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Using the AgBB evaluation scheme for VOC and odour emissions of different construction products
(2006)
Ein Ringversuch ist eine Methode der externen Qualitätssicherung für sowohl Messverfahren als auch die Eignung von Mess- und Prüflaboratorien. Dabei werden möglichst identische Proben mit identischen Verfahren oder mit unterschiedlichen Verfahren untersucht. Die Teilnahme an Ringversuchen ist für alle akkreditierten Laboratorien ein wesentlicher Baustein der institutsinternen und -externen Qualitätssicherung. Je mehr Faktoren Einfluss auf das Endergebnis haben können, desto wichtiger ist es diese Faktoren zu kennen und deren Einflüsse durch weitestgehende Vergleichbarkeit der Messverfahren zu minimieren.
Für die Bewertung von Emissionen aus Bauprodukten haben sich Emissionsmess-kammer-Untersuchungen als Messverfahren etabliert. Um den Geruch auch für Innenraumanwendungen bewertbar zu machen sind in den letzten Jahren erste Normen entstanden (z. B. DIN ISO 16000-28 und VDI 4302-1). Um die Eignung dieser Normen und deren Anwendung zu untersuchen sind seit 2012 nunmehr 3 Ringversuche der BAM auch zum Thema Geruch durchgeführt worden.
Die bislang durchgeführten Ringversuche mit dem Ziel der Geruchsbewertung wiesen Standardabweichungen von ca. 24 bis 30 % um den jeweiligen Mittelwert auf und wiesen somit ähnliche Werte auf, die auch bei den VOC-Vergleichen ermittelt wurden. Diese Entwicklungen werden hier aufgezeigt.
Moderne Vitrinen sollen gleichzeitig eine hohe Dichtigkeit und die Abwesenheit jeglicher Fremdstoffe in den Vitrinen gewährleisten. Diese Anforderungen sind zeitgleich kaum erfüllbar, da es emissionsfreie Materialien (vor allem Kleb- und Beschichtungsstoffe) nicht gibt. Um die potentiellen Emissionen zu minimieren wurde ein Messverfahren entwickelt, welches inzwischen als BEMMA-Schema (Bewertung von Emissionen aus Materialien für Museumsausstattungen) in die Museumswelt Einzug genommen hat.
Die erfolgreiche Bewertung der für den Bau verwendeten Materialien gemäß BEMMA-Schema resultiert nicht in einer emissionsfreien Vitrine, sondern soll bei der Auswahl geeigneter Materialien zur Herstellung möglichst emissionsarmer Vitrinen helfen. Konkrete handwerkliche Durchführungen beim Bau, Dichtheits-anforderungen, wie auch die Aufstellbedingungen (Umgebung der Vitrine) beeinflussen die Emissionscharakteristik der fertigen Vitrine in der Praxis. Eine saubere Vitrine hilft nichts in einer belasteten Umgebung oder auch bei emittierenden Exponaten. Inzwischen liegen Erfahrungen mit dem Schema seit 2012 vor.
Der Messablauf sieht vor, dass von den Materialien kleine Muster mit der Mikrokammer (Markes) innerhalb von 2 Tagen untersucht werden. Dabei wird mit Silikagelkartuschen auf Ameisen- und Essigsäure, mit DNPH auf Aldehyde und Ketone und mit Tenax® sowohl auf VOC als auch für die spezifische Oxim-Analytik die Abluft der Mikrokammern untersucht. Die Bewertungskriterien basieren auf den Ergebnissen einer Vorstudie mit ca. 150 verschiedenen Produkten im Zeitraum 2010 bis 2012.
Museums worldwide are equipped with different display cases. Exhibit display cases should protect cultural objects from dust as well as from mechanical and physical damage. To ensure a stable climate inside the display cases, a low air exchange rate is maintained. Typically, air exchange rates are often smaller than 0.1 d-1, which can result in rising concentrations of potential harmful VOC inside of the display cases due to emissions from materials. Especially organic acids, e. g. formic or acetic acid which can emit from e.g. sealing materials or wood-based materials, can produce damage of cultural objects.
In 2012 BAM introduced a procedure which is called: BEMMA-Scheme (Bewertung von Emissionen aus Materialien für Museums¬ausstattungen) which stands for: “Assessment of Emissions from Materials for Museum Equipment”. Regarding the testing procedure only construction materials were evaluated, not the display cases their self. Micro chambers are used for VOC emission tests of display case construction materials, e.g. plastics, sealing materials, coatings, textiles and others. Each sampling procedure is carried out in duplicate. Emissions like formic acid, acetic acid, formaldehyde, piperidine-derivates and oximes are excluded and the sum of emissions of VVOCs, VOCs and SVOCs is limited. For a positive assessment all listed criteria must be fulfilled; otherwise the display construction material fails the BEMMA scheme.
Mit dem BEMMA-Verfahren lassen sich flüchtige organische Verbindungen aus modernen Werkstoffen, die in mittel- oder unmittelbarem Kontakt mit historischen Materialien des Kunst- und Kulturgutes stehen, untersuchen und bewerten. Das Verfahren wurde im Rahmen eines AIF-Vorhabens und der Untersuchung von über 100 unterschiedlichen Materialien entwickelt. Weiterhin wurden mit den gewonnenen Ergebnissen und einigen zuvor bereits identifizierten Problemstoffen wie Essigsäure, Formaldehyd oder Oxime aus den Vorhabenerkenntnissen Bewertungskriterien erarbeitet. Die Vitrinenbaumaterialien, nicht die Vitrine, werden im Hinblick auf ihre Emissionen bewertet, wobei z. B. Holzwerkstoffe nicht bewertet werden, zumal diese meist mit Formaldehyd ein Emissionsproblem hätten. Der Einsatz von Materialien für Vitrinen, die gemäß BEMMA-Schema getestet wurden und die die Emissionswerte erfüllen, soll die Herstellung möglichst emissionsarmer Vitrinen ermöglichen. Kernstück des BEMMA-Schemas ist die Bewertung aller Messergebnisse gemäß dem im Folgenden dargestellten Untersuchungsablauf:
1. Beladen der µ-Kammer; 2. Probenahme der flüchtigen, kurzkettigen, organischen Säuren (ca. 0,5 bis 1 Stunde nach der Beladung für ca. 20 Stunden, 30 Liter Probenahmevolumen); 3. Probenahme der VOCs mit Tenax® (ca. 10 Minuten, 0,25 Liter Probenahmevolumen); 4. Probenahme Oxime und Piperidin-Derivate† mit Tenax® (ca. 40 Minuten, 1,0 Liter Probenahmevolumen); 5. Probenahme der Aldehyde und Ketone (für ca. 20 Stunden, 30 Liter Probenahmevolumen) Dabei werden 4 Sammlersysteme beladen und anschließend analysiert.
Die mit dem BEMMA Schema entwickelten Summenwerte für flüchtige organische Stoffe sind im Wesentlichen vor dem Hintergrund der Emissionsminimierung aufgestellt worden. Es gibt für viele VOC keine eindeutige Wechselwirkung mit den Objekten in der Vitrine, zumal diese auch aus vielen verschiedenen Werkstoffen bestehen können und ein VOC nicht mit all diesen reagieren wird. Grundsätzlich „verdächtig“ sind natürlich alle reaktiven Stoffe, wie z. B. Isocyanate. Diese werden aber aus gut gelagerten oder ausreichend belüfteten Baumaterialien für Vitrinen nicht abgegeben. Anorganische Schadgase können zwar in der Umgebungsluft verstärkt auftreten - sind aber aus Baumaterialien nicht zu erwarten. Daher kann das BEMMA-Schema auch nur für einen Teil der luftgetragenen Schadstoffe eine sinnvolle Aussage treffen.
Eines der Probleme bei der Bewertung vieler Kleb-/Dichtstoffe ist die Emission cyclischer Siloxane. Deren Schädigungspotential einzu¬schätzen wäre eine wichtige Aufgabe, um an dieser Stelle mehr Klarheit bei der Bewertung zu bekommen.