17.11.2011 1

VOC - Datenbank der AGÖF

Green Surface Technologies - Innovationen in der Oberflächenbehandlung

Dr. Heidrun Hofmann Bremer Umweltinstitut Fahrenheitstr. 1, 28359 Bremen Fon 0421/7 66 65 Fax 0421/7 14 04 hofmann@bremer-umweltinstitut.de www.bremer-umweltinstitut.de

Arbeitsgemeinschaft ökologischer Forschungsinstitute e.V. (AGÖF)

31832 Springe-Eldagsen Tel.: 05044/ 9 75 75 Fax: 05044/ 9 75 77 Email: info@agoef.de Internet: www.agoef.de

17.11.2011 2

Gliederung

1. Einleitung

2. Beschreibung des Forschungsvorhabens

3. Ergebnisse des Forschungsvorhabens

• Statistische Auswertung der Messdaten

• Einflussfaktoren der VOC-Belastung

4. Resümee

17.11.2011 3

Auswertung von VOC-Messdaten

„Bereitstellung von

Bewertungsgrundlagen“

Vergleichsdaten für

die Beurteilung von

Prüfergebnissen

„Umweltbeobachtung“

Expositionsabschätzung

Evaluation regulatorischer

Maßnahmen

17.11.2011 4

Innenraumstudien • 1.Umweltsurvey 1991, KUS 2008

(Wohngebäude)

• Heinzow et al. 1994, Ostendorp et al. 2009, LUKI 2008 (Schulen und Kindergärten)

• Mohr et al. 2001,LIWOTEV 2008 (Neubauten)

• Schlechter 2004 (Büroarbeitsplätze)

• AGÖF-Studie VOC-DB I 2008, AGÖF-Studie VOC-DB II (anlassbezogene Messungen)

17.11.2011 5

Bedeutung von VOC in Innenräumen

Umfangreiches, heterogenes

Substanzspektrum

Variabilität

„Flüchtigkeit“

Sekundärprodukte

Unspezifische Beschwerden, Reizungen,

Gerüche

17.11.2011 6

Bewertung von VOC in Innenräumen

• Richtwerte der Ad-hoc-Arbeitsgruppe für Einzelstoffe und Stoffgruppen

• TVOC-Bewertungskonzept

• Richtwerte, Zielwerte, Orientierungswerte

• Referenzwerte, Vergleichsdaten

• ALARA-Prinzip

17.11.2011 7

AGÖF-Forschungsvorhaben:

Bereitstellung einer Datenbank zum Vorkommen

von flüchtigen Verbindungen in der Innenraumluft

UFOPLAN FKZ 205 61 234

Projektlaufzeit: 01.12.2005 – 31.07.2007

Projektleitung: Dr. Heidrun Hofmann, Dr. Peter Plieninger

Fachbetreuer: Dr. Detlef Ullrich

Inhalt: umfassende Erfassung und Auswertung von Messdaten

und Begleitinformationen aus anlassbezogenen VOC-

Untersuchungen.

Zielsetzung: Bereitstellung von Vergleichsdaten für die Bewertung

von Innenraumbelastungen und Gewinnung von Erkenntnissen

über Quellen und Einflussfaktoren.

17.11.2011 8

Aktuelles AGÖF-Forschungsvorhaben:

Zielkonflikt energieeffiziente Bauweise und gute

Raumluftqualität - Datenerhebung für flüchtige

organische Verbindungen in der Raumluft von

Wohn- und Bürogebäuden (Lösungswege)

UFOPLAN FKZ 3709 62 211

Projektlaufzeit: 01.10.2009 – 30.09.2012

Projektleitung: Dr. Heidrun Hofmann, Bremer Umweltinstitut,

Dr. Peter Plieninger,

Martin Hoffmann, Gesellschaft für ökologische Bautechnik

Fachbetreuer: Dr. Heinz-Jörn Moriske, Umweltbundesamt

17.11.2011 9

AGÖF VOC DB I:

Beschreibung des Vorhabens

• Auswertung anlassbezogener VOC-Untersuchungen von AGÖF-Instituten

• Umfangreiches Substanzspektrum (offene Stoffliste)

• Neben den Messdaten wurden möglichst viele Begleitinformationen zur Raumsituation, Probenahme und Durchführung der Messung erfasst.

• Die Datenerhebung erfolgte rückblickend.

17.11.2011 10

Vorgaben

• Zeitliche Begrenzung (nur Daten ab 01.01.2002)

• Festlegung der Methoden

• Nur aktive Probenahme

• Vollständigkeit der geforderten Angaben

(Pflichtangaben)

• Möglichst umfangreiches Substanzspektrum Keine

Festlegung der Einzelstoffe (VVOC, VOC, SVOC)

• Begrenzung der Messungen pro Gebäude

• Mehrfachmessungen in einem Raum (Abklingkurven/

Zeitreihen) nur, wenn sie als solche erkennbar sind

17.11.2011 11

Demonstration des Import-Tools

17.11.2011 12

Zusatzinformationen

17.11.2011 13

Methoden

17.11.2011 14

Qualitätssicherungsverfahren

17.11.2011 15

Eingabe der Messwerte

17.11.2011 16

Beschreibung der Datenbasis (1)

• Es wurden 2663 Datensätze mit insgesamt 300129 Messwerten abgegeben.

• 19 Institute haben sich an der Datenbereitstellung beteiligt (9 Labore, davon 5 akkreditiert, 10 Institute nur Probenahme).

• Die Datenbereitstellung der Institute lag zwischen 12 und 797 Datensätze.

• 91 % der Probenahmen fanden unter Standardbedingungen (mindest. 8 h nicht gelüftet) statt.

• Die Datensätze verteilen sich annähernd gleichmäßig auf die 5 Untersuchungsjahre.

17.11.2011 17

Beschreibung der Datenbasis (2)

• Die Anlässe waren überwiegend gesundheits- und

geruchsbezogen.

• 38 % der untersuchten Räume waren Büroräume,

29 % Wohnräume, 5 % andere Arbeitsräume und

11 % Klassenräume. 17 % der Räumen konnten

nicht in diese Kategorien eingeordnet werden.

• Bei 49 % der Untersuchungen war die

Durchführung von Renovierungsmaßnahmen nicht

bekannt. Für 27 % der Datensätze (ZI) wurde

„Neubau“ angegeben.

17.11.2011 18

Dynamik „Stoffe“

Messwerte pro Jahr

53351

2002

17,20%

51062

2003

16,46%

49751

2004

16,04%

73974

2005

23,85%

82011

2006

26,44%2002 53351

2003 51062

2004 49751

2005 73974

2006 82011

17.11.2011 19

Dynamik „Methoden“

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

DNPH Impinger TDS XAD LsmDes

2002

2003

2004

2005

2006

17.11.2011 20

Methoden

TDS-MS

49,2%

Anasorb-MS-FID

33,9%

AK-MS

10,5%

Mischmethode

3,9%

DNPH

2,1%

Rest

0,3%

17.11.2011 21

„Qualitätssicherungsgüteklassen“

Kategorie 1: 34 % „hohe“ Qualität

Kategorie 2 : 59 % „mittlere“ Qualität

Kategorie 3: 7 % „niedrige“ Qualität

17.11.2011 22

Ergebnisse (1)

Statistische Auswertung anlassbezogener VOC-Untersuchungen

17.11.2011 23

Vorkommen von VOC in Innenräumen

• 179.747 Messwerte (59,9 %) lagen unterhalb der BG.

• Nur wenige Substanzen wurden häufig (in mehr als 90 % der Messungen) nachgewiesen.

• In fast allen Stoffgruppen traten einzelne sehr hohe Stoffkonzentrationen auf. (Der höchste Messwert wurde für n-Butylacetat mit 16.014 µg/m³ gemessen.)

17.11.2011 24

Ranking „Stoffe“

P 10 Formaldehyd

Acetaldehyd

Toluol

n-Hexanal

m,p-Xylol

P 50 Formaldehyd

Essigsäure

Acetaldehyd

n-Hexanal

Toluol

1-Butanol

alpha-Pinen

n-Nonanal

Limonen

m,p-Xylol

17.11.2011 25

Ranking „Stoffe“ P 95

alpha-Pinen

Essigsäure

2-Propanol

n-Butylacetat

n-Hexanal

Formaldehyd

Acetaldehyd

Toluol

m,p-Xylol

Methylethylketon

MAX n-Butylacetat

2,2,4,6,6-Pentamethylheptan

m,p-Xylol

Ethylacetat

Methylethylketon

2-Methylpentan

n-Hexan

Toluol

2-Propanol

1,2,4-Trimethylbenzol

17.11.2011 26

Vergleich statistischer Kenndaten

n-Heptan Toluol

µg/m³ P 10 P 50 P 90 P 95 P 10 P 50 P 90 P 95

US 1985/86 3,1 5,1 12,0 25,6 26,5 62,0 128,2 190,0

AGÖF 2004 <1 3 15 5 20 100

vocdb 2007 <1,3 3,0 13,0 22,9 4,0 12,0 49,0 90,0

alpha-Pinen Hexanal

µg/m³ P 10 P 50 P 90 P 95 P 10 P 50 P 90 P 95

US 1985/86 2,6 6,8 18,2 26,6 0,7 0,7 3,0 4,3

AGÖF 2004 <1 10 50 3 15 25*

vocdb 2007 <1,2 8,0 93,0 200,0 3,0 14,0 67,0 105,5

17.11.2011 27

Vergleich statistischer Kenndaten Konzentrationen Formaldehyd Hexanal

in µg/m³ AGÖF 2008 KUS 2008 AGÖF 2008 KUS 2008

N 446 586 2318 586

P 50 33 24 14 9,8

P 90 85 41 67 21

P 95 105 48 106 30

P 98 140 58 167 41

Max 266 69 1301 82

Naphthalin Limonen

AGÖF 2008 KUS 2008 AGÖF 2008 KUS 2008

N 1675 555 2394 555

P 50 1,0 < 1,0 6,0 12

P 90 2,0 < 1,0 33 71

P 95 3,4 1,2 56 103

P 98 13 2,8 110 169

Max 2090 4,9 2500 400

17.11.2011 28

Ergebnisse (2)

Einflussfaktoren der VOC-Belastung in

Innenräumen

17.11.2011 29

Gliederungsmerkmale:

Anlass/Ziel der Untersuchung

Raumtypen

Renovierungsmaßnahmen

Was/Wann

17.11.2011 30

Anlass 1 (n=2585)

Gerüche

22%

Prävention

17%

Expositionsverdacht

12%

nicht bekannt

7%

Rest

5%

Gesundheitsbeschwerden

37%

17.11.2011 31

Ziel der Untersuchung (n=2585)

Orientierungsmessung

(Screening)

42%

Interventionsmessung

(Expositionsverdacht)

37%

Abnahmemessung

(Freimessung)

8%

Wiederholungsmessung

8%

Rest

3%

nicht bekannt

2%

17.11.2011 32

Anlass/Ziel der Untersuchung

Zwei Gruppen:

„Beschwerdefälle“

„Präventivmessungen“

17.11.2011 33

Anlass/Ziel: Formaldehyd

0

20

40

60

80

100

120

140

50 75 90 95

Perzentile

Fo

rma

lde

hy

d µ

g/m

³ Anlass 2: Geruch

Anlass 3: Expositionsverdacht

Anlass 4: Gesundheitsbeschwerden

Ziel 2: Screening

Ziel 3: Interventionsmessung

Ziel 5: Wiederholungsmessung

Ziel 6: Abnahmemessung

17.11.2011 34

Anlass/Ziel: m,p-Xylol

0

50

100

150

200

250

300

50 75 90 95

Perzentile

m,p

-Xy

lol

µg

/m³

Anlass 2: Geruch

Anlass 3: Expositionsverdacht

Anlass 4: Gesundheitsbeschwerden

Ziel 2: Screening

Ziel 3: Interventionsmessung

Ziel 5: Wiederholungsmessung

Ziel 6: Abnahmemessung

17.11.2011 35

Anlass/Ziel: n-Butylacetat

0

50

100

150

200

250

300

350

50 75 90 95

Perzentile

n-B

uty

lac

eta

t µ

g/m

³ Anlass 2: Geruch

Anlass 3: Expositionsverdacht

Anlass 4: Gesundheitsbeschwerden

Ziel 2: Screening

Ziel 3: Interventionsmessung

Ziel 5: Wiederholungsmessung

Ziel 6: Abnahmemessung

17.11.2011 36

Raumnutzung (n=2585)

Büroräume

38%

Wohnräume

29%

Klassenräume

11%

Arbeitsräume andere

5%

Sonstige

17%

17.11.2011 37

Raumarten: Toluol

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

10 25 50 75 90 95 98

Perzentile

To

luo

l µ

g/m

³ 2 alle Wohnräume auch wb

3: nur ab

4: Arbeitsräume andere

5: ö außer ökl,öko,ösp

6: ö ökl,öko,ösp

17.11.2011 38

Raumarten: alpha-Pinen

0

50

100

150

200

250

300

50 75 90 95

Perzentile

alp

ha

-Pin

en

µg

/m³

2 alle Wohnräume auch wb

3: nur ab

4: Arbeitsräume andere

5: ö außer ökl,öko,ösp

6: ö ökl,öko,ösp

17.11.2011 39

Renovierung Was (n=1304)

3 und mehr Maßnahmen

7%2 Maßnahmen

10%

Sonstige

3%

Anstriche

3%

Wände/Decken

5%

Neue Möbel

4%

Fußboden

15%

Neubau

53%

17.11.2011 40

Renovierung Wann: Formaldehyd

0

20

40

60

80

100

120

140

Formaldehyd µg/m³

Gesamt

(414)

3 Wochen

(7)

6 Wochen

(38)

3 Monate

(20)

6 Monate

(33)

1 Jahr

(38)

2 Jahre

(32)

5 Jahre

(36)

> 5 Jahre

(15)

P 75

P 90

P 95

17.11.2011 41

Renovierung Wann: m,p-Xylol

0

50

100

150

200

250

300

350

m,p-Xylol µg/m³

Gesamt

(2381)

3 Wochen

(132)

6 Wochen

(193)

3 Monate

(164)

6 Monate

(128)

1 Jahr

(163)

2 Jahre

(111)

5 Jahre

(72)

> 5 Jahre

(29)

P 75

P 90

P 95

17.11.2011 42

Resümee

• Das in Innenräumen anzutreffende

Substanzspektrum ist sehr umfangreich und

unterliegt kontinuierlichen Veränderungen.

• Trotz Maßnahmen zur Beschränkung von

VOC ist insgesamt kein Rückgang der

Belastung zu erkennen.

• Das Vorkommen von VOC in Innenräumen

ist überwiegend quellenbezogen.

17.11.2011 43

AGÖF VOC DB II:

Beschreibung des Vorhabens

Teil A Fortführung der Datenerfassung

vorhandener Daten

Teil B gezielte Datenerhebung in 50

ausgewählten Objekten

• Erfassung energetischer

Charakteristika

17.11.2011 44

Aufbauend auf VOC DB I

• Tools

• Substanzliste

• Summenparameter

• Bestimmungsgrenzen

• Zusatzinformationen – „eindeutiger“

– Pflichtangaben zum Gebäudetyp, Alter, energetischen Sanierungsmaßnahmen

17.11.2011 45

Beschreibung Teil B

Durchführung von Messungen in 50 ausgewählten Gebäuden, die nachweislich entsprechend einem Energiestandard von 2002 bzw. später errichtet oder saniert wurden.

Pro Gebäude wird ein geeigneter Raum (Wohn- Büro-, Klassenraum) in zwei unterschiedlichen Klimasituationen (Winter/Sommer) untersucht. Dabei wird ein hoher Anteil von Gebäuden mit Lüftungsanlagen angestrebt.

17.11.2011 46

Objektauswahl

Objektauswahl: 20 Schulen und 30

Wohngebäude

17.11.2011 47

Vorgaben Teil B

Einheitlicher Zeitpunkt nach Sanierung, Renovierung, Neubau

Mindestens 6 Monate nach der Inbetriebnahme des Gebäudes und wesentlichen baulichen Änderungen

Einheitliche Probenahmebedingungen 8 h ungelüftet bzw. bei Betrieb der Lüftungsanlage

Einheitlicher Prüfumfang

17.11.2011 48

Messprogramm Teil B

Klimadaten innen und außen, Bestimmung der Luftwechselrate bei geschlossenen Fenstern und Türen – beim Betreiben von lüftungstechnischen Systemen mit Inbetriebnahme dieser Systeme

Untersuchung der Raumluft auf flüchtige organische Verbindungen (VVOC, VOC, SVOC)

Untersuchung der Raumluft auf Aldehyde/Ketone (Probenahme auf DNPH)

Untersuchung der Raumluft auf Flammschutzmittelwirkstoffe

17.11.2011 49

Durchführung der Sommer-Messungen

17.11.2011 50

Teilergebnisse

• Die gemessenen LWR waren sehr niedrig (Mw 0,23) mit LA Min 0,07 Max 0,96 (So) ohne LA Min 0,04 Max 0,60 (So)

• VOC und FA Werte entsprechen den „üblichen“ Konzentrationen

• Bei den „Sommer“ Messungen (1.) werden höhere Konzentrationen erreicht, obwohl auch die LWR im Sommer in der Tendenz höher sind.

17.11.2011 51

Bestimmung der Luftwechselrate mittels Tracergas (SF6)

0,00E+00

1,00E+05

2,00E+05

3,00E+05

4,00E+05

5,00E+05

6,00E+05

7,00E+05

06.09.2010 10:27 06.09.2010 10:41 06.09.2010 10:55 06.09.2010 11:10 06.09.2010 11:24 06.09.2010 11:39 06.09.2010 11:53 06.09.2010 12:07 06.09.2010 12:22

Zeit

c(S

F6

) [µ

g/m

³]

LWR 0,05 /h

17.11.2011 52

Formaldehydkonzentrationen bei verschiedenen Luftwechselraten

Objekte mit Lüftungsanlage und ohne Lüftungsanlage

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

LWR/h

Fo

rmald

eh

yd µ

g/m

³

17.11.2011 53

TVOC Summenwerte bei verschiedenen Luftwechselraten

Objekte mit Lüftungsanlage und ohne Lüfungsanlage

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

LWR/h

TV

OC

µg

/m³

17.11.2011 54

Resümee

• „Probleme“: (Einführung des Import-Tools, Heterogenität, BG, Summenwerte)

• „Erfolge“: Erstellung eines umfangreichen und gut beschriebenen Datenpools

• Kein Instrument für „Laien“

• „mehr Hintergrundwissen statt Hintergrundwerte“

• Die AGÖF-Datenbank bietet eine gute Grundlage für statistische Auswertungen zum Vorkommen von VOC in Innenräumen und für die Untersuchung von Zusammenhängen.

17.11.2011 55

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Weitere Informationen

• in der Veröffentlichung des Abschlussberichtes unter http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/3637.pdf

• und auf der Homepage der AGÖF unter www.agoef.de