第三章 國內、外建材逸散 TVOC 檢測標準試驗方法探討
第二節 國際建材逸散 TVOC 試驗標準項目及內容
目前綜觀國際上「綠建材標章」中有關「低揮發性有機物質 (VOCs)」及「低甲醛逸散(Formaldehyde)」測試方法，主要分為產 品之「含量」及「逸散量」兩種方式，若以環境面向之室內空氣 品質(Indoor Air Quality)健康觀點思考，主要都是在限制建材產品 於室內環境中之「逸散量」(例如,mg/m3)或「逸散速率」 (例 如,mg/m2*hr)，以保障人們居住在室內環境之健康性，並有效管制 建材產品之濫用。彙整國際有關建材逸散 TVOC 及甲醛試驗標準 方 法 ， 主要 包 括美 國 工 業 ASTM5116 及 ISO 國 際 標準 組 織 ISO16000 及日本 JIS A 及歐盟 AgBB 等，相關建材逸散 TVOC 及 甲醛建立之試驗標準分別詳述如下：
一、美國材料試驗協會(ASTM)相關測試標準 ASTM D5116-17 ASTM D5116-17: Standard Guide for Small-Scale Environmental Chamber Determinations of Organic Emissions from Indoor Materials/Products，該標準為同時為內政部建築研究所建構 檢測建築材料試驗之主要參考依據，其精神主要是藉由「小型環 境試驗室（Small-Scale Chamber）」對室內產品與材料之有機物逸 散情形進行檢測評估。此試驗標準於 1997 年發表第 1 版，後續分 別 2006 年更新第 2 版，2010 年更新第 3 版，現行最新為 2017 年 更新第 4 版，有關 ASTM D5116-17 之標準主要內容及項目如表 3-5 所示。
在小型環境試驗艙試驗之限制，一般而言僅小尺寸試件才能 測試，大型建材需經切割（例如：地毯，門框）；而完整的設置
（如家具）或燃燒行為（如：媒油加熱器）或活動行為（使用氣 溶膠噴射產物）均不適合在小試驗艙進行測試。
表 3-5 ASTM D5116 試驗標準主要內容項目
編號 內容 標準封面
1 範圍 2 參考文獻 3 專有名詞 4 重要性與操作 5 設施與設備 6 採樣與分析 7 試驗設計 8 試驗程序 9 資料分析
10 品質保證╱品質管制 11 測試結果報告
12 關鍵字
(資料來源：ASTM D5116，2017)
其中，主要提供設施與設備、建材之採樣分析、試驗設計及 程序與資料分析等主要內容，規範試驗建材有機逸散物質之檢測 原理和操作經驗，一般進行小型建材試驗時，均參考此法之原則，
進行試驗室之規劃與訂定試驗流程，國外相關標準試驗法中多引 用 ASTM 之標準，在小型 Chamber 設計上有多種，以 ADPAC System 為例，主要為不鏽鋼製之圓桶型 Chamber，尺寸有 20、100、
或 280 公升，依循 ASTM 及 ECA 的報告所製作，其他裝置包含純 淨空氣供應、加濕器和幫浦等，參數如表 3-6。
本研究依據 ASTM D5116-17 內容所述，比對現有試驗設施 及試驗程序等相關事項，使試驗室與 ASTM D5116-97 所規範之內 容具一致性。
表 3-6 ASTM D5116-17 所列舉之各項參數值
ASTM D5116-97 項目 定義值 建議值 案例值 備註 4.2.4.3 木製品甲醛逸散
測 試 時 之 表 面
風速 0.3-0.5m/s
4.2.4.3 室內住宅一般氣
流速 0.07 m/s
5.2 環境實驗室 小型＜5m3
大型＞5m3 5.2.3 一般風速計最低偵
測極限 3-5cm/s
5.2.3 標準表面風速 5-10cm/s
36~253℃ 熱脫附溫度 5.2.3 表面風速測定之水
平高度 1CM
5.3 注 入 潔淨空氣之 生 成系統之單一有機 物濃度
一般＜2μg/m3 TVOC＜10μg/m3 5.4 溫 濕 度測定器與 試
驗箱距離 ＞5cm
8.2.1 HEADSPACE 測
試法之容器體積 ＜1L
8.2.1 常態溫度 23℃
8.3.3 濕式建材塗於樣品 版至送進 GC 前之
時間 ＜10min
8.4.2 室內換氣率 0.5
8.4.2 室內空氣混合度 99.9％
(資料來源：ASTM D5116，2017)
在 ASTM 所規範之設備與裝置中，說明被設計用來分析建材 或其他室內消耗性產品所逸散之有機化合物的儀器系統必須包含：
試驗室、潔淨空氣產生系統、監控系統、樣品收集及分析裝置、
標準品製造和校正系統。
圖 3-2 ASTM D5116 標準之環控試驗艙示意圖
小型環境試驗室如圖 2-1-2 是 ASTM D5116-17 設計用來對各 種不同類型建材和消耗產品的樣品做檢測，試驗室的範圍可從數 升到 5m3。一般而言，超過 5m3的試驗室被認為是” 足尺”。全尺 寸試驗室可以測試完整裝置，如：家具。也可以用來測試有動作 的，如：噴漆。對本研究而言，小試驗室被設計可以去對較大的 材料和產品做測試，但卻不能對全尺寸的實際材料或實作程序作 測試。
二、國際標準組織(ISO)相關測試標準-ISO 16000
International Organization for Standization (ISO)關於室內空 氣試驗訂定 ISO 16000 系列標準方法共有 36 項，其中和健康綠建 材相關標準包括 ISO16000-3、ISO 16000-6 及 ISO16000-9 等標準，
其標準之詳細說明如下所示：
ISO 16000-3
Indoor air - Part 3: Determination of formaldehyde and other carbonyl compounds in indoor air and test chamber air -- Active sampling method (2011).室內空氣-甲醛及其他羰基之測定-主 動採樣方法)，包括：範圍、規範參考文獻、原理、限制及 干擾、一般通則、臭氧干擾、安全措施、儀器設備、試樣預 備、試樣分析、試劑、採樣管及試藥之備製、2,4-dinitropheny lhydrazine 的純化、 DNPH-formaldehyde 衍生液的準備、
DNPH-formaldehyde 標準品的準備、包覆 DNPH 之矽膠採樣 管的準備、步驟、試樣收集、空白分析、試樣分析、計算、
性能標準及品質保證、一般通則、標準操作程序、HPLC 系 統之性能、採樣失誤、精密度及不確定度、DNPH-羰基衍生 物之熔點、參考書目。如表 3-3。
表 3-7 ISO 16000-3 試驗標準主要內容項目 編號 內容
1 範圍
2 規範參考文獻 3 原理
4 限制及干擾 5 安全措施 6 儀器設備 7 試劑
8 採樣管及試藥之備製 9 步驟
10 計算
11 性能標準及品質保證 12 精密度及不確定度 附錄 A 精密度及不確定度
附錄 B DNPH-羰基衍生物之熔點
(資料來源：ISO 16000，2017)
ISO 16000-6:
Indoor air Part 6: Determination of volatile organic compounds in indoor and test chamber air by active sampling on Tenax TA sorbent, thermal desorption and gas chromatography using MS or MS-FID (2011).
室內空氣-揮以 Tenax TA 吸附、熱脫附及利用 MS/FID 進行 氣體氣相色譜分析方式，針對室內或測試艙空氣進行主動式 採樣揮發性有機化合物之測定)，包括：範圍、參考文獻、
定義、原則、試藥及材料、儀器設備、吸附管之調適化及保 存、調適化、採樣前調適化吸附管之保存、採樣泵之校正、
採樣、室內空氣採樣、測試環控箱採樣、採樣體積、裝載樣 本的保存、現場空白、分析、一般通則、熱脫附、升溫程序、
樣本分析、單一 VOCs 之認定、採樣空氣之濃度分析、一般 通則、VOCs、TVOC、VVOC 及 SVOC、績效特性、測試報 告、品質控制、環控箱之建築產品及室內空氣偵測化合物之 舉例、Tenax TA 吸附上有效的有機蒸汽採樣體積、溶劑於 Tenax TA 吸附管中之回收率、參考書目。如表 3-8。
表 3-8 ISO 16000-6 內容試驗標準主要內容項目 編號 內容
1 範圍
2 規範參考文獻 3 代號及定義 4 原理
5 試藥及材料 6 儀器設備
7 吸附管之調適化及保存 8 採樣
9 分析
10 個別 VOC 之辨識 11 採樣空氣之濃度分析 12 績效特性
13 測試報告 14 品管
附錄 A 環控艙建築產品及室內空氣偵測化合物之舉例
附錄 B Tenax TA 吸附有效的有機蒸汽採樣體積 附錄 C 溶劑於 Tenax TA 吸附管之回收率
附錄 D 與 VOCs 連同測定 VVOC 和 SVOC
(資料來源：ISO 16000，2017)
ISO 16000-9
Indoor air -- Part 9: Determination of the emission of volatile organic compounds from building products and furnishing --Emission test chamber method (2006).ISO 16000-9 艙體試驗 法為 2006 年出版，並沿用至今。室內空氣-從建築產品及室 內家具揮發性有機化合物逸散之測定-逸散測試艙測試方法)，
包括：範圍、規範參考文獻、名詞與定義、符號與縮寫、準 則、逸散測試環控箱系統、儀器、測試條件、測試條件確認、
測試試體、逸散測試環控箱系統的準備、測試方法、逸散速 率及實驗結果面積計算的說明、性能特性、測試報告、系統 的品質保證/品管、在模式空間中空氣流速的案例、逸散測試 環控箱的一般說明、參考書目。如表 3-9。
表 3-9 ISO 16000-9 試驗標準主要內容項目
編號 內容 標準封面
1 範圍
2 規範性引用 3 專有名詞及定義 4 符號及縮寫 5 原則
6 逸散試驗艙系統 7 儀器
8 試驗條件 9 測試條件確認 10 測試試件
11 逸散試驗艙準備 12 試驗方法
13 特定面積逸散率計算及結果 14 性能特徵
15 測試報告
附錄 A 系統的品質保證/品管
附錄 B 模式空間中空氣流速的案例 附錄 C 環控艙逸散測試的一般說明
(資料來源：ISO 16000，2017)
(一)測試原理：
本方法主要用於室內建材與產品中揮發性有機物質（Volatile Organic Compounds，VOCs）之空氣採樣方式；利用小尺寸環境控 制箱模擬室內環境條件，將欲測試之建築材料或傢俱置入，待建 材 中 揮 發 性 有 機 物 質 逸 散 至 穩 定 狀 態 ， 透 過 不 鏽 鋼 吸 附 管 (Tenax-TA)進行吸附，再以自動熱脫附儀(ATD)設定成 Off-Line 模 式進行熱脫附後注入氣相層析質譜儀（GC/MS）分析，對揮發性 有機物質進行定性與定量分析。
(二)適用範圍
本方法適用於室內常見小尺寸建材揮發性有機物質之逸散 濃度測試。模擬其逸散揮發性有機物質之濃度變化，以計算其逸 散率與衰減情形。，(三)建材樣本測試分析:1.設定環控箱之環境條 件：溫度 25℃、相對濕度 50﹪、換氣量(0.5 h-1)。2.環控箱性能測 試：環控箱穩定度測試須符合 ASTM D5116-06 之性能規範，如表 3-10 所示。
表 3-10 ISO 16000-9 之各項參數準確度及精密度
參 數 準 確 度 精 密 度
溫 度，°C ±0.5 ±0.5
相對濕度，% ±5.0 ±5.0
空氣流速，% ±5.0 ±5.0
樣品的測試面積，% ±1.0 ±1.0
時間，% … ±1.0
有機物濃度，% RSD … ±15.0
逸散因子，% … ±20.0
(資料來源：ISO 16000)
3.採樣選擇：依據相關小尺寸環控研究，選擇排氣導管之採樣 口進行採樣。ISO 16000-9 逸散試驗艙示意圖如下圖 3-3
圖 3-3 ISO 16000-9-艙體法示意圖
(資料來源)
三、韓國 친환경 건축자재 SPS-KACA008-138 (2015) 韓國之健康綠建材標章係依 Green Building Certification Collective Standard (SPS-KACA008-138) - Small Chamber Method 試驗方法於 2002 年第 1 版發行，2015 年修訂第 2 版。有關 SPS-KACA008-138 之標準主要內容及項目如表 3-11 所示
表 3-11 韓國 SPS-KACA008-138 試驗標準主要內容項目
編號 內容 標準封面
1 適用範圍 2 引用規則
3 定義縮寫符號單位 4 原則
5 設備 6 測試條件 7 測試條件驗證
8 產品取樣、運輸和儲存 9 逸散試驗艙準備
10 測試試件準備 11 試驗方法 12 分析方法
13 特定面積逸散率計算及結果 14 測試報告
(資料來源：SPS-KACA008-138，2015)
透過計算逸散艙體中的空氣濃度，累積空氣流動通道和樣品的 表面積來確定每單位面積的揮發性有機化合物和甲醛的逸散量方 法。將逸散測試室內的空氣與溫度，相對濕度和通風完全混合，
試驗逸散測試艙內的空氣濃度，空白濃度和通風量，以確定出口
處的空氣，計算每單位面積的揮發性有機化合物和甲醛在某個時 間 t 逸散量。
圖 3-4 韓國綠色建築認證分析標準（SPS-KACA008-138）-艙體法 意圖
(資料來源)
四、日本工業規格協會(JIS)相關測試標準：JIS A 1901:2015 日本之健康綠建材標章係依循 Green Building Certification Collective Standard (SPS-KACA008-138) - Small Chamber Method 試驗方法。透過計算逸散艙體中的空氣濃度，累積空氣流動通道 和樣品的表面積來確定每單位面積的揮發性有機化合物和甲醛的
四、日本工業規格協會(JIS)相關測試標準：JIS A 1901:2015 日本之健康綠建材標章係依循 Green Building Certification Collective Standard (SPS-KACA008-138) - Small Chamber Method 試驗方法。透過計算逸散艙體中的空氣濃度，累積空氣流動通道 和樣品的表面積來確定每單位面積的揮發性有機化合物和甲醛的