第四章 單一乾式建材試驗結果與實場驗證分析
第二節 小尺寸與全尺寸建材逸散性能比對
使用內政部建築研究所性能實驗中心「全尺寸建材逸散實驗室」,(以下 簡稱全尺寸系統),進行2 組實驗建材逸散性能比對,將其量測結果與「小尺 寸建材逸散量測系統」,(以下簡稱小尺寸系統)測試結果進行比對分析,探 討兩者關係。
一、 試驗目的
比對相同單一建材,在相同溫濕度、換氣率、負荷率、量測儀器狀況 下,小尺寸系統與全尺寸系統量測結果。實驗設備如圖4-2 及圖 4-3 所示。
圖4-2 小尺寸建材逸散試驗系統 圖 4-3 全尺寸建材逸散實驗系統
(資料來源:本研究整理) (資料來源:本研究整理)
二、 試驗方法
選擇本研究案選取之天花板類及牆壁類建材,分別用矽酸鈣板及合板,
將試驗分為二組,施做建材選擇一般裝修常用之建材,詳表4-4 所示,於全 尺寸系統進行量測。在全尺寸健康綠建材測試環境上依據我國健康綠建材檢 測條件設定,於標準狀態下(25℃、50%、0.5h-1)進行 48 小時歷時量測,詳表 4-5 所示。在 VOCs 及甲醛採樣點皆設置頂艙回風口(S97 點),如圖 4-4 所示
。在採樣高度上,針對艙體頂部空間採樣。比對各組量測數據,進行準確度 判定,判定依據為小尺寸系統量測值和全尺寸系統量測值的平均相對誤差。
表4-4 小尺寸與全尺寸性能比對各組使用建材
組數 試驗建材
小尺寸與全尺寸建材比對一
矽酸鈣板
小尺寸與全尺寸建材比對二 合板
(資料來源:本研究整理)
表4-5 實驗系統環境條件設定
項目 小尺寸 全尺寸
環控艙
體積 2.25 m
355 m
3內循環 無 3 ACH
採樣點 HeadSpace 採樣
(儀器周邊溫控 23℃) HeadSpace 採樣 (儀器周邊無溫控) 換氣率 0.5 h
-10.5 h
-1溫度 25℃ 25℃
濕度 50%RH 50%RH
負荷率 0.4 m
2/m
30.4 m
2/m
3(資料來源:本研究整理)
圖4-4 全尺寸環控艙採樣點設置
(資料來源:內政部建築研究所,2010)
三、 試驗結果
(一) 比對一:天花板類單一建材測試
選擇天花板類建材-矽酸鈣板,於小尺寸及全尺寸系統進行測試。於全尺 寸系統內,地面平鋪方式,矽酸鈣板平鋪位置詳圖4-5 所示,針對 TVOC、
VOCs
HCHO
甲醛進行48 小時連續量測,量測結果詳表 3-6。
在全尺寸系統放入22 m2面積之矽酸鈣板,經48 小時連續量測發現,在 TVOC 部分,初始逸散濃度為 0.022mg/m3、逸散因子為0.028mg/m2.hr,至 第24 小時逸散因子為 0.031 mg/m2.hr,均呈現穩態釋放,第 48 小時逸散濃 度為0.037mg/m3、逸散因子為0.046mg/m2.hr,與在小尺寸系統測試結果相 比,小尺寸測試數據初始逸散濃度為0.033mg/m3、逸散因子為0.041mg/m2
.hr,衰減至第 24 小時逸散因子為 0.044 mg/m2.hr,且均為穩態釋放,第 48 小時逸散濃度為 0.036mg/m3、逸散因子為0.044mg/m2.hr,兩系統測試結 果在第48 小時逸散因子之標準偏差為 1.32%,如圖 4-6 所示。
在甲醛部分,全尺寸系統初始逸散濃度為0.001mg/m3、逸散因子為 0.001mg/m2.hr,衰減至第 24 小時逸散因子為 0.001mg/m2.hr,逸散過程均 成穩態釋放,第48 小時逸散濃度為 0.001mg/m3、逸散因子為0.001mg/m2. hr,與在小尺寸系統測試結果相比,小尺寸測試數據在初始逸散濃度為 0.004mg/m3、逸散因子為0.004mg/m2.hr,衰減至第 24 小時逸散因子為 0.004 mg/m2.hr,逸散過程均成穩態釋放,第 48 小時逸散因子為 0.002 mg/m2.hr
,兩系統測試結果在第48 小時逸散因子之標準偏差為 11.47%,如圖 4-7 所 示。
表4-6 天花板類-全尺寸與小尺寸比對量測結果
施做建材
TVOC
mg/m
2.h 甲醛
mg/m
2.h
小尺寸 全尺寸 小尺寸 全尺寸
壁紙 0.044 0.046 0.002 0.001
標準偏差 1.32% 11.47%
備註 單面逸散測試 單面逸散測試 單面逸散測試 單面逸散測試
(資料來源:本研究整理)
圖4-5 天花板類-矽酸鈣板全尺寸鋪設情形
(資料來源:本研究整理)
天花板材-矽酸鈣板甲醛濃度比對
0 0.05 0.1 0.15 0.2
0 4 8 12 16 20 24 hr28 32 36 40 44 48 52
mg/m2 .hr
小尺寸-甲醛 全尺寸- 甲醛
天花板材-矽酸鈣板TVOC逸散率比對
0 0.05 0.1 0.15 0.2
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52
hr
mg/m2.hr
小尺寸TVOC 全尺寸- TVOC
圖4-6 天花板-矽酸鈣板之全尺寸及小尺寸性能 TVOC 比對圖
(資料來源:本研究整理)
圖4-7 天花板-矽酸鈣板之全尺寸及小尺寸性能甲醛比對圖
(資料來源:本研究整理)
(二) 比對二:牆壁類單一建材測試
選擇牆壁類建材-合板,於小尺寸及全尺寸系統進行測試。於全尺寸系統 內,地面平鋪方式,合板平鋪位置如圖4-8 所示,針對TVOC、甲醛進行 48 小時連續量測,量測結果詳表4-7 所示。
在全尺寸系統放入22 m2面積之合板,經48 小時連續量測發現,在 TVOC 部分,初始逸散濃度為0.056mg/m3、逸散因子為0.070mg/m2.hr,至第 24
小時逸散因子為0.134 mg/m2.hr,逸散濃度及逸散速率約有上升趨勢,第 48 小時逸散濃度為0.061mg/m3、逸散因子為0.076mg/m2.hr,與在小尺寸系統 測試結果相比,小尺寸測試數據在,初始逸散濃度為0.148mg/m3、逸散因子 為0.184mg/m2.Hr,衰減至第 24 小時逸散因子為 0.144 mg/m2.hr,呈現衰 退釋放,第48 小時逸散濃度為 0.071mg/m3、逸散因子為0.089mg/m2.hr,
兩系統測試結果在第48 小時逸散因子之標準偏差為 1.32%,如圖 4-9 所示。
在甲醛部分,全尺寸系統初始逸散濃度為0.020mg/m3、逸散因子為 0.025mg/m2.hr,衰減至第 16 小時逸散因子為 0.004mg/m2.hr,逸散過程均 成穩態釋放,第48 小時逸散濃度為 0.001mg/m3、逸散因子為0.001mg/m2. hr,與在小尺寸系統測試結果相比,小尺寸測試數據在初始逸散濃度為 0.036mg/m3、逸散因子為0.046mg/m2.hr,衰減至第 16 小時逸散因子為 0.007 mg/m2.hr,逸散過程均成穩態釋放,第 48 小時逸散因子為 0.002 mg/m2.hr
,兩系統測試結果在第48 小時逸散因子之標準偏差為 11.47%,如圖 4-10 所 示。
表4-7 牆壁類-全尺寸與小尺寸比對量測結果
施做建材
TVOC
mg/m
2.h 甲醛
mg/m
2.h
小尺寸 全尺寸 小尺寸 全尺寸
合板 0.089 0.076 0.002 0.001
標準偏差 13.14% 11.47%
備註 單面逸散測試 單面逸散測試 單面逸散測試 單面逸散測試
(資料來源:本研究整理)
圖4-8 牆壁類-合板全尺寸鋪設情形
(資料來源:本研究整理)
牆壁類-合板TVOC逸散速率比較
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250
0 10 20 Time30 40 50 60
mg/m2hr
全尺寸-TVOC 小尺寸-TVOC
圖4-9 牆壁類-合板之全尺寸及小尺寸性能 TVOC 比對圖
(資料來源:本研究整理)
牆壁板類-合板甲醛逸散速率比較圖
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 time
mg/m2*hr
全尺寸-甲醛 小尺寸甲醛
圖4-10 牆壁類-合板之全尺寸及小尺寸性能甲醛比對圖
(資料來源:本研究整理)
透過上述2 者比對,合板比對過程中,在前 24 小時差異性偏大,尤其再 起使階段差距達近2 倍左右,推估全尺寸環控艙於至入建材前期,環控艙並 未到達穩定,導致試驗結果差異性較高。