ISO 16890

Luftfilter für die allgemeine Raumlufttechnik

0. Kurzübersicht

Die DIN EN ISO 16890 ist seit Dezember 2016 die international gültige Norm für die Prüfung und Klassifizierung von Luftfiltern in der allgemeinen Raumlufttechnik. Zum 30. Juni 2018 löste sie die EN 779:2012 endgültig ab – seitdem ist die ISO 16890 der einzige gültige Standard für Partikelluftfilter der Klassen G, M und F in Europa und weltweit. Für die erste Mal schafft diese Norm einen einheitlichen globalen Rahmen für Luftfilterprüfung und -klassifizierung.

Das Herzstück der ISO 16890 ist die Klassifizierung anhand der Feinstaubfraktionen PM1, PM2,5 und PM10 – also exakt jener Messgrößen, die WHO und Umweltbehörden zur Bewertung der Außenluftqualität verwenden. PM steht für Particulate Matter (Aerosol / Schwebstoff). Die vier Filtergruppen ISO ePM1, ISO ePM2,5, ISO ePM10 und ISO Coarse ersetzen die früheren Klassen G1–G4, M5–M6 und F7–F9.

Der entscheidende Vorteil: Die Abscheideleistung wird über das gesamte Partikelspektrum von 0,3 bis 10 µm ermittelt und bezieht sich stets auf den elektrostatisch entladenen Prüfling – nicht auf eine einzelne Partikelgröße und nicht nur auf eine Medienprobe. Das liefert deutlich praxisnähere und verlässlichere Leistungswerte als die frühere EN 779.

Filtergruppe Klassifizierungskriterium Typische Partikel in diesem Spektrum
ISO ePM1 Emin(ePM1) ≥ 50 % und E(ePM1) ≥ 50 % Viren, Bakterien, Nanopartikel, Ruß aus Verbrennungsprozessen, Seesalz, Ölnebel
ISO ePM2,5 Emin(ePM2,5) ≥ 50 % und E(ePM2,5) ≥ 50 % Bakterien, Schimmelpilzsporen, Pollen, Tonerstaub
ISO ePM10 E(ePM10) ≥ 50 % Pollen, Gesteinsstaub, Stäube aus der Feldbewirtschaftung
ISO Coarse E(ePM10) < 50 % Sand, Flusen, Flugsämlinge, Haare, grobe Stäube

Größenvergleich der relevanten Partikelspektren:

Partikelgrößen im Vergleich: PM1, PM2,5, PM10 nach ISO 16890

1 µm = 0,001 mm. Die ISO 16890 erfasst alle Partikelgrößen von 0,3 bis 10 µm.

 

Über die Atemluft nimmt der Mensch täglich Milliarden von Partikeln auf. Numerisch bilden die kleinsten Fraktionen die weitaus größte Anzahl – und genau diese Ultrafeinpartikel können über die Alveolen direkt ins Blut und in Organe gelangen. Luftfilter nach ISO 16890 reduzieren die Partikelbelastung im Bereich > 0,3 µm um bis zu über 95 %. Für noch höhere Abscheidegrade – bis zu H14 mit > 99,995 % nach EN 1822 / ISO 29463 – sind HEPA- und ULPA-Schwebstofffilter erforderlich, wie sie die HS-Luftfilterbau GmbH für Reinräume, Pharma, Kernkraft und Offshore fertigt.

Deposition von Partikeln in den Atemwegen – Grundlage für die WHO-Feinstaubklassifizierung:

Feinstaubdeposition in den Atemwegen – Grundlage der ISO 16890 Filterklassifizierung

 

Zeitstrahl: Von der EN 779 zur ISO 16890

Zeitpunkt Ereignis
Dez. 2016 DIN EN ISO 16890 (Teile 1–4) bei ISO.ORG veröffentlicht; Übergangsfrist beginnt
Jan. 2018 VDI 6022 Blatt 1 (Revision) übernimmt ISO 16890 Filterklassen für Hygieneanforderungen an RLT-Anlagen
Mai 2018 Vermarktungsverbot für neue Filter ausschließlich nach EN 779; nur noch ePM-Deklaration zulässig
30. Juni 2018 EN 779:2012 endgültig zurückgezogen – ISO 16890 ist seither alleiniger, weltweit gültiger Standard
Dez. 2023 Aktualisierung der Normteile DIN EN ISO 16890-2 und DIN EN ISO 16890-4 (aktuelle Fassung)

 

 

1. Warum war eine neue Norm notwendig?

Seit den 1990er-Jahren erfassen Umweltbehörden weltweit die Feinstaubbelastung nach den Fraktionen PM1, PM2,5 und PM10. Das Umweltbundesamt, Landesumweltämter und die WHO veröffentlichen diese Werte als zentrale Gesundheitsindikatoren. Die frühere EN 779 konnte diese Messgrößen jedoch nicht sinnvoll abbilden: Grobstaubfilter wurden gravimetrisch mit ASHRAE-Prüfstaub bewertet; Feinfilter der Klassen M und F nur gegenüber einer einzigen Partikelgröße (0,4 µm) – einem Wert ohne direkten Bezug zu realen Umweltmessungen.

Hinzu kam ein systematisches Problem: Bei der EN 779 wurde die Mindesteffizienzmessung (zur Bestimmung des rein mechanischen Wirkungsgrades nach IPA-Entladung) nicht am vollständigen Prüfling, sondern lediglich an einer herausgeschnittenen Filtermedienprobe durchgeführt. Elektrostatisch aufgeladene Synthetikfilter konnten so eine deutlich bessere Anfangsleistung suggerieren als sie unter realen Betriebsbedingungen – nach teilweisem Verlust der Elektrostatik – tatsächlich liefern. Die ISO 16890 schließt diese Lücken konsequent.

2. Aufbau der DIN EN ISO 16890

Die Norm besteht aus vier Teilen, die gemeinsam ein vollständiges Prüf- und Klassifizierungssystem definieren:

ISO 16890-1: Technische Spezifikationen, Anforderungen und Effizienzklassifizierung auf Basis von PM
Definiert das gesamte Klassifizierungssystem, die Anforderungen an Kennzeichnung und Dokumentation sowie die Grundlagen der Prüfung. Dieser Teil ist die normative Basis für alle Filterdeklarationen.

ISO 16890-2: Messung des Fraktionsabscheidegrades und des Strömungswiderstandes (aktualisierte Fassung: Dez. 2023)
Regelt Aerosolherstellung, Prüfmittel (DEHS für Partikel ≤ 1 µm, KCL für den Bereich bis 10 µm) sowie die Prüfapparatur zur Bestimmung des Fraktionsabscheidegrades am unbestaubten und entladenen Prüfling.

ISO 16890-3: Gravimetrischer Wirkungsgrad und Staubspeicherkapazität
Beschreibt die Staubbeladungsprüfung mit ISO 12103 A2 Fine Dust bis zur definierten Enddruckdifferenz. Liefert Daten zur Standzeit und Druckverlustkurve – wichtige Grundlage für die Energiebewertung nach Eurovent.

ISO 16890-4: Konditionierungsverfahren zur Bestimmung des minimalen Fraktionsabscheidegrades (aktualisierte Fassung: Dez. 2023)
Definiert die elektrostatische Entladung des vollständigen Filterelements (nicht mehr nur einer Medienprobe): Der Prüfling wird vier Stunden in einer IPA-gesättigten Atmosphäre konditioniert, um die elektrostatische Ladung vollständig zu neutralisieren. Gilt für alle Filtermedientypen (Glasfaser und Synthetik) in Normmaß gemäß EN 15805.

3. Klassifizierungssystem und Terminologie

Die Klassifizierung erfolgt anhand gemittelter Wirkungsgrade über das jeweilige Partikelspektrum. Folgende Kenngrößen sind für das Verständnis der Prüfprotokolle wichtig:

Symbol Bedeutung
Ei Anfangswirkungsgrad des unbehandelten Filterelements (Lieferzustand, aufgeladen) für Größenklasse i
ED,i Anfangswirkungsgrad des IPA-entladenen Filterelements für Größenklasse i
EA,i Arithmetischer Mittelwert aus Ei und ED,i – der maßgebliche Wert für die Klassifizierung
E(ePMx) Gewichteter Mittelwert von EA,i über das PM-Spektrum (0,3–1 µm für ePM1; 0,3–2,5 µm für ePM2,5; 0,3–10 µm für ePM10). Dies ist der Klassifizierungswert.
Emin(ePMx) Minimaler Fraktionsabscheidegrad im entladenen Zustand (ED,i) innerhalb des PM-Spektrums – Mindestanforderung für die Gruppeneinordnung
di / di+1 Untere / obere Grenze des Partikeldurchmessers in Größenklasse i [µm]
Δdi Breite der Größenklasse i [µm]

Wichtig: Die ISO 16890 bewertet ausschließlich den Anfangszustand des unbestaubten Filters – sowohl im Lieferzustand (Ei) als auch im entladenen Zustand (ED,i). Das Verhalten unter Staubbeladung ist Gegenstand von Teil 3 (gravimetrische Prüfung), fließt aber nicht in den ePM-Klassifizierungswert ein. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zur EN 779, die bei Klassen M und F den gemittelten Wirkungsgrad über die gesamte Staubbeladung bis 450 Pa angab.

Klasseneinteilung gemäß DIN EN ISO 16890-1

Filtergruppe Anforderungen Klassifizierungswert
Emin(ePM1) E(ePM1) Emin(ePM2,5) E(ePM2,5) E(ePM10)
ISO Coarse – – – – < 50 % Gravimetrischer Gesamtwirkungsgrad A
ISO ePM10 – – – – ≥ 50 % E(ePM10)
ISO ePM2,5 – – ≥ 50 % ≥ 50 % – E(ePM2,5)
ISO ePM1 ≥ 50 % ≥ 50 % – – – E(ePM1)

Der Klassifizierungswert ergibt sich aus E(ePMx), abgerundet auf die nächste Pentade (5-%-Schritte). Ein Filter mit E(ePM1) = 63 % wird also als ISO ePM1 60 % klassifiziert. Erfüllt ein Filter die Kriterien für mehrere Gruppen, wählt der Hersteller die höchste Gruppe als führende Klassifizierung – kann aber optional zusätzliche Werte für niedrigere Gruppen deklarieren.

4. Klassifizierungsbeispiele

Die folgende Tabelle zeigt Messwerte aus typischen Prüfprotokollen für drei frühere EN 779-Filtertypen und deren resultierende ISO 16890-Klassifizierung. Die Werte Emin und E(ePMx) entstammen dem Prüfprotokoll; der Klassifizierungswert ist der auf die nächste Pentade abgerundete E(ePMx)-Wert.

Messkennwert G4-Typ
(ISO Coarse)		 F7-Typ
(ISO ePM1)		 F9-Typ
(ISO ePM1)
Emin(ePM1) [%] – 55 87
E(ePM1) [%] – 63 87
Emin(ePM2,5) [%] 1 67 90
E(ePM2,5) [%] 1 73 90
E(ePM10) [%] 33 91 96
A (Coarse, gravimetrisch) [%] 82 – –
Alle Effizienzen lt. Protokoll   ISO Coarse 80 % ISO ePM10 90 %
ISO ePM2,5 70 %
ISO ePM1 60 %		 ISO ePM10 >95 %
ISO ePM2,5 90 %
ISO ePM1 85 %
Klassifizierung gem. ISO 16890   ISO Coarse 80 % ISO ePM1 60 % ISO ePM1 85 %

Erläuterung der Beispielwerte:

G4-Typ: Mit E(ePM10) = 33 % liegt der Filter unter der 50 %-Schwelle – er fällt in die Gruppe ISO Coarse. Der Klassifizierungswert ist der gravimetrische Gesamtabscheidegrad A = 82 %, abgerundet auf die Pentade: ISO Coarse 80 %.

F7-Typ: Emin(ePM1) = 55 % und E(ePM1) = 63 % – beide Kriterien für ISO ePM1 sind erfüllt (≥ 50 %). Der Klassifizierungswert ergibt sich aus E(ePM1) = 63 %, abgerundet auf die nächste Pentade: ISO ePM1 60 %. Der Hersteller kann optional zusätzlich ISO ePM2,5 70 % deklarieren, da E(ePM2,5) = 73 % ebenfalls die Anforderungen erfüllt.

F9-Typ: Emin(ePM1) = E(ePM1) = 87 % (Anfangs- und Mindestwirkungsgrad sind nahezu identisch, d. h. das Medium hat wenig elektrostatischen Anteil). Abgerundet auf die Pentade: ISO ePM1 85 %.

5. Prüfverfahren im Detail

Das ISO 16890-Prüfverfahren unterscheidet sich in drei wesentlichen Punkten von der früheren EN 779:

Prüfaerosole und -stäube: Für die Fraktionseffizienz bis 1 µm wird DEHS-Aerosol eingesetzt. Im Bereich PM2,5 und PM10 kommt zusätzlich KCL-Aerosol zum Einsatz – erst so sind ausreichend hohe Partikelkonzentrationen im Mikrometerbereich für vertrauenswürdige Messungen erreichbar. Für die gravimetrische Wirkungsgradprüfung (Teil 3) wird ISO 12103 A2 Fine Dust verwendet: ein Quarzstaub mit > 97 % Siliziumoxid und stabilen, gut reproduzierbaren Eigenschaften – ohne die Schwächen des früheren ASHRAE-Staubes (72 % A2-Dust, 23 % Carbon Black, 5 % Baumwollfasern), dessen spezifisches Gewicht je nach Bezugsquelle stark variierte.

Elektrostatische Entladung am vollständigen Prüfling: Der vollständige Filter – nicht nur eine Medienprobe – wird vier Stunden in einer mit Isopropanoldampf (IPA) gesättigten Atmosphäre konditioniert. Dies neutralisiert die elektrostatische Ladung im Filtermedium vollständig und liefert den realen Mindestwirkungsgrad Emin. Synthetische Filtermedien verlieren im Betrieb durch Staubbeladung, Feuchte und Ölnebel zunehmend ihre elektrostatische Aufladung – der entladene Wirkungsgrad ist daher der ehrlichere Langzeitwert.

Mittelwertbildung EA: Der Klassifizierungswert E(ePMx) ist der arithmetische Mittelwert aus dem Wirkungsgrad im Lieferzustand (Ei) und im entladenen Zustand (ED,i). Diese Mittelwertbildung honoriert gute Filtrationsmedien, die auch ohne Elektrostatik stark filtern, und bestraft schwache Medien, die stark auf ihre elektrostatische Aufladung angewiesen sind.

Schematische Darstellung der Prüfabläufe im Vergleich:

Früheres Verfahren nach EN 779:2012 (historisch, seit 2018 ungültig):

Schematisches Testverfahren EN 779 – historisch

Aktuelles Verfahren nach DIN EN ISO 16890:

Schematisches Testverfahren ISO 16890 – Fraktionsabscheidegrad und IPA-Entladung

ISO 16890 Testlabor der HS-Luftfilterbau GmbH in Kiel:

Testlabor ISO 16890 der HS-Luftfilterbau GmbH Kiel – Luftfilterprüfung nach DIN EN ISO 16890

Die HS-Luftfilterbau GmbH betreibt ein eigenes Prüflabor für Luftfilter nach ISO 16890 direkt am Standort Kiel. Sonder- und Kundenprodukte können so ohne Umwege geprüft und klassifiziert werden – ein entscheidender Vorteil bei der Entwicklung neuer Filtermedien und der Qualitätssicherung im laufenden Betrieb.

6. Auswirkungen auf Normen und Regelwerke

Mit der verbindlichen Einführung der ISO 16890 wurden auch zahlreiche nachgelagerte Regelwerke angepasst:

VDI 6022 Blatt 1 (Revision Januar 2018): Die zentrale deutsche Hygienenorm für RLT-Anlagen verweist nun vollständig auf ISO 16890-Filterklassen. In Anlehnung an DIN EN 16798-3 empfiehlt die VDI 6022 je nach Außen- und Zuluftqualität folgende Filterkombinationen:

Außenluftqualität
(VDI 6022, Blatt 3)		 ZUL 1 – sehr hoher Qualitätsanspruch ZUL 2 – hoher Qualitätsanspruch ZUL 3 – mittlerer Qualitätsanspruch
AUL 1 (sauber) ISO ePM10 50 %
+
ISO ePM1 50 %		 ISO ePM1 50 % ISO ePM1 50 %
AUL 2 (belastet) ISO ePM2,5 65 %
+
ISO ePM1 50 %		 ISO ePM10 50 %
+
ISO ePM1 50 %		 ISO ePM10 50 %
+
ISO ePM1 50 %
AUL 3 (hoch belastet) ISO ePM1 50 %
+
ISO ePM1 80 %		 ISO ePM2,5 65 %
+
ISO ePM1 50 %		 ISO ePM2,5 65 %
+
ISO ePM1 50 %

Grundsatz für alle RLT-Anlagen: Bei Einzelstufenbetrieb und in der letzten Filterstufe ist stets mindestens ein Filter der Klasse ISO ePM1 ≥ 50 % einzusetzen.

DIN EN 16798-3 (Nachfolger der zurückgezogenen EN 13779): Regelt die Auslegung von Lüftungsanlagen für Nichtwohngebäude und referenziert vollständig auf ISO 16890. Die frühere ODA/IDA-Systematik der EN 13779 wurde um quantitative PM-Grenzwerte ergänzt.

Eurovent 4/21: Die Energieklassifizierung von Luftfiltern wurde auf Basis der ISO 16890 überarbeitet. Die differenziertere Klassenstruktur (ePM-Effizienz + Druckverlust über Staubbeladung) ermöglicht eine wesentlich genauere Bewertung des Energieaufwandes pro Luftmenge und Abscheidegrad.

Für Bestandsanlagen: Eine sofortige Neubewertung aller installierten Filter ist nicht zwingend. Bei der nächsten planmäßigen Filterersetzung sollten jedoch ausschließlich nach ISO 16890 deklarierte Filter eingebaut werden. Passende Produkte für alle gängigen Einbaumaße – von ISO Coarse bis ISO ePM1 85 % – sind direkt über www.luftfilter.kaufen erhältlich.

7. Orientierungshilfe: ISO 16890 und EN 779 im Vergleich

Da viele Anlagenspezifikationen und Wartungsverträge noch auf EN 779-Klassen verweisen, hat die Expertenarbeitsgruppe Luftfiltration von VDI und SWKI auf Basis von mehr als 80 vergleichenden Messungen folgende Mindestäquivalente für Komfort-RLT-Anlagen veröffentlicht:

Frühere Klasse
EN 779:2012		 Empfohlene Mindestanforderung
ISO 16890 (VDI/SWKI)		 Hinweis
M5 ISO ePM10 ≥ 50 % Vorfilterstufe
F7 ISO ePM2,5 ≥ 65 % oder ISO ePM1 ≥ 50 % Beide Optionen gelten als F7-Äquivalent
F9 ISO ePM1 ≥ 80 % Letzte Filterstufe, hohe Luftqualität

Die statistische Bandbreite, in der sich EN 779-Filter unter ISO 16890-Prüfbedingungen typischerweise einordnen, zeigt folgende Übersicht (Basis: > 80 Vergleichsmessungen, keine normative Übersetzungstabelle):

EN 779:2012
(historisch)		 ePM1 ePM2,5 ePM10
M5 5 %–35 % 10 %–45 % 40 %–70 %
M6 10 %–40 % 20 %–50 % 60 %–80 %
F7 40 %–65 % 65 %–75 % 80 %–90 %
F8 65 %–90 % 75 %–95 % 90 %–>95 %
F9 80 %–90 % 85 %–95 % 90 %–>95 %

Die großen Bandbreiten – insbesondere bei F7 und F8 – illustrieren, warum eine direkte Übersetzung nicht möglich ist: Zwei Filter gleicher EN 779-Klasse können unter ISO 16890 sehr unterschiedliche ePM1-Werte liefern, je nach Anteil elektrostatischer Filterwirkung. Für verbindliche Produktvergleiche und Ausschreibungen ist daher stets das ISO 16890-Prüfprotokoll des jeweiligen Filters heranzuziehen. Prüfprotokolle für Produkte der HS-Luftfilterbau GmbH können über www.luftfilterbau.de angefordert werden.

8. ISO 16890 und die Abgrenzung zu HEPA/ULPA-Filtern

Der Geltungsbereich der ISO 16890 endet bei Abscheidegraden unterhalb der HEPA-Schwelle. Für Reinräume, pharmazeutische Produktion, Krankenhäuser und sicherheitsrelevante Anwendungen sind Filter nach EN 1822 / ISO 29463 erforderlich – die internationale Norm für Schwebstofffilter (HEPA H10–H14, ULPA U15–U17).

Norm Filtergruppen Abscheidegrad Typische Anwendung
ISO 16890 ISO Coarse bis ISO ePM1 bis ca. 95 % (ePM1) Allgemeine RLT, Büros, Krankenhäuser (Zuluft), Industrie
EN 1822 / ISO 29463 E10–E12, H13–H14, U15–U17 99,5 % bis >99,9999995 % Reinräume, Pharma, OP-Bereiche, Kerntechnik, Offshore

Die HS-Luftfilterbau GmbH stellt sowohl ISO 16890-Taschenfilter und -Kompaktfilter als auch HEPA/ULPA-Schwebstofffilter nach EN 1822 her. Weitere Informationen zu Schwebstofffiltern unter www.iso29463.de und www.luftfilterbau.de.