Air filters for general ventilation — Part 4: Conditioning method to determine the minimum fractional test efficiency

ISO 16890-4:2016 establishes a conditioning method to determine the minimum fractional test efficiency. It is intended for use in conjunction with ISO 16890‑1, ISO 16890‑2 and ISO 16890‑3, and provides the related test requirements for the test device and conditioning cabinet as well as the conditioning procedure to follow. The conditioning method described in this part of ISO 16890 is referring to a test device with a nominal face area of 610 mm × 610 mm (24 inch × 24 inch). ISO 16890 (all parts) refers to particulate air filter elements for general ventilation having an ePM1 efficiency less than or equal to 99 % and an ePM10 efficiency greater than 20 % when tested according to the procedures defined within ISO 16890 (all parts). NOTE The lower limit for this test procedure is set at a minimum ePM10 efficiency of 20 % since it will be very difficult for a test filter element below this level to meet the statistical validity requirements of this procedure. Air filter elements outside of this aerosol fraction are evaluated by other applicable test methods. See ISO 29463 (all parts). Filter elements used in portable room-air cleaners are excluded from the scope of this part of ISO 16890. The performance results obtained in accordance with ISO 16890 (all parts) cannot by themselves be quantitatively applied to predict performance in service with regard to efficiency and lifetime. The results from this part of ISO 16890 may also be used by other standards that define or classify the fractional efficiency in the size range of 0,3 μm to 10 μm when electrostatic removal mechanism is an important factor to consider, for example ISO 29461.

Filtres à air de ventilation générale — Partie 4: Méthode de conditionnement afin de déterminer l'efficacité spectrale minimum d'essai

ISO 16890-4:2016 établit une méthode de conditionnement pour déterminer l'efficacité spectrale minimum d'essai. Elle est destinée à être utilisée conjointement avec l'ISO 16890‑1, l'ISO 16890‑2 et l'ISO 16890‑3 et fournit les exigences d'essai associées pour le dispositif d'essai et l'enceinte de conditionnement ainsi que le mode opératoire de conditionnement à suivre. La méthode de conditionnement décrite dans la présente partie de l'ISO 16890 se réfère à un banc d'essai ayant une surface frontale nominale de 610 mm × 610 mm (24 inch × 24 inch). L'ISO 16890 (toutes les parties) concerne les éléments filtrant de ventilation générale ayant une efficacité ePM1 inférieure ou égale à 99 % et une efficacité ePM10 supérieure à 20 %, lorsqu'ils sont soumis à essai selon les modes opératoires définis dans l'ISO 16890 (toutes les parties). NOTE Pour ce mode opératoire, la limite inférieure est fixée à une efficacité minimale ePM10 de 20 % étant donné qu'il est très difficile pour un élément filtrant d'essai, en dessous de ce niveau, de respecter les exigences de validité statistique de ce mode opératoire. En dehors de ces fractions d'aérosol, les éléments filtrants sont évalués par d'autres méthodes d'essai applicables. Voir l'ISO 29463 (toutes les parties). Les éléments filtrants utilisés dans les épurateurs d'air ambiant portatifs sont exclus du domaine d'application de la présente partie de l'ISO 16890. Les résultats de performance obtenus conformément à l'ISO 16890 (toutes les parties) ne peuvent pas être utilisés quantitativement pour prédire les performances en service, en ce qui concerne l'efficacité et la durée de vie. Les résultats de la présente partie de l'ISO 16890 peuvent également être utilisés par d'autres normes qui définissent ou classent l'efficacité spectrale dans la plage granulométrique de 0,3 µm à 10 μm lorsque le mécanisme d'élimination électrostatique est un facteur important à prendre en compte, par exemple l'ISO 29461.

General Information

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Withdrawn
Publication Date
27-Nov-2016
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Completion Date
29-Jul-2022
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ISO 16890-4:2016 - Air filters for general ventilation
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ISO 16890-4:2016 - Filtres a air de ventilation générale
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16890-4
First edition
2016-12-01
Air filters for general ventilation —
Part 4:
Conditioning method to determine the
minimum fractional test efficiency
Filtres à air de ventilation générale —
Partie 4: Méthode de conditionnement afin de déterminer l’efficacité
spectrale minimum d’essai
Reference number
ISO 16890-4:2016(E)
ISO 2016
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ISO 16890-4:2016(E)
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ISO 16890-4:2016(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 2

5 General conditioning test requirements ..................................................................................................................................... 2

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 2

5.2 Test device requirements ............................................................................................................................................................... 2

5.3 Test device selection .......................................................................................................................................................................... 2

5.4 Conditioning cabinet requirements ...................................................................................................................................... 3

6 Conditioning materials .................................................................................................................................................................................. 3

7 Conditioning cabinet ........................................................................................................................................................................................ 4

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 4

7.2 Conditioning cabinet dimensions and construction materials ..................................................................... 4

7.3 Environment, temperature and relative humidity ................................................................................................... 5

8 Safety issues .............................................................................................................................................................................................................. 6

9 Test method ............................................................................................................................................................................................................... 6

9.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 6

9.2 Conditioning procedure .................................................................................................................................................................. 7

10 Qualification .............................................................................................................................................................................................................. 7

11 Reporting results ................................................................................................................................................................................................. 8

Annex A (informative) Hints for health and safety aspects for the use of IPA ...........................................................9

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................11

© ISO 2016 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 16890-4:2016(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,

as well as information about ISO’s adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the

Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.

The committee responsible for this document is ISO/TC 142, Cleaning equipment for air and other gases.

This first edition of ISO 16890-4, together with ISO 16890-1, ISO 16890-2 and ISO 16890-3, cancels and

replaces ISO/TS 21220:2009, which has been technically revised.

ISO 16890 consists of the following parts, under the general title Air filters for general ventilation:

— Part 1: Technical specifications, requirements and classification system based upon particulate matter

efficiency (ePM)
— Part 2: Measurement of fractional efficiency and air flow resistance

— Part 3: Determination of the gravimetric efficiency and the air flow resistance versus the mass of test

dust captured

— Part 4: Conditioning method to determine the minimum fractional test efficiency

iv © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 16890-4:2016(E)
Introduction

The effects of particulate matter (PM) on human health have been extensively studied in the past

decades. The results are that fine dust can be a serious health hazard, contributing to or even causing

respiratory and cardiovascular diseases. Different classes of particulate matter can be defined according

to the particle size range. The most important ones are PM , PM and PM . The U.S. Environmental

10 2,5 1

Protection Agency (EPA), the World Health Organization (WHO) and the European Union define

PM as particulate matter which passes through a size-selective inlet with a 50 % efficiency cut-off

at 10 µm aerodynamic diameter. PM and PM are similarly defined. However, this definition is not

2,5 1

precise if there is no further characterization of the sampling method and the sampling inlet with a

clearly defined separation curve. In Europe, the reference method for the sampling and measurement

of PM is described in EN 12341. The measurement principle is based on the collection on a filter of the

PM fraction of ambient particulate matter and the gravimetric mass determination (see EU Council

Directive 1999/30/EC of 22 April 1999).

As the precise definition of PM , PM and PM is quite complex and not simple to measure, public

10 2,5 1

authorities, like the U.S. EPA or the German Federal Environmental Agency (Umweltbundesamt),

increasingly use in their publications the more simple denotation of PM as being the particle size

fraction less or equal to 10 µm. Since this deviation to the above mentioned complex “official” definition

does not have a significant impact on a filter element’s particle removal efficiency, the ISO 16890 series

refers to this simplified definition of PM , PM and PM .
10 2,5 1

Particulate matter in the context of the ISO 16890 series describes a size fraction of the natural aerosol

(liquid and solid particles) suspended in ambient air. The symbol ePM describes the efficiency of an air

cleaning device to particles with an optical diameter between 0,3 µm and x µm. The following particle

size ranges are used in the ISO 16890 series for the listed efficiency values.

Table 1 — Optical particle diameter size ranges for the definition of the efficiencies, ePM

Efficiency Size range, µm
ePM 0,3 ≤ × ≤10
ePM 0,3 ≤ × ≤2,5
2,5
ePM 0,3 ≤ × ≤1

Air filters for general ventilation are widely used in heating, ventilation and air-conditioning applications

of buildings. In this application, air filters significantly influence the indoor air quality and, hence, the

health of people, by reducing the concentration of particulate matter. To enable design engineers and

maintenance personnel to choose the correct filter types, there is an interest from international trade

and manufacturing for a well-defined, common method of testing and classifying air filters according

to their particle efficiencies, especially with respect to the removal of particulate matter. Current

regional standards are applying totally different testing and classification methods, which do not allow

any comparison with each other, and thus hinder global trade with common products. Additionally,

the current industry standards have known limitations by generating results which often are far away

from filter performance in service, i.e. overstating the particle removal efficiency of many products.

With this new ISO 16890 series, a completely new approach for a classification system is adopted, which

gives better and more meaningful results compared to the existing standards.

The ISO 16890 series describes the equipment, materials, technical specifications, requirements,

qualifications and procedures to produce the laboratory performance data and efficiency classification

based upon the measured fractional efficiency converted into a particulate matter efficiency (ePM)

reporting system.

Air filter elements according to the ISO 16890 series are evaluated in the laboratory by their ability to

remove aerosol particulate expressed as the efficiency values ePM , ePM and ePM The air filter

1 2,5 10.

elements can then be classified according to the procedures defined in ISO 16890-1. The particulate

removal efficiency of the filter element is measured as a function of the particle size in the range of

0,3 μm to 10 µm of the unloaded and unconditioned filter element as per the procedures defined in

ISO 16890-2. After the initial particulate removal efficiency testing, the air filter element is conditioned

© ISO 2016 – All rights reserved v
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ISO 16890-4:2016(E)

according to the procedures defined in this part of ISO 16890 and the particulate removal efficiency is

repeated on the conditioned filter element. This is done to provide information about the intensity of

any electrostatic removal mechanism which may or may not be present with the filter element for test.

The average efficiency of the filter is determined by calculating the mean between the initial efficiency

and the conditioned efficiency for each size range. The average efficiency is used to calculate the ePM

efficiencies by weighting these values to the standardized and normalized particle size distribution of

the related ambient aerosol fraction. When comparing filters tested in accordance with the ISO 16890

series, the fractional efficiency values shall always be compared among the same ePM class (ex. ePM

x 1

of filter A with ePM of filter B). The test dust capacity and the initial arrestance of a filter element are

determined as per the test procedures defined in ISO 16890-3.
vi © ISO 2016 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16890-4:2016(E)
Air filters for general ventilation —
Part 4:
Conditioning method to determine the minimum fractional
test efficiency
1 Scope

This part of ISO 16890 establishes a conditioning method to determine the minimum fractional test

efficiency.

It is intended for use in conjunction with ISO 16890-1, ISO 16890-2 and ISO 16890-3, and provides

the related test requirements for the test device and conditioning cabinet as well as the conditioning

procedure to follow.

The conditioning method described in this part of ISO 16890 is referring to a test device with a nominal

face area of 610 mm × 610 mm (24 inch × 24 inch).

ISO 16890 (all parts) refers to particulate air filter elements for general ventilation having an ePM

efficiency less than or equal to 99 % and an ePM efficiency greater than 20 % when tested according

to the procedures defined within ISO 16890 (all parts).

NOTE The lower limit for this test procedure is set at a minimum ePM efficiency of 20 % since it will be very

difficult for a test filter element below this level to meet the statistical validity requirements of this procedure.

Air filter elements outside of this aerosol fraction are evaluated by other applicable test methods. See

ISO 29463 (all parts).

Filter elements used in portable room-air cleaners are excluded from the scope of this part of ISO 16890.

The performance results obtained in accordance with ISO 16890 (all parts) cannot by themselves be

quantitatively applied to predict performance in service with regard to efficiency and lifetime.

The results from this part of ISO 16890 may also be used by other standards that define or classify the

fractional efficiency in the size range of 0,3 μm to 10 μm when electrostatic removal mechanism is an

important factor to consider, for example ISO 29461.
2 Normative references

The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are

indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated

references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 16890-1, Air filters for general ventilation — Part 1: Technical specifications, requirements and

classification system based upon particulate matter efficiency (ePM)

ISO 16890-2, Air filters for general ventilation — Part 2: Measurement of fractional efficiency and air flow

resistance

ISO 16890-3, Air filters for general ventilation — Part 3: Determination of the gravimetric efficiency and

the air flow resistance versus the mass of test dust captured
ISO 29464, Cleaning equipment for air and other gases — Terminology
© ISO 2016 – All rights reserved 1
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ISO 16890-4:2016(E)
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 29464 and the following apply.

3.1
minimum fractional test efficiency

fractional efficiency after applying the conditioning method defined in this part of ISO 16890

Note 1 to entry: Also named as “minimum filter efficiency” or “minimum test efficiency”.

Note 2 to entry: Minimum fractional test efficiency shall be measured according to ISO 16890-2.

4 Symbols and abbreviated terms
IPA isopropyl alcohol (isopropanol)
MSDS material safety data sheet
5 General conditioning test requirements
5.1 General

This procedure is used to determine the minimum test efficiency and to test whether the filter fractional

efficiency is dependent on the electrostatic removal mechanism. This is accomplished by measuring the

removal efficiency of an untreated filter and the corresponding efficiency after conditioning.

Many types of air filters rely to different extents on the effects of passive electrostatic charges on the

fibres to achieve higher particle removal efficiencies, particularly in the initial stages of their working

life, at low resistance to airflow.

Exposure to some types of challenge, such as combustion particles, fine particles or oil mist in service

may affect the action of these electric charges so that the initial efficiency may drop substantially after

an initial period of service. This drop in the fractional efficiency can be reduced by a slight increase in

mechanical efficiency from the collection of particles in the filtration media. The amount of the drop

and the amount of the increase can vary by filter type, service location and atmospheric air conditions.

The procedure described here indirectly but quantitatively shows the extent of the electrostatic charge

effect on the initial performance on a full size filter (measured according to ISO 16890-2). It indicates the

level of efficiency obtainable with the charge effect removed (or minimized by IPA vapour conditioning)

and with no increase in mechanical efficiency. It should not be assumed that the measured conditioned

(“discharged”) efficiency always represents real life behaviour. The treatment of a filter as described

in this part of ISO 16890 may affect the structure of the fibre matrix or chemically affect the fibres or

even fully destroy the filter medium. Hence, this procedure may not be applicable to all types of filters.

If degradation shows a visual, physical change or a resistance to airflow change of more than 10 % but

minimum 10 Pa, this part of ISO 16890 is not applicable and the filter cannot be classified according to

ISO 16890-1.
5.2 Test device requirements

The test device shall be designed or marked so as to prevent incorrect mounting. The complete test

device (filter and frame) shall be made of material suitable to withstand normal usage and exposure

to the range of temperature, humidity and corrosive environments likely to be encountered in service.

5.3 Test device selection

The test device shall be mounted in accordance with the manufacturer’s recommendations and,

after equilibration to standard climatic conditions, weighed to the nearest gram. Before starting the

2 © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 16890-4:2016(E)

conditioning, the initial resistance to airflow and initial fractional efficiency shall be determined

according to the measurement procedure described in ISO 16890-2.

The test device shall be a full size filter element with a nominal face dimension of 610 mm × 610 mm

(24 inch × 24 inch) with a maximum length (depth) of 760 mm (30 inch). If for any reason

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16890-4
Première édition
2016-12-01
Filtres à air de ventilation générale —
Partie 4:
Méthode de conditionnement afin
de déterminer l’efficacité spectrale
minimum d’essai
Air filters for general ventilation —
Part 4: Conditioning method to determine the minimum fractional
test efficiency
Numéro de référence
ISO 16890-4:2016(F)
ISO 2016
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ISO 16890-4:2016(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2016, Publié en Suisse

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée

sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur

l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à

l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 16890-4:2016(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Symboles et abréviations ............................................................................................................................................................................. 2

5 Exigences générales d’essai de conditionnement .............................................................................................................. 2

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 2

5.2 Exigences relatives au dispositif d’essai ........................................................................................................................... 3

5.3 Sélection du dispositif d’essai .................................................................................................................................................... 3

5.4 Exigences relatives à l’enceinte de conditionnement ............................................................................................ 3

6 Matériaux d’essai ................................................................................................................................................................................................. 3

7 Enceinte de conditionnement ................................................................................................................................................................. 4

7.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 4

7.2 Dimensions et matériaux de construction de l’enceinte de conditionnement ................................ 5

7.3 Environnement, température et humidité relative.................................................................................................. 6

8 Questions relatives à la sécurité........................................................................................................................................................... 6

9 Méthode d’essai ..................................................................................................................................................................................................... 6

9.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 6

9.2 Mode opératoire de conditionnement ................................................................................................................................ 7

10 Qualification .............................................................................................................................................................................................................. 8

11 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................... 8

Annexe A (informative) Conseils concernant les aspects de santé et de sécurité pour

l’utilisation de l’IPA .........................................................................................................................................................................................10

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................13

© ISO 2016 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 16890-4:2016(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.

iso.org/directives).

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation

de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC

concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: .

Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 142, Séparateurs aérauliques.

La première édition de l’ISO 16890-4, conjointement avec l’ISO 16890-1, l’ISO 16890-2 et l’ISO 16890-3

annule et remplace l’ISO/TS 21220:2009, qui a fait l’objet d’une révision technique.

L’ISO 16890 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Filtres à air de ventilation

générale:

— Partie 1: Spécifications techniques, exigences et système de classification du rendement fondé sur les

particules en suspension (ePM)

— Partie 2: Mesurage de l’efficacité spectrale et de la résistance à l’écoulement de l’air

— Partie 3: Détermination de l’efficacité gravimétrique et de la résistance à l’écoulement de l’air par

rapport à la quantité de poussière d’essai retenue

— Partie 4: Méthode de conditionnement afin de déterminer l’efficacité spectrale minimum d’essai

iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 16890-4:2016(F)
Introduction

Les effets des particules en suspension (PM) sur la santé humaine ont été étudiés de manière approfondie

au cours des dernières décennies. Les conclusions sont que la poussière fine peut constituer un risque

sérieux pour la santé, contribuant ou provoquant même des maladies respiratoires et cardiovasculaires.

Différentes classes de particules en suspension peuvent être définies en fonction de la plage

granulométrique. Les plus importantes sont les PM , PM et PM . L’agence américaine de protection

10 2,5 1

de l’environnement (EPA), l’Organisation mondiale de la santé (OMS) et l’Union européenne définissent

les PM comme étant les particules en suspension passant dans une tête de prélèvement sélective de

fraction granulométrique avec une efficacité de coupure de 50 % pour un diamètre aérodynamique

de 10 μm. Les PM et PM sont définies de façon similaire. Toutefois, cette définition n’est pas précise

2,5 1

tant qu’elle ne comporte pas de définition complémentaire de la méthode d’échantillonnage et de la

tête de prélèvement d’échantillonnage avec une courbe de séparation clairement définie. En Europe, la

méthode de référence pour l’échantillonnage et le mesurage des PM est celle décrite dans l’EN 12341.

Le principe de mesure est basé sur la collecte sur un filtre de la fraction PM des particules ambiantes

en suspension et la détermination de la masse gravimétrique (voir Directive UE du Conseil 1999/30/CE

du 22 avril 1999).

Étant donné que la définition précise des PM , PM et PM est relativement complexe et qu’elles ne

10 2,5 1

sont pas simples à mesurer, les autorités publiques, telles que par exemple l’EPA aux États-Unis ou

l’agence fédérale allemande pour l’environnement (Umweltbundesamt), utilisent de plus en plus dans

leurs publications la dénotation plus simple des PM en tant que fraction particulaire de diamètre

inférieur ou égal à 10 µm. Cet écart par rapport à la définition «officielle» complexe mentionnée ci-

dessus n’ayant pas un impact significatif sur l’efficacité d’élimination des particules des éléments

filtrants, cette définition simplifiée des PM , PM et PM est utilisée dans les documents ISO 16890.

10 2,5 1

Dans le cadre de la série de normes ISO 16890, le terme «particules en suspension» décrit une fraction

granulométrique de l’aérosol naturel (particules liquides et solides) en suspension dans l’air ambiant.

Le symbole ePM représente l’efficacité d’un dispositif d’épuration d’air pour des particules ayant un

diamètre optique compris entre 0,3 µm et x µm. Les plages granulométriques suivantes sont utilisées

dans la série de normes ISO 16890 pour les valeurs d’efficacité mentionnées:

Tableau 1 — Plage de dimensions des diamètres optique de particule pour la définition des

efficacités, ePM
Efficacité Plage de dimensions
ePM 0,3 ≤ × ≤ 10
ePM 0,3 ≤ × ≤ 2,5
2,5
ePM 0,3 ≤ × ≤ 1

Les filtres à air utilisés pour la ventilation générale sont largement utilisés dans les applications de

chauffage, de ventilation et de conditionnement d’air des bâtiments. Dans cette application, les filtres à

air ont une influence significative sur la qualité de l’air intérieur et donc sur la santé des personnes, en

réduisant la concentration de particules en suspension. Pour permettre aux ingénieurs de conception et

au personnel de maintenance de choisir les types de filtre appropriés, le commerce international et les

fabricants sont intéressés par une méthode d’essai et de classification commune et bien définie des filtres

à air en fonction de leur efficacité vis-à-vis des particules, notamment en ce qui concerne l’élimination

des particules en suspension. Les normes régionales actuelles appliquent des méthodes d’essai et de

classification totalement différentes ne permettant pas de comparaison entre elles et constituant donc

une entrave au commerce mondial de produits courants. De plus, les normes industrielles actuelles

ont des limites connues et génèrent des résultats qui sont souvent très éloignés des performances

des filtres en service, c’est-à-dire surestimant l’efficacité d’élimination des particules de nombreux

produits. Dans cette nouvelle série de normes ISO 16890, une approche totalement nouvelle du système

de classification est adoptée, donnant des résultats plus satisfaisants et plus significatifs par rapport

aux normes existantes.
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ISO 16890-4:2016(F)

La série de normes ISO 16890 décrit l’équipement, les matériaux, les spécifications techniques,

les exigences, les qualifications et les modes opératoires permettant de produire des données de

performance en laboratoire et une classification de l’efficacité fondée sur l’efficacité spectrale mesurée

convertie dans un rapport de classement basé sur les particules en suspension (ePM).

Conformément à la série de normes ISO 16890, les éléments filtrants sont évalués en laboratoire par

leur capacité à éliminer les particules d’aérosol exprimée en valeurs d’efficacité ePM , ePM et ePM ,

1 2,5 10

puis ces éléments filtrants peuvent être classés selon les modes opératoires définis dans l’ISO 16890-1.

L’efficacité d’élimination des particules de l’élément filtrant est mesurée en fonction de la taille des

particules dans la plage de 0,3 µm à 10 µm, sur un élément filtrant non chargé et non conditionné

selon les modes opératoires définis dans l’ISO 16890-2. Après l’essai d’efficacité d’élimination des

particules initial, l’élément filtrant est conditionné selon les modes opératoires définis dans la

présente partie de l’ISO 16890 et l’efficacité d’élimination des particules est à nouveau mesurée sur

l’élément filtrant conditionné. Cela est réalisé afin d’obtenir des informations sur l’intensité de tout

mécanisme d’élimination électrostatique qui peut être associé ou non à l’élément filtrant soumis à

essai. L’efficacité moyenne du filtre est déterminée en calculant la moyenne entre l’efficacité initiale

et l’efficacité conditionnée pour chaque plage de dimensions. L’efficacité moyenne est utilisée pour

calculer les efficacités ePM en pondérant ces valeurs par la distribution granulométrique standardisée

et normalisée de la fraction correspondante de l’aérosol ambiant. Lorsque les filtres soumis à essai

selon la série de normes ISO 16890 sont comparés, les valeurs d’efficacité spectrale doivent toujours

être comparées selon la même classe ePM (par exemple, ePM d’un filtre A avec ePM d’un filtre B). La

x 1 1

capacité de colmatage et l’efficacité gravimétrique initiale d’un élément filtrant sont déterminées selon

le mode opératoire défini dans l’ISO 16890-3.
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NORME INTERNATIONALE ISO 16890-4:2016(F)
Filtres à air de ventilation générale —
Partie 4:
Méthode de conditionnement afin de déterminer
l’efficacité spectrale minimum d’essai
1 Domaine d’application

La présente partie de l’ISO 16890 établit une méthode de conditionnement pour déterminer l’efficacité

spectrale minimum d’essai.

Elle est destinée à être utilisée conjointement avec l’ISO 16890-1, l’ISO 16890-2 et l’ISO 16890-3 et

fournit les exigences d’essai associées pour le dispositif d’essai et l’enceinte de conditionnement ainsi

que le mode opératoire de conditionnement à suivre.

La méthode de conditionnement décrite dans la présente partie de l’ISO 16890 se réfère à un banc

d’essai ayant une surface frontale nominale de 610 mm × 610 mm (24 inch × 24 inch).

L’ISO 16890 (toutes les parties) concerne les éléments filtrant de ventilation générale ayant une

efficacité ePM inférieure ou égale à 99 % et une efficacité ePM supérieure à 20 %, lorsqu’ils sont

1 10

soumis à essai selon les modes opératoires définis dans l’ISO 16890 (toutes les parties).

NOTE Pour ce mode opératoire, la limite inférieure est fixée à une efficacité minimale ePM10 de 20 % étant

donné qu’il est très difficile pour un élément filtrant d’essai, en dessous de ce niveau, de respecter les exigences

de validité statistique de ce mode opératoire.

En dehors de ces fractions d’aérosol, les éléments filtrants sont évalués par d’autres méthodes d’essai

applicables. Voir l’ISO 29463 (toutes les parties).

Les éléments filtrants utilisés dans les épurateurs d’air ambiant portatifs sont exclus du domaine

d’application de la présente partie de l’ISO 16890.

Les résultats de performance obtenus conformément à l’ISO 16890 (toutes les parties) ne peuvent pas

être utilisés quantitativement pour prédire les performances en service, en ce qui concerne l’efficacité

et la durée de vie.

Les résultats de la présente partie de l’ISO 16890 peuvent également être utilisés par d’autres normes

qui définissent ou classent l’efficacité spectrale dans la plage granulométrique de 0,3 µm à 10 μm

lorsque le mécanisme d’élimination électrostatique est un facteur important à prendre en compte, par

exemple l’ISO 29461.
2 Références normatives

Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document

et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les

éventuels amendements).

ISO 16890-1, Filtres à air de ventilation générale — Partie 1: Spécifications techniques, exigences et système

de classification du rendement fondé sur les particules en suspension (PM)

ISO 16890-2, Filtres à air de ventilation générale — Partie 2: Mesurage de l’efficacité spectrale et de la

résistance à l’écoulement de l’air
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ISO 16890-4:2016(F)

ISO 16890-3, Filtres à air de ventilation générale — Partie 3: Détermination de l’efficacité gravimétrique et

de la résistance à l’écoulement de l’air par rapport à la quantité de poussière d’essai retenue

ISO 29464, Séparateurs aérauliques — Terminologie
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 29464 et les suivants

s’appliquent.
3.1
efficacité spectrale minimum d’essai

efficacité spectrale après application de la méthode de conditionnement définie dans la présente partie

de l’ISO 16890

Note 1 à l’article: Également nommée « efficacité minimum du filtre » ou « efficacité minimum d’essai ».

Note 2 à l’article: L’efficacité spectrale minimum d’essai doit être mesurée selon l’ISO 16890-2.

4 Symboles et abréviations
IPA alcool isopropylique (Iso Propyl Alcohol) (isopropanol)
MSDS Fiche de données de sécurité
5 Exigences générales d’essai de conditionnement
5.1 Généralités

Ce mode opératoire est utilisé pour déterminer l’efficacité minimum d’essai et pour évaluer si l’efficacité

spectrale du filtre dépend du mécanisme d’élimination électrostatique. Cela est réalisé en mesurant

l’efficacité d’élimination d’un filtre non traité et l’efficacité correspondante après conditionnement.

De nombreux types de filtres à air s’appuient, à différents degrés, sur les effets des charges

électrostatiques passives sur les fibres pour atteindre des efficacités plus élevées d’élimination

des particules, en particulier dans les phases initiales de leur durée de vie, à une faible résistance à

l’écoulement de l’air.

L’exposition en service à d’autres types de particules, telles que des particules de combustion, des

particules fines ou un brouillard d’huile, peut affecter l’action de ces charges électriques de sorte que

l’efficacité initiale peut diminuer de façon significative après une période initiale de service. Cette baisse

de l’efficacité spectrale peut être atténuée par une légère augmentation de l’efficacité mécanique due à

l’accumulation de particules sur le média filtrant. L’importance de cette baisse et de cette augmentation

peut varier selon le type de filtre, l’emplacement de service et les conditions de l’air ambiant.

Le mode opératoire décrit ici montre indirectement, mais quantitativement, l’étendue de l’effet des

charges électrostatiques sur les performances initiales d’un filtre en grandeur réelle (mesurées selon

l’ISO 16890-2). Il indique le niveau d’efficacité pouvant être obtenu en supprimant l’effet des charges

(ou en le réduisant au minimum par un conditionnement à la vapeur d’IPA) et sans augmentation de

l’efficacité mécanique. Il convient de ne pas supposer que l’efficacité conditionnée («après décharge»)

mesurée représente toujours le comportement en service réel. Le traitement d’un filtre, tel que décrit

dans la présente partie de l’ISO 16890, peut altérer la structure de la matrice fibreuse ou altérer

chimiquement les fibres, voire détruire entièrement le média filtrant. Par conséquent, ce mode

opératoire peut ne pas être applicable à tous les types de filtres. Si la dégradation se manifeste par un

changement physique visible ou une variation de la résistance à l’écoulement de l’air de plus de 10 %,

mais d’au moins 10 Pa, la présente partie de l’ISO 16890 n’est pas applicable et le filtre ne peut pas être

classé selon l’ISO 16890-1.
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ISO 16890-4:2016(F)
5.2 Exigences relatives au dispositif d’essai

Le dispositif d’essai doit être conçu ou marqué de manière à empêcher tout montage incorrect. Le

dispositif d’essai complet (filtre et cadre) doit être constitué d’un matériau capable de résister à

l’usage normal et à l’exposition aux plages de température, d’humidité et aux environnements corrosifs

susceptibles d’être rencontrés en service.
5.3 Sélection du dispositif d’essai

Le dispositif d’essai doit être monté conformément aux recommandations du fabricant et, après

équilibrage aux conditions climatiques normalisées, pesé au gramme près. Avant de commencer le

conditionnement, la résistance à l’écoulement de l’air initiale et l’efficacité spectrale initiale doivent être

déterminées selon le mode opératoire de mesurage décrit dans l’ISO 16890-2.

Le dispositif d’essai doit être un élément filtrant en grandeur réelle ayant des dimensions frontales

nominales de 610 mm × 610 mm (24 inch × 24 inch) et une longueur (profondeur) maximale de 760 mm

(30 inch). Si, pour quelque raison que ce soit, les dimensions ne permettent pas de soumettre à essai un

dispositif d’essai dans des conditions d’essai normalisées, il est permis d’assembler deux dispositifs,

ou plus, plus petits du même type ou modèle, à condition qu’il n’y ait aucune fuite dans l’assemblage

ainsi obtenu. Pour les filtres ayant une plus grande longueur ou profondeur, les dimensions de

l’enceinte de conditionnement décrite en 7.1 peuvent être adaptées en conséquence. Les conditions de

fonctionnement de ces équipements accessoires doivent être enregistrées.
5.4 Exigences relatives à l’enceinte de conditionnement

Les dimensions essentielles et les configurations de l’enceinte de conditionnement sont indiquées dans

les figures de la présente partie de l’ISO 16890 et sont destinées à servir de guide pour construire

une enceinte de conditionnement satisfaisant aux exigences de performance de la présente partie de

l’ISO 16890. Sauf indication contraire, toutes les dimensions indiquées sont obligatoires. Sauf indication

contraire, les unités utilisées sont en mm (inch).

La conception des équipements non spécifiés (y compris, sans toutefois s’y limiter, le cadre support,

les bacs pour IPA, l’environnement de l’enceinte de conditionnement et les équipements auxiliaires)

est discrétionnaire, mais les équipements doivent posséder une capacité adéquate pour satisfaire aux

exigences de performance et aux exigences en matière de santé et de sécurité spécifiées à l’Article 8.

6 Matériaux d’essai

Le liquide employé lors de l’étape de conditionnement pour décharger les médias filtrants et égaliser

les charges électrostatiques à la surface des fibres du filtre est l’Iso Propyl Alcohol (IPA, couramment

appelé isopropanol ou 2-propanol). L’IPA est introduit dans l’enceinte de conditionnement afin qu’il

s’évapore jusqu’à ce qu’un équilibre de vapeur d’IPA dans l’air ambiant soit atteint. Ainsi, l’IPA liquide ne

sera pas en contact avec les médias filtrants.

La présente partie de l’ISO 16890 ne prétend pas traiter de tous les problèmes en matière de santé et

de sécurité. Il est de la responsabilité de l’utilisateur de la présente partie de l’ISO 16890 de prendre

les mesures appropriées pour la sécurité et la protection de la santé du personnel avant d’appliquer la

présente méthode. De plus, l’utilisateur responsable doit s’assurer que les réglementations officielles et

légales sont respectées en totalité.
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ISO 16890-4:2016(F)
HCCH CH
Isopropanol (IPA) – formule: C H O
3 8
Propriétés de l’isopropanol:
Masse volumique 0,785 5 kg/m
Masse molaire 60,09 g/mol
Point de fusion 185 K
Point d’ébullition 355 K
Point d’éclair 285 K
Ignition température 698 K

Pression de vapeur 0,059 7 bar (à 298 K)/0,043 2 bar (à 293 K)/0,081 4 bar (à 303 K)

A calculer comme suit:
log PA=−
TC+
P = pression (bar) T = température (K)
A = 4,577 95 B = 1 221,423
C = −87,474
NOTE 1 bar = 100 kPa.
Limite de concentration inférieure 2 % (vol.), Limite supérieure de
Limites d’explosivité (dans l’air)
concentration 12 % (vol.)
Les deux à 293 K
Numéro CAS 67-63-0
Pour l’essai de conditionnement, l’IPA doit avoir une pureté minimale de 99,5 %.
7 Enceinte de conditionnement
7.1 Généralités

L’enceinte de conditionnement doit être constituée d’une chambre contenant le filtre et d’une ou deux

chambres contenant les bacs d’IPA. Chaque chambre peut avoir des portes séparées pour le service.

La chambre contenant le filtre doit permettre l’installation d’un filtre en grandeur réelle (le dispositif

d’essai) de manière que le filtre ne touche pas les parois de l’enceinte de conditionnement et que

l’air/la vapeur puisse circuler librement autour par diffusion. Il doit y avoir un passage d’air libre entre

la chambre contenant les bacs d’IPA et la chambre contenant le filtre afin de garantir que le mélange d’air

et de vapeur d’IPA puisse s’équilibrer dans l’ensemble du volume de l’enceinte de conditionnement aussi

facilement que possible. Pour s’assurer que les dispositifs d’essai ayant des structures autoportantes

non rigides, tels que les filtres à poches, soient installés de manière appropriée en exposant la totalité

de la surface du média au mélange air/vapeur, le cadre porte-filtre est en position horizontale et le

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ISO 16890-4:2016(F)

dispositif d’essai est suspendu à la verticale (côté air empoussiéré du filtre vers le haut, côté air propre

vers le bas de la chambre).
7.2 Dimensions et matériaux de construction de l’enceinte de conditionnement

L’enceinte de conditionnement doit être en acier inoxydable ou galvanisé. La vapeur d’IPA est plus dense

que l’air et peut se stratifier dans la chambre, avec pour conséquence éventuelle que toutes les zones du

filtre ne sont pas soumises à la concentration de vapeur d’IPA. Par conséquent, les bacs d’IPA à l’intérieur

de la chambre contenant l’IPA dans l’enceinte sont positionnés à proximité de la chambre contenant le

filtre afin d’obtenir rapidement une répartition uniforme de la vapeur d’IPA à l’intérieur de l’enceinte.

L’enceinte de conditionnement doit permettre de contenir un filtre en grandeur réelle ayant des

dimensions frontales de 610 mm × 610 mm (24 inch × 24 inch). La longueur/profondeur maximale du

dispositif d’essai doit être de 760 mm (30 inch). Pour permettre à l’air de circuler librement autour du

dispositif d’essai par diffusion, les dimensions extérieures de la chambre contenant le filtre doivent être

de 750 mm × 750 mm × 850 mm (29,5 inch × 29,5 inch × 33,5 inch). La Figure 1 indique la taille et les

dimensions recommandées de l’enceinte de conditionnement.
Dimensions en millimètres
Figure 1 — Représentation schématique de l’enceinte de conditionnement

Pour s’assurer que l’air à l’intérieur de l’enceinte de conditionnement est très rapidement saturé en IPA,

au moins un total de 1 dm (= 786 g, 34 fl oz ou 0,028 oz) d’IPA liquide doivent être introduits dans les

bacs avant de commencer le conditionnement. Les bacs doivent présenter une surface libre d’au moins

2 2
1,0 m (10,8 ft ) pour l’évaporat
...

Questions, Comments and Discussion

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