HVAC Uygulamalarında ISO 16890 Standardına Göre Filtre Seçimi

 

 

Son yüzyılla beraber insanoğlunun yaşam süresinin artmasıyla sağlığımız konusunda daha fazla konuşur olduk. Özellikle son dönemde stresten uzak durmaya, yediklerimizin ve içtiklerimizin doğal olmasına dikkat etmeye, zinde kalmak için doğa yürüyüşleri ve egzersizler yapmaya özen gösterir olduk. Bu farkındalıklar insanlar arasında günden güne artmaya başladı. Peki zamanımızın %90’dan fazlasını geçirdiğimiz kapalı alanlarda soluduğumuz iç hava kalitesi için de aynı hassasiyette olduğumuzu söyleyebilmek mümkün müdür?

Partiküllerin İnsan Sağlığına Etkisi

Sanayileşmenin ve nüfusun her geçen gün artmasıyla havadan gelebilecek gaz ve partikül kirleticilerine karşı bu işin içinde aktif rol olan profesyoneller insan sağlığını ve temiz hava gereksinimini önemsemektedir. ULPATEK olarak bu konunun içinde 40 yılı aşan tecrübemiz ile aktif rol alarak daha iyi bir gelecek için yüksek kaliteli filtrasyon ilkemizle bilgi birikimimizi her platformda paylaşmayı sürdürüyoruz.

Toplumda farkındalığın artması ve artan hava kirliliği ile partiküllerin insan sağlığı üzerindeki etkisi daha da kapsamlı olarak incelenmeye başlanmıştır. Sonuçlar, ince tozların solunum hastalıklarına ve kansere neden olan ciddi sağlık tehlikeleri oluşturabildiğini gün yüzüne çıkarmıştır.

Atmosferde yer alan kirleticilerden partikül çapı 10 µm’dan (1 mm = 1000 μm) büyük olanlar oldukça hızlı bir şekilde çökmektedir. Filtrelemenin özellikle 10 µm çapından küçük kirleticiler için yapılmasının temel sebebi budur. 10 μm çapından büyük taneciklerin çoğu, uygun aydınlatma ve kontrast olması durumunda çıplak gözle görülebilir. Normal şartlarda gözle görülebilir en düşük partikül çapı ise 30 μm ve üzeridir.

5 ila 10 μm çapı aralığındaki daha büyük tanecikler üst solunum yolları tarafından ayrılır ve tutulurlar. Ara boyutlar ise, akciğerin hava kanalları üzerine çöker, buradan hızlıca temizlenerek yutulur veya öksürükle atılır.

2,5 ila 5 μm çapı aralığındaki tanecikler, insan ciğerlerinde tutunabilme ihtimali yüksek olan tanecikler olup akciğerlerin derinliklerine inmeden üst solunum sistemine geri gönderilirler.

1 ila 2,5 μm çapı aralığındaki tanecikler bronşlarda tutulmakta ve insan sağlığı açısından riskler oluşturmaktadır.

1 μm ve altındaki tanecikler, alveollerin hücre zarlarından kan akışına karışabilecek kadar küçük taneciklerdir.

Hava filtreleri konusunda geçmişte kullanılan EN779:2012 ve ASHRAE 52.2 standartlarının eksiklerini kapatarak yerini alan ISO 16890 standardı ile 0,3-10 µm çapı aralığındaki partikül maddelerin verimliliği değerlendirilmeye başlanmıştır. ANSI/ASHRAE Standard 62.1’de anlatılan kabul edilebilir iç hava kalitesinin sağlanması açısından işletme şartlarında maruz kaldığımız partikül büyüklüklerine dikkati çektiği için de yeni standart önemlidir.

Yeni standart ile sınıflandırma 0,3-1,0 µm, 0,3-2,5 µm ve 0,3-10 µm boyut aralığındaki partikül maddelere göre (Tablo 1) yapılmaktadır.

Partikül Madde /  Boyut Aralığı

PM1

PM2,5PM10Kaba

≤ 1 µm

≤ 2,5 µm≤ 10 µm

≤ 10 µm

 

Tablo 1ISO 16890 Sınıflandırma
ISO ePM1ISO ePM2,5ISO ePM10ISO Kaba
ePM1,min≥ %50
ePM2,5,min≥ %50
ePM10≥ %50< %50

Avrupa, Orta Doğu ve Afrika (EMEA) pazarında büyük rol sahibi olan filtre üreticilerinin içinde yer aldığı Eurovent Association üyeleri, ISO 16890 standardının sınıflandırmasında göre gerekli iç hava kalitesine ulaşmak için filtre seçimi yapılması konusunda tavsiyelerini içeren “Eurovent REC 4/23” dokumanını Dünya Sağlık Örgütünün (WHO) çalışmalarından faydalanarak yayınlamıştır.

Yaklaşık 1600 şehir ve 91 ülkeden toplanan verilerin değerlendirildiği WHO [2005] kılavuzuna göre insan sağlığına etkisi olmayacak düzeydeki en yüksek yıllık ortalama partikül madde konsantrasyonu aşağıdaki gibidir;

PM2,5 ≤ 10 µg/m3 yıllık ortalama

PM10 ≤ 20 µg/m3 yıllık ortalamadır.

İnsan sağlığına olumsuz etkisi konusunda son yıllarda alınan sonuçlar itibari ile büyük öneme sahip olan PM1 konsantrasyonu için tavsiye edilen bir limit değeri bu kılavuzda yer almamaktadır.

İstenen iç hava kalitesine ulaşmak için dış hava partikül konsantrasyon değeri ile iç ortam kaynaklı partikül emisyon değerleri dikkate alınır. İç ortam emisyon değerleri konusunda öngörü yapmak zor olduğu için kapalı alanlar genel havalandırma ve endüstriyel açıdan kullanım alanına göre ayrı gruplandırılmıştır. İstenen iç hava kalitesine ulaşmak için tavsiye edilen verimlilikte filtreleme ile ihtiyaç duyulan besleme hava (SUP; Supply Air) kalitesi elde edilir. Bu detaylara son kullanıcılar hakim olmayabilir fakat bu işin içinde yer alan klima santrali üreticileri ve seçim yapan mühendislik firmaları hakim olmalı ve buna göre tasarımlarını yapmalıdır.

Eurovent REC 4/23’te, dış ortam havası (ODA; Outdoor Air) üç gruba ayrılır.

tablı2

Eurovent REC 4/23’te iç ortam besleme havası (SUP) beş kategoride sınıflandırılmıştır.

Besleme Havası KategorisiGenel Havalandırma
Örnekleri
Endüstriyel  Havalandırma Örnekleri
SUP 1WHO kılavuzunda yer alan izin verilen yıllık ortalama partikül madde konsantrasyon değerinin 0,25 katı üst sınır kabul edilir (yıllık ortalama değerler; PM2,5 ≤ 2,5 μg/m³ ve PM10 ≤ 5 μg/m³). –Temizodalar (Hastaneler, ilaç depoları, elektronik
ve optik endüstrisi)
SUP 2WHO kılavuzunda yer alan izin verilen yıllık ortalama partikül madde konsantrasyon değerinin 0,5 katı üst sınır kabul edilir (yıllık ortalama değerler; PM2,5 ≤ 5 μg/m³ ve PM10 ≤ 10 μg/m³).Anaokulları, ofisler, oteller, konut binaları, toplantı odaları, sergi salonları, konferans salonları, tiyatrolar, sinemalar, konser salonlarıHijyen beklentisi yüksek yiyecek ve içecek üretim tesisleri vb.
SUP 3WHO kılavuzunda yer alan izin verilen yıllık ortalama partikül madde konsantrasyon değerinin 0,75 katı üst sınır kabul edilir (yıllık ortalama değerler; PM2,5 ≤ 7,5 μg/m³ ve PM10 ≤ 15 μg/m³).Depolar, alışveriş merkezleri, çamaşır odaları,
sunucu odaları, fotokopi odaları
Yiyecek ve içecek tesislerinde paketleme alanları vb.
SUP 4WHO kılavuzunda yer alan izin verilen yıllık ortalama partikül madde konsantrasyon değeri sınır kabul edilir (yıllık ortalama değerler; PM2,5 ≤ 10 μg/m³ ve PM10 ≤ 20 μg/m³).Tuvaletler, merdiven boşlukları vb.Otomotiv endüstrisindeki üretim alanları vb.
SUP 5WHO kılavuzunda yer alan izin verilen yıllık ortalama partikül madde konsantrasyon değerinin 1,5 katı fazlası üst sınır kabul edilir (yıllık ortalama değerler; PM2,5 ≤ 15 μg/m³ ve PM10 ≤ 30 μg/m³).Çöp odası, veri merkezleri, yer altı otoparkları vb.Ağır sanayi üretim alanları (Çelik fabrikası, ergitme ve kaynak tesisleri)

 

Tablo 3 Besleme Havası Kategorileri

Dış ortam havası (ODA) ve besleme havası (SUP) kategorilerinden faydalanarak WHO kılavuzuna göre ihtiyaç duyulan verimliliği sağlayacak özellikte filtrelerin seçimi yapılır.

DIŞ ORTAM HAVASIBESLEME HAVASI
SUP 1*SUP 2*SUP 3**SUP 4SUP 5
PM2,5 ≤ 2,5PM2,5 ≤ 5PM2,5 ≤ 7,5PM2,5 ≤ 10PM2,5 ≤ 15
PM10 ≤ 5PM10 ≤ 10PM10 ≤ 15PM10 ≤ 20PM10 ≤ 30
KategoriPM2,5PM10ePM1ePM1ePM2,5ePM10ePM10
ODA 1≤ 10≤ 2070%50%50%50%50%
ODA 2≤ 15≤ 3080%70%70%80%50%
ODA 3> 15> 3090%80%80%90%80%

 

Tablo 4 ODA ve SUP Kategorisine Bağlı Olarak Tavsiye Edilen Minimum ePMx Filtreleme Verim D

*( ISO ePM1) ve ** (ISO ePM2,5) son kademedeki filtre ile ulaşılacak en düşük son kademe filtrasyon verimini ifade eder.

Filtrasyon ile yapılması istenen sadece iç hava kalitesini sağlamak değildir. Aynı zamanda HVAC sistemlerinin de korunmasıdır. Bu sebeple birinci kademe filtre veriminin en az ePM10‘da %50 olmalıdır. Nemlendirme yapılan uygulamalarda, nemlendirme hücresinden çıkan hava verimi en az ePM2,5‘da %65 olmalıdır.

Bir örnek verecek olursak;

Dış ortam hava kalitesinin ODA 1 şartlarında olduğu Bolu/Abant’ta yer alan bir otelin iç ortam hava kalitesinde tavsiye edilen değerlere ulaşmak için besleme havamız SUP 2 kalitesinde olmalıdır. Bunun için klima santralinde kullanılması gereken filtre verimliliği yukarıdaki tablodan görüleceği üzere ePM1 %50 ‘dir. FV-F7-592x592x292 model F7 sınıfı (EN 779:2012) bir filtre Abant’ta istenen bu verimliliği sağlamaktadır.

tablo

Aynı örneği ODA 2 şartlarının geçerli olduğu Eskişehir’de yer alan bir otel için ele aldığımızda ise istenen SUP 2 kalitesindeki besleme havası verimi ePM1 %70 olmalıdır. Bu verim ise aynı model F8 sınıfı filtre ile elde edilebilmektedir.

 

Son olarak ODA 3 dış ortam hava kalitesinin olduğu İstanbul/Şişli’de yer alan benzer bir otelin ise aynı iç hava kalitesine ulaşması için kullanması gereken filtre verimliliğine baktığımızda bu değerin ePM1 %80 olduğunu görüyoruz. FV-F9-592x592x292 model F9 sınıfı filtre ile istenen bu verime ulaşılabilmektedir.

Bu üç uygulamada da taze hava girişinde ön filtre kullanımı ayrıca tavsiye edilmektedir.

 

Aşağıdaki örnek tabloda farklı Dış Ortam Havası (ODA) ve Besleme Havası (SUP) kategorilerine göre tekli ya da kademeli filtre seçimi yaparak istenen iç hava kalitesine ulaşacak şekilde filtreleme yapılabilmektedir.

Dış Ortam               Hava KalitesiBesleme Havası Kalitesi
SUP 1SUP 2SUP 3SUP 4SUP 5
ODA 1Örnek 1ePM10 %50 + ePM1 %60ePM1 %50ePM2,5 %50ePM10 %50ePM10 %50
Örnek 2ePM1 %70
ODA 2Örnek 1ePM2,5 %50 + ePM1 %60ePM10 %50 + ePM1 %60ePM1 %50ePM2,5 %50ePM10 %50
Örnek 2ePM1 %80ePM1 %70ePM2,5 %70ePM10 %80
ODA 3Örnek 1ePM2,5 %50 + ePM1 %80ePM2,5 %50 + ePM1 %60ePM10 %50 + ePM1 %60ePM1 %50ePM2,5 %50
Örnek 2ePM1 %90ePM1 %80ePM2,5 %80ePM10 %90ePM10 %80

 

Tablo 5 ODA ve SUP Kategorilerine Göre Filtre Seçimi

Havalandırma sistemi uygulamalarının büyük çoğunluğunda istenen temiz hava gereksinimi ePM1 verimliliği (SUP 1 ve SUP 2) ile sağlanmaktadır. Temiz hava gereksinimi uygulamaya göre azaldıkça önce ePM2,5 verimliliği (SUP 3) daha sonra da ePM10 verimliliği (SUP 4 ve SUP 5) sağlayacak özellikte filtre seçimi ile uygun iç hava kalitesi yakalanabilir.

 

Dış ortam hava kalitesinin ODA 1 şartlarında olduğu Bolu/Abant’ta yer alan bir otelin iç ortam hava kalitesinde tavsiye edilen değerlere ulaşmak için besleme havamız SUP 2 kalitesinde olmalıdır. Bunun için klima santralinde kullanılması gereken filtre verimliliği yukarıdaki tablodan görüleceği üzere ePM1 %50 ‘dir.

FV-F7-592x592x292 model F7 sınıfı (EN 779:2012) bir filtre Abant’ta istenen bu verimliliği sağlamaktadır.

ODA 3 dış ortam hava kalitesinin olduğu İstanbul/Şişli’de yer alan benzer bir otelin ise aynı iç hava kalitesine ulaşması için kullanması gereken filtre verimliliği ePM1 %80 olup (FV-F9-592x592x292) karşılık geldiği filtre sınıfı F9’dur. Her iki uygulamada da taze hava girişinde ön filtre kullanımı tavsiye edilmektedir.

 

Hastane, ilaç fabrikası, elektronik sanayi gibi temizoda havalandırması için kullanılabilecek klima santralinin besleme havasının SUP 1 kategorisinde ve ePM1 verimliliğinde olması gerekmektedir. Partikül madde konsantrasyonunun yüksek olduğu (ODA 1) Gebze, Çerkezköy yada şehir içinde yer alan böyle bir tesisin klima santralinde (ön filtre hariç) yüksek verimlilikteki tek filtre (ePM1 %90) ile çözüm sunulabileceği gibi son kademesinde daha düşük verimlilikte olan çoklu filtre (ePM2,5 %50 + ePM1 %80) ile de çözüm üretilebilmektedir.

 

Uzun yıllardır kullandığımız EN779:2012 standardındaki filtre sınıflarının birebir karşılığı ISO 16890 standardında yer almamaktadır. Eurovent Certita Certification’ın yaptığı karşılaştırma tablosu iki standardın birbiri ile verimlilik açısından kıyaslama için kullanılabilecek gerçek test sonuçlarına dayanan özet bir çalışmadır.

EN 779:2012

EN ISO 16890 – Gerçek ölçüm sonuçlarına göre  ortalama verimlilik aralığı

Filtre Sınıfı

ePM1ePM2,5ePM10
M5%5 – %35%10 – %45%40 – %70
M6%10 – %40%20 – %50%60 – %80
F7%40 – %65%65 – %75%80 – %90
F8%65 – %90%75 – %95%90 – %100
F9%80 – %90%85 – %95

%90 – %100

 

Tablo 6 EN 779 ve EN ISO 16890 Filtre Sınıfı Karşılaştırması

İstenen hava kalitesini sağlamak için bahsedilen tüm filtre seçimi tavsiyeleri dikkate alınırken göz önünde bulundurulması gereken bir diğer önemli parametre enerji tüketim maliyetleridir. Enerji verimliliği açısından muadillerine göre aynı çalışma şartlarında daha düşük başlangıç basınçlı, daha yüksek filtrasyon alanına sahip, uzun işletme ömrü olan filtre modelleri tercih edilmelidir. Filtre üreticilerinin enerji verimliliği konusunda Eurovent REC 4/21-2018’e göre yaptığı tavsiyelerine son kullanıcılar ve işletmeciler uyarak enerji tasarrufu konusunda sistemlerinde iyileştirmeler yapabilir.

 

EN 16798-3:2017 standardı koşulları gereğince uygun olmayan Dış Ortam Havası (ODA) koşullarında ve istenen Besleme Havası (SUP) şartlarına göre partikül filtreleri ve gaz faz filtrelerinin beraber kullanımı da tavsiye edilmektedir.

.

Dış Ortam
Hava Kalitesi

Besleme Havası Kalitesi

SUP 1

SUP 2SUP 3SUP 4SUP 5

ODA (G) 1

Tavsiye edilen
ODA (G) 2GerekliTavsiye edilen

ODA (G) 3GerekliGerekliTavsiye edilen

ISO 16890 standardı ile prosese yönelik seçimi yapılan hava filtreleri ile tesisat ekipmanları, havalandırma kanalları, donanımlar, ürünler korunur. Özellikle binaların ısıtma, havalandırma ve klima uygulamalarında yaygın olarak kullanılan filtreler ile partikül madde konsantrasyonu azaltılarak iç hava kalitesi arttırılır ve insan sağlığını önemli ölçüde korunur.

 

ISO16890 standardı ile ilgili daha geniş bilgiye www.ulpatek.com adresinden ulaşabilirsiniz.

Kaynaklar

  1. EN ISO 16890-1:2016 Genel Havalandırma Hava Filtreleri için – Bölüm 1: Parçacık Madde Verimliliğine (ePM) Dayanan Teknik Şartnameler, Gereklilikler ve Sınıflandırma Sistemi
  2. Eurovent REC 4-21 – Energy Efficiency Evaluation of Air Filters for General Ventilation Purposes – 2018
  3. Eurovent REC 4-23 – Selection of EN ISO 16890 Rated Air Filter Classes – 2018
  4. ULPATEK Filtre Teknolojisi – “ISO 16890 Hava Filtrelerinde Yeni Standart” Teknik Broşürü
  5. ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2016 Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality