Baustoffe- Neue Erkenntnisse zur Wohngesundheit

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1 Bauzentrum München: Fachforum - Baustoffe im Vergleich Baustoffe- Neue Erkenntnisse zur Wohngesundheit Dr. Heidrun Hofmann Bremer Umweltinstitut Fahrenheitstr. 1, Bremen Wiesenstr. 8, Göttingen Fon 0421/ Fax 0421/ hofmann@bremer-umweltinstitut.de

2 Baustoffe- Neue Erkenntnisse zur Wohngesundheit 1. Einführung 3. Ergebnisse des AGÖFForschungsvorhabens 4. Bewertung von Bauprodukten 5. Umsetzung - Praxisbeispiele 6. Lösungsvorschläge 2

3 Bremer Umweltinstitut Analyse und Bewertung von Innenraumschadstoffen Verbraucher (öffentliche) Gebäudewirtschaft Schadstoffkataster Gerichtsgutachten 3

4 Bremer Umweltinstitut Produkt-Controlling, z.b. Emissionsprüfungen Zulassungsverfahren / DIBT Prüfungen für Label Offgasingtest für die Raumfahrt Gehaltsanalysen von Bedarfsgegenständen und Lederwaren/Textilien 4

5 Bremer Umweltinstitut Forschungsprojekte, z.b. VATh 2013 Altholzanalytik (DBU) Lüftungsampel (BEK+BWA) Biozide in Bauprodukten VOC-Datenbankprojekt der AGÖF (UBA) Emissionen aus Dichtmassen (DIBT) Freisetzung von Ag-Nanopartikel aus Textilien (BMBF) 5 LAG Umwelt 2012

6 Sporthalle Lüneburg (2010) 6

7 Musikschule Löhne (2011) 7

8 Kindergarten Nürnberg (2011) 8

9 2. AGÖF-Forschungsvorhaben Zielkonflikt energieeffiziente Bauweise und gute Raumluftqualität Datenerhebung für flüchtige organische Verbindungen in der Innenraumluft von Wohn- und Bürogebäuden (Lösungswege) Finanzierung: BMU/UBA UFOPLAN FKZ Projektlaufzeit: Projektleitung : Dr. Heidrun Hofmann (BUI), Dr. Peter Plieninger, Martin Hoffmann (GföB) Begleitung: Dr. Heinz-Jörn Moriske (UBA), Anja Lüdecke (UBA) 9

10 Arbeitsgemeinschaft ökologischer Forschungsinstitute (AGÖF) Verband unabhängiger Beratungs- und Dienstleistungsunternehmen Schadstoffmessungen im Innenraum, Laboranalytik, ökologische Produktprüfung, umwelt- und gesundheitsverträgliche Gebäudekonzepte, effiziente Energiesysteme. 10

11 Arbeitsgemeinschaft ökologischer Forschungsinstitute (AGÖF) Kooperation und Vernetzung Fachtagungen und Kongresse Qualitätssicherung Laborvergleiche Forschungsprojekte AGÖF-Orientierungswerte 11

12 Projektbeschreibung Teil A Erfassung und Auswertung anlassbezogener VOC-Untersuchungen der AGÖF-Institute. Teil B Durchführung von Messungen in 50 ausgewählten Gebäuden, die dem Energiestandard der ENEV 2002 bzw. später entsprechen. Teil C Zusammenführung der Datenerhebungen VOC DB I und VOC DB II 12

13 Teil A Erfassung und Auswertung anlassbezogener VOC-Untersuchungen von AGÖF-Instituten zeitlich anschließend an das erste Forschungsvorhaben. Neben den Messdaten wurden umfangreiche Begleitinformationen zum Anlass, Gebäude, Raum und zur Probenahme anhand eine Fragebogens erfasst. 13

14 Vorgaben Teil A Zeitlich anschließend an das 1. Vorhaben ( ) Probenahme innerhalb der BRD Nur klassische Innenräume Nur aktive Probenahme Festlegung der Methoden Festlegung des Stoffumgangs Pflichtangaben 14

15 Teil B Durchführung von Messungen in 50 ausgewählten Gebäuden, die nachweislich entsprechend einem Energiestandard von 2002 bzw. später errichtet oder saniert wurden. Pro Gebäude wurde ein Raum (Schlafzimmer bzw. Klassenraum) in zwei unterschiedlichen Klimasituationen (Winter/Sommer) untersucht. 15

16 Messprogramm Teil B Klimadaten innen und außen Bestimmung der Luftwechselrate Untersuchung der Raumluft auf flüchtige organische Verbindungen (VOC) Untersuchung der Raumluft auf Aldehyde/Ketone (Probenahme auf DNPH) Untersuchung der Raumluft auf Flammschutzmittelwirkstoffe 16

17 Durchführung der Messungen 17

18 Dateneingabe Die Dateneingabe erfolgte überwiegend von den AGÖF-Instituten mit Hilfe eines Excel-basierten Import-Tools 18

19 Import-Tool 19

20 Zusatzinformationen 20

21 Zusatzinformationen 21

22 Messwerteingabe 22

23 Beschreibung der Datenbasis VOC DB II Es wurden insgesamt 4846 Datensätze mit Messwerten, die von 16 AGÖF Instituten geliefert wurden, ausgewertet. Ein Datensatz entspricht einer Messung zu einem bestimmten Zeitpunkt unter angegebenen Bedingungen in einem Raum. Der Datensatz kann bis zu drei verschiedene Probenahmen beinhalten.

24 Postleitzahlbereiche 24

25 Anlässe 25

26 Teil A / Nutzungsarten (N = 4864, VOC DB II) 26

27 Teil A / Raumnutzung (N = 4428, VOC DB II) 27

28 Teil A / Bauweise 28

29 Teil A / Gebäudealter 29

30 Substanzspektrum Erfasst wurden: Alkane, Alkene, Aromaten, HKW, Alkohole, terpenoide Verbindungen, Aldehyde, Ketone, Esther ein- und zweiwertiger Alkohole, mehrwertige Alkohole und deren Ether, Siloxane, organische Säuren, sonstige Verbindungen, PAK, Flammschutzmittel und der TVOC. Insgesamt umfasst die Stoffliste über 500 Einzelverbindungen, von denen bei der Auswertung nur die Stoffe mit mindestens 20 Messwerten betrachtet wurden. 30

31 Datenauswertung 31

32 Datenauswertung 32

33 Datenauswertung 33

34 Datenauswertung 34

35 Datenauswertung 35

36 Ergebnisse 68 % der Messwerte liegen unterhalb der BG. Nur wenige Substanzen werden häufig (in mehr als 90 % der Messungen) nachgewiesen. Einige Stoffe werden selten untersucht und nicht oberhalb der BG nachgewiesen. In fast allen Stoffgruppen treten einzelne sehr hohe Stoffkonzentrationen auf. 36

37 Ranking P 10 Acetaldehyd n-hexanal Formaldehyd Toluol m,p-xylol P 50 Aceton Formaldehyd Essigsäure 2-Propanol Acetaldehyd n-hexanal 1-Butanol Toluol n-nonanal 37

38 Ranking P 90 Aceton 2-Propanol Essigsäure Formaldehyd a-pinen n-hexanal Acetaldehyd 1-Butanol 2-Butanon Toluol Maxima 2-Propanol -3-Caren a-pinen 2-Butanonoxim Toluol m,p-xylol Cyclohexan Naphthalin Aceton n-butylacetat 38

39 Zeitliche Veränderungen für Toluol 39

40 Zeitliche Veränderungen für Formaldehyd 40

41 Zeitliche Veränderungen für den TVOC 41

42 Vergleich Nutzungsarten Stoffe Cyclohexan Toluol Styrol Naphthalin a-pinen Limonen Formaldehyd Hexanal 2-Butanon EGMB EGMP Benzylalkohol 2-Ethylhexanol Benzothiazol 2-Butanonoxim Wohnraum P90 P , ,0 2,4 1, ,6 2,7 5,0 2, ,0 1,0 7,0 4,0 Büroraum P90 P ,9 16 1,0 3, ,0 19 5,0 9,0 5, ,0 1,0 4,0 14 Klassenraum P90 P , ,2 2, , ,0 35 9,8 42

43 Holzleichtbauten/Gebäudealter Formaldehyd µg/m³ Holzleichtbau HolzleichtbauHolzleichtbauHolzleichtbau alle Bj Bj Bj.ab 2002 Gesamt < BG > BG % >BG 98,6 97,8 98, % 13 23,1 19 9,3 25% 23 46,75 25,5 13 Median ,5 75% , ,25 90% ,25 77,8 47,8 95% 206,4 257,3 119,5 56,1 98% 270,56 337,34 150,16 111,4 Max RW > <= > [%] 14,833 28,261 5,

44 Vergleich Teil A / Teil B Cyclohexan Toluol Styrol Limonen Formaldehyd Hexanal 2-Butanon EGMP Butanonoxim TVOC Teil A P90 9, ,0 5, Teil B P Teil B P90 3,1 29 7, ,1 8,2 <1 902 Teil B P95 7,

45 Vergleich Anlässe Formaldehyd µg/m³ Gesamt < BG > BG % >BG 10% 25% Median 75% 90% 95% 98% Max RW. >. <=. > [%] ExpostionsGesundheitsverdacht Abnahme AGÖF beschwerden Gerüche , ,6 97, , ,8 69,1 71, , , ,48 111,08 120,84 140, ,509 3,858 2,02 2,063 3,206 45

46 Energieklassen Baujahre bis 1978 Fensterlüftung ohne Modernisierung Baujahr 1979 bis 1994 Fensterlüftung ohne Modernisierung Alle Baujahre vor 2007 mit Modernisierung Baujahr ab 2007 Fensterlüftung ohne Modernisierung Baujahr ab 2007 mit Lüftungsanlage Passivhäuser 46

47 ab2007 keine Mod LA (n=45) ab2007 keine Mod Fenster (n=112) ab2007 keine Mod Gesamt (n=159) ab2007 Mod Fenster (n=6) ab2007 Mod (n=6) ab2007 LA (n=65) ab2007 Fenster (n=215) ab2007 Gesamt (n=548) Passivhaus (n=10) Vor07 Mod LA (n=14) Vor07 Mod Fenster (n=149) Vor07 Mod Gesamt (n=163) keine Mod (n=91) keine Mod (n=75) Vor79 keine Mod (n=246) TVOC [µg/m³] 4000 TVOC 47

48 ab2007 keine Mod LA (n=38) ab2007 keine Mod Fenster (n=88) ab2007 keine Mod Gesamt (n=128) ab2007 Mod LA (n=2) ab2007 Mod Fenster (n=6) ab2007 Mod Gesamt (n=8) ab2007 LA (n=50) ab2007 Fenster (n=140) ab2007 Gesamt (n=192) Passivhaus (n=15) vor07 Mod LA (n=16) vor07 Mod Fenster (n=146) vor07 Mod Gesamt (n=162) keine Mod (n=415) keine Mod (n=103) Vor79 keine Mod (n=321) Formaldehyd [µg/m³] 150 Formaldehyd 48

49 Berechnung der Konzentration im Innenraum aus den Emissionsraten der Quellen Σ SERu C= Vn C = Raumluftkonzentration in mg/m³ SERa = flächenspezifische Emissionsrate in mg/m²/h SERu = produktspezifische Emissionsrate in mg/m²/h V = Raumvolumen in m³ A = Fläche in m² n = Luftwechsel in /h SERu = SERa A 49

50 Quellstärke Stoffeigenschaften, Konzentration Beschaffenheit der Quelle: Menge Art und Lage der Quelle Sekundärquellen 50

51 Bestimmung der LWR in energieeffizienten Gebäuden (N = 100, VOC DB II Teil B) p<0,00001*** F=26,83 51

52 Luftwechselraten mit Fensterlüftung: 0,130 ± 0,099 technischen Lüftungsanlagen: 0,629 ± 0,514 Wohnräume: 0,40 ± 0,61 Schulräume: 0,38 ± 0,31 52

53 Luftwechselrate in einem Schulneubau Bestimmung der Luftwechselrate mittels Abklingmethode (Tracergas SF6) 7,00E+04 6,00E+04 c(sf6) [µg/m³] 5,00E+04 geschlossene Fenster 4,00E min Stoßlüftung, 45 min geschlossene Fenster 3,00E+04 2,00E+04 Kipplüftung 1,00E+04 0,00E : : : :45 Zeit : : :12 53

54 Luftwechselrate in einem Schulneubau Bestimmung der Luftwechselrate mittels Abklingmethode (Tracergas SF6) 7,00E+04 6,00E+04 5,00E+04 c(sf6) [µg/m³] LWR: 0,035/h 4,00E+04 LWR: 3,86/h 3,00E+04 Nutzungsintervall: LWR: 0,82/h 2,00E+04 LWR: 1,31/h 1,00E+04 0,00E : : : :45 Zeit : : :12 54

55 Art der Lüftung Formaldehyd µg/m³ keine Angabe Gesamt < BG > BG % >BG 10% 25% Median 75% 90% 95% 98% Max RW. >. <=. > [%] Fensterlüftung RLT , , , ,3 7, ,2 50,2 78,

56 Formaldehydkonzentration und LWR (N = 100, VOC DB II Teil B) 56

57 Formaldehydkonzentrationen in Räumen mit manueller Lüftung und technischer Lüftung (N = 100, VOC DB II Teil B) 57

58 TVOC-Konzentrationen in Räumen mit manueller Lüftung und technischer Lüftung (N = 100, VOC DB II Teil B) 58

59 Zusammenfassung Für viele Stoffe ist ein abnehmender Trend zu beobachten. (Das gilt nicht für Formaldehyd und TVOC.) Bei anlassbezogenen Messungen werden eher höhere VOCKonzentrationen festgestellt. In Klassenräumen wurden häufiger höhere Konzentrationen vorgefunden. Die Gruppierung der Messdaten in Bezug auf das Baujahr, Modernisierungsmaßnahmen und Lüftungstechnik ergab höhere TVOC-Konzentrationen in modernisierten Altbauten ohne Lüftungstechnik. Die Luftwechselraten in neuen oder energetisch modernisierten Gebäuden waren niedrig. Sie lagen in den Räumen ohne Lüftungstechnik bei durchschnittlich 0,13 /h. In Räumen mit geringer Luftwechselrate wurden größere Spannweiten der ermittelten Konzentrationen vorgefunden. Der Vergleich der Messdaten mit toxikologisch abgeleiteten Richtwerten zeigt die höchste Anzahl an Überschreibungen eines Handlungswertes (entsprechend Richtwert II) für Formaldehyd. 59

60 Bewertungsinstrumente Gesetzliche Regelungen: Stoffverbote / Stoffbeschränkungen Chemikalienverbotsverordnung REACH Verordnung Bewertungssysteme: harmonisierte Prüfverfahren z.b. VOC- und Geruchsemissionsprüfungen 60

61 Bewertungsinstrumente bauaufsichtliche Zulassung (DIBt): Rezeptur- und Emissionsprüfung nach dem AgBBSchema Privatrechtlich: Umweltgütezeichen für Bauprodukte 61

62 Emissionsprüfung nach AgBB-Schema bzw. DIBT-Grundsätzen 62

63 Aufnahme durch DIBt noch offen Intensität < 11 Hedonik > -2 63

64 Sensorische Prüfung DIN ISO Probenahme der Kammerluft in einen Gasbeutel und Überführung in Geruchsorgel zur Bewertung durch ein Probandenkollektiv Vergleichsskala für die Geruchsintensität in sechs Geruchskolben Intensitätsbereich von 0 pi bis 15 pi wird mit Aceton als Vergleichsstandard abgedeckt Vergleichsskala Probe Abb.: Texte 35/2011 des UBA 64

65 Beispiel REACH Zulassungsverfahren: SVHC Stoffe mit besonders besorgniserregenden Eigenschaften (z.b. DEHP) dürfen ab einem bestimmten Zeitpunkt nicht mehr verwendet werden außer es wurde für eine bestimmte Verwendung eine Zulassung erteilt bzw. beantragt. Verbot mit Erlaubnisvorbehalt 65

66 Beispiel: Bauaufsichtliche Zulassung nur für bestimmte Produktgruppen keine Kontrolle die Bewertungssysteme für Bauprodukte und Raumluft sind nicht aufeinander abgestimmt die Bedingungen in der Prüfkammer stellen eine vergleichsweise günstige Situation dar 66

67 Beispiel: Label unterschiedliche Blaue Engel Bewertungskriterien Ausführungsbestimmungen Überwachung Transparenz 67

68 Beispiel: Innenraumrelevanz wird unterschätzt bei: Außenanwendungen (z.b. Fassadenabdichtung) kleinflächigen Anwendungen (z.b. Fugendichtmassen, Klebstoffe) nicht sichtbaren, eingebauten Bauprodukten (z.b. Dämmstoffe, Beschichtungen, Klebstoffe) angeblich mineralischen Baustoffen (z.b. Putze, Mörtel) 68

69 Beispiel: Informationsbeschaffung Verfügbarkeit Vollständigkeit Aktualität Aussagekraft 69

70 Beispiel: Anwendung richtiges Material geeigneter Aufbau geeigneter Zeitpunkt Temperatur Belüftung Schichtdicke Trockenzeiten 70

71 ... und vieles mehr Zeit Kosten öffentliche Ausschreibung Instandhaltung/Nutzung 71

72 Schadstoffarten Feuchte CO2 Organische Verbindungen Gerüche Partikel (Stäube, Pollen, Sporen) Lärm Abgase Radon 72

73 Lösungsmöglichkeiten realistische Zielvereinbarungen früh in die Planung einbinden alle Beteiligten mit ins Boot nehmen möglichst wenige und einfache Produkte 73

74 Lösungswege Auswahl schadstoff- und emssionsarmer Produkte und Kontrolle Kontrolle des Einbaus (Berücksichtigung der Aufbringmengen Trocknungszeiten, Belüftungsraten und möglicher Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Produkten) Bauüberwachung und Dokumentation Lüftungsmanagement während der Errichtung des Gebäudes Intensivierte Belüftung und Beheizung nach der Fertigstellung des Gebäudes Einplanung und Durchführung von Kontrollmessungen Ausreichende Belüftung der Räume im Betrieb sicherstellen Einregelung und regelmäßige Wartung raumlufthygienischer Anlagen Überprüfung der Einhaltung von Lüftungsanweisungen Nutzungsaktivitäten und Produktanwendungen raumlufthygienisch berücksichtigen Verwendung emissionsarmer Produkte im Betrieb (Reinigung und Instandhaltung) 74

75 Fazit Die Qualität der Raumluft unterliegt einem komplexen Zusammenspiel vieler Einflussparameter, die die Planung, Herstellung, Produktzusammensetzung und Nutzung des Gebäudes betreffen. Entsprechend erfordert die erfolgreiche Umsetzung den Einsatz aller Beteiligten. Es mangelt weniger an Erkenntnissen als an der Umsetzung in die Praxis. 75

76 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 76