AEROFIL
TM
FIJNSTOFFILTERS voor natuurlijke ventilatie
Aerofil … voor écht gezond ventileren.
1
Inhoudsopgave: 1. Gezonde lucht 2. Aerofil als oplossing 3. Werking van Aerofil 4. Prestaties Cijfers volgens testen conform EN779 Efficiëntie Luchtweerstand ifv de snelheid Luchtweerstand ifv de lading Praktijkresultaten Resultaten mbt pollen Spuitcabines Test onder gecontroleerde conditites (testbank) Test kantooromgeving Test schoolomgeving
5. Referenties 6. Media
Het laatste nieuws Humo fijn stof 1 Humo fijn stof 2 Het laatste nieuws '09
2
1. Gezonde lucht (Niet zo) fijn stof Fijn stof is dezer dagen alomtegenwoordig. Regelmatig hoor je in de media dat de norm voor fi jn stof is overschreden. Maar wat is fi jn stof nu precies? Fijn stof of PM10 is de verzamelnaam voor stofdeeltjes met een maximale diameter van 10 micrometer. Dat is een honderdste van een millimeter, en dus niet met het oog waar te nemen. Omdat deze deeltjes zo klein zijn, kunnen ze gemakkelijk ingeademd worden. Dit veroorzaakt en verergert acute luchtwegenaandoeningen en kan zelfs longkanker veroorzaken. Doordat die kleine stofdeeltjes ook in ons bloed terechtkomen, kunnen ze ook leiden tot harten vaataandoeningen en aderverkalking. Vooral voor ouderen, kinderen en gevoelige personen is fijn stof schadelijk. Verschillende sectoren zoals verkeer, industrie, energie, landbouw, huishoudens, …. brengen de gevaarlijke kleine stofdeeltjes in de lucht en zijn dus verantwoordelijk voor de vervuiling. Toepassing uit de auto-industrie De auto-industrie pakte reeds de vervuiling aan. Tegenwoordig zijn bijna alle auto’s uitgerust met een roetfi lter en een pollen/fi jn stof fi lter om het binnenklimaat in de auto te optimaliseren. Waarom dan het binnenklimaat in huis niet verbeteren en je natuurlijke ventilatieroosters uitrusten met Aerofi l™ van Aralco NVS? ARALCO zorgt voor een alternatief! De Aerofil luchtfilters kunnen een ideaal alternatief zijn in situaties waar een lage drukval van groot belang is. We maakten gebruik van innovatieve technologieën om een structuur met open kanalen te bouwen die bovendien voldoende sterk is zodat geen frame meer nodig is. De filter is dus zelfdragend. Het filtermateriaal zelf is elektrostatisch geladen (zie verder) wat resulteert in een indrukwekkende capaciteit om deeltjes af te vangen en op het medium te houden.
3
2. Aerofil als oplossing Specifiek voor eigenaars en exploitanten van gebouwen, bij wie onderhoudstijd en productiviteit binnen een gebouw van groot belang is. De Aerofil filters vangen stof dat zich anders afzet op verwarmingsapparatuur, airconditionings terwijl ze wel een voorbeeldige luchtstroom toelaten. Eenzelfde verhaal vinden we terug bij de natuurlijke ventilatieroosters. Door hun zelfdragende design kunnen deze filters heel gemakkelijk geïnstalleerd en later vervangen worden. In geen geval wordt de verversing van de lucht binnen de ruimte verstoord, zelfs niet wanneer de filter het einde van zijn levensduur nadert. Ook naar de particuliere sector hebben deze filters enorme voordelen. Enerzijds krijgt men dezelfde voordelen als hierboven beschreven, anderzijds is het vervangen van de luchtfilter-strips in een natuurlijk ventilatierooster zeer gemakkelijk zodat het door de eindgebruiker zelf kan gebeuren.
4
3. Werking van Aerofil De meeste filters werken via het klassieke principe van 'zeven'. Lucht met deeltjes wordt doorheen een geweven matrix gestuurd. Daar waar de fibers dichter bij elkaar zitten dan het deeltje groot is, wordt dit vastgehouden. Een van de gevolgen van dit principe is echter dat bij het afvangen van deeltjes systematisch meer en meer poriën verstoppen, m.a.w. de lucht heeft steeds minder kanalen ter beschikking met een verhoogde drukval tot gevolg.
Fiber
Fiber
Aerofil echter, werkt volgens een ander en innovatief principe, nl. via elektrostatische lading.
+ - - + Charged - Fiber + - + + Het filtermedium is geladen. Elke vezel trekt daardoor als een magneet alle vuil- en stofdeeltjes uit de lucht. Dit medium heeft het enorme voordeel dat het in staat is kleine partikels te kunnen vangen zonder dat hiervoor de densiteit van de fibers moet verhoogd worden. De foto's op volgende pagina's verklaren de technologie duidelijk:
5
a) Nieuwe filters :
2) Filters na enig gebruik : Na enig gebruik zien we duidelijk dat de vuildeeltjes zich op het filtermedium opstapelen. Echter, de kanalen zelf (waardoor de lucht zich heen dient te bewegen) blijven zo goed als vrij. De foto's hiernaast en onder tonen in telkens groter detail het filtermedium in een iets eerder stadium: We zien hoe de deeltjes zich naast elkaar op het medium gaan stapelen. Deze manier van capteren leidt tot een enorme opslagcapaciteit in verhouding tot de hoeveelheid filtermedium.
6
3) Halfweg de levensduur :
7
4. Prestaties 4.1. Cijfers volgens testen conform EN779: 4.1.1. Efficiëntie Luchtfilters worden doorgaans getest volgens de EN779 norm. Volgens deze testprocedure hebben we volgende resultaten:
Bij deze testprocedure dienen we echter op te merken dat deze testen uitgevoerd worden met geneutraliseerd stof (ASHRAE dust volgens de relevante secties van ANSI/ASHRAE 52.2-1999) op geneutraliseerd filtermateriaal. In het geval van Aerofil is dit dus alles behalve een praktijksituatie, aangezien de permanente elektrostatische lading net de grootste troef is van dit materiaal. Anderzijds tonen deze grafieken enkel een resultaat aan bij het begin van de levensduur en wordt bijgevolg slechts een zeer beperkt inzicht weergeven voor de prestatie na enige tijd in gebruik. Als we de test herhalen zonder het stof en de filter te neutraliseren, dan bekomen we onderstaand resultaat :
8
Deze test werd genomen op 04/03/2009. Een typische kast voor luchtventilatie werd uitgerust met een 5mm Aerofil filter.
Zicht op de testbank met paneel en meetapparatuur
9
Theoretische test 101 100 99 98 µg/m3
97
%PM2,5 %PM7
96
%PM10
95 94 93 92 91 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Efficiënties bij metingen onder gecontroleerde omstandigheden
Een vroege lentedag waarop de eerste pollen zich in de lucht bevinden en meteen ook een gemiddelde van 54µg/m³ aan PM10 deeltjes, dus het dubbele. In de testbank werden rustige condities gesimuleerd door de windsnelheid te laten variëren tussen 0,2 en 0,4m/sec. Het bekomen rendement benadert de perfectie, zelfs voor PM2.5 .
10
4.1.2. Luchtweerstand in functie van de luchtsnelheid:
Conclusie : De luchtweerstand is heel beperkt en neemt vanzelfsprekend toe met het toenemen van de luchtdichtheid. 4.1.3. Luchtweerstand in functie van de lading:
Aerofil 10 mm Aerofil 20 mm Klassieke filter op zeefbasis
De blauwe en purperen curve tonen duidelijk de superieure eigenschappen van Aerofil aan in verhouding met een klassieke filter die op een zeefbasis werkt. Daarnaast illustreert deze grafiek ook de enorme opslagcapaciteit ( en dus lange levensduur) die dit medium ter beschikking stelt. 11
4.2. Praktijkresultaten: In de praktijk ademen we geen geneutraliseerd stof, hebben we geen neutraal filtermedium en zijn we vooral geïnteresseerd in een goede prestatie over de gehele levensduur van de filter, niet enkel het begin. We tonen in die zin dan ook enkele praktijkdata: 4.2.1. Resultaten mbt pollen: Dit onderzoek werd uitgevoerd door Fiatec (Fraunhofer Institute) en dit met de paper mulberry pol als referentie. Er is zowel bij 0,2m/sec als 1m/sec getest en dit bij de meest courante diktes: 100,00%
Particle Efficiency (%)
98,00% 96,00% 94,00% 1.0 m/s
92,00%
0.2 m/s
90,00% 88,00% 86,00% 84,00% 5
Aerofil
10
20
HAF Thickness (mm)
12
4.2.2. Spuitcabines: Een tweede onderzoek heeft te maken met de luchtkwaliteit in en om spuitcabines. Hierbij werden metingen uitgevoerd bij 0,7m/sec en 1,4m/sec. De test is uitgevoerd met Aerofil 10mm:
13
4.2.3. Test kantooromgeving: Uiteraard zijn het niet louter de efficiënties die van belang zijn. In dit kader werden nog twee testen uitgevoerd, waarvan 1 in een kantooromgeving vlakbij een autosnelweg. 2 vergelijkbare kantoren die naast elkaar liggen en uitgeven op dezelfde gevel werden uitgerust met meetapparatuur. 1 kantoor werd daarbij voorzien van de luchtfilters. Deze metingen werden uitgevoerd in februari '09 en nog eens herhaald in maart '09. De grafieken spreken voor zich: a) metingen februari 2009 : 100
PM 2.5
90 80 70 60
PM 2.5 Ongefilterd PM 2.5F Gefilterd
50 40 30 20 10 0 1
13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205
250
PM 10 200 150
PM 10.0
Ongefilterd Gefilterd
PM 10.0F
100 50 0 1
13 25 37 49 61 73 85 97 109 121 133 145 157 169 181 193 205
14
De rode lijn geeft de concentraties fijn stof weer in het niet gefilterde kantoor. De groene lijn heeft betrekking op het gefilterde kantoor. Globaal gezien lag de fijnstof-concentratie in het niet-gefilterde kantoor 1,8x hoger voor PM2,5 en 2,0x hoger voor PM10 deeltjes. b) metingen maart 2009 : PM2.5 40 35
µg/m3
30 25
Ongefilterd
20
Gefilterd
15 10 5 0 1
20 39 58 77 96 115 134 153 172 191 210 229 248 267 286 305 324
µg/m3
PM10 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Ongefilterd Gefilterd
1
21 41 61 81 101 121 141 161 181 201 221 241 261 281 301 321
Bij de herhaling van de test krijgen we eenzelfde beeld. Tijdens deze sessie lagen de waarden in het niet-gefilterde kantoor 1,3 à 1,4x hoger dan in het gefilterde kantoor, dit zowel voor PM2,5 als PM10. De werking van de filter komt duidelijk naar voor in de vorm van de grafiek. Elke piek die van buitenaf binnenkomt, wordt netjes onder controle gehouden en gedempt door de filters.
15
4.2.4. Test schoolomgeving: Onderstaande grafieken tonen de resultaten van een testopstelling in een typische gemeenteschool. In deze school waren de ramen uitgerust met natuurlijke ventilatiesystemen. Een deel van de klassen werd uitgerust met filter, een ander deel niet. De test werd opgestart tijdens de laatste week van augustus '08. Resultaten werden tijdens verschillende meetcampagnes gemonitored tot eind april '09.
+
=
? 16
4.2.4.1. Eerste sessie Tijdens de eerste sessie werd de meetapparatuur in beide klassen geplaatst op ca. 1m hoogte. Gedurende 2 opeenvolgende weken (van 27/08/08 tem 08/09/08) werd een eerste meetcampagne uitgevoerd. Een eerste grafiek die alle meetwaarden combineert biedt een verrassend resultaat. 1400
Eerste schoolweek 1200
1000
800
di – wo – do - vr
W-E
W-E
600
400
200
0 1
85
169 253 337 421 505 589 673 757 841 925 1009 1093 1177 1261 1345 1429
We zien duidelijk enige activiteit tijdens de laatste week van augustus (klaarzetten materiaal, poetsen, …) en zeer lage waarden tijdens het weekend. De impact van de kinderen in de klas is enorm, wat duidelijk te zien is door de hoge waarden die zich elke schooldag aftekenen. We maken hierbij dan ook een eerste kanttekening: Het is slechts beperkt interessant dat er sublieme waarden genoteerd worden qua stofconcentraties buiten de lesuren. Belangrijker is de kwaliteit van de lucht die de kinderen effectief inademen. In de verdere beschouwingen bekijken we dan ook enkel de waarden binnen de lesuren. Bovenstaande grafiek wordt dan, in het geval van PM10 herleid tot:
17
1400 1200
µg/m3
1000 800
Gefilterd Ongefilterd
600 400 200 0 1
12
23
34
45
56
67
78
89 100 111 122 133 144 155 166
Ook hier zien we terug hoe alle pieken van buitenaf onder controle worden gehouden. Gemiddeld was de concentratie 1,53x hoger in de klas zonder filters dan de klas met filters. Voor PM2,5 was deze waarde 1,23x hoger. 4.2.4.2. Opvolgcampagne 1 Een opvolgcampagne werd gehouden tijdens de periode van 7 oktober '08 tem 17 oktober '08. Tijdens deze metingen werd de meetapparatuur dichter bij de filters bevestigd:
18
Op analoge wijze als hierboven verkrijgen we:
µg/m3
PM10 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
Gefilterd Ongefilterd
1
19 37 55 73 91 109 127 145 163 181 199 217 235 253 271 289 307 325
Ook tijdens deze periode noteerden we ongeveer dezelfde rendementen, zijnde 1,55x hogere concentratie PM10 in de niet-gefilterde klas en 1,20x hoger in het geval van PM2,5. De locatie van het meettoestel bleek geen significante verschillen op de meetwaarden te hebben. Tevens werd de gelegenheid genomen om de filters te bekijken:
De graduele vervuiling (verkleuring) van de filter blijkt duidelijk uit bovenstaande foto.
19
4.2.4.3. Opvolgcampagne 2 Een tweede opvolgcampagne werd gehouden tijdens de periode van 10 april '09 tem 23 april '09. Gezien een deel tijdens de paasvakantie viel en de laatste dagen, maken we terug een opsplitsing tussen de 2 perioden. Tijdens de vakantieperiode konden we een lichte wijziging in de rendementen vaststellen, zijnde 1,33x (ipv. 1,5x) hogere concentratie PM10 in de niet-gefilterde klas en 1,44x (ipv. 1,20x) hoger in het geval van PM2,5. Met andere woorden, een lichte daling voor het rendement op de grotere deeltjes doch een stijging voor de fijnste deeltjes. Deze trend kan worden verklaard door het feit dat de filters stilaan richting verzadiging gaan. Het aantal 'grote parkeerplaatsen' vermindert waardoor kleinere deeltjes een voorkeur krijgen.
µg/m3
PM2.5 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
Ongefilterd Gefilterd
1
21 41 61 81 101 121 141 161 181 201 221 241 261 281 301 321
PM10 300
µg/m3
250 200 Ongefilterd
150
Gefilterd
100 50 0 1
21 41 61 81 101 121 141 161 181 201 221 241 261 281 301 321
20
Eenzelfde trend merken we op tijdens de drie schooldagen. Het mindere resultaat dat we de laatste voormiddag noteerden (zie PM10-curve), is te wijten aan knutselactiviteiten die zich die voormiddag in de gefilterde klas afspeelden. We merken wel dat, na normalisatie, de filter de luchtkwaliteit snel terug onder controle brengt.
µg/m3
PM2.5 90 80 70 60 50
Ongefilterd
40 30 20 10 0
Gefilterd
1
5
9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89
PM10 600 500 µg/m3
400 Ongefilterd
300
Gefilterd
200 100 0 1
5
9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89
21
Conclusies: -
Globaal kunnen we stellen dat de Aerofil filters doorheen het jaar een stabiele efficiëntie afleveren. De gemeten waarden liggen gemiddeld : - 1.5 keer zo hoog voor PM10 en - 1.25 keer hoger voor PM2,5 in de niet-gefilterde klas. Naar het einde van het schooljaar komen deze waarden naar elkaar toe ten gevolge van de graduele vervuiling van de Aerofil filter.
-
Gezien de hoge belastingen waaraan de filters worden blootgesteld in deze omstandigheden, kunnen we dit eigenlijk vergelijken met een stedelijke omgeving waarvoor een levensduur van 12 maanden is vooropgesteld. Deze levensduur wordt dan ook gehaald.
-
Daarnaast merken we een hogere efficiëntie van de filter tijdens de drogere en kalmere weersperioden, dus op die momenten dat de stofbelasting het hoogst is en een goede filtratie het meeste effect heeft.
22
5. Fijnstof en de media aandacht: 5.1. Het laatste nieuws, 20/05/08:
Acrobat Document
5.2. Humo dossier 1/2, 20/05/08:
C:\Humo 01.pdf
C:\Humo 02.pdf
C:\Humo 03.pdf
C:\Humo 04.pdf
C:\Humo 05.pdf
C:\Humo 09.pdf
C:\Humo 10.pdf
5.3. Humo dossier 2/2, 27/05/08:
C:\Humo 06.pdf
C:\Humo 07.pdf
C:\Humo 08.pdf
5.4. Het laatste nieuws, diverse in '09:
HLN 8 jan 2009.pdf
HLN 2 feb 2009.pdf
HLN 3 feb 2009.pdf
HLN 4 juni 2009.pdf
23
