文獻分析

壹、國際低逸散健康建材新趨勢

最近國際針建材逸散揮發性有機物質有不同的整合新趨勢，主要是由「室內空氣 品質」及「人員健康風險」進行評估與管制，在歐盟地區(EU)早期由北歐丹麥、芬蘭 提出「建材逸散管制」，而德國亦同時限制塗料類建材揮發性有機物質含量，並進行廣 泛建材逸散測試與理論研究，著重在建材逸散管制與室內空氣污染物濃度降低。近年 來因 ISO 16000 及 16814 之標準之頒佈，由德國 AgBB 研擬，歐盟(EU)2013 年發佈「建 材逸散新測試標準」(CEN/TS 16516)，更擴大整合以「人體健康」及「人體舒適」兩 面相進行管控，並逐漸建立整合作為歐洲各國逸散測試標準與基準，為一亟重要之標 準與基準。

一、歐盟 EU-LCI 建材逸散管制計畫

2013 年歐盟執委會聯合研究中心（Joint Research Centre）與德國建築產品健 康評價委員會(AgBB)及其他歐盟成員國，共同研究發佈「建材逸散新測試標準」(CEN/TS 16516)，主要是透過長期研究計畫「歐盟應用最低人體效應濃度值(LCI)概念於建築 材料逸散健康評估架構」(Harmonisation framework for health based evaluation of indoor emissions from construction products in the European Union using the EU-LCI concept)進行整合，作為未來歐盟各國建材健康逸散法規管制基礎。

圖 2-1 歐盟 JRC 研究中心與德國 AgBB 委員會

12

VOC 排放量測試標準於 2013 年發布（CEN/ TS 16516）。該標準已通過了穩定的有 效性驗證（CEN 2012）。對於油漆和塗料的穩定有效性驗證的重要發現是：

1.在現場濕式塗裝的產品會產生虛假的排放量增加，因為初始較高排放的部分含 量可能被吸附，並保留在測試箱的壁上，然後將在測試期間重新從測試箱的壁上脫附，

導致測試結果的增加。

2.這與典型的實際內牆不同，因為實際的室內牆面不會有很強的脫附性。

3.在實際測試開始前的幾天時間，在單獨測試箱中對新鮮待測試樣板進行預處理 可以解決這個問題。

4. 由於類似的原因，試樣在測試的整個過程中均必須保持放置在測試箱中。

在測試標準以 CEN 技術規範（CEN/TS 16516）發行後，目前多項產品標準都已經 進行了修訂，目的是包含 VOC 排放標準，如地板覆蓋物產品的 EN 14041 標準。這些標 準將不會重新定義測試方法，而是參照 CEN/TS 16516 執行，這意味着 CEN/TS 16516 會被用於各種產品的具體標準，這個過程將在 2014 年開始執行。

圖 2-2 歐盟各國建材逸散管制項目示意圖 (資料來源：CEN/TS 16516,2013)

而其中德國建築產品健康評價委員會(AgBB)2000 年開始便進行「建材逸散 VOC 及 SVOC 之健康關連評價程序」(Health-related Evaluation Procedure for Volatile Organic Compounds Emissions (VOC and SVOC) from Building Products)研究，並 逐步落實於德國法令與相關標準中，AgBB 方法其中針對揮發性有機化合物、半揮發性

有機化合物（SVOC）總排放量的限制，以及超過 200 種單一揮發性有機化合物的含量 限制(附錄 2)。這類限制值被稱為最低人體效應濃度值（LCI），並通過科學團隊按安 全等級劃分出職業接觸限值，同時還考慮到更多的毒性資料（ECA 2013）。針對塗料，

德國法規適用於地坪塗料和地板清漆，比利時的法規也計劃涵蓋類似的監管。

圖 2-3 德國建築產品健康評價委員會(AgBB)建材逸散評估流程

(資料來源：AgBB,2014)

14

表 2-1 德國建築產品健康評價委員會(AgBB)建材逸散評估基準

限制物質 Day 3

(μg/m

³

)

Day 28 (μg/m

³

)

TVOC 總揮發性物質 10000 1000

歐盟第 1 類致癌物質及第 2 類致癌

物質 10 1

SVOC 半揮發性物質 - 100

R 比值＝ΣVOCs/LCI - 1

LCI 外尚未評估物質總和 - 100

(資料來源：AgBB,2014)

二、法國建材逸散分級強制標示系統

2004-2008 法國國家食品、環境暨勞動衛生署(the French Agency for Food, Environmental and Occupational Health Safety)(AFSSET)開始進行「建材逸散評估 計畫」，並開始落實於法國法規中，然而法國法規對於 VOC 的排放限制並未將法國市場 上的高排放產品排除在外，但強制要求總揮發性有機化合物（TVOC）含量及 10 種單一 揮發性有機化合物（其中包括甲醛）含量，需明顯標示 VOC 的排放量分級於產品外包 裝。

表 2-2 法國國家食品、環境暨勞動衛生署建材逸散分級標示系統

(資料來源：AFSSET,2013)

圖 2-4 法國國家食品、環境暨勞動衛生署建材逸散分級標示系統 (資料來源：AFSSET,2013)

三、美國 Green Guard/UL 建材逸散分級驗證制度

2011 年開始美國 Green Guard 標章與 UL (Underwriters Laboratories) 美國保 險商實驗室-產品安全認證機構合作，共同推出「低逸散建材分級驗證制度」，將產品 之逸散進行分級，區分為黃金級(Gold)、一般認證兩級。主要應用於 LEED 標章評估系 統及高性能學校 CHPS 認證使用，其評估項目分為 TVOC、甲醛、4-PC、懸浮微粒 PM10、

33 種單一 VOCs 等，基準區分兩級(Gold、一般)。

圖 2-5 美國 Green Guard/UL 建材逸散分級驗證制度

16

表 2-3 美國 Green Guard/UL 建材逸散分級驗證制度

(資料來源：GreenGuard/UL,2013)

貳、國內室內空氣品質管制項目

我國行政院環境保護署「室內空氣品質管理法」於 100 年 11 月 23 日總統公布，

並於 101 年 11 月 23 日正式實施，同時訂定發布「室內空氣品質管理法施行細則」、「室 內空氣品質標準」、「室內空氣品質維護管理專責人員設置管理辦法」、「室內空氣品檢 驗測定管理辦法」及「違反室內空氣品質管理法罰鍰額度裁罰準則」等 5 項相關法規。

行政院環境保護署於 103 年 01 月 23 日公告「應符合室內空氣品質管理法之第一 批公告場所」，規定公告場所所有人、管理人或使用人應於 104 年 12 月 31 日前訂定「室 內空氣品質維護管理計畫」，於 105 年 6 月 30 日前實施「定期室內空氣品質檢驗測定」

及「公布檢驗測定結果、作成紀錄」。其中「室內空氣品質標準」之總揮發性有機化合 物 TVOC 共管制 12 種 VOCs(苯、四氯化碳、氯仿、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、二氯甲 烷、乙苯、苯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烯、甲苯及二甲苯)。

表 2-4 國內室內空氣品質管制項目

(資料來源：行政院環境保護署,2012)

18

13 種 VOC 的室內空氣環境濃度基準值 VOCs 的臭氣恕限值(odor thresholds，OTs)若高於標準則可能引起人體無法接受或舒 適性降低。不過，某些化合物如己醛(Hexanal)、羧酸(carboxylic acid)及胺類(Amines) 的臭氣恕限值太過於低且可能在分析上無法偵測到，導致可感知的空氣品質劣化，甚 至令人感覺到惡臭之程度。

1 Pawel Wargocki, David P. Wyon, Yong K. Baik, Geo Clausen and P.Ole Fanger，Perceived Air Quality ,Sick Building

20 康風險，其中臭氣恕限值主要依據 Standardized Human Olfactory Thresholds

³

建議 值，其目的在於鑑定及制定普遍出現於室內空間中 VOCs 之「健康」與「舒適」標準。

此外，歐盟於 2013 年針對建材定義 VOCs 逸散標準

⁴

，其評估指標同時考量「健康」

與「舒適」效應對地板材料進行分類。歐盟委員會參考空氣品質導引(Air Quality Guidelines,AQGs)及職業暴露極限(Occupational Exposure Limits,OELs)之污染物建 議值發展出「最低人體效應濃度指標」(Lowest Concentrations of Interest,LCIs)，

其係基於可感知 VOCs 程度或干擾作用所訂定。換言之，歐盟對於評估建材逸散是以「健

2 H.Levin and A.T.Hodgson，”Voc Concentrations of Interest in North American Offices and Homes”，Proceedings of Healthy Buildings,2006

3 M.Devos,F. Patte,J.Rouault,P. Laffort and L.J.van Gemert(Eds.),” Standardized Human Olfactory Thresholds”，IRL Press ,Oxford,England,1990

4 European Commission Joint Research Centre,Indoor Air Quality & it’s Impact on Man,Report NO18：Evaluation of VOC Emissions from Building Products－Solid Flooring Material,1997

Camphene 433 109 58 7 1000

．註：第 28 天逸散因子計算方式為：E(28d)= E(14d)-0.5[E(14d)- E(42d)]

(資料來源：European Commission Joint Research Centre,1997) 三、換氣量對揮發性有機物質之影響

5 Hayter,A.J and Dowling M.M, Experimental Design and Emission Modeling for Chamber Experiment, Atmospheric Environment,Vol.27A,p.2225-2234,1993

6 M.L Russell and W.J. Fisk, “Effect of outside air ventilation rate on volatile organic compound concentrations in a call center ”,Atmosphere Environment 37,pp.5517~5527,2003

22

表 2-7 溫度及換氣率改變之逸散因子差異(μg/m

²

．h)

Air Exchange Rate

(ACH,h

^-1

) 溫度 23℃ 溫度 35℃ 產力、改善可感知的空氣品質 (Perceived air quality,PAQ)以及呼吸過敏與氣喘等 面向具有顯著影響性。 當外氣引入量每增加 10L/s．person 約可改善 1~3%工作效率，外氣引入量若低於 20L/s．person 則與工作效率關係較大且介於 15~17L/s．person 對工作效率的提升最

8 O.A.Seppanen and W.J.Fisk，”Summary of responses to ventilation”，Indoor Air vol.14 p102-118,2004

9 P. Wargocki, J. Sundell, W. Bischof, G. Brundrett, P.O. Fanger, F.Gyntelberg, S.O. Hanssen, P. Harrison, A. Pickering, O.

Seppa¨nen, P.Wouters, Ventilation and health in non-industrial indoor environments. European Multidisciplinary Scientific Consensus Meeting, Indoor Air , Vol. 12, 2002.

10 P. Wargocki, J. Sundell, W. Bischof, G. Brundrett, P.O. Fanger, F.Gyntelberg, S.O. Hanssen, P. Harrison, A. Pickering, O. Seppa¨nen, P.Wouters, The role of ventilation in non-industrial indoor environments.

Proceedings of Indoor Air , the 9th Indoor Air Quality and Climate, Monterey, USA, 2002.

11 O.A.Seppanen ,W.J.Fisk and O.H.Lei，Ventilation and performance in office work，Indoor Air；16：p28-36,2004

為顯著，另外研究

¹²

指出換氣量若低於 3L/s．person 則對工作效率有降低趨勢，但超 過 45L/s．person 則對於工作效率並無明顯效果。此外，低換氣量通常易導致健康效 益受損，包括引發病大樓症候群(SBS)及相關疾病

¹³

。 會(ASHARE)於 ASHRAE 62 規範「最低外氣引入量」針對人員密度(人體污染源)和樓地 板面積(建材污染源)兩因子進行評估，以引入合適的外氣量確保室內人員健康與舒適

12 D.P.Wyon,”The effects of indoor air quality on performance and productivity”,Indoor Air 2000；14：p92-101

24

cfm/person L/s．person

辦公空間 5 17 8.5 一種則是建材本身內部的擴散(Internal Diffusion)。

根據研究

¹⁵

濕式材料逸散過程可分為三階段，第一階段為濕式材料使用初期，其逸

14 Spark,L.E.,Tichenor,B.A.,and change,J.,Guo,Z.,Gas-Phase Mass Transfer Model for Predicing Volatile Organic Compound(VOC) Emission Rates from Indoor Pollutant Source,Indoor Air,Vol.6,p.31-40,1996

15 J.S.Zhang,G..Nong,C.Y.Shaw,J.M.Wang，Measurements of volatile organic compound(VOC) emissions from wood stains by using an electronic balance,ASHARE Trans.105.Part1,1999

16賴耿陽,多孔材料學(Pore Structure properties of materials),復漢,1990

關，其性質有吸附、擴散、透過、熱傳導、化學反應、機械性質等各種機能，與本研

脂肪族碳氫化合物(Aliphatic hydrocarbons)、芳香族碳氫化合物(Aromatic

hydrocarbons)、鹵素化合物(Halogen derivatives)、極性化合物(polar compound) 及非極性化合物(non-polar compound)。由於建材在製作過程中或進行現場裝修作業 時，常需要使用表面塗裝材料、接著劑、填縫劑以及有機溶劑，因此在完工後大量的 VOCs 從建材中慢慢逸散出來，而導致室內空氣的污染。根據世界衛生組織(WHO)針對 不同危害 VOCs 對應室內裝修材料來源，彙整如表 2-11 所示。

17 Zhang LZ, Liu JL. Modeling VOCs emissions in the room with a single-zone multi-component multi-layer technique.

26

地毯 Toluene、4-PCH、Styrene、Acetone 木質地板 Formaldehyde、Phenols、Toluene、Xylene 牆壁類 合板 Formaldehyde

19 Levin H,et al. Building materials and indoor air quality. OCCUPATIONAL MEDICINE. pp.67-93,1989

20 Molhave L., “Indoor Air Pollution Due To Organic Gases and Vapors of Solvents in Building Materials”, Environment International, Vol.8, p.117-127. , 1982

粒片板 Formaldehyde

夾板 2-methyl-2-Propano、Toluene 石膏板、纖維板 Toluene

壁紙 Toluene

天花板類 礦纖天花板 Toluene、Acetone

塗料類

調和漆

2- Propanol、Hetane、2-methyl-heptane、

3-methyl-heptane、Octane、Xylene、Nonane、

Trimethyl、Benzene 油性水泥漆

Methyl Methacrylate、Toluene、Butyl Acetate、Xylene、Ethyl Toluene、Trimethyl、

Benzene 凡立水

2-methyl-heptane、3-methyl-heptane、

Octane、methyl-toluene、2-butanone、

Xylene、Toluene

底漆 2- Propanol、Xylene、2-butanone、Butyl Acetate、Toluene、4-methyl-2-pentanone

(資料來源：Levin et.al.,1989)

(三)地板建材及表面塗料揮發性有機物質探討

本研究主要為探討建材之逸散特性，依據加藤信介(2002)之研究指出，透過計算 流體力學（Computational Fluid Dynamic, CFD）方式解析室內建材逸散污染來源，

其中以「地板建材」為主要逸散源(站立狀態地板逸散為 53%、躺臥狀態地板逸散為 73%)，其中又地板面使用不同逸散 VOCs 塗料逸有不同之影響，以下針對主要逸散來源 地板部位建材及表面塗料種類及特性分別說明如下。

圖 2-6 計算流體力學解析室內建材逸散污染源之比例

28

Pentanal 0.145 Hexanal 0.004 β-Pinene 0.02

Camphene 0.003 3-Carene 0.075

TVOC 0.216

Formaldehyde 0.01

工業製樺木 Limonene 0.003 2-Ethoxyethanol 0.006

TVOC 0.157

Formaldehyde 0.239

(資料來源：Schmidt Etkin et.al.,1996)

(2)塗料類建材揮發性有機物質

根據文獻

²³

指出新建建築物之室內空氣主要 VOCs 來源為濕式建材(包括：塗料、接 著劑及填縫劑等)，以及既有建築物中濕式家用產品(如：噴漆、殺蟲劑等)。隨著健康

21

任憶安、吳萬益、陳麗琴、塗三賢,台灣木質地板市場調查分析,台灣林業科學,12(4)：451-458,1997

22 Dagmar Schmidt Etkin，IEQ Strategies-Volatile Organic Compounds in Indoor Environment,Cutter Information CORP,1996

23 Brown SK. Indoor air quality. Australia:state of the Environmental Technical Paper Series (atmosphere). Department of the Environment,Sport and Territories,Canberra,1994

綠建材標章的推廣及綠建築法規的訂定，本土建材產業亦隨之轉型，朝向製造及研發 低逸散 VOCs 建材，尤其塗料類建材初期即呈現高逸散濃度行為，可能對施工者及使用 者產生極大危害。

D.Norback

²⁴

於 1995 年針對瑞典從事住宅油漆的工人暴露於水基型塗料

(water-based paints,WBP)之化合物進行探討，經分析水基型塗料發現其逸散揮發性

(water-based paints,WBP)之化合物進行探討，經分析水基型塗料發現其逸散揮發性

在文檔中 提升低逸散健康綠建材性能與應用計畫之研究 (頁 29-48)