Erarbeiten eines objektiven Verfahrens unter Berücksichtigung der Besonderheiten von Holz und Holzwerkstoffen bei der Bewertung ihres Einflusses auf die Innenraumluftqualität (HoInRaLu). TV 1: Untersuchungen unter realen Raumluftbedingungen - Martin Ohlmeyer; Friederike Mennicke; Saskia Poth (Johann Heinrich von Thünen-Institut, 2020)
Der Mensch hält sich überwiegend in Innenräumen auf. Somit ergibt sich die Forderung nach einer unbedenklichen Innenraumluftqualität. Neben zahlreichen anderen Faktoren wie Lüftungs- und Nutzerverhalten wird die Innenraumluftqualität auch von den verwendeten Bauprodukten beeinflusst, somit auch von Holz und Holzwerkstoffen. Es existieren Bewertungskriterien für diese Eigenschaft, die aber Besonderheiten der Holzverwendung derzeit unberücksichtigt lassen. Daher sollten in diesem Forschungsvorhaben wissenschaftlich belastbare Kriterien für die Bewertung der Abgabe von flüchtigen organischen Verbindungen von Holz-Bauprodukten unter Berücksichtigung von realistischen Einbaubedingungen erarbeitet werden. Ziel war eine Bewertung der Produkte im Hinblick auf ihre beabsichtigte Verwendung in unterschiedlichen Bauteilen zu ermöglichen, bei der auch unterschiedliche Einflussfaktoren einer realistischen Einbausituation betrachtet werden. Dazu wurden vier Modellhäuser mit unterschiedlichen Wandkonstruktionen und Materialkombinationen gefertigt und auf dem Gelände des Thünen-Instituts aufgestellt. Die Baumaterialien, die zur Errichtung der Modellhäuser verwendet wurden, wurden normgerecht in Emissionskammern hinsichtlich ihrer VOC-Abgabe geprüft. Diese Ergebnisse wurden mit der Raumluftkonzentration der Modellhäuser verglichen. Um eine Aussage über zu erwartende langfristige Raumluftkonzentrationen flüchtiger organischer Verbindungen und deren Abhängigkeit von den jahreszeitlichen Temperatur- und Luftfeuchteänderungen zu erhalten, wurden die Modellhäuser über einen Zeitraum von 114 Wochen regelmäßig beprobt. Daraus sollte abgeschätzt werden, ob eine Aussage über das Langzeitverhalten der Materialien bei einer Untersuchung über den normativ vorgesehenen Zeitraum von 28 Tagen repräsentativ ist. Darüber hinaus sollten in der Arbeit weitere Einflussfaktoren auf die Raumluftkonzentration systematisch bewertet werden: Innen- und Außenklima sowie Luftwechselraten. Aus den Erkenntnissen sollten Schlussfolgerungen für eine zukünftige Betrachtung von Holzprodukten im verbauten Zustand bezüglich ihrer Emissionsbewertung gezogen und Handlungsempfehlungen für Anwender, Industrie, Behörden, Ausschreibung und Auftragsvergabe abgeleitet werden. Die Kammermessungen ergaben, dass die eingesetzten Konstruktionsmaterialien aus Holz flüchtige organische Verbindungen in erwartetem Umfang abgaben: Produkte aus Nadelholz emittierten hauptsächlich Terpene, neben Aldehyden und organischen Säuren. Vollholzelemente aus Kiefer wiesen im Vergleich die höchsten Konzentrationen auf. Holzwerkstoffe emittierten VOC wie der Rohstoff, aus dem sie hergestellt waren, allerdings veränderten sich die Verhältnisse der Stoffzusammensetzung durch die Herstellungsprozesse. Die Messungen von OSB und Spanplatten ergaben höhere Aldehyd-Emissionen und die der Dämmstoffe hauptsächlich Essigsäure-Emissionen. In der Raumluft der Modellhäuser wurden vorrangig Aldehyde und Terpene, und damit VOC, die die Holzmaterialien emittierten, gemessen. Zu Beginn der Messungen nahmen die Konzentrationen aller VOC ab. In den Frühlings- und Sommermonaten stiegen die Konzentrationen wieder an, sanken dann wiederum im darauffolgenden Herbst und Winter. Die Ausgangskonzentrationen wurden während des gesamten Verlaufs nicht wieder erreicht. Es wird somit erkennbar, dass die Konzentrationen in den Modellhäusern dem Grunde nach abnahmen, wie dies auch bei den Produktprüfungen über einen Zeitraum von 28 Tagen und länger zu beobachten ist. Allerdings wird diese Konzentrationsabnahme von den Außen- und Innentemperaturen überlagert: Bei höheren Temperaturen sind die Konzentrationen grundsätzlich höher. Die höchsten Werte wurden jeweils im Sommer und die Minima im Winter gemessen. Grundsätzlich hatte der Luftwechsel einen Einfluss auf die Raumluftkonzentration der Modellhäuser, der im Bereich zwischen 0 h-1 und 0,5 h-1 deutlicher war als zwischen 0,5 h-1 und 1 h-1. [...] – – People spend most of their time indoors. Hence there is a demand for a good indoor air quality. Various factors have an effect on the indoor air quality. These are for example the ventilation and occupant's behaviour, but also wood and wood-based products as building materials. Criteria for evaluation of the air quality do not take the specific of the usage of wood into consideration. Therefore, in this research project, scientifically reliable criteria should be evaluated for the release of volatile organic compounds from wood-based products at realistic installation situations. The objective was the evaluation of a material considering their specific intended use. Therefore, four model houses with different wall constructions and material combinations were constructed on the site of the Thünen Institute in Hamburg. All construction materials used were tested in standardised emission chambers regarding their VOC-release. The results of these emission tests were compared with the VOC concentration in the model houses. In order to determine the long-term VOC concentrations of the model houses and their dependence on seasonal changes of temperature and air humidity, the houses were regularly tested over a period of 114 weeks. This was tested to provide a statement if the long-term emission of materials is representative against the determination over the standardised test duration of 28 days. Furthermore, other parameters, like indoor and outdoor climate as well as air change rates, were analysed for their effect on indoor air concentration. Finally, conclusions will be drawn on the emission evaluation of wood-based products with regard to their intended use. In addition, the results will be used to recommend courses of action for users, industry, authorities, as well as the tendering and awarding of contracts. The chamber tests showed that the wood-based construction materials emitted volatile organic compounds to an expected extent: In addition to aldehydes and organic acids, soft wood products emitted mainly terpenes. Solid pine wood elements had the highest emission rates. Wood-based panels released the same compounds as their constituents, but their ratios of composition differed. This was due to the process parameters during production. The chamber tests of OSB and particle board resulted in higher aldehyde emissions whereas acetic acid dominated the emissions of the insulating material. Aldehydes and terpenes, and thus the main VOC emitted by the wood-based materials, were primarily measured in the air of the model houses. At the beginning of the measurements, concentrations of all VOC decreased. As the experiment progressed the concentrations increased during spring and summer and diminished again in the following autumn and winter. The initial high VOC concentrations were not reached again during the entire measurement period. This revealed that the concentrations of VOC basically declined, as also observed at the emissions tests of the products. However, this decrease in concentration is superimposed by the outdoor and indoor temperatures: At higher temperatures the concentrations are generally higher. The highest values were measured in summer and the lowest values in winter. In principle, the air exchange rate had an influence on the indoor air concentration in the model houses, especially in the range from 0 h-1 to 0.5 h-1 as opposed to 0.5 h-1 and 1 h-1. [...]
urn:nbn:de:gbv:253-202008-dn062604-8
Keywords: 630; VOC; Emissionsprüfung; Innenraumluft-Konzentrationen; Holzbau; Klimabedingungen; emission test; indoor air concentration; wood construction; climate conditions