Air filters for general ventilation — Part 2: Measurement of fractional efficiency and air flow resistance

ISO 16890-2:2016 specifies the aerosol production, the test equipment and the test methods used for measuring fractional efficiency and air flow resistance of air filters for general ventilation. It is intended for use in conjunction with ISO 16890‑1, ISO 16890‑3 and ISO 16890‑4. The test method described in this part of ISO 16890 is applicable for air flow rates between 0,25 m3/s (900 m3/h, 530 ft3/min) and 1,5 m3/s (5 400 m3/h, 3 178 ft3/min), referring to a test rig with a nominal face area of 610 mm × 610 mm (24,0 inch × 24,0 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 as per 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. 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.

Filtres à air de ventilation générale — Partie 2: Mesurage de l'efficacité spectrale et de la résistance à l'écoulement de l'air

ISO 16890-2:2016 spécifie la production d'aérosol, l'équipement d'essai et les méthodes d'essai utilisés pour mesurer l'efficacité spectrale et la résistance à l'écoulement de l'air d'un filtre à air de ventilation générale. Elle est destinée à être utilisée conjointement avec l'ISO 16890‑1, l'ISO 16890‑3 et l'ISO 16890‑4. La méthode d'essai décrite dans la présente partie de l'ISO 16890 est applicable pour des débits d'air compris entre 0,25 m3/s (900 m3/h, 530 ft3/min) et 1,5 m3/s (5400 m3/h, 3178 ft3/min), en se référant à un banc d'essai ayant une surface frontale nominale de 610 mm x 610 mm (24 inch x 24 inch). L'ISO 16890 (toutes les parties) concerne les éléments filtrants 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 filtrant 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. Les résultats de performance obtenus conformément à l'ISO 29463 (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.

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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 16890-2:2016 - Air filters for general ventilation
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16890-2
First edition
2016-12-01
Air filters for general ventilation —
Part 2:
Measurement of fractional efficiency
and air flow resistance
Filtres à air de ventilation générale —
Partie 2: Mesurage de l’efficacité spectrale et de la résistance à
l’écoulement de l’air
Reference number
ISO 16890-2:2016(E)
ISO 2016
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 16890-2:2016(E)
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ii © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 16890-2:2016(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................vi

Introduction ..............................................................................................................................................................................................................................vii

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

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

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

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

4.1 Symbols ......................................................................................................................................................................................................... 4

4.2 Abbreviated terms ............................................................................................................................................................................... 6

5 General test requirements ......................................................................................................................................................................... 6

5.1 Test device requirements ............................................................................................................................................................... 6

5.2 Test device installation .................................................................................................................................................................... 6

5.3 Test rig requirements ........................................................................................................................................................................ 6

6 Test materials .......................................................................................................................................................................................................... 7

6.1 Liquid phase aerosol .......................................................................................................................................................................... 7

6.1.1 DEHS test aerosol ............................................................................................................................................................ 7

6.1.2 DEHS/DES/DOS - formula ....................................................................................................................................... 7

6.1.3 DEHS properties ............................................................................................................................................................... 7

6.1.4 Liquid phase aerosol generation ........................................................................................................................ 7

6.2 Solid phase aerosol .............................................................................................................................................................................. 8

6.2.1 Potassium chloride (KCl) test aerosol ........................................................................................................... 8

6.2.2 KCl - formula ........................................................................................................................................................................ 8

6.2.3 KCl properties ..................................................................................................................................................................... 8

6.2.4 Solid phase aerosol generation ........................................................................................................................... 9

6.3 Reference aerosols ............................................................................................................................................................................10

6.3.1 Reference aerosol for 0,3 µm to 1,0 µm ....................................................................................................10

6.3.2 Reference aerosol for 1,0 µm to 10,0 µm .................................................................................................10

6.3.3 Other reference aerosols ........................................................................................................................................10

6.3.4 Matching criteria ...........................................................................................................................................................11

6.4 Aerosol loading ....................................................................................................................................................................................11

7 Test equipment....................................................................................................................................................................................................11

7.1 Test rig .........................................................................................................................................................................................................11

7.1.1 Dimensions ........................................................................................................................................................................11

7.1.2 Construction materials ............................................................................................................................................12

7.1.3 Test rig shape ...................................................................................................................................................................12

7.1.4 Test rig air supply .........................................................................................................................................................13

7.1.5 Test rig isolation ............................................................................................................................................................13

7.1.6 D/S mixing orifice ........................................................................................................................................................13

7.1.7 Aerosol sampling ..........................................................................................................................................................14

7.1.8 Test rig air flow rate measurement .................. .............................................................................................16

7.1.9 Resistance to air flow measurement ...........................................................................................................16

7.1.10 Non 610 mm × 610 mm (24,0 inch × 24,0 inch) test devices .................................................17

7.1.11 Dust injection testing ................................................................................................................................................18

7.2 Aerosol particle counter ..............................................................................................................................................................18

7.2.1 General...................................................................................................................................................................................18

7.2.2 OPC sampled size range ..........................................................................................................................................18

7.2.3 OPC particle size ranges .........................................................................................................................................18

7.2.4 Sizing resolution............................................................................................................................................................19

7.2.5 Calibration ..........................................................................................................................................................................19

7.2.6 Air flow rate ......................................................................................................................................................................19

7.2.7 Zero counting ...................................................................................................................................................................19

7.2.8 Dual OPC(s) .......................................................................................................................................................................19

7.3 Temperature, relative humidity.............................................................................................................................................20

© ISO 2016 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 16890-2:2016(E)

8 Qualification of test rig and apparatus .......................................................................................................................................20

8.1 Schedule of qualification testing requirements .......................................................................................................20

8.1.1 General...................................................................................................................................................................................20

8.1.2 Qualification testing ...................................................................................................................................................20

8.1.3 Qualification documentation ..............................................................................................................................20

8.2 Qualification testing ........................................................................................................................................................................21

8.2.1 Test rig — Pressure system testing ..............................................................................................................21

8.2.2 OPC — Air flow rate stability test ..................................................................................................................22

8.2.3 OPC — Zero test .................. .................................................... .......................................................................................22

8.2.4 OPC — Sizing accuracy ............................................................................................................................................23

8.2.5 OPC — Overload test .................................................................................................................................................23

8.2.6 Aerosol generator — Response time ...........................................................................................................24

8.2.7 Aerosol generator — Neutralizer ...................................................................................................................24

8.2.8 Test rig — Air leakage test....................................................................................................................................25

8.2.9 Test rig — Air velocity uniformity .................................................................................................................26

8.2.10 Test rig — Aerosol uniformity ...........................................................................................................................27

8.2.11 Test rig — Downstream mixing .......................................................................................................................28

8.2.12 Test rig — Empty test device section pressure ..................................................................................29

8.2.13 Test rig — 100 % efficiency test and purge time ..............................................................................30

8.2.14 Test rig — Correlation ratio ................................................................................................................................30

8.3 Maintenance ...........................................................................................................................................................................................30

8.3.1 General...................................................................................................................................................................................30

8.3.2 Test rig — Background counts ..........................................................................................................................31

8.3.3 Test rig — Reference filter test .........................................................................................................................32

8.3.4 Test rig — Pressure reference test ................................................................................................................33

8.3.5 Test rig — Final filter resistance .....................................................................................................................33

9 Test methods ..........................................................................................................................................................................................................33

9.1 Air flow rate ............................................................................................................................................................................................33

9.2 Measurement of resistance to air flow ............................................................................................................................33

9.3 Measurement of fractional efficiency ...............................................................................................................................33

9.3.1 Aerosol sampling protocol ...................................................................................................................................33

9.3.2 Background sampling ...............................................................................................................................................33

9.3.3 Testing sequence for a single OPC..................................................................................................................34

9.3.4 Testing sequence for dual OPC testing .......................................................................................................36

10 Data reduction and calculations .......................................................................................................................................................38

10.1 Correlation ratio .................................................................................................................................................................................38

10.1.1 Correlation ratio general........................................................................................................................................38

10.1.2 Correlation ratio data reduction .....................................................................................................................38

10.2 Penetration and fractional efficiency ................................................................................................................................40

10.2.1 Penetration and fractional efficiency general ......................................................................................40

10.2.2 Penetration data reduction ..................................................................................................................................40

10.3 Data quality requirements .........................................................................................................................................................43

10.3.1 Correlation background counts .......................................................................................................................43

10.3.2 Efficiency background counts ...........................................................................................................................43

10.3.3 Correlation ratio ............................................................................................................................................................43

10.3.4 Penetration ........................................................................................................................................................................44

10.4 Fractional efficiency calculation ...........................................................................................................................................44

11 Reporting results ..............................................................................................................................................................................................45

11.1 General ........................................................................................................................................................................................................45

11.2 Required reporting elements ..................................................................................................................................................45

11.2.1 Report general ................................................................................................................................................................45

11.2.2 Report values ...................................................................................................................................................................45

11.2.3 Report summary ...........................................................................................................................................................45

11.2.4 Report details ..................................................................................................................................................................47

Annex A (informative) Example ..............................................................................................................................................................................50

Annex B (informative) Resistance to air flow calculation............................................................................................................57

iv © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 16890-2:2016(E)

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................59

© ISO 2016 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 16890-2:2016(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 16890-2, together with ISO 16890-1, ISO 16890-3 and ISO 16890-4, 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

vi © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 16890-2:2016(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

this part of ISO 16890. After the initial particulate removal efficiency testing, the air filter element is

© ISO 2016 – All rights reserved vii
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ISO 16890-2:2016(E)

conditioned according to the procedures defined in ISO 16890-4 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.
viii © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 16890-2:2016(E)
Air filters for general ventilation —
Part 2:
Measurement of fractional efficiency and air flow
resistance
1 Scope

This part of ISO 16890 specifies the aerosol production, the test equipment and the test methods used

for measurin
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16890-2
Première édition
2016-12-01
Filtres à air de ventilation générale —
Partie 2:
Mesurage de l’efficacité spectrale et de
la résistance à l’écoulement de l’air
Air filters for general ventilation —
Part 2: Measurement of fractional efficiency and air flow resistance
Numéro de référence
ISO 16890-2:2016(F)
ISO 2016
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ISO 16890-2:2016(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 16890-2:2016(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................vi

Introduction ..............................................................................................................................................................................................................................vii

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

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

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

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

4.1 Symboles ...................................................................................................................................................................................................... 4

4.2 Termes abrégés ....................................................................................................................................................................................... 6

5 Exigences générales d’essai ...................................................................................................................................................................... 6

5.1 Exigences relatives au dispositif d’essai ........................................................................................................................... 6

5.2 Installation du dispositif d’essai .............................................................................................................................................. 7

5.3 Exigences relatives au banc d’essai ....................................................................................................................................... 7

6 Matériaux d’essai ................................................................................................................................................................................................. 7

6.1 Aérosol en phase liquide ................................................................................................................................................................ 7

6.1.1 Aérosol d’essai de DEHS ............................................................................................................................................ 7

6.1.2 DEHS/DES/DOS — formule ................................................................................................................................... 7

6.1.3 Propriétés du DEHS ....................................................................................................................................................... 7

6.1.4 Génération d’un aérosol en phase liquide .................. ................................................................................ 8

6.2 Aérosol en phase solide ................................................................................................................................................................... 8

6.2.1 Aérosol d’essai de chlorure de potassium (KCl) ................................................................................... 8

6.2.2 KCl — formule .................................................................................................................................................................... 9

6.2.3 Propriétés du KCl ............................................................................................................................................................. 9

6.2.4 Génération d’un aérosol en phase solide .................................................................................................... 9

6.3 Références d’aérosols .....................................................................................................................................................................10

6.3.1 Référence d’aérosol pour 0,3 µm à 1,0 µm .............................................................................................10

6.3.2 Référence d’aérosol pour 1,0 µm à 10,0 µm ..........................................................................................10

6.3.3 Autres référence d’aérosol ...................................................................................................................................11

6.3.4 Chargement de l’aérosol .........................................................................................................................................11

7 Équipement d’essai .........................................................................................................................................................................................11

7.1 Banc d’essai .............................................................................................................................................................................................11

7.1.1 Dimensions ........................................................................................................................................................................11

7.1.2 Matériaux de construction ...................................................................................................................................12

7.1.3 Forme du banc d’essai ..............................................................................................................................................12

7.1.4 Alimentation en air du banc d’essai .............................................................................................................13

7.1.5 Isolation du banc d’essai ........................................................................................................................................13

7.1.6 Orifice de mélange D/S ........................................................................................................................................... .13

7.1.7 Échantillonnage de l’aérosol ...............................................................................................................................14

7.1.8 Mesurage du débit d’air dans le banc d’essai .......................................................................................16

7.1.9 Mesurage de la résistance à l’écoulement de l’air ............................................................................16

7.1.10 Dispositifs d’essai de dimensions autres que 610 mm x 610 mm

(24 inch x 24 inch).......................................................................................................................................................17

7.1.11 Essais d’injection de poussière .........................................................................................................................18

7.2 Compteur de particules d’aérosol .......................................................................................................................................19

7.2.1 Généralités .........................................................................................................................................................................19

7.2.2 Plage de tailles échantillonnées par le COP ...........................................................................................19

7.2.3 Plages de tailles de particules du COP ........................................................................................................19

7.2.4 Résolution en taille des particules.................................................................................................................20

7.2.5 Étalonnage ..........................................................................................................................................................................20

7.2.6 Débit d’air ...........................................................................................................................................................................20

7.2.7 Comptage à zéro ............................................................................................................................................................20

7.2.8 COP double(s) ..................................................................................................................................................................20

7.3 Température, humidité relative .............................................................................................................................................20

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ISO 16890-2:2016(F)

8 Qualification du banc d’essai et de l’appareillage ..........................................................................................................21

8.1 Exigences relatives au programme d’essais de qualification .......................................................................21

8.1.1 Généralités .........................................................................................................................................................................21

8.1.2 Essais de qualification ..............................................................................................................................................21

8.1.3 Documentation de qualification ......................................................................................................................21

8.2 Essais de qualification ...................................................................................................................................................................22

8.2.1 Banc d’essai – essai de pression du système ........................................................................................22

8.2.2 COP – essai de stabilité du débit d’air .........................................................................................................23

8.2.3 COP – essai à zéro .........................................................................................................................................................24

8.2.4 COP – exactitude de mesure de la taille des particules ................................................................24

8.2.5 COP – essai de surcharge .......................................................................................................................................24

8.2.6 Générateur d’aérosol – temps de réponse ..............................................................................................25

8.2.7 Générateur d’aérosol – neutraliseur ............................................................................................................25

8.2.8 Banc d’essai – essai d’étanchéité à l’air .....................................................................................................27

8.2.9 Banc d’essai – uniformité de la vitesse de l’air ...................................................................................27

8.2.10 Banc d’essai – uniformité de l’aérosol ........................................................................................................28

8.2.11 Banc d’essai – mélange en aval .........................................................................................................................29

8.2.12 Banc d’essai – pression dans la section du dispositif d’essai vide .....................................31

8.2.13 Banc d’essai – essai d’efficacité à 100 % et temps de purge ...................................................31

8.2.14 Banc d’essai – rapport de corrélation .........................................................................................................32

8.3 Maintenance ...........................................................................................................................................................................................32

8.3.1 Généralités .........................................................................................................................................................................32

8.3.2 Banc d’essai – comptages du bruit de fond ............................................................................................33

8.3.3 Banc d’essai – essai du filtre de référence ..............................................................................................34

8.3.4 Banc d’essai – essai de référence de pression .....................................................................................35

8.3.5 Banc d’essai – résistance du filtre final .....................................................................................................35

9 Méthodes d’essai ...............................................................................................................................................................................................35

9.1 Débit d’air .................................................................................................................................................................................................35

9.2 Mesurage de la résistance à l’écoulement de l’air .................................................................................................35

9.3 Mesurage de l’efficacité spectrale ........................................................................................................................................35

9.3.1 Protocole d’échantillonnage de l’aérosol .................................................................................................35

9.3.2 Échantillonnage de fond .........................................................................................................................................36

9.3.3 Séquence d’essais pour un COP unique ....................................................................................................36

9.3.4 Séquence d’essais pour un COP double .....................................................................................................38

10 Réduction des données et calculs ....................................................................................................................................................40

10.1 Rapport de corrélation ..................................................................................................................................................................40

10.1.1 Généralités concernant le rapport de corrélation ............................................................................40

10.1.2 Réduction des données du rapport de corrélation ..........................................................................40

10.2 Pénétration et efficacité spectrale .......................................................................................................................................42

10.2.1 Généralités concernant la pénétration et l’efficacité spectrale ............................................42

10.2.2 Réduction des données de pénétration .....................................................................................................43

10.3 Exigences relatives à la qualité des données..............................................................................................................45

10.3.1 Comptages du bruit de fond de corrélation ...........................................................................................45

10.3.2 Comptages du bruit de fond d’efficacité ...................................................................................................45

10.3.3 Rapport de corrélation ............................................................................................................................................45

10.3.4 Pénétration ........................................................................................................................................................................46

10.4 Calcul de l’efficacité spectrale .................................................................................................................................................47

11 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................47

11.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................47

11.2 Éléments de rapport requis ......................................................................................................................................................48

11.2.1 Généralités concernant le rapport .................................................................................................................48

11.2.2 Valeurs consignées dans le rapport ..............................................................................................................48

11.2.3 Rapport de synthèse ..................................................................................................................................................48

11.2.4 Rapport détaillé .............................................................................................................................................................49

Annexe A (informative) Exemple ...........................................................................................................................................................................53

Annexe B (informative) Calcul de la résistance à l’écoulement de l’air ........................................................................60

iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 16890-2:2016(F)

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................62

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ISO 16890-2:2016(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 16890-2, conjointement avec l’ISO 16890-1, l’ISO 16890-3 et l’ISO 16890-4

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

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ISO 16890-2:2016(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.
© ISO 2016 – Tous droits réservés vii
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ISO 16890-2:2016(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

1 2,5

ePM , 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 la présente partie de l’ISO 16890. Après l’essai

d’efficacité d’élimination des particules initial, l’élément filtrant est conditionné selon les modes

opératoires définis dans l’ISO 16890-4 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 initial
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.