VOC-Emissionen aus Bauelementen Hintergrund, Umsetzungsvorschläge sowie Nachweisund Bewertungsverfahren im Zeichen verschärfter Kundennachfragen

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1 Dipl.-Ing. (FH) ift Rosenheim Hintergrund, Umsetzungsvorschläge sowie Nachweisund Bewertungsverfahren im Zeichen verschärfter Kundennachfragen 1 Hintergrund zur Thematik Eine der wesentlichen Anforderungen (Essential Requirement) der europäischen Bauproduktenrichtlinie betrifft den Schutz der Gesundheit von Gebäudenutzern und behandelt u. a. die mögliche Freisetzung von gefährlichen Stoffen aus Bauprodukten an die Innenraumluft während der Nutzungsphase. Dabei stehen im Besonderen Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC = volatile organic compound) in der Diskussion. In der Produktnorm für Fenster und Außentüren DIN EN bzw. der künftigen Produktnorm für Innentüren pren wird diesen Anforderungen bereits Rechnung getragen, obwohl bisher keine europäisch harmonisierten Vorgehensweisen und Bewertungen vorhanden sind. Da aktuell jedoch eine Vielzahl von Produktkennzeichnungssystemen auf den Markt drängt, unterschiedliche nationale Regelungen Umsetzung finden und von den Herstellern Aussagen zu den entsprechenden Eigenschaften ihrer Produkte verlangt werden, entsteht in der Branche zunehmend Unsicherheit. In der Regel ist dem Hersteller selbst weitgehend unbekannt, welche potenziellen Emissionsquellen in den betreffenden Produkten verbaut sind und welche VOC-Emissionen durch diese verursacht werden. Bild 1 Referenzraum mit in der Diskussion stehenden Bauprodukten Vor diesem Hintergrund führt das ift Rosenheim zusammen mit weiteren Forschungsstellen, Industriepartnern sowie Expertenkreisen derzeit Forschungsvorhaben durch, in denen das bisher weitgehend unbekannte Emissionsverhalten solcher Bauprodukte untersucht wird. Dabei sollen Hinweise zum Anteil der untersuchten Bauprodukte an möglichen Belastungsszenarien der Innenraumluft gewonnen werden. Die Erkenntnisse sollen aber auch dazu dienen, im Hinblick auf zukünftige Produktbewertungen unter Gesundheitsaspekten, praxistaugliche Umsetzungsvorschläge zum Umgang mit der Thematik sowie Ansätze für eine praxisnahe und umsetzbare Nachweisführung zu entwickeln. 2 Produktspezifische Vorgehensweise Zur Umsetzung der speziellen Anforderungen zu Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz aus der Bauproduktenrichtlinie arbeitet das Technische Komitee CEN/TC 351 an der Erstellung produkt- ift Rosenheim Seite 111 von 156

2 übergreifender Normenpapiere. Angegeben werden dabei u. a. Belastungsszenarien in Innenräumen, mit denen Beladungsfaktoren, also die flächenmäßigen Anteile unterschiedlicher Bauprodukte am Raumvolumen, definiert werden. Neben z. B. Fußböden, Deckenelementen, Wandbeschichtungen werden dabei auch Fenster sowie Innentüren berücksichtigt (siehe Bild 1). Da sich die betroffenen Bauprodukte in Fertigung, Konstruktion und Materialzusammensetzung teilweise erheblich unterscheiden, ist zur Betrachtung der Thematik eine produktspezifische Vorgehensweise nötig, um die speziellen Gegebenheiten der unterschiedlichen Bauprodukte praxisnah zu berücksichtigen. 2.1 Innentüren Die im Rahmen des Forschungsvorhabens durchgeführten Untersuchungen konzentrieren sich zunächst auf Innentürelemente mit Sperrtürblättern aus Holz- und Holzwerkstoffen im Standardbereich. Wegen der beinahe unüberschaubaren Anzahl an Konstruktionen, Variationen und Besonderheiten steht bei dieser Produktgruppe zunächst die Auswahl von repräsentativen Türelementen im Vordergrund. Die Auswahl erfolgt auf Basis umfangreicher Recherchen sowie durch relativen Vergleich maßgeblicher Komponenten durch Verfahren zur Kurzzeitprüfung. Die eigentlichen Untersuchungen für die Bewertungsgrundlage erfolgen an Abschnitten von Türblättern in einer 1-m³-Kammer. Bewertet werden die VOC-Emissionen nach dem AgBB-Schema (Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten) sowie die Formaldehyd-Emissionen nach dem derzeit gültigen Grenzwert. 2.2 Fenster und Außentüren Bei Fenstern und Außentüren müssen neben der ebenfalls nötigen Auswahl repräsentativer Varianten einige Besonderheiten Beachtung finden. So muss zunächst die spezielle Einbausituation in der Außenwand berücksichtigt werden. Für mögliche Emissionen in die Innenraumluft können also primär nur die raumseitig angeordneten Oberflächen im geschlossenen Zustand sowie sekundär im Falz- bzw. Innenbereich der Bauprodukte verbaute Materialien berücksichtigt werden. Hinzu kommt der Glasflächenanteil von durchschnittlich 70 % der Ansichtsfläche, von dem kein relevanter Anteil an Emissionen zu erwarten ist. Da eine Prüfung von Fensterelementen in einer Großkammer sehr aufwändig und eine maßstäbliche Verkleinerung für eine Prüfung in einer kleineren Kammer nicht möglich ist, findet der Hauptteil der Untersuchungen der unterschiedlichen Bauarten und Varianten auf Basis einzelner Komponenten (z. B. Dichtprofile, Rahmenmaterialien etc.) statt. Bild 2 Fertigungsablauf Fenster und Innentüren Seite 112 von 156 ift Rosenheim

3 3 Probenahme Vom Zeitpunkt und Ablauf der Probenahme sind erhebliche Einflüsse auf die späteren Messwerte zu erwarten. Sowohl für Fenster und Außentüren als auch für Innentüren werden deshalb die speziellen Fertigungsabläufe detailliert betrachtet (siehe Bild 2) und eine Probenahme zum jeweils frühestmöglichen Zeitpunkt innerhalb der Produktion durchgeführt. Die Probenahme findet jeweils durch den Hersteller nach konkreten Anweisungen statt. Die Verpackung erfolgt in gasdichten Beuteln, um den produktionsfrischen Zustand zu konservieren. Der Zeitraum, der zwischen der Fertigung und dem Einwirken der Produkte in die Innenraumluft vergeht, wird unmittelbar vor der Untersuchung produkt- bzw. komponentenspezifisch in klimatisierten, reproduzierbaren Bedingungen nachgestellt. 4 Emissionsmessung und Bewertung Die Vorgehensweisen innerhalb der Forschungsarbeiten sehen zunächst jeweils Methoden zur Kurzzeitprüfung (z. B. Mikrokammer etc.) vor, um die Untersuchung einer größeren Anzahl von Varianten einer Bauart bzw. Komponente zu untersuchen und dabei einen relativen Vergleich des Emissionsverhaltens zueinander zu ziehen. Die Kurzzeitmessungen dienen dazu, für die eigentliche Emissionsuntersuchung repräsentative Varianten auszuwählen, die dann gemäß DIN EN ISO mit dem Emissionsprüfkammer-Verfahren vermessen werden. Zu vorgegebenen Zeitpunkten findet eine Luftprobenahme aus der Emissionsprüfkammer nach DIN ISO statt. Die gezogenen Luftproben werden mittels GC/MS-Analyse (Gaschromatograph/ Massenspektrometer) ausgewertet. Nach Rückrechnung der im Prüfszenario vorherrschenden Beladungsverhältnisse, auf die Beladungsverhältnisse des Referenzraums, erfolgt eine Bewertung der emittierten Stoffe nach dem AgBB-Schema des DIBt, Berlin. Darin werden die Messwerte der Einzelstoffe teilweise unter Aufsummierung aber auch unter Berücksichtigung des jeweiligen Gefährdungspotenzials (sog. NIK-Werte, niedrigst interessierende Konzentration) nach einem umfangreichen Auswerteschema bewertet. Die Bewertung sieht Messzeitpunkte nach drei und nach 28 Tagen vor. Bei Unterschreitung bestimmter Grenzwerte ist auch ein Prüfabbruch nach sieben Tagen möglich. Bild 3 Erste Ergebnisse TVOC-Konzentration Innentüren (Diagramm: WKI Braunschweig) ift Rosenheim Seite 113 von 156

4 5 Zusammenfassung Sowohl im Produktbereich Innentür als auch im Produktbereich Fenster laufen derzeit umfangreiche Messungen. Die bislang vermessenen Fenster sowie entsprechenden Komponenten erfüllen durchweg die Anforderungen des AgBB-Schemas. Die gemessenen Werte sind sehr gering bzw. teilweise kaum nachweisbar. Erste Ergebnisse aus dem Bereich der Innentüren zeigen ebenfalls sehr niedrige Emissionswerte. In Bild 3 ist ein Vergleich von bisher untersuchten Varianten (Beschichtung PP-Folie, Dekorpapier, Direktbeschichtung mit UV-Härtung) dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass Innentüren zwar durchaus eine Quelle für Emissionen darstellen können, dass jedoch die aktuellen Anforderungen der Bewertung durch das AgBB-Schema größtenteils deutlich unterschritten werden. So liegt die Anforderung für die TVOC-Konzentration nach drei Tagen bei μg/m³, nach 28 Tagen bei μg/m³. Die Bewertung geht zwar über die dargestellte TVOC-Konzentration (Aufsummierung aus festgelegtem Stoffbereich) hinaus, bei den abgebildeten Varianten lagen jedoch auch die anderen Bewertungskriterien unterhalb der Grenzwerte. Bild 4 Forschungsprojekte zur Thematik VOC-Emissionen am ift Rosenheim Seite 114 von 156 ift Rosenheim

5 Wissenswertes in Kürze 1 Eine der wesentlichen Anforderungen der Bauproduktenrichtlinie betrifft die Punkte Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz (ER 3). 2 Zur Umsetzung wurde von der Europäischen Kommission ein Mandat (M/366) vergeben, aufgrund dessen das Technische Komitee CEN/TC 351 mit dem Titel Bauprodukte: Bewertung der Freisetzung gefährlicher Stoffe aus Bauprodukten an der Erstellung horizontaler Normen arbeitet. 3 Für die Bauelemente Fenster und Außentüren bzw. Innentüren betrifft dies vor allem mögliche schädliche Emissionen in die Innenraumluft während der Nutzungsphase. 4 Neben Formaldehyd stehen dabei besonders Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (sog. VOCs = volatile organic compounds) in der Diskussion. 5 Die Messung von VOC-Emissionen erfolgt nach DIN EN ISO , -10, -11 mittels des Emissionsprüfkammer-Verfahrens bzw. nach DIN EN bei Formaldehyd-Emissionen. 6 In den entsprechenden Produktnormen wird die Thematik bereits berücksichtigt; bisher fehlen jedoch europäisch harmonisierte Vorgehensweisen und Bewertungen. 7 Am Markt erscheinen bereits jetzt zunehmend Produktkennzeichnungssysteme, die eine Bewertung der Thematik VOC-Emissionen voraussetzen; zudem finden in Europa derzeit unterschiedliche nationale Regelungen ihre Umsetzung. 8 Für Formaldehyd-Emissionen wird in Deutschland durch die Chemikalien- Verbotsverordnung ein Grenzwert vorgegeben. 9 In Deutschland gibt es für die Bewertung von VOC-Emissionen aus Bauprodukten derzeit keine verbindlichen Vorgaben. Breite Akzeptanz findet jedoch das AgBB-Schema (Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten) des DIBt, das derzeit bei der Zulassung von z. B. Bodenbelägen Verwendung findet. ift Rosenheim Seite 115 von 156

6 Dipl.-Ing. (FH) Geboren am 07. Dezember 1979 in Rosenheim Realschule mit Abschluss Mittlere Reife Berufsausbildung zum Schreiner mit Abschluss Gesellenbrief Tätigkeit als Facharbeiter im Objektbereich Wehrdienst 2001 Tätigkeit als Facharbeiter im Möbel- und Innenausbau Berufsoberschule mit Abschluss Fachhochschulreife Studium an der Fachhochschule Rosenheim mit Abschluss Dipl.-Ing. (FH) Holztechnik 2006 Diplomarbeit am ift Rosenheim: Reparatursysteme für Holzfenster seit 2007 Tätigkeit als Projektingenieur am ift Rosenheim, Abteilung Forschung & Entwicklung: Bearbeitung und Leitung von F&E Projekten zu den Themen: Holz, Werkstoffe, Oberflächenbeschichtungssysteme, Konstruktion von Bauteilen, Emissionen gefährlicher Stoffe seit 07/2010 Stv. Leiter Forschung & Entwicklung Seite 116 von 156 ift Rosenheim