Neue Norm ISO 16890, ergänzende Norm ISO 29463

Die EN 779 ist nicht mehr gültig und wurde zurückgezogen. An ihrer Stelle gilt nunmehr die ISO 16890.
Auf unserer Seite www.ISO16890.de erhalten Sie nähere Informationen zu dieser Norm.

Die ISO 29463 ist ein weltweiter Standard für EPA, HEPA und ULPA Filter. Nationale Normen wie die EN1822 oder US-Mil Std 282 werden mittelfristig durch diese Norm wohl nicht ersetzt. Die ISO 29463 ist vielmehr ein Ergänzungsstandard um Bezüge zwischen den Weltweit etablierten Standards bilden zu können.

Auf unserer Seite www.ISO29463.de erhalten Sie nähere Informationen zu dieser Norm.
 

Abscheidevermögen & Filterklassifizierung

Es existieren weltweit eine Vielzahl unterschiedler Normen zur Bewertung und Klassifizierung von Luftfiltern. Im Bereich der Klima-, Lüftungs-, und Reinraumtechnik sind die ISO 16890 sowie die EN 1822 bzw. ISO 29463 die führenden Standards und werden deshalb hier zusammengefasst vorgestellt:

• Grobstaubfilter der Klassen ISO Coarse werden mit synthetischem Staub (A2 Staub) beaufschlagt, um den gravimetrischen Abscheidegrad zu ermitteln.
• Feinstaubfilter der Klassen ISO ePM10 werden mit einem DEHS und KCL Aerosol mit Korngrößen 0,3 - 10 µm beaufschlagt. Aus roh- und reingasseitiger Partikelmessung ergibt sich der Wirkungsgrad.
• Feinstaubfilter der Klassen ISO ePM2,5 werden mit einem DEHS und KCL Aerosol mit Korngrößen 0,3 - 2,5 µm beaufschlagt. Nach dieser Messung wird der Filter für 24 h einer gesättigten Isopropanolatmosphäre ausgesetzt um ggf. elektrostatische Aufladungen zu entfernen. Damit kann der rein mechanischen Abscheidegrad (ePM min) in einer zweiten Messung festgestellt werden. Es muss mindestens eine Effizienz von 50% gegenüber PM2,5 erreicht werden.
• Feinstaubfilter der Klassen ISO ePM1 werden mit einem DEHS und KCL Aerosol mit Korngrößen 0,3 - 1 µm µm beaufschlagt. Nach dieser Messung wird der Filter für 24 h einer gesättigten Isopropanolatmosphäre ausgesetzt um ggf. elektrostatische Aufladungen zu entfernen. Damit kann der rein mechanischen Abscheidegrad (ePM min) in einer zweiten Messung festgestellt werden. Es muss mindestens eine Effizienz von 50% gegenüber PM1 erreicht werden.
• HEPA bzw. ULPA Filter der Klassen E10-U 17 hingegen werden über den Abscheidegrad der sog. "Most Penetrating Paritcle Size" (MPPS) gemäß DIN EN 1822 bestimmt. Die MPPS liegt je nach Filterkonfiguration zwischen 0,1 und 0,3 µm.

Bei der Auswahl von Filtern in Bezug auf die gewünschte Luftqualität ist die Gruppeneinteilung der ISO 16890 anwenderfreundlich. Es gibt vier Filtergruppen für die eine Ausweispflicht mit der prozentualen Abscheidelistung des Filters im zugehörigen Spektrum gegeben ist. Die Klasse ISO ePM₁ 75% weist beispielsweise eine Abscheideeffizienz (e) gegenüber Partikeln 0,3 - 1 µm von min. 75% auf. Filter deren Abscheideleistung geringer als 50% bei PM₁₀ liegt werden den Grobstaubfiltern ISO coarse zugewiesen.

Maßgeblich für die Klassifizierung von Schwebstofffiltern sind die, bis auf Teil 1 inzwischen ungültige, EN 1822 und die nahezu identische ISO 29463. Vielfach wird eine zusätzliche Prüfung entsprechend der in der ISO 14644-3 bei Kunden durchgeführt. Aufbau und Art der beiden Prüfverfahren und warum dies in der Praxis zu unterschiedlichen Ergebnissen führen kann, wird im folgenden dargelegt.

Zunächst die grundsätzliche Feststellung, dass nur die EN 1822 bzw ISO 29463 die Klassifizierung eines Filterelements ermöglichen. Während die Leckprüfung gemäß ISO 14644-3 lediglich Auskunft gibt über dicht / undicht, erlaubt die Prüfung entsprechend den Ausführungen in den anderen beiden Normen eine Einstufung in die Filterklassen E10 bis U17.

Scantest gemäß ISO 29463

• Streng kontrollierte Bedingungen: Der Scantest nach ISO 29463 wird unter Laborbedingungen durchgeführt, die konstant und exakt kontrolliert sind (Luftstrom, Temperatur und Luftfeuchtigkeit). Diese stabilen Testbedingungen minimieren externe Einflüsse und sorgen für eine hohe Reproduzierbarkeit und Präzision der Messungen.
• Gezielte Partikelkonzentration und -größe: Die Aerosolbelastung (DEHS oder PSL) wird genau eingestellt, meist mit einer Partikelgröße von 0,1 bis 0,3 µm, um die Filterleistung unter den schwierigsten Bedingungen zu testen. Die Konzentration liegt typischerweise bei 10⁴ bis 10⁶ Partikeln pro Liter, was eine konsistente und präzise Belastung des Filters sicherstellt. Diese genauen Einstellungen tragen zur hohen Messgenauigkeit bei.
• Vollständiges Scanning der Filterfläche: Der Scantest umfasst das systematische Scannen der gesamten Filterfläche, sodass auch kleinste Leckagen und Schwachstellen genau lokalisiert werden können. Der Messkopf des Partikelzählers wird dabei in einem standardisierten Muster und mit einer präzisen Geschwindigkeit bewegt, um eine vollständige Abdeckung sicherzustellen.
• Direkte Messmethode: Da die Filterleistung direkt über die gemessene Partikelkonzentration hinter dem Filter bewertet wird, sind die Ergebnisse sehr präzise und geben eine direkte Aussage über die Effizienz und Integrität des Filters.

Fazit: Die Ergebnisse sind hochpräzise und reproduzierbar, da Umgebungsvariablen praktisch ausgeschlossen sind.

Leckprüfung gemäß ISO 14644-3

• Prüfbedingungen: Die Leckprüfung gemäß ISO 14644-3 wird unter realen Betriebsbedingungen im Reinraum durchgeführt. Dabei können Umgebungsfaktoren wie Luftströmung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit variieren. Diese Variabilität macht es schwieriger, konstante und kontrollierte Bedingungen wie im Labor herzustellen, was die Genauigkeit der Messungen beeinflusst.
• Aerosolkonzentration: Das Prüfverfahren verwendet ein Testaerosol (z. B. DEHS) mit einer bestimmten Partikelgröße (ca. 0,3 µm). Die Konzentration des Aerosols wird im Feld jedoch nicht so exakt und konstant eingestellt wie im Herstellerwerk. Dies kann zu Schwankungen in der Partikelbelastung führen und damit die Genauigkeit der Messung beeinträchtigen.
• Indirekte Messung und Scanmethode: Die Lecksuche erfolgt durch das systematische Scannen der Filterfläche mit einem Photometer oder Partikelzähler. Obwohl dies eine detaillierte Untersuchung ermöglicht, ist die Genauigkeit begrenzt, da die Leckagen indirekt über die Konzentrationsdifferenz des Aerosols vor und hinter dem Filter ermittelt werden. Im Gegensatz zum Scantest wird die Partikelkonzetration vor und hinter dem Filter in der Regel nicht gleichzeitig gemessen. Zusätzlich können die Bewegungen des Messkopfs, die Geschwindigkeit des Scans und die Positionierung Einfluss auf die Genauigkeit haben.
• Schwankungen in der Betriebssituation: Da das Verfahren unter echten Bedingungen durchgeführt wird, können Störfaktoren wie Personenbewegungen, Maschinenaktivität oder Temperaturschwankungen die Messergebnisse beeinflussen. Diese Störfaktoren können zu Ungenauigkeiten führen, insbesondere wenn die Partikelkonzentration im Raum durch externe Einflüsse verändert wird.

Fazit: Die Genauigkeit der Leckprüfung nach ISO 14644-3 ist eingeschränkt durch die variablen Feldbedingungen und die indirekte Natur der Messung. Sie bietet jedoch eine realistische Bewertung der Filterleistung im tatsächlichen Einsatzumfeld.

Zusammenfassung des Genauigkeitsvergleichs

• ISO 14644-3: Bietet eine praxisnahe, aber weniger genaue Bewertung der Filterleistung unter realen Bedingungen, bei der variable Umgebungsfaktoren und indirekte Messmethoden zu Abweichungen führen können.
• ISO 29463: Liefert präzise, reproduzierbare und konsistente Ergebnisse, da die Messung unter standardisierten Laborbedingungen erfolgt und die Partikelkonzentration und -größe gezielt kontrolliert werden.

Mit der Normrevision 2020-8 entfällt der bisher verwendete k-Faktor, mit dem in der Norm von 2006 für jede Filterklasse die Leckpenetrationm definiert wurde.

Stattdessen gilt nun eine vereinfachte Leckdefinition:

• HEPA-Filter ≥ 99,995 % (MPPS): 0,01 % der rohluftseitigen Konzentration
• HEPA-Filter ≤ 99,995 % und ≥ 99,95 % (MPPS): 0,1 % der rohluftseitigen Konzentration

In der folgenden Tabelle sind die alten und neuen Akzeptanzkriterien gegenübergestellt.

Unter Berücksichtigung der einheitlichen Behandlung aller Filter ≥ H14 fällt auf, dass die Akzeptanzkriterien für H13/H14 – die in GMP-Bereichen über 95 % aller Filter ausmachen – gegenüber der Vorgängernorm um den Faktor 5 verschärft wurden. Dies führt dazu, dass die Anforderungen des In-Situ-Filterlecktests strenger sind als der in EN 1822 definierte lokale Abscheidegrad für H13/H14. Ein sachlicher Grund hierfür ist nicht ersichtlich. Man könnte fast vermuten, es sei versuchtworden, die grundsätzlich unterschiedlichen Messergebnisse von Aerosolphotometern und Streulichtpartikelzählern zu harmonisieren, was aber aufgrund der abweichenden Messverfahren unmöglich bleibt.

In der Praxis besteht somit eine erhebliche Wahrscheinlichkeit, dass ein Filter, der gemäß EN 1822-4 unter kontrollierten Bedingungen als leckfrei gemessen wurde, bei der In-Situ-Prüfung aufgrund der unglücklich gewählten Kriterien in ISO 14644-3 eine scheinbare Leckage zeigen kann. Da dieses Ergebnis auf einem normgerechten Prüfstand bei normgerechter Messung gem EN 1822 nicht reproduzierbar ist, lässt es sich auch im Vorfeld nicht sicher ausschließen.