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Ci-après sont décrites les principales normes en usage avec une série de tableaux qui reportent les classes d’efficacité des filtres.<
Norme EN 779-2009 Cette norme est la révision de la précédente norme EN 779. Elle a pour objet de déterminer le rendement des filtres grossiers à poussière synthétique grâce à une méthode gravimétrique, et l’efficacité des filtres fins grâce à une méthode de comptage des particules. La norme présente un double système de classification qui utilise des lettres et des chiffres : G et F, respectivement pour les filtres grossiers et les filtres fins, suivis des chiffres de 1 à 9. (Voir tableau 1).
Elle reprend et complète la norme Eurovent 4/9 relativement à la sous-division des filtres dans les différentes classes de EU1 à EU9, selon son rendement et son efficacité. Comme mentionné précédemment, l’essai comprend deux méthodes : une méthode gravimétrique, adaptée pour les filtres grossiers, et une méthode fractionnaire pour les filtres d’efficacité moyenne-élevée.
La méthode gravimétrique utilise la poussière synthétique standard tandis que la méthode fractionnaire s’effectue au moyen d’un compteur de particules en mesurant la concentration du traceur (DEHS) en amont et en aval du filtre, avec une granulométrie de 0,4 μm après avoir rempli le filtre avec de la poussière synthétique (ASHRAE 52.2).
Par conséquent, la première s’avère mieux adaptée, dans une certaine mesure, pour relever les performances des filtres destinés à traiter essentiellement l’air renouvelé, habituellement plus riche en filasses et en fibres.
Ces essais permettent de déterminer le rendement des filtres grossiers et l’efficacité des filtres moyens et fins. De plus, ils permettent de déterminer l’évolution des pertes de charge d’un filtre propre et en fonction de l’accumulation des poussières.
Le rendement ou l’efficacité de séparation ne reste pas constant avec l’accumulation progressive des poussières sur le filtre : ils peuvent augmenter, diminuer ou présenter une évolution mitigée selon leurs caractéristiques.
Le tableau 2 indique l’équivalence entre les classes EN 779 et les classes indiquées dans la norme UNI 10339.
Voir les Produits pour la filtration
Pour des raisons de bien-être et de santé des personnes, le niveau minimum de filtration d’air neuf doit être F7, conformément à la norme UNI EN 779, avec une efficacité minimale égale à 50 % pour des particules dont les dimensions sont de 0,4 µm. Cela permet de limiter la contamination microbienne des canalisations et des UTA en aval du premier moyen de filtration. Des niveaux d’efficacité supérieurs doivent être pris en compte selon la qualité d’air traité et l’objectif établi dans l’air ambiant. Le schéma ci-dessous présente le diagramme de l’efficacité initiale pour deux filtres d’efficacité F7 et F9.
On rappelle que l’utilisation des systèmes de filtration inefficaces pour le contrôle des agents contaminants constituent une charge en coûts énergétiques et d’entretien de l’installation. À titre indicatif, l’utilisation de filtres d’une efficacité inférieure à F7 est déconseillée car :
En ce qui concerne la filtration de l’air neuf, on se réfère généralement à la norme UNI EN 13779, paragraphe A.3 Outdoor air quality considerations, and use of air filters (Considérations sur la qualité d’air extérieur et utilisation des filtres à air). Cette norme indique le niveau de filtration minimum à utiliser combiné au niveau de qualité d’air traité.
Dans les installations VCCC utilisés dans les locaux à contamination contrôlée, il est utile d’avoir au moins trois étages de filtration dont le dernier, selon sa destination, est de classe HEPA ou ULPA conformément à la norme EN 1822-1.
Pour les installations VCCC, il convient d’insérer en amont du filtre final un système de préfiltration. L’efficacité de ce système doit être évaluée en fonction des performances du filtre final et des entretiens programmés. Ce système de préfiltration doit maintenir les équipements de ventilation propres et garantir une durée de vie correcte du filtre final, et ce en optimisant les coûts énergétiques liés à l’encrassement progressif.
Les systèmes de filtration doivent être choisis et calibrés de manière à en évaluer également le coût du cycle de vie dans son ensemble (Life Cycle Cost et Life Cycle Assessment).
Tous les filtres doivent être installés conformément aux instructions du fabricant pour en garantir les performances prévues. Plus particulièrement, il faut faire attention à ne pas endommager les composants pendant les étapes de transport, d’entreposage et d’installation. Une vérification des systèmes filtrants doit toujours être effectuée pour constater leur état optimal à l’installation, en contrôlant l’intégrité des joints, la forme plane de la butée de joint, les dispositifs de blocage et l’étanchéité du système de confinement. La norme ISO 14644 indique que tous les filtres sur canal ou sur terminaux doivent être testés in situ pour vérifier l’intégrité et l’étanchéité du conteneur.
Les informations suivantes doivent être notées pour chaque filtre :
En présence d’agents contaminants en phase aériforme (gaz ou vapeur) qui ne peuvent pas être réduits directement par la dilution d’air neuf, il est nécessaire de prévoir l’utilisation de filtres pour les agents contaminants gazeux (par exemple, une prise d’air neuf à proximité d’un héliport, des morgues, des laboratoires d’anatomie pathologiques, etc.). Dans la majeure partie des cas, on parle des filtres absorbants constitués d’un médium à granulés de charbon actif.
L’utilisation de ce type de filtre est étroitement liée aux processus et/ou aux cas particuliers, notamment :
Une fois sa capacité d’absorption ou de réaction épuisée, le filtre doit être remplacé. Pour déterminer si un remplacement est nécessaire, il faut mesurer sur site la capacité de filtration ou effectuer des analyses chimiques sur le médium à granulés utilisé.
Les informations nécessaires pour l’identification du filtre sont celles spécifiées au point précédent. À celles-ci s’ajoutent les caractéristiques du médium filtrant.
En présence d’agents contaminants en phase aériforme (gaz ou vapeur) qui ne peuvent pas être réduits directement par la dilution d’air neuf, il est nécessaire de prévoir l’utilisation de filtres pour les agents contaminants gazeux (par exemple, une prise d’air neuf à proximité d’un héliport, des morgues, des laboratoires d’anatomie pathologiques, etc.). Dans la majeure partie des cas, on parle des filtres absorbants constitués d’un médium à granulés de charbon actif.
L’utilisation de ce type de filtre est étroitement liée aux processus et/ou aux cas particuliers, notamment :
Une fois sa capacité d’absorption ou de réaction épuisée, le filtre doit être remplacé. Pour déterminer si un remplacement est nécessaire, il faut mesurer sur site la capacité de filtration ou effectuer des analyses chimiques sur le médium à granulés utilisé.
Les informations nécessaires pour l’identification du filtre sont celles spécifiées au point précédent. À celles-ci s’ajoutent les caractéristiques du médium filtrant.
Les systèmes de boîtier pour filtres, qu’ils soient à l’intérieur de l’UTA, sur canal ou sur un terminal, doivent garantir l’étanchéité prévue pour éviter une dérivation ou des infiltrations de l’air contaminé. Les systèmes de boîtier doivent être équipés de :
En présence d’agents contaminants dangereux et afin de préserver la sécurité du personnel de santé et des environnements attenants lors du remplacement des filtres, l’utilisation de systèmes et de modules de sécurité avec des sacs hermétiques de type « Bag In et Bag Out » (entrée/sortie du sac) est obligatoire. Ils permettent de manipuler le filtre usagé et contaminé tout en évitant un contact direct.
Les informations suivantes doivent être notées pour chaque boîtier pour filtres :
Le manuel d’utilisation et d’entretien doit décrire les modalités de remplacement des éléments filtrants. Ces éléments doivent garantir la sécurité du personnel en charge du remplacement et des usagers de l’environnement dans lequel est admis l’air filtré.
De manière générale, les lignes directrices du J.O. N.256 DU 03/11/2006¹ sont considérées valides. Dans tous les cas, il faut préciser que les éléments filtrants doivent être remplacés :
En l’absence d’indications spécifiques dans le manuel d’utilisation et d’entretien de l’installation, on peut se référer à la note 9 de la norme UNI EN 13053 reportée ci-après² :
pour les filtres d’efficacité plus élevée, ce qui suit est applicable :
Si la perte de charge en fin d’utilisation n’est pas atteinte dans un délai raisonnable (12 mois F7-E12, 24 à 36 mois H13-H14), des évaluations d’hygiène seront nécessaires afin de ne pas compromettre la qualité de l’air ambiant. En tout état de cause, les délais suivants sont applicables :
Vérification des éléments filtrants
Les éléments filtrants pour les environnements à contamination contrôlée doivent être testés in situ, conformément à la norme ISO 14644-3.
Les systèmes filtrants d’efficacité égale ou inférieure à F9 peuvent être testés conformément à la norme ISO 29462.
¹ LIGNES DIRECTRICES POUR LA DÉFINITION DES PROTOCOLES TECHNIQUES D’ENTRETIEN PRÉVISIONNEL DES INSTALLATIONS DE CLIMATISATION (J.O. N.256 DU 03/11/2006)
² Les classes G sont exclues.
To ensure peoples’ health and well-being, the minimum outdoor air filtration level must be equal to F7 in accordance with UNI EN 779, with a minimum efficiency of 50% for particle sizes of 0.4µm. This is to limit microbial contamination of the ducting or AHUs downstream of the first filtration phase. Higher efficiency ratings can be considered based on the quality of the treated air and the predefined objective of the ambient air. The diagram below shows the initial efficiency of two filters with an efficiency rating F7 and F9.
Remember that using inefficient contamination control filtration systems will increase energy costs and system maintenance duties. As a general rule, we do not recommend using filters with an efficiency rating lower than F7, because:
As regards the filtration of outdoor air, general reference should be made to UNI EN 13779 paragraph A.3 Outdoor air quality considerations, and use of air filters, where the minimum filtration level to use is linked to the quality level of the treated air.
For Contamination-Control Ventilation and Air-Conditioning Systems used in contamination-controlled rooms, it is useful to have a minimum of 3 filtration stages, the last of which, depending on the intended use, is HEPA or ULPA class in accordance with EN 1822-1.
Judicious use of contamination-control HVAC systems includes the recommended installation of a pre-filtration system upstream of the final filter. The efficiency of this system must be evaluated based on the role of the final filter and scheduled maintenance activities. The pre-filtration system should keep the ventilation equipment clean and ensure the proper working life of the final filter, by optimising energy costs associated with system clogging over time.
Filtration systems should be chosen and dimensioned in such a way that their overall Life Cycle Cost is also taken into account by way of a Life Cycle Assessment.
All filters must be installed in accordance with the manufacturer’s specifications to ensure the intended performance. Special care must be taken to ensure that components are not damaged during the transport, storage and installation phases. Filtration systems should always be checked to verify they have been correctly installed, paying special attention to the integrity of the seals, the evenness of the frame around the seals, locking devices and the leakproofness of the containment system. ISO norm 14644 stipulates that all in-duct or terminal filters must be tested in-situ to check the integrity and airtightness of the container.
The following information on each filter must be recorded:
Where contaminants are present in a gaseous state (gas or vapour) that cannot be reduced directly through dilution with outdoor air, filters for gaseous pollutants must be used (for example, outdoor air intakes near to heliports, mortuaries, anatomical pathology labs, etc.). In most cases adsorption filters made up of carbon activated granular media are used.
This type of filter is used strictly for specific processes and/or cases, such as:
Once a filter has reached its adsorption or reaction capacity it must be replaced. To assess whether replacement is required, the filtration capacity must be measured on-site or chemical analyses must be made on the granular media used.
The information required for identifying the filter are those specified in the previous paragraph, to which the features of the filtration media must be added.
Where contaminants are present in a gaseous state (gas or vapour) that cannot be reduced directly through dilution with outdoor air, filters for gaseous pollutants must be used (for example, outdoor air intakes near to heliports, mortuaries, anatomical pathology labs, etc.). In most cases adsorption filters made up of carbon activated granular media are used.
This type of filter is used strictly for specific processes and/or cases, such as:
Once a filter has reached its adsorption or reaction capacity it must be replaced. To assess whether replacement is required, the filtration capacity must be measured on-site or chemical analyses must be made on the granular media used.
The information required for identifying the filter are those specified in the previous paragraph, to which the features of the filtration media must be added.
Filter housing systems, whether externally to the AHU, in-duct or terminal, must guarantee the intended leakproofness to avoid bypasses or infiltrations of contaminated air. Housing systems must be equipped with:
When dangerous contaminants are present, to protect the safety of operators and the surrounding environments when replacing filters, “safety” Bag-In/Bag-Out systems and units must be used, to avoid any direct contact with used and contaminated filters.
The following information on each filter housing system must be recorded:
The user and maintenance manual must describe the methods for replacing the filtration elements, which must comply with regulations on maintaining the safety of the operators replacing the filters and the users of the area that the filtered air is intended for.
As a general rule, the guidelines of Official Gazette N.256 of 03/11/2006¹ should be observed. In any case, please note that the filtering components must be replaced:
If there are no specific instructions in the user and maintenance manual, reference can be made to prospectus 9 of UNI EN 13053 as shown below2:
For higher efficiency filters, the following can be applied:
If the final pressure drop is not reached within a reasonable space of time (12 months F7-E12, 24-36 months H13-H14), then a hygiene assessment should be performed to make sure the ambient air quality is not compromised.
Checking the filtering elements
The filtering elements for contamination-controlled environments must be tested in-situ, in accordance with ISO norm 14644-3.
For filtration systems with an efficiency rating equal to or lower than F9, these can be tested in accordance with ISO norm 29462.
¹ GUIDELINES ON DEFINING THE TECHNICAL PROTOCOLS FOR THE PREDICTIVE MAINTENANCE OF AIR-CONDITIONING SYSTEMS (OFFICIAL GAZETTE N.256 OF 03/11/2006)
² Excluding class G.
The following describes the main standards in use with a series of tables showing the filters’ efficiency classes.
Regulation EN 779:2009
This regulation is a revision of the previous EN 779. Its purpose is to determine the arrestance of coarse filters with synthetic dust by using a gravimetric method and the efficiency of fine filters by using a particle counter method. The standard has a double classification system that uses letters and numbers: G and F respectively for coarse and fine filters, followed by numbers from 1 to 9 as shown below. (See table 1).
This standard carries over from the previous and replaced standard Eurovent 4/9 the subdivision of filters into different classes ranging from EU1 to EU9, according to their respective arrestance and efficiency. As stated, the test includes two methods: a gravimetric method, for coarse filters, and a fractional method for medium-high efficiency filters.
The gravimetric method uses standard synthetic dust, whilst the fractional method uses a particle counter to measure the concentration of tracer particles (DEHS) upstream and downstream of the filter, for particle sizes 0.4 μm after loading the filter with synthetic dust (ASHRAE 52.2).
The first method is more suitable, to a certain extent, for determining the performance of filters intended to treat primarily recirculated air, which is usually higher in lint and fibres.
The tests are designed to establish the arrestance of coarse filters and the efficiency of medium and fine filters; they are also used to determine the pattern of pressure drops in clean filters and based on dust accumulation.
The arrestance or separation efficiency will fluctuate as dust progressively accumulates on the filter: it may increase or decrease or show a mixed pattern depending on its characteristics.
Table 2 shows the equivalent ratings between classes EN 779 and the classes stated in norm UNI 10339.
Vedi Prodotti della Filtrazione
Ai fini del benessere e della salute delle persone il grado minimo di filtrazione dell’aria esterna deve essere pari a F7 secondo la UNI EN 779, con efficienza minima pari al 50% su particelle delle dimensioni di 0,4 µm. Questo per limitare la contaminazione microbica delle canalizzazioni o delle UTA a valle del primo stadio di filtrazione. Gradi di efficienza superiore devono essere presi in considerazione in funzione della qualità dell’aria trattata e dell’obiettivo prefissato nell’aria ambiente. Nella figura sotto si riporta il diagramma dell’efficienza iniziale per due filtri di efficienza F7 e F9.
Si ricorda che l’utilizzo dei sistemi di filtrazione inefficaci al controllo dei contaminanti rappresenta un aggravio dei costi energetici e di manutenzione dell’impianto. Come indicazione generale l’utilizzo di filtri con efficienza inferiore a F7 è da sconsigliare perché:
Per quanto concerne la filtrazione dell’aria esterna, in via generale si fa riferimento alla UNI EN 13779 paragrafo A.3 Outdoor air quality considerations, and use of air filters, dove il livello di filtrazione minimo da utilizzare è legato al livello di qualità dell’aria trattata.
Negli impianti VCCC a servizio dei locali a contaminazione controllata, è utile avere un minimo di 3 stadi di filtrazione di cui l’ultimo stadio a secondo della destinazione d’uso è di classe HEPA o ULPA secondo EN 1822-1.
Negli impianti VCCC è opportuno inserire a monte del filtro finale un sistema di prefiltrazione, la cui efficienza deve essere valutata in funzione delle prestazioni del filtro finale e delle manutenzioni programmate. Tale sistema di prefiltrazione deve mantenere le apparecchiature di ventilazione pulite e garantire una corretta vita operativa del filtro finale, ottimizzando i costi energetici legati all’incremento dell’intasamento progressivo.
I sistemi di filtrazione devono essere scelti e dimensionati in modo tale da valutarne anche il costo del ciclo di vita nella sua globalità (Life Cycle Cost e Life Cycle Assesment).
Tutti i filtri devono essere installati conformemente alle istruzioni del costruttore al fine di garantire le prestazioni previste. In particolare occorre fare attenzione a non danneggiarne i componenti durante le fasi di trasporto, immagazzinamento e installazione. Occorre eseguire sempre una verifica sui sistemi filtranti per accertarsi del loro stato ottimale di installazione, ponendo attenzione all’integrità delle guarnizioni, alla planarità della battuta della guarnizione, ai dispositivi di bloccaggio e alla tenuta del sistema di contenimento. La norma ISO 14644 prescrive che tutti i filtri a canale o terminali debbano essere testati in situ per la verifica della integrità e della tenuta nel contenitore.
Le informazioni che devono essere note per ogni filtro sono:
In presenza di contaminanti in fase aeriforme (gas o vapori) non abbattibili direttamente tramite la diluizione con aria esterna, è necessario prevedere l’impiego di filtri per contaminanti gassosi (ad esempio presa d’aria esterna prossima ad eliporto, camere mortuarie, laboratori di anatomia patologica, ecc.). Nella maggioranza dei casi si fa riferimento a filtri adsorbitori costituiti da medium granulare di carbone attivo.
L’impiego di questa tipologia di filtri è strettamente legata a processi e/o a casi particolari, quali:
Il filtro una volta esaurita la sua capacità di adsorbimento o di reazione deve essere sostituito. Per valutare la sostituzione è necessario misurare sul sito le capacità di filtrazione o effettuare delle analisi chimiche sul medium granulare utilizzato.
Le informazioni necessarie per l’identificazione del filtro sono quelle specificate nel punto precedente, alle quali deve essere aggiunte le caratteristiche del medium filtrante.
In presenza di contaminanti in fase aeriforme (gas o vapori) non abbattibili direttamente tramite la diluizione con aria esterna, è necessario prevedere l’impiego di filtri per contaminanti gassosi (ad esempio presa d’aria esterna prossima ad eliporto, camere mortuarie, laboratori di anatomia patologica, ecc.). Nella maggioranza dei casi si fa riferimento a filtri adsorbitori costituiti da medium granulare di carbone attivo.
L’impiego di questa tipologia di filtri è strettamente legata a processi e/o a casi particolari, quali:
Il filtro una volta esaurita la sua capacità di adsorbimento o di reazione deve essere sostituito. Per valutare la sostituzione è necessario misurare sul sito le capacità di filtrazione o effettuare delle analisi chimiche sul medium granulare utilizzato.
Le informazioni necessarie per l’identificazione del filtro sono quelle specificate nel punto precedente, alle quali deve essere aggiunte le caratteristiche del medium filtrante.
I sistemi di alloggiamento dei filtri, siano essi all’interno dell’UTA, a canale o terminali, dovranno garantire la tenuta prevista per evitare bypass o infiltrazioni di aria contaminata. I sistemi di alloggiamento devono essere dotati di:
In presenza di contaminanti pericolosi, per salvaguardare la sicurezza degli operatori e degli ambienti circostanti nella sostituzione dei filtri, si impone l’utilizzo di sistemi e moduli di “sicurezza” mediante sacchi barriera tipo Bag In e Bag Out, che permettono la manipolazione del filtro esausto e contaminato, evitando il contatto diretto.
Le informazioni che devono essere note per ogni sistema di alloggiamento filtri riguardano:
Il manuale di uso e manutenzione deve descrivere le modalità di sostituzione degli elementi filtranti, che devono essere congruenti con il mantenimento della sicurezza degli operatori addetti alla sostituzione e degli utilizzatori dell’ambiente al quale è destinata l’aria filtrata.
In linea generale sono da considerarsi valide le linee guida G.U. N.256 DEL 03/11/2006¹. In ogni caso è necessario precisare che gli elementi filtranti devono essere sostituiti:
In assenza di indicazioni specifiche nel manuale di uso e manutenzione dell’impianto, è possibile fare riferimento al prospetto 9 della UNI EN 13053 di seguito riportato²:
per i filtri a più alta efficienza, può valere quanto segue:
Se la perdita di carico finale d’utilizzo non venisse raggiunta in un tempo ragionevole (12 mesi F7-E12, 24-36 mesi H13-H14), sarebbero necessarie delle valutazioni di carattere igienico al fine di non pregiudicare la qualità dell’aria ambiente.
Verifica degli elementi filtranti
Gli elementi filtranti per gli ambienti a contaminazione controllata devono essere testati in situ, in accordo con la norma ISO 14644-3.
Per sistemi filtranti con efficienza uguale e inferiore a F9 possono essere testati in accordo con la norma ISO 29462.
¹ LINEE GUIDA PER LA DEFINIZIONE DI PROTOCOLLI TECNICI DI MANUTENZIONE PREDITTIVA DEGLI IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE (G.U. N.256 DEL 03/11/2006)
² Si escludono le classi G.
Di seguito sono descritte le norme principali in uso con una serie di tabelle che riportano le classi di efficienza dei filtri.
Norma EN 779-2009
Questa norma è la revisione della precedente EN 779. Essa è intesa a determinare l’arrestanza dei filtri grossolani con polvere sintetica mediante metodo gravimetrico e l’efficienza dei filtri fini mediante metodo conta particellare. La norma ha un doppio sistema di classificazione che fa uso di lettere e numeri: G e F, rispettivamente, per i filtri grossolani e fini, seguiti da numeri da 1 a 9. (Vedi tab.1).
Essa accoglie dalla precedente e superata Norma Eurovent 4/9 la suddivisione dei filtri in classi differenti da EU1 a EU9, secondo la rispettiva arrestanza ed efficienza. Come si è detto, la prova comprende due metodi: uno di tipo gravimetrico, adatto per filtri grossolani, l’altro di tipo frazionario per filtri con efficienze medio-alte.
Il metodo di tipo gravimetrico fa uso di polvere sintetica standard mentre quello frazionario è svolto con il contaparticelle misurando la concentrazione del tracciante (DEHS) a monte e a valle del filtro, nella granulometria 0,4 μm dopo aver caricato il filtro con polvere sintetica (ASHRAE 52.2).
Il primo risulta perciò più adatto, entro certi limiti, per rilevare le prestazioni di filtri destinati a trattare in prevalenza aria di ricircolo, di solito più ricca di filacce e fibre.
Le prove permettono di stabilire l’arrestanza dei filtri grossolani e l’efficienza dei filtri medi e fini; in aggiunta, consentono di determinare l’andamento delle perdite di carico a filtro pulito e in funzione dell’accumulo di polveri.
L’arrestanza o l’efficienza di separazione non rimane costante con il progressivo accumulo delle polveri sul filtro: può aumentare o diminuire o presentare un andamento misto secondo le sue caratteristiche.
Nella tab. 2 è riportata l’equivalenza tra le classi EN 779 e le classi indicate nella norma UNI 10339.
