全尺寸健康綠建材逸散推估之討論

配 合 國 內 綠 建 材 標 章 制 度 推 廣 與 全 尺 寸 建 材 逸 散 模 擬 實 驗 室 的 建 置 完 成 ， 首 先 挑 選 已 獲 選 健 康 綠 建 材 標 章 之 木 質 合 板 及 木 質 塗 料 進 行 檢 測 。

■ 檢 測 重 點 主 要 為 ：

1.測 試 足 尺 實 驗 室 的 各 項 環 境 設 定 因 子 的 性 能 及 穩 定 性 。 2.驗 證 已 獲 得 綠 建 材 標 章 之 建 材 逸 散 特 性 及 健 康 評 估 。 3.小 尺 寸 建 材 資 料 庫 應 用 於 全 尺 寸 建 材 檢 測 之 推 估 比 對 。 一、Ⅰ-1：全尺寸合板類建材之檢測結果

(一 )實 驗 設 定

Ⅰ -1 實 驗 模 組 係 以 國 內 健 康 綠 建 材 設 定 之 標 準 測 試 條 件 下 進 行 檢 測 ， 環 境 設 定 上 ： 溫 度 為 25℃ 、 相 對 濕 度 為 50%、 外 氣 換 氣 率 0.5h^{- 1}、內 循 環 換 氣 率 3.0h^{- 1}。建 材 測 試 以 單 片 合 板 (183cm x 91.5cm x 1.2cm)10 片 平 舖 於 環 控 艙 內 ， 負 荷 率 為 0.4m²/m³， 而 指 標 污 染 物 針 對 TVOC 及 甲 醛 進 行 採 樣。木 質 合 板 之 氣 候 因 子 設 定 如 下 表 所 示 。

表4-13 Ⅰ-1 木質合板之氣候因子設定 氣 候 因 子 參 數 設 定

建 材 種 類

溫 度 (℃)

相 對 濕 度 (%)

外 氣 換 氣 率

(h^-1)

內 循 環 換 氣 率 (h^-1)

負 荷 率 (m^2/m³)

指 標 污 染 物

測 試 時 間

（hr）

乾 式

建 材 合 板 25 50 0.5 3.0 0.4 TVOC

HCHO 72

圖4-9 全尺寸合板類建材測試

(二 )實 驗 步 驟 1.選 擇 採 樣 點

採 樣 點 位 置 以 頂 艙 出 風 口 (S95 點 )及 回 風 口 (S97 點 )為 甲 醛 採 樣 點 ， 頂 艙 測 點 (S98 點 )為 VOCs 採 樣 點 ， 頂 艙 (S92 點 )以 INNOVA 1312 進 行 長 期 監 測 ， 頂 艙 (S99 點 )為 示 蹤 氣 體 SF⁶釋 放 點 ， 如 圖 4-11 所 示 。 在 採 樣 高 度 上 ， S95 點 以 人 體 呼 吸 帶 高 度 120 公 分 為 設 定 值 ， 如 圖 4-12， S97 與 S98 點 以 作 業 面 高 度 80 公 分 為 設 定 值，如 圖 4-13 及 4-14 所 示，採 樣 之 路 徑 以 最 短 路 徑 為 原 則 ， 避 免 路 徑 過 長 造 成 延 滯 或 失 壓 現 象 。

圖4-11 環控艙採樣點位置

圖4-12 環控艙S95 採樣點

甲醛採樣點(DNPH)

甲醛採樣點(XAD-2)

示蹤氣體 VOCs 採樣點

INNOVA 1312

圖4-13 環控艙S97 採樣點 圖4-14 環控艙S98 採樣點

2.採 樣 規 劃

採 樣 原 則 需 配 合 建 材 逸 散 特 性 進 行 適 當 規 劃 ， 本 次 採 樣 時 間 採 用 健 康 綠 建 材 試 驗 之 設 定 值。實 驗 歷 時 監 測 72 小 時 ， 在 採 樣 時 間 上 分 為 兩 階 段 ：

(1)VOCs 採 樣 以 測 試 前 段 為 0~24 小 時 ， 每 次 採 樣 時 間 為 1 小 時 測 試 ； 後 段 為 24~72 小 時 ， 每 次 採 樣 時 間 為 2 小 時 。 (2)甲 醛 採 樣 以 測 試 前 段 為 0~24 小 時 ， 每 次 採 樣 時 間 為 2 小

時 測 試 ； 後 段 為 24~72 小 時 ， 每 次 採 樣 時 間 為 4 小 時 。 3.建 材 置 入 環 控 艙

建 材 置 入 環 控 艙 內 需 考 量 環 控 艙 之 壓 差 及 溫 差 所 造 成 之 溫 度 及 濕 度 失 衡 問 題 ， 因 此 在 置 入 建 材 時 ， 本 實 驗 是 以 單 片 建 材 由 側 艙 門 分 批 進 入 主 試 驗 艙 ， 以 避 免 開 啟 主 艙 門 造 成 之 失 溫 失 壓 現 象，在 建 材 置 入 環 控 艙 時，建 議 在 10 分 鐘 內 完 成 舖 設 作 業 ， 以 降 低 人 為 所 造 成 之 誤 差 。

圖4-15 建材置入環控艙 (一)

4.採 樣 方 式

在 建 材 採 樣 上，採 樣 材 質 以 鐵 氟 龍 管 線 為 主，搭 配 XAD-2

、 DNPH 吸 附 管 及 採 樣 幫 浦 採 集 甲 醛 ， 在 VOCs 採 樣 上 使 用 不 鏽 鋼 採 樣 管 Tenax-TA 進 行 採 樣。在 採 樣 前 需 先 對 採 樣 幫 浦 作 流 量 調 校 ， 以 皂 泡 流 量 計 量 測 定 幫 浦 流 速 ， 並 調 整 其 流 量 之 精 確 度 。

圖4-16 建材置入環控艙 (二)

圖

4-17 環控艙採樣點分配

圖4-19 DNPH 甲醛採樣方式

(三)全 尺 寸 木 質 合 板 之 測 試 結 果 1.VOCs 之 歷 時 逸 散 變 化

本 研 究 依 據 我 國 健 康 綠 建 材 認 定 的 六 種 指 標 性 污 染 物 ( 苯 、 甲 苯 、 乙 苯 、 鄰 -二 甲 苯 、 間 -二 甲 苯 及 對 -二 甲 苯 )定 義 為 計 算 TVOC 之 基 準。依 定 性 結 果 發 現，木 質 合 板 主 要 探 討 對 象 為 甲 苯 (Toluene)、 乙 苯 (Ethylbenzene)、 二 甲 苯

(m,p,o-xylene)。

木 質 合 板 之 TVOC 濃 度 範 圍 介 於 27.702~753.651μ g/m³ 之 間。在 逸 散 濃 度 變 化 上，其 最 大 逸 散 濃 度 在 初 始 第 14 小 時

， 最 大 逸 散 濃 度 753.651μ g/m³， 測 試 36 小 時 後 濃 度 開 始 衰 減 至 298.817μ g/m³， 但 此 階 段 仍 緩 慢 衰 減 之 狀 態 ， 在 第 72 小 時 濃 度 衰 減 趨 緩 ， 其 逸 散 衰 減 至 141.257μ g/m³， 衰 減 變 化 未 呈 現 穩 定 狀 態 。

圖4-18 XAD-2 甲醛採樣方式

圖4-20 VOCs 採樣方式

To lu e n e 逸 散 濃 度 變 化

447

277

114

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

第一天 第二天 第三天 天數

μg/m³

其 中 以 Toluene 為 主 要 逸 散 之 化 合 物，圖 4-21 及 圖 4-22 為 說 明 測 試 三 天 之 濃 度 變 化 ， 發 現 初 始 8 小 時 內 合 板 逸 散 濃 度 並 不 高 及 艙 體 內 空 氣 仍 在 紊 流 狀 態，第 14 小 時 達 最 大 逸 散 濃 度 639.425μ g/m³， 在 衰 減 過 程 中 發 現 濃 度 值 呈 現 高 低 不 穩 定 變 化 。 研 究 發 現 ： 採 樣 受 到 S95 點 艙 體 風 速 的 干 擾 ， 因 此 未 來 在 瞬 間 風 速 變 化 須 控 制 其 穩 定 度 ， 以 減 少 實 驗 誤 差 。

圖4-21 Toluene 之歷時逸散濃度變化

圖4-22 逐日之Toluene 逸散濃度變化

健 康 綠 建 材 -合 板 之 V O C s逸 散 濃 度 變 化

0 100 200 300 400 500 600 700

0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 Time(hr)

Conc.(ug/m³)

toluene EB m,p-xylene o-xylene

圖 4-23 及 圖 4-24 為 說 明 EB、m,p-xylene 及 o-xylene 等 化 合 物 測 試 三 天 之 濃 度 變 化 比 較 ， 可 發 現 三 者 為 呈 現 低 濃 度

且 穩 定 衰 減 。

圖4-23 EB、m,p-xylen 及o-xylene 之歷時逸散濃度變化

圖4-24 逐日之EB、m,p-xylene 及o-xylene 逸散濃度變化

TVOC 之 逸 散 因 子 範 圍 介 於 103.51~1039.76μ g/m²*hr 之

圖 4-25 及 圖 4-26 為 說 明 測 試 三 天 Toluene 之 逸 散 因 子 變 化，發 現 初 始 6 小 時 內 合 板 逸 散 因 子 不 高，第 14 小 時 達 最 高 逸 散 因 子 883.292μ g/m²*hr，過 程 中 發 現 逸 散 速 率 亦 受 到 風 速 的 干 擾，使 變 化 趨 勢 產 生 數 次 跳 動，而 逸 散 因 子 至 第 72 小 時 仍 未 呈 現 穩 定 狀 態 。 圖 4-27 及 圖 4-28 為 說 明 EB、

m,p-xylen 及 o-xylene 化 合 物 測 試 三 天 之 逸 散 因 子 變 化 。 圖4-25 Toluene 之歷時逸散因子變化

圖4-26 逐日之Toluene 逸散因子變化

健 康 綠 建 材 -合 板 之 V O Cs 逸 散 因 子 變 化

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 Time(hr)

E.F.(ug/m²*hr)

toluene EB m,p-xylene o-xylene

To lu e n e 逸 散 率 變 化

758

389

171

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

第一天 第二天 第三天 天數

μg/m²*h

EB m ,p -x y le n e o -x y le n e 逸 散 率 變 化

圖4-27 EB、m,p-xylene 及o-xylene 之歷時逸散因子變化

圖4-28 逐日之EB、m,p-xylene 及o-xylene 逸散變化

健 康 綠 建 材 -合 板 甲 醛 逸 散 濃 度 變 化

0 0.01 0.02 0.03 0.04

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 Time(hr)

ppm

衰 減 變 化 呈 現 穩 態 趨 勢 。

圖4-29 97 採樣點甲醛逸散濃度變化

在 逸 散 模 式 上 ， 木 質 合 板 為 多 層 膠 合 板 材 ， 建 材 會 因 厚 度 之 增 加 或 層 次 之 增 加 ， 而 產 生 內 部 質 傳 效 應 。 在 歷 時 測 試 時 ， 會 因 表 面 流 速 、 換 氣 率 及 內 部 質 傳 效 應 的 關 係 ， 造 成 差 異 較 大 的 濃 度 變 化 ， 影 響 測 試 之 衰 減 變 化 。

Ⅰ -1 實 驗 模 組 中 發 現 如 下 ：

1.選 擇 採 樣 點 應 考 量 艙 體 內 部 風 速 變 化 ：

風 速 瞬 間 急 遽 變 化 會 影 響 測 點 所 吸 附 之 化 合 物 質 量 。 2.DNPH 吸 附 管 能 更 有 效 、 精 確 地 採 集 低 濃 度 甲 醛 。

二、Ⅰ-2：全尺寸塗料類建材之檢測結果 (一 )實 驗 設 定

Ⅰ -2 實 驗 模 組 係 以 國 內 健 康 綠 建 材 設 定 之 標 準 測 試 條 件 下 進 行 檢 測 ， 環 境 設 定 上 ： 溫 度 為 25℃ 、 相 對 濕 度 為 50%、 外 氣 換 氣 率 0.5h^{- 1}、 內 循 環 換 氣 率 3.0h^{- 1}。 建 材 測 試 以 木 質 塗 料 (750mL*2)均 勻 塗 佈 於 10 片 合 板 表 面，負 荷 率 為 0.4m²/m³，而 指 標 污 染 物 針 對 TVOC 及 甲 醛 進 行 採 樣 。 木 質 塗 料 之 氣 候 因 子 設 定 如 表 4-14 所 示 。

表4-14 Ⅰ-2 複合建材之氣候因子設定 氣 候 因 子 參 數 設 定

建 材 種 類

溫 度 (℃)

相 對 濕 度 (%)

外 氣 換 氣 率

(h^-1)

內 循 環 換 氣 率 (h^-1)

負 荷 率 (m^2/m³)

指 標 污 染 物

測 試 時 間

（hr）

複 合 建 材

合 板

塗 料 25 50 0.5 3.0 0.4 TVOC

HCHO 72 (二 )實 驗 步 驟

1.選 擇 採 樣 點

採 樣 點 位 置 以 頂 艙 回 風 口 (S97 點 )為 VOCs 採 樣 點，頂 艙 測 點 (S98 點 )為 甲 醛 採 樣 點 (DNPH 吸 附 管 )， 頂 艙 (S92 點 )以 INNOVA 1312 進 行 長 期 監 測 ， 如 圖 4-30 所 示 。

圖4-30 環控艙採樣點位置 2.採 樣 規 劃

採 樣 原 則 需 配 合 建 材 逸 散 特 性 進 行 適 當 規 劃 ， 本 次 採 樣 時 間 採 用 健 康 綠 建 材 試 驗 之 設 定 值。實 驗 歷 時 監 測 72 小 時 ， 在 採 樣 時 間 上 分 為 兩 階 段 ：

(1)VOCs 採 樣 以 測 試 前 段 為 0~24 小 時 ， 每 次 採 樣 時 間 為 1 小

VOCs 採樣點(DNPH)

甲醛採樣點(DNPH)

INNOVA 1312

圖4-32 塗佈木質塗料(二) 時 測 試 ； 後 段 為 24~72 小 時 ， 每 次 採 樣 時 間 為 2 小 時 。 (2)甲 醛 採 樣 以 測 試 前 段 為 0~24 小 時 ， 每 次 採 樣 時 間 為 2 小

時 測 試 ； 後 段 為 24~72 小 時 ， 每 次 採 樣 時 間 為 4 小 時 。 3.塗 佈 作 業

進 行 塗 佈 作 業 時 ， 需 事 先 準 備 防 護 裝 備 及 刷 子 ， 建 議 在 20 分 鐘 內 完 成 塗 佈 作 業 ， 以 降 低 人 為 所 造 成 之 誤 差 。

圖4-31 塗佈木質塗料(一)

4.採 樣 方 式

在 建 材 採 樣 上，採 樣 材 質 以 鐵 氟 龍 管 線 為 主，搭 配 DNPH 吸 附 管 及 採 樣 幫 浦 採 集 甲 醛，在 VOCs 採 樣 上 使 用 不 鏽 鋼 採 樣 管 Tenax-TA 進 行 採 樣。在 採 樣 前 需 先 對 採 樣 幫 浦 作 流 量 調 校

， 以 皂 泡 流 量 計 量 測 定 幫 浦 流 速 ， 並 調 整 其 流 量 之 精 確 度 。 (三)全尺寸複合建材 (合板 +木 質 塗 料 )之 測 試 結 果

1.VOCs 之 歷 時 逸 散 變 化

複 合 建 材 依 定 性 結 果 ， 發 現 主 要 探 討 對 象 為 甲 苯

(Toluene)、 二 甲 苯 (m,p,o-xylene)。 複 合 建 材 之 TVOC 濃 度 範 圍 介 於 40.653~2375.851μ g/m³之 間 。 在 逸 散 濃 度 變 化 上

，其 最 大 逸 散 濃 度 在 初 始 第 2 小 時，最 大 逸 散 濃 度 2375.851 μ g/m³， 在 衰 減 過 程 中 發 現 濃 度 值 呈 現 高 低 不 穩 定 變 化 ， 第 72 小 時 之 逸 散 濃 度 為 78.376μ g/m³，低 於 WHO 所 建 議 之 基 準 值 300μ g/m³。

其 中 以 Toluene 為 主 要 逸 散 之 化 合 物，圖 4-33 及 圖 4-34

健康綠建材-複合建材之TVOC逸散因子變化

0 1000 2000 3000 4000 5000

0 12 24 36 48 60 72

Time(hr) E.F.(ug/m²*hr)

變 化 ， 直 至 第 72 小 時 之 TVOC 逸 散 因 子 為 120.92μ g/m²*hr

。若 以 國 內 綠 建 材 標 章 健 康 綠 建 材 TVOC 逸 散 因 子 標 準 值 比 較

， 則 全 尺 寸 複 合 建 材 低 於 於 基 準 值 EF^{4 8}=190μ g/m²*hr。

圖4-35 複合建材之TVOC 逸散因子變化

2.甲 醛 之 逸 散 變 化

在 甲 醛 採 樣 上 採 用 DNPH 吸 附 管 進 行 採 樣，測 試 結 果 發 現 複 合 建 材 之 甲 醛 逸 散 濃 度 範 圍 介 於 6.11~40.54μ g/m³之 間 ， 如 圖 4-36 所 示 ， 逸 散 濃 度 皆 在 0.1ppm 標 準 之 下 ， 顯 示 合 板 建 材 塗 佈 木 質 塗 料 仍 為 低 逸 散 甲 醛 之 建 材 。 在 逸 散 變 化 上 ， 其 最 大 逸 散 濃 度 在 初 始 第 12 小 時 ， 最 大 逸 散 濃 度 40.54μ g/m³， 測 試 46 小 時 後 濃 度 開 始 衰 減 至 20.51μ g/m³， 衰 減 變 化 呈 現 穩 態 趨 勢 。

圖4-36 98 採樣點甲醛逸散濃度變化

健康綠建材-合板及木質塗料之甲醛逸散濃度變化

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60

Time(hr)

ppm

三 、 全 尺 寸 健 康 綠 建 材 逸 散 推 估 (一 )目 的 說 明

根 據 前 期 研 究 ， 對 小 尺 寸 建 材 部 分 已 有 完 整 的 研 究 成 果 ， 彙 整 各 年 度 檢 測 報 告 並 建 立 「 小 尺 寸 建 材 逸 散 資 料 庫 」 以 提 供 參 考 。

對 於 全 尺 寸 建 材 及 傢 俱 類 之 逸 散 情 形 ， 則 需 透 過 全 尺 寸 環 控 艙 模 擬 實 質 空 間 來 描 述 ， 以 反 映 大 型 建 材 之 逸 散 行 為 。 而 本 研 究 首 先 利 用 通 過 健 康 綠 建 材 認 證 之 建 材 ， 在 標 準 狀 態 下 (25℃ 、 50％ 、 0.5h^{- 1})， 針 對 全 尺 寸 環 控 艙 所 產 生 的 逸 散 量 進 行 推 估 比 對， 以 驗 證

「 小 尺 寸 建 材 逸 散 資 料 庫 」 推 估 全 尺 寸 建 材 逸 散 濃 度 之 可 行 性 及 應 用 性 。

(二 )推 估 方 法

利 用 污 染 物 質 量 平 衡 理 論

3 0(Mass Balance Model)對 全 尺 寸 建 材 之 逸 散 濃 度 進 行 推 估 值 計 算，如 圖 4-37 所 示。針 對 實 驗 目

的 將 質 量 平 衡 系 統 作 以 下 基 本 假 設 ：

系 統 內 部 為 均 勻 混 合 系 統 ， 物 種 濃 度 並 無 損 失 ， 無 沉 降 、 過 濾 效 應 ， 根 據 以 上 假 設 ， 可 以 得 到 環 控 箱 中 濃 度 ：

VOL ACH

AREA Cv

_TRH

ER

^TRHCv

×

= ^{, ,} ×

, （ 式 4-1）

其 中 ， ER： 溫 度 T、 相 對 濕 度 RH、 濃 度 T,Cv,RH 時 ， 逸 散 因 子 ， mg/m²h AREA： 樣 本 表 面 積 ， m²

ACH： 室 內 外 換 氣 率 ， h^{- 1} VOL： 室 內 體 積 ， m³

CvT,RH： 穩 定 狀 態 下 ， 溫 度 T、 相 對 濕 度 RH 時 ， 室 內 濃 度 ， mg/m³

而 樣 本 表 面 積 (m²)與 空 間 體 積 (m³)可 以 用 負 荷 率 (m²/m³)表 示 ， 因 此 計 算 公 式 簡 化 為 ：

3 0 Matthews, T.G., Wilson D.L., Thompson, A.J., Mason, M.A., Bailey, S.N., and Nelms, L.H., terlaboratory Comparison of Formaldehyde Emission from Particle Board Underlayment in Small Scale Environment Chambers, Journal of the Air Pollution Control Association, Vol. 37, p1320, 1987.

圖4-37 質量平衡系統圖

圖4-37 質量平衡系統圖

在文檔中 健康綠建材性能實驗研究 子計畫二全尺寸建材於本土氣候試驗條件下揮發性有機物質逸散變化之研究 (頁 90-106)