Header Reklam

HVAC Uygulamalarında ISO 16890 Standardına Göre Filtre Seçimi

16 Temmuz 2019 Dergi: Temmuz-2019

Yazan: Mustafa Buzkan, Makine Mühendisi, MBA-Ulpatek Filtre

Son yüzyılla beraber insanoğlunun yaşam süresinin artmasıyla, sağlığımız konusunda daha fazla konuşur olduk. Özellikle son dönemde stresten uzak durmaya, yediklerimizin ve içtiklerimizin doğal olmasına dikkat etmeye, zinde kalmak için doğa yürüyüşleri ve egzersizler yapmaya özen gösterir olduk. Bu farkındalıklar insanlar arasında günden güne artmaya başladı. Peki zamanımızın %90’dan fazlasını geçirdiğimiz kapalı alanlarda soluduğumuz iç hava kalitesi için de aynı hassasiyette olduğumuzu söyleyebilmek mümkün müdür?
Sanayileşmenin ve nüfusun her geçen gün artmasıyla havadan gelebilecek gaz ve partikül kirleticilerine karşı bu işin içinde aktif rol olan profesyoneller, insan sağlığını ve temiz hava gereksinimini önemsemektedir. ULPATEK olarak bu konunun içinde 40 yılı aşan tecrübemiz ile aktif rol alarak daha iyi bir gelecek için yüksek kaliteli filtrasyon ilkemizle bilgi birikimimizi her platformda paylaşmayı sürdürüyoruz. Toplumda farkındalığın artması ve artan hava kirliliği ile partiküllerin insan sağlığı üzerindeki etkisi daha da kapsamlı olarak incelenmeye başlamıştır. Sonuçlar, ince tozların solunum hastalıklarına ve kansere neden olan ciddi sağlık tehlikeleri oluşturabildiğini gün yüzüne çıkarmıştır.

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

5 ila 10 μm çapı aralığındaki daha büyük tanecikler

5 ila 10 μm çapı aralığındaki daha büyük tanecikler, üst solunum yolları tarafından ayrılır ve tutulurlar. Ara boyutlar ise, akciğerin hava kanalları üzerine çöker, buradan hızlıca temizlenerek yutulur veya öksürükle atılır.
2,5 ila 5 μm çapı aralığındaki tanecikler, insan ciğerlerinde tutunabilme ihtimali yüksek olan tanecikler olup akciğerlerin derinliklerine inmeden üst solunum sistemine geri gönderilirler. 1 ila 2,5 μm çapı aralığındaki tanecikler bronşlarda tutulmakta ve insan sağlığı açısından riskler oluşturmaktadır. 1 μm ve altındaki tanecikler, alveollerin hücre zarlarından kan akışına karışarak insan sağlığı için risk oluşturabilecek kadar küçük taneciklerdir.

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

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

Tablo 1. EN ISO 16890 Sınıflandırması 

iso 16890 

 iso 16890 standardı

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

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

PM2,5 ≤ 10 µg/m3 yıllık ortalama
PM10 ≤ 20 µg/m3 yıllık ortalamadır. 

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

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

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

Tablo 2. Dış Ortam Havası Kategorileri

Dış Ortam Havası Kategorileri

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

Tablo 3. Besleme Havası Kategorileri

Besleme Havası Kategorileri

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

Tablo 4. ODA ve SUP Kategorisine Bağlı Olarak Tavsiye Edilen Minimum ePMx Filtreleme Verim Değerleri
*( ISO ePM1) ve ** (ISO ePM2,5) son kademedeki filtre ile ulaşılacak en düşük son kademe filtrasyon verimini ifade eder.

ODA ve SUP Kategorisine Bağlı Olarak Tavsiye Edilen Minimum ePMx Filtreleme Verim Değerleri

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

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

Tablo 5. ODA ve SUP Kategorilerine Göre Filtre Seçimi

ODA ve SUP Kategorilerine Göre Filtre Seçimi

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

Dış ortam hava kalitesinin ODA 1 şartlarında olduğu Bolu/Abant’ta yer alan bir otelin iç ortam hava kalitesinde tavsiye edilen değerlere ulaşmak için besleme havamız SUP 2 kalitesinde olmalıdır. Bunun için klima santralinde kullanılması gereken filtre verimliliği yukarıdaki tablo 5’ten görüleceği üzere ePM1 %50 ‘dir.
FV-F7-592x592x292 model F7 sınıfı (EN 779:2012) bir filtre Abant’ta istenen bu verimliliği sağlamaktadır. 
ODA 3 dış ortam hava kalitesinin olduğu İstanbul/Şişli’de yer alan benzer bir otelin ise aynı iç hava kalitesine ulaşması için kullanması gereken filtre verimliliği ePM1 %80 olup (FV-F9-592x592x292) karşılık geldiği filtre sınıfı F9’dur. Her iki uygulamada da taze hava girişinde ön filtre kullanımı tavsiye edilmektedir. 

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

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

Tablo 6. EN 779 ve EN ISO 16890 Filtre Sınıfı Karşılaştırması

EN 779 ve EN ISO 16890 Filtre Sınıfı Karşılaştırması

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

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

Tablo 7. ODA ve SUP Kategorilerine Göre Gaz Filtrelerinin Kullanımı

ODA ve SUP Kategorilerine Göre Gaz Filtrelerinin Kullanımı

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

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

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