VDI 3803-4 - cci Dialog GmbH

 Die VDI 3803 Blatt 4
Raumlufttechnik. Geräteanforderungen. Blatt 4: Luftfiltersysteme
Die nachfolgende Zusammenfassung, Analyse und Kommentierung der Richtlinien wurde für cci
Wissensportal von Dr.- Ing. Manfred Stahl erstellt.
Erscheinung:
Entwurf April 2011
Umfang, Kosten:
46 Seiten, ca. 100 € (Bezug: Beuth Verlag, www.beuth.de)
Vorsitzender:
Arnold Brunner, CH Wallisellen-Zürich
Zielgruppen:
Fachplaner Lüftung, Klima, Hersteller von RLT-Geräten, Gebäudebetreiber, Architekten, Facility Manager
Inhalt, Resümee,
Bedeutung:
Die Richtlinienreihe VDI 3803 behandelt Anforderungen an raumlufttechnische
Anlagen für einen energiesparenden und hygienisch einwandfreien Betrieb.
Sie gilt zur Planung und Ausführung von zentralen RLT- Anlagen und bietet
Hinweise zur Einbindung von heiz- und kältetechnischen Anlagen zur Luftkühlung und an die Gebäudeautomation.
Im Blatt 4 geht es speziell um Eigenschaften, Klassifizierungen, Prüfungen,
Einsatzmöglichkeiten und Grenzen der verschiedenen Arten von Luftfiltersystemen (Grob-, Fein-, Schwebstoff- und Molekularfilter) in der Raumlufttechnik. Diese sollen dem Gesundheitsschutz von Personen und dem Schutz
der RLT-Anlage vor Verunreinigungen dienen sollen.
Anwendungsbereich
Die VDI 3804 Blatt 4 entspricht wesentlich der schweizerischen SWKI-Richtlinie VA 101-01 „Klassifizierung, Testmethoden und Anwendung von Luftfiltern“ (Weißdruck November 2007). Die in der
Richtlinie enthaltenen Anforderungen gelten für RLT-Anlagen für Aufenthaltsbereiche, in denen sich
Personen länger als 30 Tage pro Jahr oder regelmäßig länger als zwei Stunden pro Tag befinden –
also in erster Linie dem Gesundheitsschutz von Personen. Die Aufenthaltsbereiche können sich in
Wohn- und Bürogebäuden, öffentlichen Bauten (inkl. Schulen), Gebäuden des Gesundheitswesens
sowie in Bereichen Pharma, Labors, Lebensmittel, Optik, Feinmechanik und Elektronik befinden.
Verweise auf andere technische Regeln
Die VDI 3803 Blatt 4 verweist auf unter anderem folgende Normen und Richtlinien:
DIN EN 779:
DIN EN 1822;
DIN EN 1886
DIN EN 13779:
DIN EN 15251:
VDI 2083:
VDI 3677:
Partikel-Luftfilter für die allgemeine Raumlufttechnik
Schwebstofffilter
Lüftung von Gebäuden. Zentrale RLT-Geräte
Lüftung von Nichtwohngebäuden
Eingangsparameter für das Raumklima
Reinraumtechnik
Filternde Abscheider
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ist gem. § 106 UrhG strafbar, siehe auch unsere AGB.
Seite 1 von 5 VDI 3803:
VDI 6022 Blatt 1:
Zentrale RLT-Geräte
Hygieneanforderungen an RLT-Anlagen und –Geräte
Begriffe
Im Kapitel 3 erläutert die Richtlinie insgesamt fast 70 Begriffe von „Adsorption“ bis „Zeolithe“, die in
der VDI 3803 Blatt 4 mehrfach verwendet werden.
Luftverunreinigungen
Belastung der Außenluft
Als wesentliche Substanzen, Partikel und Gase/Dämpfe, die zu einer Belastung der Außenluft beitragen, nennt die Richtlinie (ähnlich wie die DIN EN 13779)
- Grobstaub (> 5,0 μm), Feinstaub (> 0,3 μm) und Schwebstoffe PM (< 1,0 μm) sowie
- Schwefeldioxid (SO2), Ozon (O3) und Stickstoffdioxid (NO2)
Die von den zuvor genannten Substanzen möglicherweise ausgehenden Gefahren für die Gesundheit werden erläutert. In einer Tabelle werden Richtwerte (Grenzwerte) für die Stoffe aufgelistet.
Belastung der Raumluft
Zusätzliche Belastungen der Raumluft (VOC, Schad- und Geruchsstoffe) stammen von Menschen,
Baumaterialien, Einrichtungsgegenständen und Bürogeräten. Um eine gewünschte Raumluftqualität
dauerhaft sicherzustellen (zum Beispiel gemäß DIN EN 13779 oder DIN EN 15251), sind in RLTAnlagen geeignete Luftfiltersysteme einzusetzen.
Prüfen und Klassifizieren von Luftfiltern
In diesem Kapitel geht es um die Filtration von festen, flüssigen und gasförmigen Verunreinigungen
aus Luftvolumenströmen unter Einsatz von Partikelfiltern (Tröpfchen, Stäube) und Molekularfiltern
(Gase). Im Hinblick auf die verschiedenen Arten der Filterprüfungen (Abscheidegrade, Enddruckdifferenzen) wird auf mehrere DIN EN-Normen verwiesen (siehe Liste der Normenverweise).
Unterschieden werden Prüfverfahren für Grobstaubfilter (G1 bis G4), Feinstaubfilter (M5 bis M6 und
F7 bis F9) und Schwebstoffilter (E10 bis E12, H13 bis H14, U15 bis U17). Dazu sind die Prüfverfahren auch in Tabellen dargestellt. Anschließend werden die wesentlichen Eigenschaften der jeweiligen Filterklassen und -qualitäten erläutert.
Planung, Ausführung und Betrieb von Luftfilteranlagen
Luftfilter haben die Aufgabe, Verschmutzungen der Luftbehandlungskomponenten und des Luftkanalsystems zu vermeiden und eine gesundheitlich einwandfreie Zuluftqualität sicherzustellen. Hier
verweist die VDI 3803 auf die DIN EN 13779, in der die im RLT-Gerät einzusetzende Luftfiltertechnik in Abhängigkeit von der Qualität der Außenluft (AUL 1 bis AUL 4) und der gewünschten Zuluftqualität (ZUL 1 bis ZUL 4) dargestellt wird (Tabelle). So muss zum Beispiel die Außenluft zur Sicherstellung einer hohen Zuluftqualität (ZUL 2) bei der Qualität AUL 1 (sauber) mit F7 und bei den
Qualitäten AUL 2 (belastet) und AUL 3 (hoch belastet) mit M5/F8 gefiltert werden. Zum Erreichen
einer speziellen Zuluftqualität ZUL 1 müssen bei AUL 2 und AUL 3 die Luftfilterqualitäten auf F7/F9
angehoben werden.
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Seite 2 von 5 Anmerkung: Die Anforderungen an die Filterqualitäten in RLT-Anlagen sind gemäß VDI 3803
Blatt 4 in vielen Fällen geringer als in der DIN EN 13779! Zudem fordert die VDI 3804
Blatt 4: Liegen hohe gasförmige Verunreinigungen vor, ist zwischen der ersten und
zweiten Filterstufe ein Molekularfilter einzusetzen.
Eigenschaften von Luftfiltern unter konkreten Einsatzbedingungen
Hier wird darauf hingewiesen, dass die tatsächlich erreichten Filterleistungen infolge von verschiedenen Einflüssen im praktischen Betrieb von den auf Prüfständen ermittelten Werten (spürbar) abweichen können (Verbesserung und Verschlechterung).
Kostenoptimierung
Wesentliche Einflussgrößen auf die Standzeit eines Luftfilters sind der Staubgehalt der angesaugten
Außenluft (inkl. Staubzusammensetzung, Partikelgröße, Feuchtigkeit) sowie Pollen, Blätter etc. Daher sollten bei der Planung, bei der Installation und beim Betrieb von Luftfiltern folgende Punkte beachtet werden: Energieverbrauch (Druckverlust), Hygiene, Intervall des Filterwechsels, Wartung/
Reinigung und die fachgerechte Entsorgung.
Die VDI 3803 Blatt 4 empfiehlt bei der Dimensionierung der Filter, folgende Punkte im Hinblick auf
die Luftwiderstände zu beachten:
- bei einstufigen Filteranlagen 10 bis 20 %, bei zweistufigen Filteranlagen 20 bis 30 % der Gesamtdruckdifferenz.
- bei VVS-Lüftungsanlagen eher Kompaktfilter, bei KVS-Lüftungsanlagen eher Taschenfilter einsetzen.
Kriterien für die Filterwahl
Hier wird auf den Anhang A verwiesen. Dort gibt es eine Tabelle mit Empfehlungen, welche Filterqualitäten G1 bis U-Filter als Vor- und Endfilter zur Abscheidung von welchen Substanzen in welchen Bereichen eingesetzt werden sollten.
Mehrstufige Luftfiltrierung
Hier wird erläutert, wann mehrstufige Filtersysteme als Vor- oder Endfilter einzusetzen sind (bei
RLT-Anlagen Vorfilter mindestens M5, besser M6 zum Schutz der Komponenten im Gerät). Für Aufenthaltsräume von Personen (Büros, Hotels, Versammlungsräume) sollten Filter F8 oder F9 verwendet werden.
Anordnung der Filter im Luftstrom
Bei der Planung eines Luftfiltersystems sollten folgende Faktoren beachtet werden:
- Staub- und Schadstoffkonzentration der Außenluft (daraufhin die Außenluftansaugung so wählen,
dass die Außenluft mit der geringstmöglichen Konzentration an Partikeln/Gasen angesaugt wird)
- gute Zugänglichkeit für die Filterüberwachung und den Filterwechsel sicherstellen
- Feuchte > 90 % im Filter vermeiden (mikrobielles Wachstum)
Betriebliche Überwachung der Luftfilteranlage
Hier sind vom RLT-Gerätehersteller folgende Bedingungen zu erfüllen:
- Informationsschild mit allen Filterangaben am Gerätegehäuse anbringen
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Seite 3 von 5 - Filterdrucküberwachung für jede Filterstufe mit Markierung des zulässigen Maximaldrucks
- maximale Standzeiten beachten (nach VDI 6022): Richtwerte für Vorfilter maximal ein Jahr,
für zweite Filterstufe maximal zwei Jahre
Systeme für die Montage von Filtern
In mehreren Unterkapiteln werden (auch anhand von Grafiken) Systeme für die Montage von Grobund Feinstaubfiltern, Systeme für die dichte Montage von Schwebstofffiltern und Maßnahmen für
einen kontaminationsfreien Filterwechsel beschrieben.
Brandschutzvorschriften
In der Regel gehen von Luftfiltern keine größeren Gefahren im Brandfall aus (siehe Prüfverfahren
gemäß DIN EN 13501). Heikel sind allerdings Luftfilter in Abluftanlagen von Küchen (wird in Kapitel
11.1.2 vertieft).
Prüfung eingebauter Luftfiltersysteme
Im Kapitel 8 der VDI 3803-4 geht es um die Prüfung von Filtern als Einheit Filtergehäuse, Filterrahmen und Filter(material) im Hinblick auf die Luftdichtheit.
Dazu verweist die Richtlinie bei Grob- und Feinstaubfiltern auf die Anforderungen der EN 779 und
erläutert dazu Details. Ausführlicher werden die Prüfverfahren an Schwebstofffiltersysteme dargestellt (Leckprüfungen des Filterelements beim Hersteller, Lecktests des installierten Filtersystems
nach ISO 14644 Teil 3, verschiedene Verfahren zur Dichtsitzprüfung), die auch mit Tabellen und
Abbildungen beschrieben werden.
Wartung von Luftfiltern
Das Kapitel Wartung von Luftfiltern umfasst vier Unterkapitel Filterwechsel, Transport und Lagerung,
Montage und Entsorgung. Darin stehen unter anderem folgende wichtige Anforderungen:
- Der Filterwechsel muss gemäß dem Wartungsplan des Herstellers erfolgen (bei Stillstand der
RLT-Anlage, ggf. Schutzkleidung anlegen, alten Filter in verschließbare Verpackung stecken)
- Beim Filterwechsel sind auch die Trennwände zu reinigen und zu überprüfen
- Luftkanäle und Montagerahmen sind vor der ersten Inbetriebnahme der RLT-Anlage und vor der
Filtermontage von Baustaub zu reinigen. Danach sollte die Anlage (mit Vorfiltern) erst einige
Stunden laufen, bevor Schwebstofffilter eingebaut werden
- Für Filterrahmen sind bevorzugt recycelbare oder wiederverwendbare Materialien zu verwenden
Molekularfilter
Molekularfilter dienen zur Abscheidung von gesundheitsgefährdenden oder belastenden gasförmigen Substanzen aus Zuluft-, Umluft- oder Abluftvolumenströmen. Als Sorptionsmittel werden meist
mikroporöse Aktivkohlen eingesetzt.
Im Kapitel 10 werden die Arten, Eigenschaften sowie Anwendungsbereiche und Leistungen solcher
Filter ausführlich beschrieben (Unterkapitel sind unter anderem: Bauarten, Auslegung, Einfluss von
Luftfeuchte und Temperatur, Einsatz von Molekularfiltern als Vor- und Nachfilter, Überwachung und
Prüfung, Entsorgung). Darüber hinaus werden Molekularfilter auch im Anhang E behandelt.
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Seite 4 von 5 Spezialfilter
Im Kapitel 11 „Spezialfilter“ werden erläutert:
- Aerosolabscheider (Ausfiltrieren feinster flüssiger und/oder fester Schwebeteilchen aus dem
Luftstrom; Einsatz meist bei industriellen und chemischen Prozessen)
- Luftfilter für Küchenlüftungsanlagen (hohe Brandgefahr)
- elektrostatische Luftfilter (elektrische Aufladung der Partikel (Ionisation), wodurch sich diese an
den Kollektorplatten niederschlagen)
- biostatische Filter (Luftfilter mit wachstumshemmender oder keimabtötender Wirkung auf im Luftfilter abgeschiedene Mikroorganismen)
Anhänge
Anhang A: Kriterien für die Filterauswahl
Hier befindet sich eine zweiseitige Tabelle mit Empfehlungen, welche Filterqualitäten G1 bis U-Filter
als Vor- und/oder Endfilter zur Abscheidung von welchen Substanzen in welchen Bereichen eingesetzt werden sollten (Raumlufttechnik, Produktionsräume, Krankenhäuser, EDV-Zentralen, Pharmaund Lebensmittelindustrie, Reinräume etc.).
Anhang B: Bauformen gängiger Filter
In diesem Anhang werden in einer Tabelle Filterzellen, Taschenfilter, Kompaktfilter, Molekularfilter
und Schwebstofffilter im Hinblick auf die eigesetzten Filtermedien, die Konfektionierung, Abstandshalter und Rahmen beschrieben und es werden bevorzugte Filtermaße angegeben.
Anhang C: Filterangaben für Ausschreibungstexte
Hier befindet sich eine Checkliste für Grobstaubfilter, Feinstaubfilter, Schwebstoffilter und Molekularfilter mit Angaben zum Beispiel zu Abmessungen, Nennluftvolumenströmen, Filterklassen, Druckverlusten, maximalen Enddruckverlusten, Rahmen- und Filtermaterialien etc. und es wird deklariert,
von wem die jeweiligen Informationen beizubringen sind (Planer oder Lieferant).
Anhang D: Berührungsfreier Filterwechsel
Anhang E: Molekularfiltration
In diesem Anhang wird ausführlich die Theorie und Praxis der Molekularfiltration beschrieben.
Diese Zusammenfassung wurde im November 2011 von Dr.-Ing. Manfred Stahl für
cci Wissensportal überprüft.
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