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Indoor air pollutants influence the health and comfort of building occupants and consequently the energy consumption of the building. The pollutants are emitted by various sources.
Among these sources, building products are of particular importance. To control the emission of pollutants from building materials, a few different voluntary labelling Systems have been introduced in Europe. In Germany also mandatory “Principles for the health assessment of construction products used in interiors” have been applied for the technical approval of floor coverings since 2004. This procedure is based on the assessment scheine of the Committee for Health-related
Evaluation of Building Products (AgBBScheme). The sensory-limit settings for building-material label Blue Angel offer consumer to differ not only low-emission but also low-odour Building materials from another building materials.
Emissions from Materials
(2011)
Emissions from materials influence the surrounding environment. Gaseous emissions - mainly volatile organic compounds (VOCs) - into indoor air are of Special interest due to the fact that they affect indoor air Quality (IAQ). VOCs are of importance because they are strongly related to the so-called sick-building Syndrome (SBS). Materials are not the only source of indoor air pollution. Other important sources are every type of combustion (e.g. fire places, gas cooking), especially smoking (environmental tobacco smoke (ETS)) and the use of household Chemicals (sprays, solvents e.g.).
Whereas these kinds of sources can be influenced by the user (to use or not to use it) materials emissions cannot be influenced by the user to the same extent. Often the user is simply not aware that materials might have emissions.
The inhalation of 222Rn (radon) is one of the most important reasons for lung cancer, after smoking. Usually, the geological subsoil and the building ground are the dominant sources for enhanced indoor radon levels. Additionally, building materials can increase indoor radon concentrations when these materials contain higher contents of 226Ra (radium), especially in combination with low air exchange rates. For a realistic estimation of indoor radon
concentrations, it is helpful to carry out measurements of radon exhalation rates from relevant materials using emission test chambers. In Germany, it is aspired to limit the total indoor radon concentration to 100 Bq/m3, whereby building materials should contribute at most 20 Bq/m3. Within a project financed by the German Institute for Construction Technology (DIBt), a practical oriented measurement procedure of the radon exhalation of building materials in accordance to ISO 16000-9 was developed to have a means for the assessment of these materials with respect to their indoor use. Test chambers with different volumes were used. The tested materials were mainly used for wall constructions (e.g., bricks, light-weight concrete) and have known specific radium activities and radon exhalation rates.
Besides measurement of VOC emissions also the evaluation of odour emissions and the perceived intensity of odours gains in importance. Due to difficulties detected in the measurement method of the perceived intensity described in (ISO 16000-28, 2012) the introduction of “reference” odours will be recommended for the training of panellists and as basis for interlaboratory comparisons.
In order to generate the “reference” odours standard liquid substances were directly injected into the main gas flow provided to the panellists. One of the substances tested was ethyl acetate. A pre-evaluation was conducted with six untrained panellists and has shown that ethyl acetate is potentially suitable as reference odour. For further validation of those “reference” odours they additionally will be provided to and evaluated by trained panellists of well established-measurement institutes.
Um eine gute Luftqualität in Gebäuden zu erreichen, müssen Reinigungslasten durch Lüften aus Räumen abgeführt bzw. vermieden oder verringert werden. Wird der Luftwechsel verringert, verschlechtert sich die Raumluftqualität, und die Zufriedenheit der Nutzer nimmt ab. An Arbeitsplätzen kann es bei schlechter Luftqualität und der daraus resultierenden Unzufriedenheit zu einer geringeren Produktivität der Beschäftigten kommen. Um die Reinigungslasten und deren Wirkung auf den Raumnutzer überdas Geruchsempfinden zu verringern, ist neben einer messtechnischen Erfassung der Verunreinigungen auch eine sensorische Prüfung in Innenräumen und von Bauprodukten notwendig. In diesem Artikel wird die Entwicklung der Bewertungsmethodik von Gerüchen im Innenraum erläutert und auf Anwendungen eingegangen.
A method for the determination of very volatile organic compounds (VVOC) in air was developed and successfully tested for methanol and ethanol. Carbotrap 300 (R) (a multi-bed tube using Carbopack C (R), Carbopack B (R) and Carbosive SIII (R)) was selected as sorption material for thermal desorption and tested for its suitability for emission test chamber measurements. The adsorption behaviour and the chromatographic results are influenced negatively by spiking aqueous solutions on the adsorption medium for calibration purposes. The latter effect can be reduced by blowing dry air across the adsorbent to remove the adsorbed water. Detection and quantification limits were determined for a GC-FID system and compared to GC-MS. The applicability of the method was tested with a methanol eliminating silane modified polymeric adhesive (SMP-adhesive for parquet) in an emission test chamber.
Vielzahl unterschiedlicher VOC kann aus Bauprodukten freigesetzt werden. In den meisten Bauproduktgruppen gibt es sowohl emissionsarme als auch emissionsreiche Produkte. Manche VOC produktgruppenspezifisch: Siloxane/Silikon, andere VOC unspezifisch wie Formaldehyd, Essigsäure VOC-Analytik und Gerüche zeigen im Allgemeinen keinen Zusammenhang. Schwerflüchter zeigen Langzeitemission und ausgeprägte Senken-/Memoryeffekte. Radon kann aus manchen Bauprodukten abgegeben werden und bei luftdichten Gebäuden in radonarmen Gebieten Haupt-Radonquelle sein. Radonexhalation kann grundsätzlich (statisch/dynamisch) mit VOC-Kammern - ergänzt mit geeigneten Messgeräten - bestimmt werden.
Vielzahl unterschiedlicher VOC kann aus Bauprodukten freigesetzt werden. In den meisten Bauproduktgruppen gibt es sowohl emissionsarme als auch emissionsreiche Produkte. Manche VOC produktgruppenspezifisch: Siloxane/Silikon, andere VOC unspezifisch wie Formaldehyd, Essigsäure VOC-Analytik und Gerüche zeigen im Allgemeinen keinen Zusammenhang. Schwerflüchter zeigen Langzeitemission und ausgeprägte Senken-/Memoryeffekte. Radon kann aus manchen Bauprodukten abgegeben werden und bei luftdichten Gebäuden in radonarmen Gebieten Haupt-Radonquelle sein. Radonexhalation kann grundsätzlich (statisch/dynamisch) mit VOC-Kammern - ergänzt mit geeigneten Messgeräten - bestimmt werden.
Mit dem Fokus auf eine saubere Innenraumluft wird darauf eingegangen, welche Emissionen aus Materialien und Produkten es gibt und wie sie nach Art und Flüchtigkeit definiert sind und wie sie gemessen werden. Im weiteren wird dargestellt, was und wie viel aus Materialien und Produkten emittieren kann und wie die Emissionen zu bewerten sind. Hierbei wird auch auf besonders emissionsarme Materialien und Produkte eingegangen.
This study investigated the adaptation of the state-of-the-art test procedure for the determination of emissions of volatile organic compounds (VOC) from materials into indoor air to test for the radon exhalation from stony construction products. A complete robustness validation including all relevant parameters showed that the procedure can be well applied by testing institutes already holding available the required VOC testing infrastructure that solely needs to be complemented by calibrated commercial radon measurement instrumentation. When measurements of the radon exhalation from construction materials become mandatory by law, test capacity can easily be applied. This work can serve as a recommendation for the European standardisation that still is on hold in this point.
The reliable measurement of very volatile organic compounds (VVOC) in indoor air by use of thermal desorption gas chromatography (TD-GC) in order to include them into evaluation schemes for building products even nowadays is a great challenge. For capturing these small molecules with carbon numbers ranging from C 1 –C 6 , strong adsorbents are needed. In the present study, recovery rates of nine suitable adsorbents of the groups of porous polymers, graphitised carbon blacks (GCB) and carbon molecular sieves (CMS) are tested against a complex test gas standard containing 29 VVOC. By consideration of the recovery and the relative humidity (50% RH), combinations of the GCB Carbograph 5TD, the two CMS Carboxen 1003 and Carbosieve SII as well as the porous polymer Tenax® GR were identified to be potentially suitable for sampling the majority of the VVOC out of the gas mix. The results reveal a better performance of the adsorbents in combination than being used alone, particularly under humid sampling conditions. The recovery rates of the chosen compounds on each adsorbent should be in the range of 80–120%.
Die meisten organischen Biozide gehören zu der Gruppe der schwerflüchtigen organischen Verbindungen (SVOC – semi volatile organic compounds). Zu den klassischen Bioziden zählen u.a. Lindan, Pentachlorphenol PCP) und Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT) und zu den neueren u.a. Dichlofluanid, Tebuconazol und Permethrin. Biozide kamen in Museen vor allem in den 50er und 60er Jahren zum Schutz der Exponate zum Einsatz,1 wo sie hauptsächlich in Depoträumen zu finden sind, in welchen sie zum akuten und zum präventiven Schutz vor Schadorganismen eingesetzt wurden.2 Im Laufe der Zeit wurde jedoch festgestellt, dass sich der Einsatz von Bioziden negativ auf die menschliche Gesundheit auswirkt und auch zu Schäden an den behandelten Exponaten führen kann. 3 Verschiedene Möglichkeiten der Biozidanalytik und der Einfluss von Senkeneffekten auf die Analytik werden in diesem Beitrag vorgestellt.
The inhalation of radon (222Rn) decay products is the leading cause of lung cancer apart from tobacco smoking. Besides the permeation of radon from the subsoil through the basement as main source of radon in indoor air, also building materials have to be taken into consideration, especially at low air change rates in buildings. The Construction Products Regulation (EC, 2010) gives essential requirements for construction works regarding the release of dangerous substances such as toxic gases and radiation to which radon can be assigned. The recently adopted Basic Safety Standards Directive (EC, 2013), which has to be ratified by each European member state in between the next three years sets reference levels for indoor radon concentrations for the first time. In research project financed by the German Ministry for the Environment, Nature Conservation, Building and Nuclear Safety a practical, reliable and easily applicable test procedure for the determination of radon exhalation from building materials – based on ISO 16000-9 (ISO, 2006) and CEN/TS 16516 (CEN, 2013) – should be developed. In contrast to the static test procedure published by Richter et al. (2013), dynamically operated test chambers shall be foregrounded. First results of this study are presented, focused on the reliable measurement of radon background concentration and the selection of suitable radon test devices, representing the basic elements of the subsequent work.
Der mitteleuropäische Mensch hält sich 80 – 90 % der Zeit in Innenräumen auf. Je nach Aktivität atmet er 10 – 20 m³ bzw. 12 - 24 kg Luft täglich, das ist weit mehr als das Doppelte der Summe an Essen und Trinken. Die technischen Voraussetzungen für die Bestimmung von Emissionen aus Bauprodukten in die Luft liegen vor – harmonisierte horizontale Prüfnorm EN 16516. Es dürften mittlerweile zig-tausende Emissionsdatensätze vorliegen. Defizite gibt es bei der Kennzeichnung zur Unterscheidung emissionsarmer und emissionsreicher Produkte, die bestehende CE-Kennzeichnung ist unvollständig, ersatzweise gibt es nationale Regelungen.
Gerade bei modernen, dichten Bauten mit geringem natürlichen Luftwechsel sind hohe Schadstoffkonzentrationen zu erwarten, wenn nicht emissionsarme Materialien und Produkte zum Einsatz kommen.
Es lässt sich feststellen, dass eine Vielzahl unterschiedlicher flüchtiger organischer Verbindungen aus Bauprodukten freigesetzt werden kann. Hierbei gibt es in den meisten Bauproduktgruppen sowohl emissionsarme als auch emissionsreiche Produkte. Manche Verbindungen sind produktgruppenspezifisch; so werden beispielsweise Siloxane aus Silikondichtmassen freigesetzt, andere Verbindungen sind eher unspezifisch wie Formaldehyd und Essigsäure, die aber in unterschiedlichen Konzentrationen aus einer Vielzahl von Produkten abgegeben werden und zu den am häufigsten emittierten Verbindungen zählen. Es ist darauf hinzuweisen, dass VOC-Analytik und Gerüche im Allgemeinen keinen Zusammenhang zeigen. Gerade bei modernen, dichten Bauten mit geringem natürlichem Luftwechsel sind hohe Schadstoffkonzentrationen zu erwarten, wenn nicht emissionsarme Materialien und Produkte zum Einsatz kommen.
Compared to the intended EU reference level of 300 Bq m−3 for indoor radon concentrations, the contribution of building materials appears to be low. Considering the recommended limit of 100 Bq m−3 by WHO, their contribution is supposed to be relevant, especially at low air exchange rates. This study as part of a two-part research project investigated the suitability of direct low level 222Rn measurement under simulated indoor conditions with commercial radon monitors and dynamically operated emission test chambers. Active measuring devices based on ionisation or scintillation chambers with 1-σ uncertainties below 8.6% at 20 Bq m−3 were found to be best suitable for a practical test procedure for the determination of radon exhalation rates of building materials. For the measurement of such low concentrations, the knowledge of the accurate device background level is essential.
Der Mensch verbringt die überwiegende Zeit des Tages in Innenräumen von Gebäuden. Der Aufenthalt in Innenräumen umfasst das Wohnen, Bürotätigkeiten oder auch Nutzung öffentlicher Gebäude wie Kindertagesstätten, Schulen, Sporthallen und Bibliotheken. Um Innenräume von Gebäuden ohne Gefährdung für die menschliche Gesundheit nutzen zu können, müssen diese bei ihrer Errichtung und Verwendung dauerhaft die an sie gestellten hohen Anforderungen zu Gesundheit und Hygiene erfüllen. Die Innenraumluftqualität und ihre Wahrnehmung durch die Raumnutzer spielt für das individuelle Wohlbefinden und die Gesundheit eine entscheidende Rolle.
Dieses Buch richtet sich bevorzugt an Bauplaner, Architekten, Bauingenieure und Bauherren aber auch an Bauproduktehersteller. Ihnen allen fällt die wichtige Aufgabe zu, Aufenthaltsräume von Gebäuden durch eine gezielte Bauproduktverwendung zu gestalten und dauerhaft nutzbar zu machen. Die Frage, ob der Aufenthalt in Gebäuden den Menschen gesundheitlich beeinträchtigen oder sogar krank machen kann, hängt wesentlich von der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung der Raumluft ab.
„Innenraumluftqualität und Bauprodukte“ enthält Angaben über wichtige Inhaltsstoffe der Raumluft und damit verbundene Einflussfaktoren, und geht im Besonderen auf Emissionen aus Bauprodukten ein. So vermögen Bauprodukte oftmals als großflächige Emissionsquellen die Innenraumluft mit verschiedenartigen Stoffen und Stoffgemischen anzureichern, mit der Folge, dass Raumnutzer diesen dauerhaft und teilweise intensiv ausgesetzt sind.
Das Buch vermittelt wichtige Erkenntnisse über flüchtige organische Verbindungen (VOC) aus Bauprodukten sowie deren Verhalten in der Raumluft etwa in Bezug auf Emissionsdauer, Hausstaubdeposition und Sekundärquellenbildung. Auf spezifische VOC-Einzelstoffemissionen – sehr flüchtige (VVOC) bis hin zu schwerflüchtigen (SVOC) – und einzelne chemische Stoffgruppen in Zusammenhang mit ihrem Vorkommen in Bauprodukten wird eingegangen.
Die wesentlichen Voraussetzungen und die Bedeutung einzelner VOC und VOC-Stoffgemische für die Expositionssituation und die Gesundheit von Raumnutzern werden in einem eigenen Kapitel beschrieben. Wichtige Kenntnisse über gesundheitliche Stoffwirkungen werden transparent erläutert. Angesprochen werden der inhalative Aufnahmepfad, Effekte durch Reizstoffe an den Atemwegen, andere toxische Wirkungen und die Auswirkungen von geruchsintensiven und -belästigenden Stoffen.Das Kapitel „Bewertung der Innenraumluftqualität“ vermittelt die allgemein anerkannte Vorgehensweise zur Beurteilung der Luftqualität und erstreckt sich auf chemische Stoffe, Geruchseinwirkungen sowie auf das Edelgas Radon. Bauplaner, Architekten, Bauingenieure und Bauherren werden in die Lage versetzt, die Bedeutung und Anwendung verschiedener Beurteilungsparameter und ihre Beurteilungswerte anschaulich nachzuvollziehen und deren Verwendung in Beurteilungen und Prüfberichten gezielt einzuordnen. Im Detail wird die notwendige Abgrenzung der Verwendung der Begrifflichkeiten „Grenzwerte“ und „toxikologisch begründete Innenraumluftrichtwerte des Ausschusses für Innenraumrichtwerte (AIR)“ mit den dazugehörigen aktuellen Richtwerten (RW II bzw. RW I) erklärt. Auch die Bedeutung und der Anwendungsbereich internationaler Beurteilungen der WHO und der europäischen Chemikalienbewertung (REACH) werden erläutert. Das Buch liefert Informationen über die Ermittlung und Verwendung statistisch abgeleiteter Beurteilungswerte, die als Referenzwerte definiert sind.
Die Ergebnisse aktueller Referenzwertstudien zum Vorkommen einzelner VOC und von VOC-Stoffgemischen als Summe aller nachgewiesenen VOC (TVOC-Wert) in Wohnräumen, Büros und auch öffentlichen Gebäuden wie Schulen – einschließlich ihrer Methodik und Analytik – werden erläutert und diskutiert. Der Verwendungszweck eines Bauproduktes in Gebäuden zwingt dazu, bereits vor dessen Einbau mittels konkretisierten Produktanforderungen eine Beurteilung des Gesundheitsschutzniveaus für die späteren Raumnutzer zu gewährleisten. Daher sind alle am Bau beteiligten Personen wie Bauplaner, Architekten, Bauingenieure und Bauproduktehersteller gefordert. Zwar treten in den Bauproduktemissionen viele VOC in eher geringeren Konzentrationen auf, jedoch zeigen einige nachweisbare Einzelstoffe sowohl Reizeffekte oder andere toxische Wirkungen als auch erhebliche Geruchsintensitäten auf.
„Innenraumluftqualität und Bauprodukte“ geht aus diesem Grund zwei bedeutsamen Fragen nach: Wie lässt sich das Gefährdungspotenzial der emittierten VOC aus Bauprodukten bevorzugt bewerten und wie lassen sich die Anforderungen an den Aufenthaltsraum zum Gesundheitsschutzniveau in Bezug auf Bauproduktemissionen prüfen, beurteilen und letztlich gewährleisten?
Hierzu gibt das Buch aktuelle Informationen zum anerkannten Prüf- und Bewertungsverfahren vom Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB). Über das breit etablierte AgBB-Schema zur gesundheitlichen Beurteilung von Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VVOC, VOC, SVOC) aus innenraumrelevanten Bauprodukten wird im Detail nachvollziehbar berichtet. Im Fokus steht die Anwendung des AgBB-Schemas in der Praxis. In einem umfangreichen Kapitel wird auf die Durchführung von Materialemissionsmessungen sowie Bewertungen der Geruchsemissionen und die dafür notwendigen Voraussetzungen eingegangen. Abbildungen und Messberichte geben einen weitreichenden Einblick zum Verständnis einer Prüfkammeruntersuchung auf flüchtige organische Verbindungen (VVOC, VOC, SVOC). Zur Verdeutlichung werden beispielhaft Messdaten angeführt zu unterschiedlichen Bauprodukten, wie Bodenbelägen, Bodenbelagsklebstoffen, Holz und Holzwerkstoffen, Lacken und Farben,
Kunstharzfertigputzen und Dichtstoffen. Das Buch bietet tabellarische Übersichten über das Vorkommen und die Konzentration ermittelter VOC-Emissionen aus Bauprodukten verschiedener Produktgruppen und zeigt Möglichkeiten auf, wie in der Praxis bestimmte SVOC-Emissionen, etwa Flammschutzmittel und Biozide, sowie Sekundäremissionen aus Bauprodukten analysiert und quantifiziert werden können. Darüber hinaus gibt es einen Überblick über die geltenden baurechtlichen Anforderungen in Bezug auf Hygiene und Gesundheit. Öffentlich-rechtliche Mindestforderungen zur Sicherstellung des Gesundheitsschutzniveaus für in Innenräume von Gebäuden eingebrachte Bauprodukte werden mit den zugrunde zu legenden Bestimmungen der Musterbauordnung (MBO) und ihrer neuen Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) beschrieben.
Eigens wird ein Einblick in rechtliche Regelungen – in Bezug auf die gesundheitsbezogenen Anforderungen an bauliche Anlagen, die über die „Anforderungen an bauliche Anlagen bezüglich des Gesundheitsschutzes (ABG)“ konkretisiert sind – gegeben. Es wird ersichtlich, dass die Anforderungen für Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VVOC, VOC, SVOC) aus Bauprodukten mindestens denen des AgBB entsprechen. Die in Europa noch lückenhafte und unvollständige Harmonisierung der Normen zum Gesundheitsschutz wird dargelegt. Das Buch leistet so Hilfestellung, um trotzdem gemäß den MBO- bzw. MVV TB-Anforderungen gesundheitsbezogene Angaben zu Produktleistungen zu ermöglichen.
Wood-based materials are well-known sources for formaldehyde emission in the indoor environment. Different testing standards lead to different emission values for the materials. Such standards are compared in this study. Besides scenarios with varying loading factors, air exchange rates and climatic conditions were investigated to evaluate the formaldehyde emission potential of different building products.
Under realistic indoor conditions used for the emission chamber tests, exceeding of formaldehyde indoor guide values were obtained. Results showed the need for improvement of wood-based materials with lower formaldehyde emissions and the adaption of testing parameters closer to realistic conditions.
Es lässt sich feststellen, dass eine Vielzahl unterschiedlicher flüchtiger organischer Verbindungen aus Bauprodukten freigesetzt werden kann. Hierbei gibt es in den meisten Bauproduktgruppen sowohl emissionsarme als auch emissionsreiche Produkte.
Manche Verbindungen sind produktgruppenspezifisch; so werden beispielsweise Siloxane aus Silikondichtmassen freigesetzt, andere Verbindungen sind eher unspezifisch wie Formaldehyd und Essigsäure, die aber in unterschiedlichen Konzentrationen aus einer Vielzahl von Produkten abgegeben werden und zu den am häufigsten emittierten Verbindungen zählen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass VOC-Analytik und Gerüche im Allgemeinen keinen Zusammenhang zeigen.
Gerade bei modernen, dichten Bauten mit geringem natürlichem Luftwechsel sind hohe Schadstoffkonzentrationen zu erwarten, wenn nicht emissionsarme Materialien und Produkte zum Einsatz kommen.
Odour measurements become increasingly important in view of the assessment of indoor air quality and the emissions of building products. Hence they need to be implemented into evaluation schemes such as the AgBB scheme. While there are already standards like DIN ISO 16000-28 and VDI 4302 Part 1 specifying the procedure of odour measurements using a comparison scale, no final validation of the method has been carried out so far. Therefore, a round robin test was conducted in 2012 with 12 participating laboratories that mainly consisted of the following two parts: 1) testing of the available comparison scales with respect to their operational performance and 2) execution of an odour assessment of an acrylic sealant using emission test chambers. Part one included the measurement of the air flow rates and the provided concentrations of the reference substance (acetone). Part two was conducted to test the performance of the laboratories and the applicability of DIN ISO 16000-28 and supplementary VDI 4302 Part 1 by assessing the perceived intensity and the hedonic tone of the air samples. Moreover, samples for VOC analysis were taken from the air in the emission test chamber on the 7th day of testing to allow for quality control. Resulting from this round robin test main deficits were detected and suggestions for the improvement of the odour measurement procedure were made.
The aim of this study was the development of a low volume air sampling strategy for biocides and polychlorinated biphenyls (PCB) at low air change rates in modern, air-tight showcases as they are present in museums. Lindane, pentachlorophenol, dichlofluanid, tolyfluanid, isodrin, p,p-dichlorodiphenyl trichloroethane and permethrin were the biocides and PCB 28 and PCB 153 were the PCBs studied, all of which are semi volatile organic compounds (SVOC). Their occurrences in the museum environment originate from various sources e.g. preventive treatment of organic exhibits or organic building materials. Exhibits are long-term exposed to these pollutants due to storing in showcases or other storage equipment at low air change rates. To achieve air sampling under the aforementioned conditions the influences of temperature, air circulation, air change rate and relative humidity on the emission behavior of the selected biocides and PCBs had to be determined. This was carried out with pre-soaked wood samples in low volume air sampling experiments using 27 L test showcases and 23 L and 24 L emission test chambers and also diffusive sampling with glass as the sampling material.
A method for the determination of very volatile organic compounds (VVOC) in air was developed and successfully tested for methanol and ethanol. Carbotrap300® (a multi-bed tube using Carbopack C®, Carbopack B® and Carbosive SIII®) was selected as sorption material for thermal desorption and tested for its suitability for emission test chamber measurements. The adsorption behaviour and the chromatographic results are influenced negatively by spiking aqueous solutions on the adsorption medium for calibration purposes. The latter effect can be reduced by blowing dry air across the adsorbent to remove the adsorbed water. Detection and quantification limits were determined for a GC-FID system and compared to GC-MS. The applicability of the method was tested with a methanol eliminating silane modified polymeric adhesive (SMP-adhesive for parquet) in an emission test chamber
Emissions of building materials might have negative impact on human health and well-being. In the EU-funded research project H-House more than 30 natural materials (earthen dry boards and plasters, bio-based insulation materials made of wood, flax, reed, straw, etc.) used for renovation and refurbishment were tested regarding emissions of VOC, formaldehyde and radon. Different to ordinary emission tests on single materials this study focuses on the emissions from complete wall assemblies. Therefore, specially designed test chambers were used allowing the compounds to release only from the surface of the material facing indoors. The testing parameters were chosen in order to simulate model room conditions. The emission results were finally evaluated using the AgBB evaluation scheme, a procedure currently applied for the approval of flooring materials in Germany.
Development of a multi-VOC reference material for quality assurance in materials emission testing
(2015)
Emission test chamber measurement is necessary to proof building materials as sources of volatile organic compounds (VOCs). The results of such measurements are used to evaluate materials and label them according to their potential to emit harmful substances, polluting indoor air. If only labelled materials were installed indoors, this would improve indoor air quality and prevent negative impacts on human health. Because of the complex testing procedure, reference materials for the quality assurance are mandatory. Currently, there is a lack of such materials because most building products show a broad variation of emissions even within one batch. A previous study indicates lacquers, mixed with volatile organic pollutants, as reproducible emission source for a wide range of substances. In the present study, the curing of the lacquer-VOC mixture inside micro-chambers was optimised. Therefore, the humidity and the chamber flow were varied. Typical indoor air pollutants with a wide range of volatilities, for example, styrene, n-hexadecane, dimethyl and dibutyl phthalate were selected. It turned out that, under optimised curing parameters inside the micro-chamber, their emission can be reproduced with variations of less than 10 %. With this, a next important step towards a reference material for emission testing was achieved.
The DIN ISO 16000-28 and VDI 4302-1 describe a method for the assessment of the perceived intensity of odours. It is based on a trained assessment panel using a referencing scale that provides defined acetone concentrations. Due to the AgBB-scheme including a place holder for odour assessment it is currently checked whether the method is applicable.
To check the applicability a pilot phase regarding the „Implementation of Odour Measurements into the Assessment of Building Products“ was started by AgBB1 in 2012. Düring this phase amongst others two interlaboratory tests were conducted. The first one in 2012 served to test the applicability and to identify need and potential for improvement. Based on those findings an additional Standard Operation procedure was developed for the second interlaboratory test in 2014.
The second interlaboratory test confirmed the findings of the first one and the need for improvement of the measurement method as well. Nonetheless both tests showed Standard deviations of reproducibility between 20 and 40%. Standard deviations of reproducibility of well-established interlaboratory tests for VOCs show comparable results.
Während in der Vergangenheit insbesondere die Entwicklung einer sensorischen Prüfmethode (in DIN ISO 16000-28 und VDI 4302-1 genormt und im AgBB-Schema verankert) für die Bewertung von Bauprodukten im Vordergrund der Betrachtungen stand, wurde im Rahmen der vom UBA initiierten Pilotphase mithilfe des Ringversuches erstmals die institutsübergreifende Anwendbarkeit dieser Verfahren untersucht. Ziel dabei war es, noch bestehende Schwierigkeiten im Umgang mit der Prüfmethode zu identifizieren und Empfehlungen für das weitere Vorgehen herauszuarbeiten.
Während in der Vergangenheit insbesondere die Entwicklung einer sensorischen Prüfmethode (in DIN ISO 16000-28 und VDI 4302-1 genormt und im AgBB-Schema verankert) für die Bewertung von Bauprodukten im Vordergrund der Betrachtungen stand, wurde im Rahmen der vom UBA initiierten Pilotphase mithilfe des Ringversuches erstmals die institutsübergreifende Anwendbarkeit dieser Verfahren untersucht. Ziel dabei war es, noch bestehende Schwierigkeiten im Umgang mit der Prüfmethode zu identifizieren und Empfehlungen für das weitere Vorgehen herauszuarbeiten.
While in 2012 a commercially available acrylic sealant was used as sample material, in 2014 a lacquer doped with specific substances was sent to the participants for the VOC and odour measurement. The resulting measurement values for the perceived intensity were evaluated in consideration of various boundary conditions to identify parameters that could possibly influence the measurement procedure significantly. For the comparison of both interlaboratory comparisons qualified data sets were taken as a basis. Potential for improvement identified in 2012 was mainly confirmed by the interlaboratory test 2014 as well. Besides the accurate conduction as essential part of the measurement it became obvious again that the boundary conditions of the DIN ISO 16000-28 are not defined tight enough. Moreover the thesis that measurements based on the utilisation of comparison scales with only one funnel generate results especially imprecise could not be verified. Both interlaboratory comparisons resulted in relative standard deviations of reproducibility that lay between 20 and 40 % and such are quite comparable with those of well-established interlaboratory VOC comparisons.
Acoustics is an important aspect for large rooms especially in schools, kindergartens and offices. Foam tiles made from melamine resins are often used for acoustic insulation because they show good fire resistance and good thermal insulation properties. But they can emit formaldehyde. In Germany there are cases with a resulting indoor air concentration of higher than 100 µg/m³. In this study samples from two schools and one office were investigated. Additionally, new tiles were purchased and tested to evaluate the general potential as formaldehyde source.
Emission testing of products is currently a rapidly increasing field of measurement activity. Labelling procedures for construction products are based on such emission test chamber measurements and hence measurement performance should be verified. A suited procedure for this purpose is the testing of one unique homogenous material in different laboratories within a Round Robin Test (RRT). Therefore, it is useful to have a reference material which can be used within inter-laboratory studies or as part of the quality management system to ensure comparable results. Several approaches on the development of reproducibly emitting materials have been published. These have in common only to emit a single VOC – toluene. Two further research studies carried out by BAM aimed to develop reference material for emissions testing containing one or more VOC in a single material. The first approach was a doped lacquer with Volatile and Semi-Volatile Organic Compounds (VOC/SVOC) and the second was Thermoplastic Polyurethane (TPU) or a Squalane/Paraffin mixture. Results received with the lacquer based material were presented in more detail.
Comparison of Formaldehyde Concentrations in Emission Test Chambers Using EN 717-1 and EN 16516
(2018)
For more than 25 years EN 717-1 (Wood-based panels - Determination of formaldehyde re-lease - Part 1: Formaldehyde emission by the chamber method) is the standard for formalde-hyde emission testing of wooden boards. In 2017 EN 16516 (Construction products - Assess-ment of release of dangerous substances - Determination of emissions into indoor air) was published as a new harmonised standard for the emission testing of construction products. Because test chamber conditions are different, both standards give different concentrations for formaldehyde. To determine a conversion factor four test series were set up with different wooden boards. For a loading of 1 m²/m³ the conversion factor is 1.6. This means that the formaldehyde concentration measured under the conditions of EN 16516 is a factor of 1.6 higher compared to EN 717-1.
Emission testing of volatile organic compounds (VOC) from materials and products is commonly based on emission test chamber measurements. To ensure the comparability of results from different testing laboratories, their measurement performance must be verified. For this purpose, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) organizes an international proficiency test (round robin test, RRT) every two years using well-characterized test materials (one sealant, one furniture board, and four times a lacquer) with defined VOC emissions. The materials fulfilled the requirements of homogeneity, reproducibility, and stability. Altogether, 36 VOCs were included of which 33 gave test chamber air concentrations between 13 and 83 µg/m3. This is the typical concentration range to be expected and to be quantified when performing chamber tests. Three compounds had higher concentrations between 326 and 1105 µg/m3. In this paper, the relative standard deviations (RSD) of BAM round robin tests since 2008 are compared and the improvement of the comparability of the emission chamber testing is shown by the decrease of the mean RSD down to 28 % in 2018. In contrast, the first large European interlaboratory comparison in 1999 showed a mean RSD of 51 %.
Menschen, die in der gemäßigten Klimazone leben, verbringen bis zu 90% ihres Lebens in Innenräumen. Deshalb hat das Innenraumklima eine sehr große Bedeutung für deren Wohlergehen, Gesundheit und Leistungsfähigkeit. In Deutschland wird ca. 40% der eingesetzten Primärenergie für das Heizen, Kühlen und Klimatisieren der Innenräume verwendet.
Das Forschungsvorhaben hat eine Laufzeit vom Oktober 2013 bis März 2017. Es wird in Kooperation mit der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) und der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin) durchgeführt. Die HTW Berlin koordiniert das Projekt. Die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH) wird teilweise über einen Auftrag in das Projekt integriert.
Ziel des Projektes ist es Baustoffe auf ihre Geruchsemissionen zu untersuchen, um Bauprodukte mit niedrigen Emissionen und Gerüchen identifizieren zu können. Den Verbraucherinnen und Verbrauchern wird somit die Möglichkeit gegeben emissions- und geruchsarme Baustoffe zu wählen.
Die Aufgabenstellung des Projektes ist nachfolgend aufgeführt:
Arbeitspaket 1: Geruchsmessung bei Produkten mit dem Blauen Engel (siehe Kapitel 4 und 5);
Arbeitspaket 2: Untersuchung von Vergleichsmaßstäben (siehe Kapitel 6);
Arbeitspaket 3: Untersuchung der Linearität der Acetonskala (siehe Kapitel 7);
Arbeitspaket 4: Erstellung einer Produktdatenbank (siehe Kapitel 8).
Die Geruchsuntersuchung ist in den Vergabekriterien für den „Blauen Engel“ für textile Bodenbeläge (RAL UZ-128) eingebunden worden. Aus den weiteren Untersuchungen sind für die Normung wichtige Erkenntnisse erarbeitet worden.
Drucker, Kopierer und Multifunktionsgeräte können zu einer Schadstoffbelastung der Innenraumluft beitragen. Insbesondere Staub, Ozon und flüchtige organische Verbindungen (VOC, Volatile Organic Compounds) werden beobachtet. Geräte mit besonders geringen Emissionen, die weitere umweltrelevante Anforderungen einhalten, können mit dem Umweltzeichen Blauer Engel ausgezeichnet werden. Die Vergabegrundlage für den Blauen Engel begrenzt neben den genannten Stoffen auch noch speziell die Emission von Benzol und Styrol, und sie enthält die Prüfvorschrift zur Bestimmung der Emissionen. In der vorliegenden Publikation werden Ergebnisse von Emissionsmessungen an 57 verschiedenen Geräten unterschiedlicher Hersteller aus den Jahren 2003 bis 2004 vorgestellt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hierbei neben der Darstellung der summarischen VOC-Emissionen (TVOC, Total Volatile Organic Compounds) auf den wichtigsten Einzel-VOC, wie z.B. Benzol, Styrol, Phenol, Xylole. Diese für Drucker und Kopierer typischen Verbindungen ließen sich mit Emissionsraten von bis zu einigen Milligramm pro Stunde feststellen. Zusätzlich traten auch Siloxane mit vergleichbaren Raten auf, die bisher als Emissionen aus Druckern und Kopierern nur wenig Beachtung fanden. In einigen Fällen waren hohe Emissionen an VOC, die sich einer ausreichenden Identifizierung entzogen, feststellbar. Aus den ermittelten Emissionsraten wurden für einen Modellraum mögliche resultierende Raumluftkonzentrationen berechnet. Diese Berechnungen setzen voraus, dass Emissionen nicht den gesamten Tag über erfolgen, sondern unter üblichen Nutzungsbedingungen über maximal 10% des Arbeitstages. Für Emissionen der druckbereiten Geräte hingegen wurde eine Belastung über den ganzen Tag zugrunde gelegt. Ergänzend werden Emissionsraten für Ozon und Staub vorgestellt.
English:
Hardcopy devices like printers, copiers and multifunctional devices contribute to indoor air pollution. Low emitting devices, that fulfil additional environment related requirements, can be labelled with the eco label "Blue Angel". It limits emissions of benzene, styrene, TVOC, dust and ozone. Results are given for 57 different devices investigated during the years 2003 and 2004. Additionally to TVOC, benzene and styrene further information is given for other emitted VOC like phenol and xylenes. These typical VOC showed emission rates up to some mg/ h but some more uncommon VOC like siloxanes were found in a comparable range, too. In some cases high emission rates were found for compounds which could not be identified. The measured emission rates were taken to calculate indoor air concentrations for a typical situation. For this purpose it was considered that printing is normally limited to less than 10 % of a working day whereas emissions from the stand by phase occur all day long. In addition emission rates for ozone and dust are presented.
Biocides are used to protect materials that might be damaged by fungal, microbial or insect activity. The aim of this study is to develop a method for the measurement of these organic compounds, which generally have low or moderate vapor pressures. The biocides considered in this study are permethrin, dichlofluanid, tolylfluanid, iodpropinylbutylcarbamat, octylisothiazolinone, tebuconazole and propiconazole. The emission from two commercial products (plastic foil, wool carpet) containing biocides and of seven types of biocidal formulations applied to wood or clay tiles were investigated in 20-l glass emission test chambers. Each chamber test was performed over a period of 100200 days, and one investigation was conducted over several years. Compared to volatile organic compounds, low-volatility compounds show totally different emission curves in chamber tests; maximal emission values may be reached in days or weeks. A period of 3 months is sometimes necessary for the determination of area-specific emission rates (SERa's). The SERa's (?g m-2 h-1) from biocide-containing products were determined for permethrin (0.006), propiconazole (0.3), dichlofluanid (2.0), tolylfluanid (1.0), octylisothiazolinone (2.5) and iodpropinylbutylcarbamat (2). In most cases, the SERa stayed at its maximum value or declined slowly over the test period. Additionally, a chamber test begun in 1994 with a piece of wood treated with a typical mixture of biocides dissolved in a technical solvent was continued. SERa's (?g m-2 h-1) for dichlofluanid (0.20), tebuconazole (0.49) and permethrin (0.08) remained detectable after the period of nearly 9 years during which the sample remained continuously in the chamber. This test proved the very slow decrease of emission of low-volatility compounds like permethrin and tebuconazole.
The European biocides directive (98/8/EG) demand the control of emissions into the envi-ronment like soil, water and air. In this study a method for measuring the input of biocides into the indoor air from materials should be developed. The emission of two products containing biocides (plastic foil, wool carpet) and six different types of biocide containing formulations applied on wood or ceramic tiles were investigated in 20 or 23 l glass emission chambers. Each chamber test was performed over a period of 100 up to 200 days. SVOC show totally different emission curves in chamber tests compared to volatile organic com-pounds (VOC). They reach their maximum value after some days or weeks. Thus a period of 3 months is sometimes necessary for exact measurements. Area specific emission rates (SERa in µg/m²h) for permethrin (0.006), propiconazole (0.2), dichlofluanid (1.5), tolylfluanid (1.2), octylisothiazolinone (2.5) and for iodpropinylbutyl-carbamat (1.7) were determined.
VOC/SVOC-Emissions from materials for flooring installation (primer, screed, adhesive, floor covering) were measured by means of emission test chambers and cells over a time period of at least 28 days at 23 C, 50 % relative humidity and an area specific air flow rate of q = 1.25 m³/m²h. Single components were tested in comparison to three complete structures (same concrete, primer, screed, adhesive) with different types of floor covering (PVC, carpet, linoleum). Sorption into concrete/screed and different sealing by the flooring materials affected the emissions from the complete structures. The complete structures with linoleum and PVC showed the same emissions and emission rates as the flooring materials alone. Emissions from the carpet-covered structure resulted mainly from the lower layers. For two adhesives the formation of secondary emissions (aldehydes and organic acids) was observed starting after the standard testing time of 28 days.
Möglichkeiten und Grenzen bei der Bestimmung von SVOC-Emissionen aus Materialien und Produkten
(2002)
Im vorliegenden Bericht wurden 11 Fußbodenbelagskleber, eine Grundierung, eine Spachtelmasse, 14 Teppiche, 5 PVC-Bodenbeläge, drei Linoleum-Beläge, ein Kautschukbelag und ein Polyolefinbelag über einen Zeitraum von mindestens 28 Tagen mittels Prüfkammer- bzw. Prüfzellenmessung auf ihr Emissionsverhalten untersucht. Die Emissionsmessungen an den Einzelmaterialien Kleber und Bodenbelag sollten die möglichen Emissionen (Substanzen und Konzentrationen) und deren zeitlichen Verlauf ermitteln. Außerdem wurden die Emissionen aus 7 Materialkombinationen ermittelt. Dazu gerhörten drei Komplettaufbauten aus Estrich, Grundierung, Spachtelmasse und Kleber mit den Belägen Teppich, PVC und Linoleum sowie 4 Verbundsysteme. Dies waren: Verbundsystem Estrich/Grundierung/Spachtelmasse/Kleber, Verbundsystem Glasplatte/Kleber/Teppich, Verbundsystem Glasplatte/Kleber/PVC-Belag und das Verbundsystem Estrich/Kleber. Die Emissionen aus den Komplettbauten wueden durch Sorptionseffekte und durch die unterschiedliche Durchlässigkeit der Bodenbeläge beeinflusst. Dabei waren die Emissionen aus den Komplettaufbauten und Verbundsystemen jeweils geringer als die Summe der Emissionen der entsprechenden Einzelmaterialien. Ergänzende Untersuchungen wurden durchgeführt zur Vergleichbarkeit der Emissionsmessungen in unterschiedlichen Prüfkammern (Volumen 1 m3 und 0,02 m3) bzw. Messzellen(Volumen 1 l und 0,035 l [FLEC]). und bei 42 Klebern zur Anwendbarkeit der Direkt-Thermodesorption (dynamische Headspace-Methode) als Screening-Verfahren. Des weiteren wurden Versuche durchgeführt, um die Auswirkungen unterschiedlicher Probenherstellung (Trägermaterial, Auftragsmenge, Auftragsart) auf die Emissionen aus den Fußbodenklebern abschhätzen können. Die durchgeführten Untersuchungen stellen eine Grundlage zur Erarbeitung eines Umweltzeichens für Fußbodenkleber dar.
Möglichkeiten und Grenzen bei der Bestimmung von SVOC-Emissionen aus Materialien und Produkten
(2002)
An neun verschiedenen Hardcopygeräten wurden in unterschiedlichen Emissionsmesskammern (zwei verschiedene 1 m³ - Kammern und eine 20 m³ - Kammer) in Kombination mit geeigneten Probenahme- und Analysenverfahren Untersuchungen zum Emissionsverhalten dieser Geräte hinsichtlich Staub, Ozon und VOC (TVOC) durchgeführt. Luftprobenahme und Analytik erfolgten für VOC mittels Tenax TA und anschließender Thermodesorption (TDS) in Verbindung mit GC / MS. Ozon wurde kontinuierlich bestimmt. Der Ozonanalysator arbeitete auf der Grundlage der flammenlosen Reaktion von Ozon mit Ethylen nach dem Prinzip der Chemilumineszenz. Die Staubbestimmung erfolgte gravimetrisch mittels Glasfaserfilter und Ultramikrowaage. Zusätzlich wurde die Partikelemission während des Druckbetriebes mit einem Partikelzähler bestimmt. Aufgrund der technischen Rahmenbedingungen standen nur kurze Druckzeiten von maximal 36 Minuten zur Verfügung. Um die Gleichgewichtskonzentration in der Prüfkammer zu erreichen, wurde die Luftaustauschrate in den 1 m³ - Kammern auf n = 4,0 bis 4,7 pro Stunde erhöht. Zusätzlich zur Prüfung in den Emissionsmesskammern sind verschiedene Papiere mittels Direkt - TDS sowie unterschiedliche Toner mittels Headspaceprobenahme in Kombination mit GC / MS hinsichtlich ihres Emissionsverhaltens untersucht worden. Für die untersuchten Geräte wurden Emissionsraten ermittelt. Sie betrugen für TVOC 0,41 bis 22,4 mg pro Stück und Stunde, für Ozon kleiner 0,02 bis 4,6 mg pro Stück und Stunde sowie für Staub 0,10 bis 7,63 mg pro Stück und Stunde. Verglichen mit Frischfaserpapier wurden bei den Untersuchungen mit Recyclingpapier deutlich höhere SVOC - Konzentrationen nachgewiesen. Im Ergebnis der Untersuchungen wurde ein Prüfverfahren entwickelt, das die Basis für Emissionsmessungen im Rahmen der Umweltzeichen RAL UZ 62, RAL UZ 85 sowie des neuen RAL UZ 114 für Multifunktionsgeräte darstellt.
Das entwickelte Pruefverfahren zum Nachweis der Emission von Holzschutzmittelwirkstoffen in die Luft basiert auf einer Emissionsmesskammer in Kombination mit einem geeigneten Probenahme- und Analysenverfahren. Unter Beruecksichtigung der insbesondere bei schwererfluechtigen Holzschutzmittelwirkstoffen auftretenden Senken- bzw. Wandeffekte hat sich eine Emissionsmesskammer auf der Basis eines 20 I-Exsikkators unter den gewaehlten Randbedingungen als besonders geeignet erwiesen. Fuer die Probenahme (Adsorption) eines breiten Spektrums an untersuchten Wirkstoffen (Pentachlorphenol, Lindan, Furmecyclox, Dichlofluanid, Propiconazol, Tebuconazol, Permethrin, Deltamethrin) laesst sich spezieller Polyurethanschaum vorteilhaft einsetzen. Unterschiedliche Desorptionsverfahren (Soxhletextraktion, superkritische Fluessigextraktion (SFE), Elution) haben sich als geeignet erwiesen. Insbesondere die Elution mit Aceton als Loesemittel ist unter dem Aspekt von Zeit- und Geraeteaufwand besonders empfehlenswert. Fuer die Analytik kam insbesondere die Kapillar-Gaschromatographie mit unterschiedlichen Detektoren (FID, NPD, ECD, MSD, AED) zur Anwendung. Beim Einsatz der Kapillar-Gaschromatographie laesst sich prinzipiell halbquantitativ auch die Probenahme auf anderen Adsorbentien (Tenax oder Glaswolle) in Kombination mit einer nachfolgenden Thermodesorption einsetzen. Bei Verwendung von Tenax in Kombination mit nachfolgender Thermodesorption ist auch der quantitative Nachweis einiger leichter fluechtiger Wirkstoffe (Lindan, Furmecyclox, Dichlofluanid) und auch anderer Holzschutzmittel-Inhaltsstoffe, wie Loesemittel und Weichmacher, moeglich. Mit dem eingesetzten Verfahren laesst sich die Emission der Wirkstoffe Lindan, Furmecyclox, Dichlofluanid, Propiconazol, Tebuconazol, Permethrin und mit Einschraenkung Deltamethrin, sowie Pentachlorphenol nachweisen. Auch fuer andere biozide Wirkstoffe in einem vergleichbaren Fluechtigkeitsbereich, sowie fuer andere Materialien als Holz und Holzwerkstoffe, ist eine Eignung anzunehmen, im Einzelfall jedoch naeher zu untersuchen.
Emissions of volatile organic compounds (VOC) and semivolatile organic compounds (SVOC) from materials for flooring installation (primer, screed, adhesive, floor covering) were measured by means of emission test chambers and cells over a time period of at least 28 days at 23 °C, 50% relative humidity and an area specific air flow rate of q = 1.25 m3/m2 h. Single components were tested in comparison to three complete structures (same concrete, primer, screed, adhesive) with different types of floor covering (PVC, carpet, linoleum). Sorption into concrete/screed and different permeability of flooring materials affected the emissions from the complete structures. The complete structures with linoleum and PVC showed the same types of emission and emission rates as the individual floor coverings themselves. Emissions from the carpet-covered structure resulted also from the lower layers. In all cases emissions from the complete structures were lower than the sum of emissions from the single components. For two adhesives the formation of secondary emissions (aldehydes and organic acids) was observed starting after the standard testing time of 28 days.
Comparison of different types of emission test chambers and cells regarding VOC- and SVOC-emission
(2005)
Emissionsmessungen an Materialien mit Hilfe von Prüfkammern sowie direkter thermischer Extraktion
(2005)
Messung der empfundenen Geruchsintensität mit Multigas-Sensorsystemen, das Forschungsvorhaben SysPAQ
(2007)
Geruchsintensität und Emissionen von Bauprodukten - Vorstellung des Verfahrens und Laborvergleich
(2007)
Möglichkeiten und Grenzen der Bewertung und Kennzeichnung geruchsarmer Bauprodukte und Einrichtungen
(2007)
Measuring perceived air quality and intensity by a Sensor System, the European Project SysPAQ
(2008)
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.
Die Bewertung von VOC-Emissionen aus Bauprodukten soll durch das AgBB-Schema vereinheitlicht werden und eine gesundheitsrelevante Komponente enthalten. Das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) hat das AgBB-Schema in weiten Teilen für seine Grundsätze zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten in Innenräumen implementiert. Neben der üblichen chemischen Emissionsmessung soll auch der Geruch für die Bewertung des Produkts herangezogen werden. Um den Geruch als festen Bestandteil in die Produktprüfung zu integrieren, wurden vom Umweltbundesamt zwei Vorhaben initiiert. Erste Ergebnisse des zweiten Vorhabens (FKZ 37 07 62 300; Sensorische Bewertung der Emissionen aus Bauprodukten Integration in die Vergabegrundlagen für den Blauen Engel und das Bewertungsschema des Ausschusses zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten) werden hier dargestellt.
Emissionen aus Bauprodukten beeinträchtigen die Qualität der Innenraumluft erheblich. Mit Hilfe des AgBB-Schemas werden die Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) aus Bauprodukten bewertet. Die gesundheitliche Bewertung nach dem AgBB-Schema erfordert produktspezifische Messverfahren.
Diese gibt es mittlerweile für eine Reihe von Produkten. Sie wurden durch Beteiligung verschiedener Forschungseinrichtungen und Messinstitute validiert und u. a. in die Vergabekriterien des Umweltzeichens Blauer Engel übernommen. Die Bewertung ist allerdings mit zumeist niedrigeren Grenzwerten strenger. VOC-Emissionen und Gerüche können beide zu gesundheitlichen Belastungen führen. So ist die sensorische Prüfung ein weiteres wichtiges Element bei der Bewertung von Bauprodukten und vorsorglich auch im AgBB-Schema verankert.
Hauptziel des Projektes ist es, eine Methode der sensorischen Bewertung und Grenzen für die Vergabe des Blauen Engels und für das AgBB-Schema abzuleiten. Auf Grundlage der durchgeführten Untersuchungen (siehe Kapitel 5 Ergebnisse und Diskussion) wird als Bewertungsmethode die empfundene Intensität und die Hedonik vorgeschlagen. Die Ableitung der Grenzwerte für die sensorische Bewertung am 28. Tag erfolgt über die zusätzliche Befragung der Probanden im Rahmen der vorliegenden Studie nach der Zumutbarkeit einer Probe.
Für den Blauen Engel könnte es je Produktgruppe unterschiedliche Grenzen der empfundenen Intensität und der Hedonik geben. Ein erster Vorschlag für mögliche Grenzen, hier zunächst einheitlich für alle
Produktgruppen, ist für die empfundene Intensität 7 pi (5 pi + 2 pi als Sicherheit, Kapitel 5.1.5) und für die Hedonik -1 (0 +/-0,8, gerundet auf -1) (siehe dazu Abbildung 6-2).
Emissions from building products can considerably impair the quality of indoor air. The AgBB scheme is employed to evaluate the emissions of volatile organic compounds (VOC) from building products. The hygienic evaluation according to the AgBB scheme requires product-specific measuring procedures.
These are available for a range of products. They have been validated in co-operation with several research and testing institutes and have been included in the criteria for awarding the Blue Angel ecolabel.
The evaluation is, however, stricter and generally has lower limits. VOC emissions and odours can cause health problems so testing using sensors is an important element in the evaluation of building products and has – for reasons of precaution – been set down in the AgBB scheme. The main goal of the project was to derive a method of evaluation using sensors and limits for awarding the Blue Angel and for the AgBB scheme. Based on the research conducted (see Chapter 5 Results and Discussion), perceived intensity and hedonics were suggested as a suitable Evaluation method. The derivation of limits for the evaluation using sensors on the 28th day was effected in the present study through the additional questioning of the test subjects on the reasonability of a sample.
For the Blue Angel, there could be different limits of perceived intensity and hedonics for each group of products. A preliminary suggestion for possible limits – for all product groups – is a perceived intensity of 7 pi (5 pi + 2 pi as confidence coefficient, Chapter 5.1.5) and -1 (0+/-0.8, rounded to -1) for the hedonic value.
VOC emissions from building materials accompanying sensory tests for different evaluation schemes
(2011)
Within a follow up project of a former study (Horn et al. 2005) emissions and odor from different types of construction products were investigated (financed by the German Federal Environmental Agency - FKZ 37 07 62 300).
The tested materials were mainly those used for construction of floors indoors. For this type of materials in Germany several labeling procedures exist which are based on Emission chamber testing. Two important labeling procedures in Germany are based on the AgBBevaluation scheme (Däumling et al. 2005). For some applications (flooring material) it is the mandatory Ü-mark of DIBt (German Institute for Construction Technology). Furthermore for carpets, adhesives and many other products, like sealants, mattresses, furniture and so on the voluntary blue angel mark exist. Within this scheme the volatile organic compounds (VOC) compounds are measured with well established procedures and are evaluated with LCI-values which were derived from health information.
Beyond that many complaints according to building products are caused by odors. Therefore an evaluation procedure for the odor is very important and should be implemented into all of the mentioned labeling schemes.
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.