Besserer Schutz vor Feinstaub

Ab Mitte 2018 löst die ISO 16890 „Luftfilter für die allgemeine Raumlufttechnik“ die EN 779 (Ausgabe 2012) ab. Damit werden u. a. neue Filtergruppen eingeführt, die auch den Feinstaub ab einer Größe von 0,3 µm berücksichtigen. Der Beitrag beschreibt den Hintergrund zum Normenwechsel und was sich mit dem neuen Regelwerk ändert.

Feinstaub besteht aus kleinsten festen und flüssigen Partikeln, die in verschiedene Partikelfraktionen eingeteilt werden. Als Feinstaub werden Teilchen mit einem Durchmesser von bis zu 10 µm (PM 10, PM = particulate matter) bezeichnet. Partikel der Größe um 3 bis 10 µm werden im Nasen- und Rachenraum abgeschieden. Partikel um 2,5 µm (PM 2,5) sind lungengängig. Partikel, die kleiner als 1 µm (PM 1) sind, gelangen sogar über die Alveolen in den Blutkreislauf (Bild 1).
Die gesundheitlichen Auswirkungen reichen von Reizungen und Entzündungen der Schleimhäute bis zur Schädigung der Lungenbläschen und verstärkter Plaquebildung in den Blutgefäßen. Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) kann eine dauerhafte Feinstaubbelastung (PM 2,5) zu Arteriosklerose führen, Geburten beeinträchtigen und Atemwegserkrankungen bei Kindern auslösen. Das Umweltbundesamt schätzt, dass jährlich etwa 47000 Todesfälle auf Feinstaub zurückzuführen sind. Feinstaub entsteht u. a. in industriellen Verbrennungsprozessen und Fahrzeugabgasen sowie durch Bremsstaub und Reifenabrieb. Vor allem dieser primäre Feinstaub ist für die Immissionsbelastung der Luft verantwortlich. Hinzu kommen gasförmige Schadstoffe wie Ammoniak (oft aus landwirtschaftlichen Betrieben), Schwefeldioxid und Stickstoffoxide, die in der Luft miteinander reagieren und den nicht weniger gefährlichen sekundären Feinstaub bilden.

Warum ist die EN 779 veraltet?
Die EN 779 wurde zuletzt 2012 überarbeitet. Sie beschreibt ein Prüfverfahren, das vor rund 40 Jahren entwickelt wurde. Danach wird der Wirkungsgrad von Partikel-Luftfiltern mit einem synthetischen Aerosol bei einer einheitlichen Partikelgröße von 0,4 µm geprüft. Das Ergebnis dient als Basis für die Einordung von Partikel-Luftfiltern in die Filterklassen M 5 bis F 9. Grobstaubfilter werden mithilfe eines genormten Prüfstaubs klassifiziert.
Seit der Einführung dieses Prüfverfahrens hat sich die Luftqualität in Deutschland und anderen Industrienationen spürbar verbessert. Grobe Produktionsstäube und industrielle Abgase sind stark zurückgegangen. Die Konzentrationen von Stickstoffdioxid und Feinstaub in der Atmosphäre sind jedoch gemessen an den EU-Grenzwerten immer noch zu hoch. Die neuen Prüfbedingungen ermöglichen daher die Auswahl von Filtern in direktem Bezug zu lokal vorliegenden Feinstaubfraktionen.

Luftqualität
Seit dem Jahr 2001 werden die Feinstaubkonzentrationen (PM 10) in Deutschland an Messstationen flächendeckend erfasst und ausgewertet. Obwohl die Emissionen von Haushalten und Verkehr kontinuierlich gesunken sind, blieb die Gesamtbelastung in den letzten 10 Jahren nahezu gleich.
Aufgrund der gesundheitlichen Auswirkungen von Kleinstpartikeln wurden neue Zielwerte zur Luftreinhaltung definiert. So gilt seit dem 1. Januar 2015 bundesweit erstmals ein Grenzwert für die Feinstaubklasse PM 2,5 von max. 25 µg/m³ im Jahr. Vor diesem Hintergrund ist es wichtig, dass Filtersysteme in raumlufttechnischen Anlagen für eine effektive Abscheidung von Feinstaub sorgen.

Was ändert sich mit der ISO 16890?
Die internationale Norm ISO 16890 schafft vier neue Filtergruppen, die sich an der Partikelgröße von Stäuben orientieren. Dies sind:

• ISO Coarse (Beurteilung des Rückhaltevermögens gegen ISO A2-Staub),
• ISO PM 10: Feinstaub-Partikel ≤ 10 µm,
• ISO PM 2,5: Feinstaub-Partikel ≤ 2,5 µm,
• ISO PM 1: Feinstaub-Partikel ≤ 1 µm.

Die ISO 16890 beschreibt außerdem die Prüfungsmaßnahmen zur Ermittlung der wichtigsten Kenndaten von Luftfiltern und ersetzt nach einer Übergangsfrist ab Mitte 2018 die bisherige Prüfnorm EN 779.
In der Vergangenheit wurden Filter zur Klassifizierung nur mit Partikeln der Größe 0,4 µm beaufschlagt und bewertet. Nun wird die Filterleistung bei drei verschiedenen Partikelfraktionen (PM 1, PM 2,5 und PM 10) gemessen. Dieses Testszenario ist geeignet, ein auf die lokal vorhandenen Feinstaub-Belastungen passendes und dem gewünschten Abscheidegrad entsprechendes Filter gezielt auszuwählen.
Bei den Messungen des jeweiligen Fraktionsabscheidegrades und des Durchflusswiderstandes werden die Filter nicht mehr mit dem synthetischen Prüfstaub beladen. Stattdessen kommen die Prüfaerosole „DEHS“ und „KCl“ zum Einsatz, die sich zur Generierung und Messung feiner Partikel eignen. Ausschlaggebend für die Klassifizierung ist, ob ein Filter mehr als 50 % des entsprechenden Partikelgrößenbereichs abscheiden kann.

Vorteile
Die Filterklassen PM 10, PM 2,5 und PM 1 beziehen sich direkt auf die für die Gesundheit des Menschen relevanten Partikel. Damit wird es einfacher, Filteranlagen so auszulegen, dass sie der tatsächlich vor Ort herrschenden Luftbelastungen gerecht werden.
Ausgangspunkt einer effizienten Anlagenplanung ist nun die Luftqualität vor Ort, die z. B. aus Daten der amtlichen Messstationen ermittelt werden kann. Die lokale Luftqualität bestimmt die Filterauswahl. Eine individuelle und abgestimmte Auslegung der Filter trägt den gesundheitlichen Auswirkungen von Feinstaub Rechnung, ebenso die Auswahl energieeffizienter Filter den Lebenszykluskosten und damit Einsparmöglichkeiten. Darüber hinaus weisen Studien nach, dass durch eine Verringerung der Feinstäube und eine ausreichende Zuluftrate die Produktivität am Arbeitsplatz um bis zu 4 % gesteigert werden kann.
Mit zunehmender Außenluftrate zeigt sich außerdem ein signifikantes Anwachsen der Anzahl zufriedener Personen – ein sehr wichtiger Aspekt, da Motivation und Wohlgefühl gemeinsam mit den Krankheitsraten mit der Arbeitsstättenzufriedenheit korrelieren.

Bilder, sofern nicht anders angegeben: Trox GmbH

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