Letzte Aktualisierung: 25.11.2020

HEPA-Filter: Prinzip & Technik einfach erklärt

  • HEPA-Filter (High Efficiency Particulate Air) scheiden Teilchen einer Größe zwischen 0,001 und 100 Mikrometern ab. Staub, Bakterien, Pilze und Viren können so mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,98 Prozent aus der Kabinenluft entfernt werden. Die Leistung der HEPA-Filter entspricht dabei dem Standard eines Operationssaales.
  • Lüftungsanlagen mit HEPA-Filtern (dreistufige Anlagen) werden in der Regel in Krankenhäusern, Flugzeugen oder bestimmten industriellen Gebäuden eingesetzt, wo es auf hohe Keim- und Partikelarmut ankommt.
  • In Lüftungsanlagen, die über Hochleistungsabscheidefilter (HEPA-Filter) als endständigem Filter verfügen, ist ein Rückhalt von Coronaviren grundsätzlich möglich. Sowohl Coronaviren selbst (100-120 Nanometer) als auch die durch den Atem exhalierten Tröpfchen (im Bereich weniger Mikrometer) können durch HEPA-Filter grundsätzlich zurückgehalten werden.

EPA-, HEPA- und ULPA-Schwebstofffilter

Schwebstofffilter auch

  • EPA (efficient particular airfilter),
  • HEPA (High efficiency particular airfilter) und
  • ULPA (Ultra Low Penetration Airfilter)

oder Absolutfilter genannt, werden eingesetzt, um auch kleinste Partikel < 1 [μm] sicher aus Luftströmen zu entfernen. Schwebstofffilter (EPA, HEPA und ULPA Filter) liefern die höchsten Abscheidegrade im Rahmen der mechanischen Luftfiltration.

EPA-, HEPA- und ULPA-Schwebstofffilter werden als finale Filterstufe in sensiblen Prozessen, wie z.B. Reinräumen, OP-Decken, Isolatoren, Sicherheitswerkbanken und anderen Zuluftbereichen mit höchsten Ansprüchen an Sicherheit und Abscheideleistung eingesetzt. Daneben werden diese Filter in auch der sicherheitsrelevanten Abluftbehandlung eingesetzt, z.B. bei Olnebel- und Rauchgasabsaugung, Asbestsanierung oder Endstufen bei Entstaubung uvm.

Für die Einstufung der verschiedenen Filter-Effektivitäten werden in Europa die Partikelfilterklassen von 1 bis 17 verwendet: je höher die Zahl, umso höher der garantierte Abscheidegrad. Die Europäische Norm für die Klassifizierung von EPA-, HEPA- und ULPA-Schwebstofffiltern ist die EN 1822-1:2009. HEPA-Filter sind darauf ausgelegt, luftgetragene Partikel mit einem Wirkungsgrad von 99,95 % über einen breiten Größenbereich zurückzuhalten.

Tabelle: Schwebstoff-Filterklassen nach EN 1822-1:2009
Filterklasse Abscheidegrad (gesamt) Abscheidegrad (lokal)
EPA E10 > 85 %
E11 > 95 %
E12 > 99,5 %
HEPA H13 > 99,95 % > 99,75 %
H14 > 99,995 % > 99,975 %
ULPA U15 > 99,9995 % > 99,9975 %
U16 > 99,99995 % > 99,99975 %
U17 > 99,999995 % > 99,9999 %

Um so kleiner Partikeln mit 0,1–0,2 Mikrometer effizient abscheiden zu können, sind mindestens Schwebstofffilter der Filterklasse H13 notwendig. Als Filtermedien werden für den HEPA-Filter ultrafeine Mikroglaspapiere eingesetzt, die zu Filtermedienflächen plissiert werden, die das 40 bis 100-fache der Anströmfläche betragen. Dadurch erfolgt eine besonders lange Durchströmung, die die Diffusionsabschneidung der Submikronpartikel unterstützt. Während diese Filter in vielen Räumlichkeiten im Hygienebereich eingesetzt werden, würden sie in den meisten anderen RLT-Anwendungen einen zu hohen Differenzdruck erzeugen.

Einsatz von HEPA-Filtern gegen Corona-Viren

Das Umweltbundesamt räumt HEPA-Filtern aber eine grundsätzliche Option ein, Coronaviren aus der Luft zu filtern: In Lüftungsanlagen, die über Hochleistungsabscheidefilter (HEPA-Filter) als endständigem Filter verfügen, ist ein Rückhalt von Coronaviren grundsätzlich möglich.

Sowohl Coronaviren selbst (100-120 Nanometer) als auch die durch den Atem exhalierten Tröpfchen (im Bereich weniger Mikrometer) können durch HEPA-Filter grundsätzlich zurückgehalten werden.

So kommen HEPA-Filter in Flugzeugen zum Einsatz: Zur Erwärmung wird die Zapfluft mit abgesaugter Kabinenluft – der Rezirkulationsluft – gemischt, temperiert und anschließend durch HEPA-Filter geleitet. Zudem reduziert die extrem geringe Luftfeuchtigkeit an Bord von Verkehrsflugzeugen die Überlebensfähigkeit von Infektionserregern deutlich.

Aufgrund der Corona-Krise entwickeln Filter-Hersteller nun auch HEPA-Lösungen für den Wohnungsbau oder Bürogebäude.

HEPA-Filter sind ausreichend fein, um Partikel sowie Aerosole und die daran haftenden Coronaviren aus der Luft zu filtern. Experten gehen jedoch davon aus, dass auch Feinstaubfilter der etwas niedrigeren Kategorie ISO ePM2,5 mit einer Minimal-Effizienz von 50 Prozent ebenfalls ausreichen. Das bedeutet, dass mindestens 50 Prozent aller Feinstaubpartikel, die 2,5 Mikrometer oder größer sind, vom Filter abgeschieden werden müssen.

Auf der absolut sicheren Seite ist man natürlich mit HEPA-Filtern. Allerdings stellen diese Filter einen hohen Kostenfaktor dar. Aufgrund ihrer enormen Filterwirkung bringen sie zudem einen erheblichen Druckverlust mit sich, der den Energiebedarf der Ventilatoren ansteigen lässt.

Experten-Wissen: In Haushaltsstaubsaugern werden unter der Bezeichnung "HEPA-Filter" Gewebefilter eingesetzt, die zusätzlich zum Staubbeutel Partikel zurückhalten sollen. In der Regel erfolgt eine Kombination mit einem (Aktiv-)kohlefilter, um diese Geräte als "für Allergiker geeignet" zu bewerben. Der Definition der HEPA-Filter entsprechen diese Staubsauger-Filterkassetten jedoch nicht.

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