Filtern
Dokumenttyp
Sprache
- Englisch (9)
- Deutsch (3)
- Mehrsprachig (1)
Schlagworte
- Emission test chamber (5)
- VOC (5)
- Round robin test (3)
- AgBB-Schema (2)
- Aldehyde (2)
- External quality management system (2)
- Holz (2)
- ISO 16000-6 (2)
- Interlaboratory study (2)
- OSB (2)
In den letzten Jahren ist der Markt für Grobspanplatten (engl.: Oriented Strand Boards, OSB) zum Einsatz beim Hausbau gewachsen. Die Platten werden in Deutschland und Europa hauptsächlich aus Kiefernholz hergestellt und finden Verwendung in Bodenbelägen, Decken und Wänden. Durch ihren Einsatz kann es zu gesundheitlichen Beschwerden, wie Geruchsbelästigungen oder Schleimhautreizungen, kommen. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) hat im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) ein Forschungsvorhaben zu Emissionen aus Holz und Holzwerkstoffen durchgeführt. In Emissionsprüfkammern wurden unter anderem Proben von sechs OSB-Platten aus Baumärkten untersucht und ihre VOC-Emissionen (engl.: Volatile Organic Compounds, VOC) gemessen. Vier dieser Platten von drei verschiedenen Herstellern würden die Anforderungen des Ausschusses zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB) nicht einhalten. Größtes Problem hierbei sind die ungesättigten Aldehyde. Der Einsatz von Antioxidantien während der Produktion kann helfen, ungewollte Emissionen deutlich zu reduzieren.
Product emissions chamber testing involves a complex protocol with several sources of measurement uncertainty (ASTM, 2010; ISO, 2006). Despite the potential for significant variability in measurement results within and among laboratories, there is no Standard method available to assess the accuracy of emissions chamber test results. Recently, Germany’s Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) started a program to evaluate the performance of laboratories testing for the AgBB (German Committee for Health-related Evaluation of Building Products) labelling scheme (Wilke et al., 2009). Test method validation was conducted through interlaboratory studies (ILS) with over 30 participants. Simultaneously, the National Institute of Standards and Technology (NIST) and Virginia Tech (VT) started a program to develop a series of reference materials that mimic real building products, can be tested in typical emissions chambers, and have independently known emission rates (Cox et al., 2010). BAM, NIST and VT subsequently joined forces to conduct a series of inter-laboratory studies using the prototype reference material. A pilot ILS was conducted with BAM and NIST followed by an expanded ILS with several participating countries. Results from these interlaboratory studies have the potential to define an internationally-accepted Standard approach to validate results from product emissions tests.
There has been an increasing use of oriented strand boards (OSBs) for the construction of floors, ceilings and walls of buildings. In Germany and other European countries, OSBs are mainly produced from pine wood (Pinus sylvestris). In response to complaints about the odour and irritation of mucous membranes in connection with the use of OSBs, samples of OSBs were bought from do-it-yourself stores to test their volatile organic compound (VOC) emissions by using emission test chambers. The boards emitted predominantly monoterpenes, aldehydes, acids and acetone. Aldehydes are generated during the production process by the oxidation of unsaturated fatty acids such as linoleic acid. Pine wood, compared with other wood species, contains more unsaturated fatty acids. Of the six acquired OSBs, four boards from three manufacturers would not meet the requirements of the German AgBB (Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten, Committee for Health Evaluation of Building Products), mainly because of the emissions of unsaturated aldehydes. These compounds have low LCI values (lowest concentration of interest) and are therefore problematic substances based on a health-related evaluation of building products according to the AgBB scheme.
In den Grundsätzen des DIBt zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten in Innenräumen ist das Bewertungsschema des Ausschusses zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB-Schema) als wesentliche Grundlage enthalten.
Dieses Schema bewertet die mit Hilfe einer Prüfkammermessung bestimmten Emissionen von flüchtigen und schwer flüchtigen organischen Verbindungen (VOC und SVOC). Die Prüfkammer dient dabei der Einhaltung standardisierter Klimabedingungen (Temperatur 23°C, relative Luftfeuchtigkeit 50 %) sowie der Einstellung bestimmter Prüfparameter wie Luftwechselrate und Beladungsfaktor. Die Anforderungen an eine Prüfkammer sind in DIN EN ISO 16000-9 beschrieben. Die Analytik und Quantifizierung der VOC geschieht mittels Tenax-Thermodesorption und nachfolgender Gaschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie und ist in DIN ISO 16000-6 beschrieben.
Probenahmen werden am 3. und 28. Tag der Prüfkammermessung durchgeführt. Am dritten Tag erfolgt eine Bewertung der Emissionen aus dem Bauprodukt anhand des TVOC-Wertes und der Summe der detektierten cancerogenen Stoffe (nach 67/548/EWG, Einstufung als cancerogen der Kategorie 1 und 2). Ein Produkt erfüllt die Kriterien, wenn der TVOC-Wert nach 3 Tagen nicht größer als 10 mg/m³ ist und die Summe der Cancerogene 10 μg/m³ nicht übersteigt. Am 28. Tag wird zusätzlich zum TVOC-Wert und den Cancerogenen die Emission von SVOCs berücksichtigt und eine Einzelstoffbewertung anhand von NIK-Werten vorgenommen. Der TVOC-Wert nach 28 Tagen darf nicht größer als 1 mg/m³ sein, die Summe der Cancerogenen nicht größer als 1 μg/m³. Die Summe an SVOCs darf eine Konzentration von 0,1 mg/m³ nicht überschreiten. Der sogenannte R-Wert, die Summe aller Quotienten aus Einzelstoffkonzentration und dem NIK-Wert des Einzelstoffes, darf einen Wert von 1 nicht übersteigen. Außerdem darf die Summe von Substanzen, die keinen NIK-Wert besitzen, nicht größer als 0,1 mg/m³ sein.
Der Ringversuch, der im Rahmen der Untersuchungen zur Verbesserung der Prüfkammermessungen durchgeführt wurde, hatte vor allem den Zweck, den Einfluss unterschiedlicher Methodenparameter bei der Prüfkammermessung in unterschiedlichen Prüflaboratorien zu erfassen. Anhand der Ergebnisse sollte eine Ursachenforschung für die großen Abweichungen der bisher durchgeführten Ringversuche erfolgen. Durch die drei aufeinander aufbauenden Schritte sollte der Einfluss der Analytik, der Probenahme und der Prüfkammer geklärt werden.
Der Ringversuch diente nicht der Anerkennung der teilnehmenden Prüflaboratorien im Bereich der Bauproduktenprüfung für eine DIBt-Zulassung.
Ausgehend von den Prüflaboratorien, die in der Projektgruppe „Prüf- und Messverfahren zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten“ des DIBt mitarbeiteten, wurde der Kreis auf europäische Prüflaboratorien erweitert, die sich ebenfalls mit Prüfkammermessungen an Bauprodukten beschäftigen. Dazu erging ein Einladungsschreiben an alle von vorangegangenen Ringversuchen bekannten Teilnehmer. Insgesamt ergab sich ein Teilnehmerkreis von 29 Instituten, davon 16 aus Deutschland, jeweils zwei aus Österreich, Belgien, Schweden, Dänemark und jeweils eins aus Finnland, Großbritannien, Frankreich, Italien und Portugal. Vor Beginn des Ringversuches waren davon 11 im Zulassungsbereich tätig.
Zur wissenschaftlichen Begleitung wurde durch das DIBt ein Betreuergremium einberufen. In zwei Sitzungen (April und November 2007) wurden die aktuellen Ergebnisse vorgestellt und diskutiert sowie die weitere Vorgehensweise besprochen. Eine Abschlussveranstaltung nach der Auswertung des dritten Schrittes des Ringversuches fand im April 2008 im DIBt statt. Dazu waren alle Teilnehmer eingeladen.
Für die Emissionsmessung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) aus Materialien mit Hilfe von Emissionsprüfkammern sind bisher nur wenige Ringversuche durchgeführt worden (De Bortoli et al. 1999; Jann et al. 2000; Hansen et al. 2000; Oppl and Winkels 2002; Windhövel and Oppl 2005; Kirchner 2007; Oppl 2008). Dabei zeigten sich meist große Streuungen der Ergebnisse.
Ein großes Problem für die Durchführung solcher Ringversuche ist das Fehlen von Referenzmaterialien mit bekannter Emissionsrate von Zielsubstanzen. Deshalb orientiert man sich für die Auswertung solcher Ringversuche am Mittelwert aller Ergebnisse. Dafür ist die Homogenität des Testmaterials von größter Bedeutung. Diese wurde in früheren Ringversuchen nicht wirklich sichergestellt.
Im hier beschriebenen Forschungsprojekt wurde auf die Homogenität des Probenmaterials besonderen Wert gelegt.
Der gesamte Ringversuch wurde in drei Schritte unterteilt. Die einzelnen Schritte wurden dabei von Schritt zu Schritt immer komplexer. Im ersten Schritt erfolgte die Analyse von flüssigen Lösungen, im zweiten die Bestimmung von VOCs in Prüfkammerluft und im dritten Schritt erfolgte eine komplette Emissionsprüfkammermessung bei den Teilnehmern.
Quality and trueness of results received from measurements are very important for all involved parties, producers and consumers as well; for instance, if the results were used for acceptance of a product within a labeling procedure. Based on an inter-laboratory study with many German, European and US-American laboratories an extemal quality assurance System for the analysis of VOC emitting from products or the measurement in indoor air should be implemented (financed by the German Federal Environmental Agency).
A focus was set on the emission test chamber experiments and the connected analytical procedure. VOC have a dominating influence when applying the German AgBB scheme for health evaluation of building products.
Therefore it is necessary to ensure that the results between the testing laboratories are comparable. The successful participation to such round robin tests is offen essential for the acceptance of results given by an analytical laboratory.
The labelling of construction products or building materials as “low-emitting” is based on measurements using third-party emission test chambers. Unfortunately there is no method to validate the performance of such test chamber measurements. This might give a Variation of results when testing one material at different laboratories. Therefore it is necessary to hold round robin tests as part of the quality management System to ensure comparable results.
A research project financed by the Federal Environmental Agency focused on the development of an external quality management System for the detection of relevant Chemical compounds from products and in ambient air. The project was structured in four phases (Horn et al., 2009 and 2011; Wilke et al., 2009a) This paper shows results of the fourth phase of the project, which was an inter-laboratory study for VOC-emission testing by means of emission test chambers.
Wood and wood products are often used as construction material for buildings and even more for furniture and indoor decoration. Therefore Chemical emissions from wood have an influence on the indoor air quality. A research project financed by the Federal Environmental Agency focused on VOC emissions from oriented Strand boards (OSB) and also from plywood made from pine and spruce (Wilke et al., 2011a). This paper shows results of the plywood testing because only little information is available about plywood emission behaviour and its impact on indoor air quality.