Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10419/325822 
Year of Publication: 
2025
Series/Report no.: 
Thünen Report No. 122
Publisher: 
Johann Heinrich von Thünen-Institut, Braunschweig
Abstract: 
Die verstärkte Nutzung von Holz als nachhaltigen Baustoff bietet ein erhebliches Potenzial zur Reduktion der CO₂-Emissionen im Bauwesen. Gleichzeitig stellt die natürliche Variabilität von Holzprodukten, insbesondere deren flüchtige organische Verbindungen (VOCs), eine Herausforderung für die Raumluftqualität dar. Monoterpene wie »-Pinen und 3-Caren dominieren die Emissionen von Kiefernholz und stehen im Fokus aktueller Forschung zur Bewertung und Reduktion von VOC-Emissionen und -Expositionen. Die standardisierte Vorgehensweise zur Analyse von Emissionen, die auf der Prüfkammermethode gemäß DIN EN 16516:2017 basiert, ist zeitaufwändig. In vorliegenden Projektbericht wird dargestellt, dass die Nahinfrarot-Spektroskopie (NIR) in Verbindung mit multivariaten Analysemethoden eine effiziente und präzise Alternative bieten kann. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der NIR-Technologie zuverlässige Vorhersagemodelle für Terpenemissionen aus Kiefernholz erstellt werden konnten. Für »-Pinen und 3-Caren wurden dabei kreuzvalidierte Korrelationskoeffizienten von R²CV = 0,77 erzielt, was auf eine gute Modellgüte hinweist. Die mittlere Abweichung der Kreuzvalidierung (RMSECV) betrug 1.257 μg/m³ für »-Pinen und 1.232 μg/m³ für 3-Caren. Diese Modelle ermöglichen eine schnelle Bewertung der Produktemissionen, wobei die Modellgenauigkeit insbesondere bei mittleren und höheren Konzentrationen überzeugt. Einschränkungen bestehen jedoch in niedrigen Konzentrationsbereichen, was die Anwendung der Methode in solchen Fällen begrenzt. Die Anwendbarkeit auf Holz-Materialien wie Strands (lange, schlanke Späne), die zur Herstellung von OSB verwendet werden, zeigte sich aufgrund von Transmissionseffekten und der hohen spektralen Variabilität als problematisch. Um die Technologie für Holzwerkstoffe nutzbar zu machen, sind weiterentwickelte Kalibrationsansätze erforderlich. Insgesamt stellt die NIR-Technologie eine vielversprechende Ergänzung zu bestehenden Analysemethoden dar und eröffnet neue Perspektiven für die nachhaltige Verarbeitung von Holzprodukten...
Abstract (Translated): 
The increased use of wood as a sustainable building material offers significant potential for reducing CO₂ emissions in the construction sector. At the same time, the natural variability of wood products, particularly their volatile organic compounds (VOCs), poses challenges for indoor air quality. Monoterpenes such as »-pinene and 3-carene dominate the emissions of pine wood and are the focus of current research aimed at assessing and reducing VOC emissions and exposure. The standardized approach to emission analysis, based on the chamber method according to DIN EN 16516:2017, is time-consuming. This project report demonstrates that near-infrared spectroscopy (NIR), combined with multivariate analytical methods, can provide an efficient and precise alternative. The results show that reliable predictive models for terpene emissions from pine wood could be developed using NIR technology. For »-pinene and 3-carene, cross-validated correlation coefficients of R²CV = 0.77 were achieved, indicating good model quality. The mean deviation in cross-validation (RMSECV) was 1,257 μg/m³ for »-pinene and 1,232 μg/m³ for 3-carene. These models enable a rapid evaluation of product emissions, with model accuracy performing particularly well at medium and higher concentrations. However, limitations exist in the lower concentration range, which restricts the applicability of the method in such cases. The applicability to wood materials such as strands (long, thin chips) used for the production of OSB, proved problematic due to transmission effects and high spectral variability. To make the technology usable for woodbased materials, advanced calibration approaches are required.Overall, NIR technology represents a promising complement to existing analytical methods and opens up new perspectives for the sustainable processing of wood products...
Subjects: 
NIR-Spektroskopie
VOC
Terpene
Kiefernholz
NIR-spectroscopy
VOC
terpenes
pine wood
Persistent Identifier of the first edition: 
ISBN: 
978-3-86576-272-6
Creative Commons License: 
cc-by Logo
Document Type: 
Research Report
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