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

This document establishes a conditioning method to determine the minimum fractional test efficiency. It is intended to be used 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 document is referring to a test device with a nominal face area of 610 mm × 610 mm (24 inches × 24 inches). This document 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 the ISO 16890 series. 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. Filter elements used in portable room-air cleaners are excluded from the scope of this document.

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

Le présent document établit une méthode de conditionnement pour déterminer l'efficacité spectrale minimum d'essai. Il est destiné à être utilisé 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 le présent document se réfère à un banc d’essai ayant une surface frontale nominale de 610 mm × 610 mm (24 inches × 24 inches). Le présent document 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 la série ISO 16890. NOTE La limite inférieure pour ce mode opératoire d’essai 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. Les éléments filtrants utilisés dans les épurateurs d'air ambiant portatifs sont exclus du domaine d'application du présent document.

General Information

Status
Published
Publication Date
28-Jul-2022
Current Stage
6060 - International Standard published
Due Date
30-Sep-2022
Completion Date
29-Jul-2022
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16890-4
Second edition
2022-07
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 16890-4:2022(E)
© ISO 2022
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ISO 16890-4:2022(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on

the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below

or ISO’s member body in the country of the requester.
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Published in Switzerland
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ISO 16890-4:2022(E)
Contents Page

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

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

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

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

3 Terms and definitions .................................................................................................................................................................................... 1

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 ................................................................................................................................................................. 6

9.3 Repeat testing .......................................................................................................................................................................................... 7

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

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

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

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

iii
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 16890-4:2022(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 of the voluntary nature of standards, 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

www.iso.org/iso/foreword.html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 142, Cleaning equipment for air and other

gases, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee

CEN/TC 195, Cleaning equipment for air and other gases, in accordance with the Agreement on technical

cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 16890-4:2016), which has been

technically revised.
The main changes are as follows:

— in 7.2 the dimensions of the conditioning cabinet are indicated in a more flexible way. This change

does not affect the test, however, it does make the procedure more reasonable for the users;

— 9.1 has been reworded to remove duplicate information and some parts have been moved to a new

subclause 9.3;

— in 9.2 a sentence has been added to make the proper procedure clear to the users.

A list of all parts in the ISO 16890 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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ISO 16890-4:2022(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 PM can be defined according to the particle

size range. The most important ones are PM , PM and PM . The U.S. Environmental Protection Agency

10 2,5 1

(EPA), the World Health Organization (WHO) and the European Union (EU) define PM as PM 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 precise if there is no further

2,5 1

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 PM and

the gravimetric mass determination (see Reference [7]).

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

10 2,5 1

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

increasingly use in their publications the simpler denotation of PM as being the particle size fraction

less than 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

PM 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 as shown in Table 1.

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 PM. 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 PM. Current regional standards are

applying completely 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 show better filtration performance

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

With the 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 PM 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

according to the procedures defined in this document and the particulate removal efficiency is

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

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ISO 16890-4:2022(E)

any electrostatic removal mechanism which can possibly 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 (e.g. 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.

The results from this document can 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.

The performance results obtained in accordance with the ISO 16890 series cannot by themselves be

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

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16890-4:2022(E)
Air filters for general ventilation —
Part 4:
Conditioning method to determine the minimum fractional
test efficiency
1 Scope

This document establishes a conditioning method to determine the minimum fractional test efficiency.

It is intended to be used 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 document is referring to a test device with a nominal face

area of 610 mm × 610 mm (24 inches × 24 inches).

This document 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 the ISO 16890 series.

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.

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

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

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

ISO 16890-2:2016, Air filters for general ventilation — Part 2: Measurement of fractional efficiency and air

flow resistance
3 Terms and definitions
For the purposes of this document the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
minimum fractional test efficiency

fractional efficiency measured according to ISO 16890-2 after applying the conditioning method

defined in this document
[SOURCE: ISO 29464:2017, 3.2.108]
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ISO 16890-4:2022(E)
4 Symbols and abbreviated terms
IPA isopropyl alcohol (isopropanol)
MSDS material safety data sheet
5 General conditioning test requirements
5.1 General

The conditioning procedure is used to determine the minimum fractional 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 challenges, such as combustion particles, fine particles or oil mist in service

can affect the action of these electric charges so that the initial efficiency can 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 in this document 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 isopropyl alcohol (IPA, commonly known as isopropanol or 2-propanol) 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 document can affect the structure of the fibre matrix or chemically affect the fibres or even

fully destroy the filter medium. Hence, this procedure shall 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 % and a

minimum 10 Pa change, this document is not applicable and the filter shall not 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 specifications and, after

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

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 inches × 24 inches) with a maximum length (depth) of 760 mm (29.9 inches). If for any reason,

dimensions do not allow conditioning of a test device under standard test conditions, assembly of two

or more smaller devices of the same type or model
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16890-4
Deuxième édition
2022-07
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 16890-4:2022(F)
© ISO 2022
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ISO 16890-4:2022(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2022

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, 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, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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ISO 16890-4:2022(F)
Sommaire Page

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

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

1 Domaine d'application ...................................................................................................................................................................................1

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

3 Termes et définitions ...................................................................................................................................................................................... 1

4 Symboles et termes abrégés ....................................................................................................................................................................2

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

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

5.2 Exigences relatives au dispositif d'essai .......................................................................................................................... 2

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

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

6 Matériaux de conditionnement ............................................................................................................................................................3

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

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

7.2 Dimensions et matériaux de construction de l'enceinte de conditionnement ............................... 4

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................................................................................................................................ 6

9.3 Répétition des essais ......................................................................................................................................................................... 7

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

11 Présentation des résultats ........................................................................................................................................................................ 8

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

l’utilisation de l’IPA ........................................................................................................................................................................................... 9

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................11

iii
© ISO 2022 – Tous droits réservés
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ISO 16890-4:2022(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 attirée 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 nature volontaire des normes, 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’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 142, Séparateurs aérauliques,

en collaboration avec le comité technique CEN/TC 195, Filtres air pour la propreté de l'air, du Comité

européen de normalisation (CEN), conformément à l'accord de coopération technique entre l'ISO et le

CEN (accord de Vienne).

Cette seconde édition annule et remplace la première édition (ISO 16890-4:2016), qui a fait l'objet d'une

révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:

— au 7.2, les dimensions de l’enceinte de conditionnement sont indiquées de manière plus souple. Cette

modification n'affecte pas l’essai, cependant, elle rend le mode opératoire plus raisonnable pour les

utilisateurs;

— le 9.1 a été reformulé pour supprimer les informations en double et certaines parties ont été

déplacées vers un nouveau paragraphe 9.3;

— au 9.2, une phrase a été ajoutée pour rendre le mode opératoire clair pour les utilisateurs.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 16890 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient d’adresser tout retour d’expérience ou toute question concernant le présent document

à l’organisme national de normalisation de l’utilisateur. Une liste complète desdits organismes est

disponible sur www.iso.org/members.html.
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---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 16890-4:2022(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

10 2,5 1

de protection de l'environnement (EPA), l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et l'Union

Européenne (UE) 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

2,5 1

définition n'est pas précise 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 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 la

Référence [7]).

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 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. Étant donné que cet écart par rapport à la définition «officielle» complexe mentionnée ci-

dessus n'a pas d’impact significatif sur l'efficacité d'élimination des particules des éléments filtrants, la

série ISO 16890 fait référence à cette définition simplifiée des PM , PM et PM .
10 2,5 1

PM dans le cadre de la série ISO 16890 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 ISO 16890 pour les valeurs

d’efficacité indiquées dans le Tableau 1.

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

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

Les filtres à air 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

influencent de manière significative la qualité de l'air intérieur et, donc, 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, qui 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 en générant des résultats qui montrent souvent de meilleures performances de

filtration que les performances des filtres en service, c’est-à-dire surestimant l’efficacité d'élimination

des particules de nombreux produits. Dans la série 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 16890-4:2022(F)

La série 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 système de rapport basé sur les particules en suspension (ePM).

Les éléments filtrants selon la série ISO 16890 sont évalués en laboratoire par leur capacité à éliminer

les particules d'aérosol exprimée en valeurs d’efficacité ePM , ePM et ePM . Les éléments filtrants

1 2,5 10

peuvent ensuite 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 le présent document 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 éventuellement être présent avec 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 conformément à la série

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 capacité de colmatage

x 1 1

et l’efficacité gravimétrique initiale d’un élément filtrant sont déterminées selon le mode opératoire

d’essai défini dans l’ISO 16890-3.

Les résultats de ce document peuvent également être utilisés par d'autres normes qui définissent ou

classifient l'efficacité spectrale dans la plage de dimensions de 0,3 μm à 10 μm lorsque le mécanisme

d'élimination électrostatique est un facteur important à considérer, par exemple l'ISO 29461.

Les résultats de performance obtenus conformément à la série ISO 16890 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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NORME INTERNATIONALE ISO 16890-4:2022(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

Le présent document établit une méthode de conditionnement pour déterminer l'efficacité spectrale

minimum d'essai.

Il est destiné à être utilisé 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 le présent document se réfère à un banc d’essai ayant une

surface frontale nominale de 610 mm × 610 mm (24 inches × 24 inches).

Le présent document 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 soumis à essai selon

les modes opératoires définis dans la série ISO 16890.

NOTE La limite inférieure pour ce mode opératoire d’essai est fixée à une efficacité minimale ePM 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.

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

d'application du présent document.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. 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 16890-2:2016, Filtres à air de ventilation générale — Partie 2: Mesurage de l'efficacité spectrale et de

la résistance à l'écoulement de l'air
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.

L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
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ISO 16890-4:2022(F)
3.1
efficacité spectrale minimum d’essai

efficacité spectrale mesurée selon l’ISO 16890-2 après application de la méthode de conditionnement

définie dans le présent document
[SOURCE: ISO 29464:2017, 3.2.108]
4 Symboles et termes abrégés
IPA alcool isopropylique (isopropanol)
MSDS fiche de données de sécurité
5 Exigences générales d'essai de conditionnement
5.1 Généralités

Ce mode opératoire de conditionnement est utilisé pour déterminer l'efficacité spectrale 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 certains 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 l’importance 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 dans le présent document 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

alcool isopropylique (IPA, communément appelé isopropanol ou 2-propanol) et sans augmentation de

l'efficacité mécanique. Il convient de ne pas supposer que l’efficacité conditionnée mesurée («après

décharge») représente toujours le comportement en service réel. Le traitement d'un filtre tel que décrit

dans le présent document peut altérer la structure de la matrice fibreuse ou altérer chimiquement les

fibres ou même détruire entièrement le média filtrant. Par conséquent, ce mode opératoire ne doit 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 % et un changement

minimum de 10 Pa, le présent document n'est pas applicable et le filtre ne doit pas être classé selon

l'ISO 16890-1.
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.
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ISO 16890-4:2022(F)
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 inches × 24 inches) et une longueur (profondeur) maximale

de 760 mm (29.9 inches). Si pour quelque raison que ce soit, les dimensions ne permettent pas le

conditionnement d’un dispositif d'essai dans des conditions d'essai normalisées, l’assemblage de deux

dispositifs plus petits ou plus du même type ou modèle est autorisé, 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 de montage doivent être enregistrées.

5.4 Exigences relatives à l’enceinte de conditionnement

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

Figure 1 et Figure A.1 et sont destinées à aider à construire une enceinte de conditionnement répondant

aux exigences de performance du présent document. Toutes les dimensions indiquées sont obligatoires

sauf indication contraire. Les unités utilisées sont en mm (inch) sauf indication contraire.

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 de conditionnement

Le liquide pour l'étape de conditionnement pour décharger les médias filtrants et égaliser les charges

électrostatiques à la surface des fibres du filtre est l’IPA. 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 de façon que l'IPA liquide ne soit pas en contact avec les médias filtrants. Se référer à l'Article 8

pour les problèmes de sécurité.
Isopropanol (IPA) – formule: C H O
3 8
HCCH CH
Propriétés de l'isopropanol:
3 3
Masse volumique 785,5 kg/m (49 lb/ft )
Masse molaire 60,09 g/mol
Point de fusion 185 K
Point d'ébullition 355 K
Point d'éclair 285 K
Température 698 K
d'auto-inflammation
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:
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log(PA)=−
TC+

P est la pressure (bar) T est la température (K)
A est 4,577 95 B est 1 221,423
C est −87,474
NOTE 1 bar = 100 kPa.

Limites d'explosivité Limite de concentration inférieure 2 % (vol.), limite de concentration

(dans l'air) supérieure 12 % (vol.)
Les deux à 293 K
® b
Numéro de registre CAS 67-63-0
a 5 2
1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
b ®

Le numéro de registre CAS est une marque déposée de la société CAS. Ces informations sont don-

nées pour la commodité des utilisateurs du présent document et ne constituent pas une approbation

par l'ISO du produit cité. Des produits équivalents peuvent être utilisés s'il peut être démontré qu'ils

conduisent aux mêmes résultats.
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 permette 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 et en exposant la totalité

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

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, le positionnement de

plusieurs bacs d'IPA à l'intérieur de la chambre contenant l'IPA de l'enceinte est adjacent à la chambre

contenant le filtre, de sorte qu'une distribution uniforme de la vapeur d’IPA à l'intérieur de l’enceinte est

rapidement obtenue.

L'enceinte de conditionnement doit pouvoir contenir un filtre en grandeur réelle ayant des dimensions

frontales de 610 mm × 610 mm (24 inches × 24 inches). La longueur/profondeur maximale du dispositif

d'essai doit être de 760 mm (29.9 inches). Pour permettre à l'air de circuler librement autour du

dispositif d'essai par diffusion, le volume extérieur de la chambre contenant le filtre doit être compris

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3 3 3 3

entre 0,45 m (15.9 ft ) et 0,65 m (23.0 ft ). Les dimensions recommandées de la chambre contenant le

filtre sont de 750 mm × 750 mm × 850 mm (29.5 inches × 29.5 inches × 33.5 inches).

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,

un total d’au moins 1 dm (34 fl oz) d'IPA liquide doit être introduit dans les bacs avant de commencer

2 2
le conditionnement. Les
...

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