyfikacji ISO ePM.

Kolejne, wyższe klasy filtrów oznaczane są już jako ISO ePM10, ISO ePM2,5 oraz ISO ePM1 i tu również uzupełnieniem informacji jest sprawność w procentach % odnosząca się do danej, konkretnej grupy (np. ISO ePM2,5 65%).

Wynik uzyskany w badaniu zaokrąglany jest zawsze w dół do pełnych wielokrotności 5% (np. wynik badania 68% oznacza klasyfikację ISO ePM 65%). Dla uzyskanej sprawności powyżej 95% stosuje się zapis > 95% (np. ePM2,5>95%). Najwyższa sprawność filtracji, możliwa do uzyskania w ramach normy ISO 16890, odpowiada wynikowi 99% skuteczności w grupie ISO ePM1, powyżej tej granicy dla określenia klasy filtracji, konieczna jest zmiana normy badawczej (ISO 29463) oraz przejście do kolejnej klasyfikacji.

Firma TROX przebadała i sklasyfikowała wg nowej normy wszystkie swoje produkty, wprowadzając nowe oznaczenia odpowiadające standardom ISO 16890. Kod zamówieniowy dalej zaczyna się od symbolu typu filtra (np. PFG = filtry kieszeniowe z włókna szklanego), po czym podawana jest klasyfikacja wg normy ISO 16890. W dalszej kolejności umieszczane są pozostałe informacje o materiale ramki filtra, jej grubości, wielkości działki filtracyjnej etc. Porównanie starego oznaczenia i nowego kodu zamówieniowego wygląda następująco:

• stare oznaczenie: pastedGraphic.png

• nowe oznaczenie: pastedGraphic_1.png

Stara klasyfikacja na nową – bezpośrednie przełożenie?

Na czym polega zmiana klasyfikacji i czy można bezpośrednio przełożyć starą klasyfikację filtrów wg PN-EN 779 na nową wg ISO 16890?
Niestety nie ma możliwości dokładnego określenia nowej klasy filtra (zgodnej z ISO 16890) na podstawie starej klasyfikacji, nawet przy wykorzystaniu zarchiwizowanych wyników badań. Powodem jest druga, zasadnicza różnica między normami, związana z pyłem testowym wykorzystywanym do określenia klasy czy sprawności filtrów. Stara norma PN-EN 779 (dla filtrów klas M5 do F9) zakładała wykorzystywanie pyłu testowego o jednolitej frakcyjności 0,4 µm, podczas gdy nowa norma ISO 16890 różnicuje frakcyjność pyłu testowego.
Mamy trzy przedziały frakcyjności pyłu:
– 0,3 µm ≤ do ≤ 1 µm (PM1)
– 0,3 µm ≤ do ≤ 2,5 µm (PM2,5)
– 0,3 µm ≤ do ≤ 10 µm (PM10).

W każdym przedziale mamy aerozol testowy (mieszaninę cząstek stałych i cieczy) w pełnym spektrum wielości cząstek zawierający się między wartościami granicznymi. Charakterystyka aerozolu testowego oczywiście jest zawsze jednakowa i znormalizowana. Frakcyjność pyłu testowego obrazuje fot. 2.

Nowa norma wymaga, aby podczas badania ustalającego klasę, filtry testowane były dwukrotnie tj. ze sprawdzeniem zarówno sprawności początkowej, w poszczególnych frakcjach, Ei (filtr nowy, nieobciążony), jak i sprawności końcowej ED, i w drugim teście wykonanym po przeprowadzeniu odpowiedniego procesu uzdatnienia filtra. Wynik podawany w klasyfikacji jest średnią sprawnością z obu testów. To również zmiana w stosunku do normy PN-EN 779.
W badaniu rejestrowana jest także minimalna skuteczność filtracji dla ePM1 min, ePM2,5 min, ePM10 min i to właśnie ta wartość stanowi kryterium graniczne dla klasyfikacji do danej grupy ISO ePM.
Sam sposób pomiaru i zliczania wychwytywanego pyłu jest nieco skomplikowany i nie ma sensu opisywać go dokładnie, a zainteresowanych odsyłam do lektury normy zawierającej również przykład obliczeniowy.

Podsumowując, nowy sposób testowania i określania sprawności filtracji odpowiada rzeczywistym warunkom pracy, w jakich będzie pracował filtr i pozwala na precyzyjne określenie wymagań stawianych filtrom, adekwatnie do panującego w środowisku naturalnym zanieczyszczenia powietrza.

 

Opisane różnice oraz inne zmiany dotyczące pyłu testowego wg norm PN-EN 779 oraz ISO 16890 obrazuje tabela 1.

Mając na uwadze przyzwyczajenia klientów i oczywistą konieczność przejścia przez okres adaptacyjny, firma TROX opracowała skrócony katalog swoich produktów, w którym zestawione są filtry z obiema klasyfikacjami równocześnie. Przykładowe zestawienie klasyfikacji tkaniny filtracyjnej FMR oraz filtra workowego typu PFS wg nowej i starej normy przedstawiono na fot. 3 i 4.

Tkanina filtracyjna FMR

Filtr typu PFS

Czy filtr może być oznaczony kilkoma klasami filtracji?

Jak już wspominałem, norma ISO 16890 zakłada (tabela 2), że aby filtr mógł uzyskać klasyfikację dla danej grupy PM (np. ISO ePM2,5), jego najniższa sprawność dla odpowiadającego pyłu testowego nie może być mniejsza niż 50%. Wyjątek stanowią filtry klasy ISO Coarse, które z definicji nie osiągają sprawności minimalnej 50% dla pyłu PM10.


Jednak na podstawie wyników uzyskanych w testach, filtry mogą być zaklasyfikowane nawet do dwóch lub więcej grup filtracyjnych. Przykładowo filtr klasy ISO ePM1 85% może być jednocześnie sklasyfikowany jako ISO ePM10 95%. Norma przewiduje jednak, że należy wybrać i zadeklarować jedną klasę filtracyjną (najlepiej tą, dla której uzyskano pozytywny wynik z pyłem o najniższej ziarnistości) i tylko ta klasyfikacja ma znaleźć się na etykiecie filtra.
Pozostałe wyniki (sprawności uzyskane dla innych grup ePMx) należy umieścić w raporcie podsumowującym, w którym powinny się znaleźć również wartości minimalne ePM1 min oraz ePM2,5 min.

Czy można dokonać zgrubnego przełożenia klas filtracji wg starej normy na normę nową?

Tak jak opisywałem poprzednio, zamiana klasyfikacji filtrów na nową bezwzględnie wymaga przeprowadzenia nowych badań, jednak przybliżoną, czy też minimalną oczekiwaną, skuteczność filtracji urządzeń opisywanych wg EN 779 można oszacować wg tabeli 3.

Inne zmiany w normie ISO 16890

Norma ISO 16890 wprowadza jeszcze kilka innych zmian mniej istotnych z punktu widzenia użytkownika, natomiast wartą odnotowania jest zmiana obniżenia straty ciśnienia końcowego filtrów. Poprzednio dla filtrów klasy G1 do G4 przyjmowano wartość 250 Pa, natomiast zgodnie z normą ISO 16890 teraz jest to 200 Pa oraz analogicznie dla filtrów dokładnych M5 do F9 było 450 Pa, a jest 300 Pa.

Zdrowy klimat pomieszczeń

Jakość powietrza w pomieszczeniu przekłada się nie tylko na nasze zdrowie, ale wpływa również na dobre samopoczucie, wydajność pracy czy zdolność koncentracji podczas nauki.
Nowa klasyfikacja filtrów pozwala na lepszą ocenę filtrów dokładnych oraz prostsze i precyzyjniejsze ich dopasowanie do zagrożenia wynikającego z zanieczyszczenia środowiska zewnętrznego. Norma ISO 16890 była rozwijana przez międzynarodowy komitet standaryzacji, którego TROX jest członkiem stowarzyszonym. Zdobyta wiedza, wieloletnie doświadczenie w produkcji i eksploatacji filtrów oraz najbardziej zaawansowana technologia produkcji pozawalają, aby filtry firmy TROX stanowiły kombinację maksymalnej skuteczności filtracji, najwyższej efektywności energetycznej i jakości produktu, które przekładają się wprost na dbałość i troskę o ludzi i ich zdrowie.

Poza standardowymi rozwiązaniami uzdatniania powietrza stosowanymi w centralnych wentylacyjnych systemach wentylacji i klimatyzacji, warto zastanowić się nad problemem ograniczonej możliwości ochrony pomieszczeń przed zapyleniem w obiektach, w których zastosowanie centralnej wentylacji, z różnych przyczyn, jest niemożliwe. Tu również, wychodząc naprzeciw problemowi, firma TROX oferuje urządzenia wentylacji rozproszonej, typu SCHOOLAIR, dedykowane przede wszystkim dla istniejących szkół lub nowoprojektowanych obiektów, w których centralna wentylacja nie występuje.

Podstawowym zadaniem jednostek SCHOOLAIR jest właśnie zapewnienie odpowiedniej jakości powietrza w klasach. SCHOOLAIR to bezkanałowy system wentylacji z odzyskiem ciepła oraz filtracją powietrza zewnętrznego. Urządzenia SCHOOLAIR wyposażone są w filtry powietrza świeżego o skuteczności do 88% dla pyłu PM10 oraz do 68% dla pyłu PM2,5 co w obszarach zagrożonych smogiem może być wykorzystane jako skuteczne* narzędzie służące do stworzenia odpowiedniego klimatu w pomieszczeniach wewnętrznych i w konsekwencji ochrony zdrowia.

Fot., rys.: TROX BSH Technik Polska

* nawet przy ponad 8x krotnym przekroczeniu średniego stężenia dopuszczalnego PM10 oraz ponad 3x krotnym PM2,5

Instalnews - bezpłatny biuletyn e-czasopisma InstalReporter 1/2018 12/2017 4/2017