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建材揮發性有機化合物檢測實驗

第三章 建材逸散物質檢測實驗

第四節 建材揮發性有機化合物檢測實驗

依據上述原則,在天花構造方面,選定礦纖及玻璃纖維天花板;

在牆體方面,選定木作夾板及 PVC 壁紙;在地板方面,選定辦公室地 毯及 PVC 地磚,選定六組常用建材後,以本所「建築室內逸散物質檢 測分析實驗室」進行檢測實驗分析。

第四節 建材揮發性有機化合物檢測實驗

(一)建材 VOCs 檢測定性實驗結果

經由本所實驗設備之定性定量檢測分析實驗,六種建材在 VOC 的定性檢測,呈現出較單一性,尤以Toluene 存在於天花、地板及牆 材等六種樣材中,均有其成分之存在。

透過 GCMS 儀器的實驗分析,可將各種建材之 VOCs 成分與種 類,填入表 3-4-1 中,該表為總表與次表之編碼,未來將可透過該編 碼查核特定實驗條件下,各種揮發性有機化合物質的衰減速率與衰減 至穩態時所需之時間。

表 3-4-1 VOC 衰減總表編碼索引

建材分類 材料名稱 TVOC VOCs

01 玻纖天花板 T 01

02 礦纖天花板 T 01

02

天花板材料 (C)

---

---

---01 地磚 T 01

02 地毯 T 01

02

地板材料 (F)

---

---

---01 夾板 T 01

02

02 壁紙 T 01

牆壁材料 (W)

---

---

--- ---

--- --- ---

---□ 符號意義說明:

1. 逸散總表(TVOC)

編碼方式:W001-T, W002-T, W003-T, …………

2. 逸散次表(VOCs)

編碼方式:W001-V-01, W001-V-02, W001-V-03, …………

(二)建材 VOCs 檢測定量實驗結果

六種建材對 TVOC 之濃度衰減實驗結果,每一實驗經過約 20 小時 之測試,發現其初期濃度值均高於國外同類建材之實測值數倍至數十 倍,未來應可進行國內所使用之室內建材檢測,以能較清楚瞭解國人 的辦公空間與居住空間,所使用的裝修建材是否為不致危害人體之健 康裝修建材。

第四章 建材有機化合物衰減總表之提擬

第一節 建材逸散物質管制與室內空氣品質管制之關連

在室內空氣品質(IAQ)之管制項目中,由建材所逸散的揮發性 有機物質,包含甲醛等,為室內空氣品質不良的重要污染源,室內建 築材料在製程中,添加多種化學物質以達到硬化、膠合、防腐作用,

然而在裝修完成後,這些化學物質隨時間大量逸散於室內空氣中,若 環境條件又無法有效通風換氣,加上建材表面的吸附作用,則高濃度 有機化合物長期存在於室內空氣中將危害人體健康,並有致癌風險。

因此,國外將建材逸散物質納入室內空氣品質之管制項目中配對 實施,關於室內空間對甲醛的管制,一般以 0.1ppm,而 TVOC 則以 0.3 mg/m3(WHO)作為基準值。

第二節 建材逸散物質管制與認證制度之研擬

許多不同的建材在室內裝修已被廣泛的使用,而這些不同的建材 所逸散的揮發性有機物在空氣品質的影響已經瞭解,基於這些理由,

有些國家已為不同的建材創造不同類別標章等級,這主要的目的是要 保護居住者免受過度具激刺的建材逸散物,且幫助建材製造商研發低 逸散物建材。

現行的建材標章認證制度,在世界上已有許多不同種類標章認證 制 度 , 具 國 際 化 和 代 表 性 的 有 : 芬 蘭 建 材 分 級 類 別 (Finnish Classification of Finishing Materials)、丹麥室內氣候標章(The Indoor Climate Labelling)ICL、德國建材標章制度(German systems for labelling products)和美國綠色防護計畫(U.S. GREENGUARDTM Program), 這些認證制度全部都是針對建物的室內性能(空氣品質的 影響)來為建材作標章等級。

1.芬蘭建材分級類別(Finnish Classification of Finishing Materials) 在 1996 年 6 月芬蘭的建材分類等級制度已開始,從那時起分級 類別的建材數量已穩定的成長,在 2000 年 5 月數量已是 376 種。建材 商須將建材在獨立的實驗室被測試,必須通過此制度的認證,才能成 為可使用的健康建材。

此制度建材所包含主要材料類群組共區分為五類,第一類為灰 泥、抹灰打底、油灰和填充物…等,第二類為地板材料、第三類為油 漆和顏料、第四類為建物之板材、第五類為礦綿材料,而填縫材和黏 著劑也包含在這分級類別裏。

芬蘭將建材分級標準,區分為 M1、M2 及 M3 等級,其總體表現 之規範值如表 4-2-1 所示,逸散量最小者為 M1 等級,亦為最安全、

健康的建築材料,例如磚、天然石材、陶磚、玻璃、金屬面板或原木 材質等,其他超過 M2 規範值者即為 M3 等級。

表 4-2-1 芬蘭建材分級標準 M1 和 M2 等級。

標準 M1 M2

TVOC <0.2mg/m2h <0.4mg/m2h HCHO <0.05mg/m2h <0.125mg/m2h NH3(ammonia) <0.03mg/m2h <0.06mg/m2h 根據 IARC 類別致癌化合物的逸散率 <0.005mg/m2h <0.005mg/m2h

臭氣的逸散率 0.1≦X≦1 -0.2≦X≦0.1

2.丹麥室內氣候標章(The Indoor Climate Labelling)ICL

ICL 主要工作是掌握供給者申請標章和監督核淮予標章許可證,

根據 ICL 可針對建材的面積作測試,以下依構造位置與材料種類來作 為分類的等級。

1、 牆和天花板。

2、 地毯。

3、 室內門和可摺疊分隔板。

4、 窗戶和室外門。

5、 彈性地板、木質地板、聚合板。

6、 油性木質地板。

7、 廚房、浴室、著衣間。

8、 室內建物油漆。

9、 傢俱。

3.德國建材標章制度(German systems for labelling products) 在德國有三種不同的系統:一種是針對地毯的 GuT,一種是針對 地板(如膠黏劑)的 GEV-Emicode,另一種則是針對木質材料建材的

RAL UZ38 認證制度。其建築標章及標章證書如圖 4-2-1、4-2-2。

4.美國綠色防護計畫(U.S. GREENGUARDTM Program)

這個計畫是被設計來保證室內建材是低逸散量和無毒的。不會造 成室內空氣的污染。此計畫用 ASTD-5116-97 在環境實驗室針對建材 的化學物質和粉塵作測試。其 VOCs 標準如下表 4-2-2:

表 4-2-2 美國綠色防護計畫之 VOCs 標準

TVOC 0.50mg/m3

Formaldehyde 0.05ppm Total aldehydes 0.10ppm

Particles 0.05mg/m3(<10μm)

綜合以上所述,為了降低建材的揮發性有機化合的逸散量,建材 的逸散管制是需要推行的。而推行的工具就是要建立具國際認證專業 機構、和建材標章與建材揮發性有機化合的種類與其可容忍逸散量濃 度的基準值,如此才能確保室內的空氣品質,保障居住者的健康。

圖 標章證書

圖 建材標章

第三節 建材逸散物質管制與小試體建材實驗

本年度研究以小試體為主,主要在於針對單一建築材料,瞭解其 所逸散之化學物質成分與濃度,國外將建材以小試體探討其逸散種類 及逸散率,並加以分級管制,單純討論其逸散模式,並不考慮其吸收 或吸附作用,但此建材間的交互作用仍舊於空間中進行,此部分存在 較為複雜的釋放與吸收作用,國際間之研究以整體構造物之逸散總 量、與衰減時間作為總量管制之目的,而此部分則需以足尺模型實驗 體,方能進行實驗,取得確實之數據。

若配合認證制度之推行則二者立場各有不同,彼此互補,一為材 料本身之管制基準,作為生產建材品質之管制,另一為整體構造之管 制,屬於加工製造完成品之整組總逸散量管制,亦可作為建成後建築 室內空氣品質在逸散物質方面之確保。

第四節 建材逸散衰減總表之建立

依據建材之檢測條件與檢測結果,設計建材逸散總表及逸散次 表,以作為紀錄並提供未來評估建材逸散時間與逸散量之用。

總表內容除建材名稱外,包含六部分:分別為 1.總表編號、2.健 康建材等級評定、3.檢測時之環境條件、4.檢測時之材料條件、5.檢 測出建材所含之指標 VOC 的種類及在其後次表的編號、6.逸散率及逸 散濃度之衰減曲線等。

次表內容則著重在紀錄指標 VOC 的採樣策略與管制策略之描述 和使用對象層級,並標示國際癌瘤研究署(IARC)所針對人類有害致癌 物質的所分的群組如 Group1 來說明該指標是屬於那一群組,是否為 致癌物(詳附錄)。,以下為試操作之表格填入方式例。

一、 建材 VOCs 逸散總表之擬議

圖 4-2-6

品名:

玻璃纖維天花板

建材名稱 編號(總表) 玻纖天花板

強度模擬

逸散率

時間軸

健康建材評估

玻纖天花板濃度對時間之變化

評估模式: 評估模式:R0A(e-kt-e-Nt)/V(N-k)

測試空間(尺寸) 0.225m3 室內晝光

溫度 24

相對濕度 50﹪

換氣率 0.51h-1 風速

環境條件

酸鹼度(PH) 酸鹼度(PH) 濕度

樣本面積 0.02m2(10cm×20cm)

測試時間 16hr

材料特性

材料條件

構造方式

指標 VOC 編號 健康建材

等級 M1

圖 4-2-6

品名:

PVC 地磚

建材名稱 編號(總表) PVC 地磚

強度模擬

逸散率

時間軸

健康建材評估

地磚濃度對時間之變化

評估模式: 評估模式:R0A(e-kt-e-Nt)/V(N-k)

測試空間(尺寸) 30-litre 室內晝光

溫度 23±1℃

相對濕度 50﹪

換氣率 0.5h-1 風速

環境條件

酸鹼度(PH) 酸鹼度(PH) 濕度

樣本面積 113 ㎝(36π) 測試時間 200hr 材料特性

材料條件

構造方式

指標 VOC 編號 2-ethy-1-hexanol

1,2,4-trimethylbenzene 健康建材 等級

二、 建材 VOCs 逸散次表之擬議:

品名:PVC 地磚 IARC 規範

規範名稱 Group3

採樣策略 管制策略

強度模擬

逸散率

時間軸

健康建材評估

濃度

時間軸

評估模式: 評估模式:

指標 VOC: 2-ethy-1-hexanol

建材名稱 編號(次表) PVC 地磚

使用對象:建築師

品名:PVC 地磚 IARC 規範

規範名稱 Group2A

採樣策略 管制策略

強度模擬

逸散率

時間軸

健康建材評估

濃度

時間軸

評估模式: 評估模式:

指標 VOC: 2-ethy-1-hexanol

建材名稱 編號(次表) PVC 地磚

使用對象:廠商

第五章 結論與建議

第一節 研究結果

關於研究建築材料中是否含有危害身體健康的化學性因子之相 關 課 題 , 在 永 續 建 築 ( Sustainable Building )、 綠 建 築 ( Green Building)到健康建築(Healthy Building)等國際研討會中,已成 為世界各國探討環境、生態永續與人體健康關係的新趨勢。

本研究收集、整理、彙整、分析國外 VOC 相關規範與研究中,歸 納設計出合適之建材 VOC 逸散總表擬議,歷經期初、期中以及專家學 者諮詢過程,綜合研究過程後,將結論、建議及面臨之問題點彙整如 下:

1.指標污染物為甲苯及丙酮類:

檢測國內現行在辦公室建築中,較常被使用的六種裝修建材,仍 然呈現最常被檢測到的甲苯(Toluene)及丙酮(Acetone)類等為主 要污染物。

2.實測濃度值高於國外基準值:

經過實驗檢測之濃度衰減曲線得知,國人所使用的建材在新品 時,其 TVOC 之濃度在單一建材時即有可能高出國外建議基準值

(0.3mg/m3)數十倍之多,顯見國內的建材在新品時含有大量揮發性 有機化合物,對於國人的身體健康構成極大威脅,亦存在著較高的致 癌風險。

3.缺乏國內之空氣污染物標準:

目前我國依據勞工衛生法第五條之規定,於八十四年訂定「勞工 作業環境空氣中有害物質容許濃度標準」歸納於各國標準表中,但其 濃度標準僅適用從事製造、處置、使用或販賣有害物之事業;另環保 署於八十七年四月,依據空氣污染防制法第十一條及第十二條訂定「揮 發性有機物空氣污染管制及排放標準」,主要亦針對廢氣燃燒塔、製成 排放管道及揮發性有機物儲存槽等相關設施加以管制,因此,國內均

目前我國依據勞工衛生法第五條之規定,於八十四年訂定「勞工 作業環境空氣中有害物質容許濃度標準」歸納於各國標準表中,但其 濃度標準僅適用從事製造、處置、使用或販賣有害物之事業;另環保 署於八十七年四月,依據空氣污染防制法第十一條及第十二條訂定「揮 發性有機物空氣污染管制及排放標準」,主要亦針對廢氣燃燒塔、製成 排放管道及揮發性有機物儲存槽等相關設施加以管制,因此,國內均

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