低逸散健康綠建材

國立成功大學建築系江哲銘教授辦公室

2012-09-15

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低逸散健康綠建材

何謂低逸散健康綠建材

本標章原名稱為「健康綠建材標章」，性能評定基準參考國外先進國家之相關綠建材標章，搭配內政部建築研究所長期研究成果，以台灣本土室內氣候條件為考量，訂定建材逸散之「總揮發性有機化合物(TVOC)」及「甲醛(Formaldehyde) 」逸散速率基準，其TVOC基準以BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)等指標性污染物累加計算，並透過名稱修訂為「低逸散健康綠建材標章」。(圖1)

低逸散健康綠建材係指「該建材之特性為低逸散量、低毒性、低危害健康風險之建築材料。」本類建材標章之推廣目的為提高室內空氣環境品質，降低建材對於人體健康的危害程度，未來亦將朝向促進健康因素並具有多功能化之使用價值為目標。根據上述定義，本類標章不受理無甲醛逸散及無TVOC逸散之虞產品，例如，無機類石材、玻璃等產品，關於前述材料及產品，可參考產品特性另申請其他類綠建材標章。目前針對室內建材與室內裝修材料進行「人體危害程度」的評估，以「低甲醛」及「低總揮發性有機化合物(TVOC)」逸散速率為評估指標，未來將陸續對建材之「化學過敏症」、「病態大樓症候群(SBS)」及「病態住宅症候群(SHS)」等影響及相關健康促進因子進行評估，以確保國人使用健康的建材及維護健康的室內環境。

低逸散健康綠建材標章

低逸散健康綠建材評定目的

一般而言，每人每天在不同的建築室內空間活動時間超過90%，其中，每人每天有57%的室內空氣攝入人體內，室內空氣品質對於人體具有直接性的影響，經衛生署統計資料顯示台灣主要死亡原因有肺癌、支氣管炎、氣喘及肺結核等均與空氣環境關係密切，所以環保署於民國94年12月30日即公告「室內空氣品質建議值」，積極地為國人健康把關，其中甲醛及揮發性有機化合物(VOCs)亦已納入管制，呼應低逸散健康綠建材的重要性。

從國內建築物現場實測調查中發現，造成室內環境污染的主因為建材逸散之化學物質，室內裝修常用的建材如塗料及接著劑等皆是甲醛及揮發性有機化合物(VOCs)來源。而影響室內污染物濃度的因素，除材料外尚有裝修面積、通風換氣速率等，所以室內空氣品質的管制還須針對裝修建材之種類、面積及通風換氣效率評定。

由於建築裝修建材種類繁多，不僅裝修過程有乾式、濕式之分，裝修部位有構造之別，對於材質之厚度、種類之差異，均有對應的試驗方法及程序，所以低逸散健康綠建材檢測過程中，對於不同種類的建築材料亦具有不同的分析條件及不同的參數，目前低逸散健康綠建材評定項目如表1：

表1:低逸散健康綠建材評定項目
1	地板類	木質地板、地毯、架高地板、塑膠木材等。
2	牆壁類	合板、纖維板、石膏板、壁紙、防音材、粒片板、木絲水泥板、木粒片水泥板、纖維水泥板、矽酸鈣板等。
3	天花板	合板、石膏板、礦纖天花板、玻纖天花板等。
4	填縫劑與油灰類	矽利康、環氧樹脂、防水塗膜材料等。
5	塗料類	油漆等各式水性、油性粉刷塗料。
6	接著（合）劑	油氈、合成纖維、磚黏著劑、白膠（聚醋酸乙烯樹脂）等。
7	門窗類	木製門窗（單一均質材料）。

低逸散健康綠建材評定基準

低逸散健康綠建材針對建材所逸散之有機化合物進行定性定量評定，以限制室內空氣環境中揮發性有機物質總質量體積濃度。考量本土的氣候條件，進一步規範材料在建築室內空間中之有機化合物逸散特性，參考國外相關建材標章、ISO標準及國人裝修習慣，簡化為標準室內裝修模型來計算裝修強度，以單位面積污染物逸散率（mg/m²‧hr）來評定建築材料有機逸散物之逸散速率，有效管制建材之污染物排放量。目前化合物限制主要以甲醛及總揮發性有機化合物(TVOC)逸散速率兩項指標來評定，確保建材的低逸散特性，如圖2。

圖2 低逸散健康綠建材評定要項

一、評定要項

（一）甲醛逸散速率：

定義：建材之甲醛（HCHO）為低逸散健康綠建材之有機氣體逸散試驗評定要項之一。甲醛是一種無色化學氣體，為常見的有毒化學物，具有刺激性和窒息性的氣體，是國際癌症研究署（International Agency for Research on Cancer）評估的人類致癌物(Group 1)，濃度高時有刺鼻的氣味，會引起眼睛及呼吸道極度不適。而長期暴露在高濃度甲醛環境中，可能引起呼吸道疾病、染色體異常、影響生長發育和誘發腫瘤等健康危害。

甲醛廣泛使用在人造板材、塑料地板、化纖材料、塗料和黏著劑中。室內裝修材如發泡膠、隔熱層、黏著劑、織物、地毯及樓板面材中多含有甲醛，且國內室內空間之裝修強度普遍過高，現場大量運用黏著劑之工法，造成建材中甲醛持續逸散而污染室內空氣環境，且隨著空調設備在家庭中日益普及室內通風換氣不良等因素，使得甲醛濃度累積量居高不下。

（二）TVOC(Total Volatile Organic Compound)逸散速率：

定義：TVOC為低逸散健康綠建材之有機氣體逸散試驗評定指標，其定義為揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)之總量—Total VOC，為評定VOCs對人體健康影響的綜合評定指標。施工中所使用建材、塗料及接著劑等都是TVOC之主要來源(圖5-3)。在國際上室內空氣品質大都以TVOC為指標評定項目，因此將TVOC逸散速率定為低逸散健康綠建材之評定基準項目之一。

圖3 甲醛或TVOC 逸散示意圖

圖5-4 綠建材施作實例-內政部建築研究所辦公室

根據國內之實測調查發現室內裝修總面積和甲醛及TVOC濃度呈現正相關性，限制揮發性較高或是成分中含危害性較高的甲醛及TVOC之建材使用、製造與進口，主要是從室內空氣污染源頭來減量控制。

因此，藉由低逸散健康綠建材標章管制建材中甲醛及總揮發性有機化合物(TVOC)逸散(圖5-4)，其目的有以下幾點：

（一）室內裝修材料的提升：

一般常用裝修建材、塗料及接著劑之有機物逸散限制是改善建材污染的治本之道，為避免含有高甲醛及揮發性有機化合物(VOCs)之建材危害國人健康，促進國人對室內裝修的健康認識，避免過量之裝修。

（二）營建產業升級：

促進國內建材製造商之研發並管制國外進口建材之逸散物質含量，一方面為室內環境品質把關，並刺激國內建材產業之轉型，增加本土營建產業之國際競爭力。

（三）改善室內空氣品質：

協助室內裝修業者選用低甲醛之健康建材外，並可試算裝修完工後之室內環境空氣中甲醛及揮發性有機化合物(VOCs)濃度，建立低逸散健康綠建材選用資料庫，以檢討裝修施工方式，進而確保居住者之健康。

二、評定基準

圖5 內政部建築研究所性能實驗中心-建材逸散模擬實驗室

目前內政部建築研究所性能實驗中心之建材逸散模擬實驗室(圖5-5)，試驗方法乃參考國外相關之標準(ASTM、ISO等)，建立室內建材揮發性有機逸散物質試驗之標準試驗方法及程序，針對建材試驗要項中有機氣體項目進行試驗，再配合標章評定程序及基準值之評定(表5-2)，即能判斷建材對於室內健康環境之危害度及低逸散健康綠建材標章取得資格。甲醛、TVOC試驗應檢附由內政部指定之「綠建材性能試驗機構」出具之試驗報告書辦理，若性能試驗項目尚無內政部指定之綠建材性能試驗機構，得檢具符合「綠建材性能試驗機構申請指定作業要點」第2點第1至3款之機關（構）認可或認證之試驗室出具之試驗報告書辦理。

表2 低逸散健康綠建材評定基準表
一、甲醛（HCHO）逸散速率
評定項目		性能水準(逸散速率)	說明
地板類、牆壁類、天花板、填縫劑與油灰類、塗料類、接著（合）劑、門窗類(單一材料)		＜0.08 mg / m²˙hr	建材樣本置於環控箱中試驗其逸散量，量測甲醛濃度達穩定狀態時之逸散速率。
二、總揮發性有機物質（TVOC）逸散速率
評定項目		性能水準(逸散速率)	說明
地板類、牆壁類、天花板、填縫劑與油灰類、塗料類、接著（合）劑、門窗類(單一材料)		＜0.19 mg / m²˙hr	建材樣本置於環控箱中試驗其逸散量，量測總揮發性有機物質(TVOC)濃度達穩定狀態時之逸散速率。
試驗機構：經內政部指定之「綠建材性能試驗機構」
試驗規定： 1.測試方法依據內政部建研所標準測試法(計劃編號MOIS 901014)及參考ISO 16000系列（CNS 14024）標準方法，甲醛及TVOC試驗報告之數值判定，應以測試時間達48小時即停止測試之時間點，所測得之實驗數據做為判定數值；或未達48小時但實驗數據已穩定低於評估基準值之實驗數據做為判定數值。 2.總揮發性有機物質化合物評定以苯、甲苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯為指標污染物。
「低逸散健康綠建材標章」分級制度說明 (◎新增說明)
逸散分級	TVOC(BTEX)及甲醛逸散速率
E1逸散	TVOC及甲醛均≦0.005（mg/m²‧hr）
E2逸散	0.005＜TVOC≦0.1（mg/m²‧hr）或0.005＜甲醛≦0.02（mg/m²‧hr）
E3逸散	0.1＜TVOC≦0.19（mg/m²‧hr）且0.02＜甲醛≦0.08（mg/m²‧hr）
【文件審查】申請廠商須檢附相關施工流程、圖說、文件說明，確保日後施做時，工法亦能符合健康性設計及要求。

「低逸散健康」綠建材標章分級制度參考國際間(日本及芬蘭等)建材逸散分級制度，TVOC分級制度參考(1)芬蘭逸散標章之致癌性物質逸散限制(<0.005（mg/m²‧hr），做為E1);(2)常態分布百分比為75%(0.1（mg/m²‧hr），做為E1);(3)危害度評定方法(HI≦1)，做為E2。而甲醛參考日本建築基準法及芬蘭逸散基準訂定。而本標章分級落點之認定採「從嚴判定」，舉例而言：當一產品其TVOC逸散速率數值落在E1逸散標準，甲醛逸散速率數值落在E2逸散標準，則該產品即認定屬「E2逸散」水準。

據我國環保署提供之室內甲醛容許濃度值為0.1 ppm；而TVOC濃度值方面，依據WHO提供之建議值300 mg/m³作為TVOC濃度之評定指標。現今國際規範建材有機污染物指標大多是以逸散速率表示，所以依HCHO：0.1 ppm、TVOC：300 mg/m³兩基準值經質量平衡模型（Mass Balance Model）換算得知國內低逸散健康綠建材規範甲醛與總揮發性有機物質之評定基準。

三、建築室內環境裝修的綠建材使用規定

建築技術規則於民國95年7月1日開始實施「綠建材」相關規定室內裝修材料及樓地板材料之綠建材使用率應達5%，而在民國98年提昇至30%以上：第321條規定「建築物之室內裝修材料及樓地板面材料應採用綠建材，其使用率應達室內裝修材料及樓地板面材料總面積百分之三十以上。」而室內裝修材料與樓地板面材料與「低逸散健康綠建材」關係最為密切，舉凡牆壁類建材、木質板類建材、地板類建材、塗料類建材、天花板建材及單一材料製作之門窗建材或櫥櫃隔屏，皆可以運用設計、應用，以降低室內空氣污染，減少建材甲醛及總揮發性有機化合物(VOCs)之逸散。

四、低逸散健康綠建材-設計應用之計算(修正)

(一)案例計算：(李俊璋，2010)

設計階段使用「低逸散健康綠建材標章」之甲醛及揮發性有機物質逸散量推估。

1.假設一空間面積200m²之小型辦公空間；室內空間淨高2.5m。

2.溫度25℃，相對溼度為50％及換氣率為0.5 ACH，空氣混合率為50%。

3.使用建材資料：獲得「低逸散健康綠建材標章」之地毯119.7m²；合板輕隔間(貼壁紙)74m²；木板材組成之木櫥櫃4.48m²。

4.質量平衡推估公式：

C_{V T,RH}：穩定狀態下，溫度T、相對溼度RH時，甲醛或TVOC之室內濃度(mg/m³)。

ER_T,RH,CV：溫度T、相對濕度RH、甲醛或TVOC之室內濃度C_{V T,RH}時，甲醛或TVOC之建材逸散速率(mg/m²‧hr)。

ACH：換氣率(hr^-1)。

AREA：建材表面積(m²)。

VOL：室內體積(m³)。

K：混合率(%)

(二)推估顯示：

使用低逸散健康綠建材標章之合板、木櫥櫃及合成地毯，由實驗得知：

1.甲醛部份：

A. 獲得低逸散健康綠建材標章之合板其甲醛實際逸散速率為0.078 mg/m²˙hr，於室內裝修面積共74 m²，推算室內甲醛濃度值為0.046 mg/m³。

計算式：(0.078 x 74)/(0.5 x 500 x0.5)=0.046 mg/m³。

B. 獲得低逸散健康綠建材標章之木板材組成之木櫥櫃其甲醛逸散速率為0.055 mg/m²˙hr，裝修面積4.48 m²，推算室內甲醛濃度值為0.002 mg/m³。

計算式：(0.055 x 4.48)/(0.5 x 500 x0.5)=0.002 mg/m³。

C. 獲得低逸散健康綠建材標章之合成地毯其甲醛逸散速率為0.055 mg/m²˙hr，裝修面積119.7 m²，推算室內甲醛濃度值為0.053 mg/m³。

計算式：(0.055 x 119.7)/(0.5 x 500 x0.5)=0.053 mg/m³。

總和濃度：0.046+0.002+0.053=0.101 mg/m³(0.0818 ppm)

室內甲醛濃度推估為0.0818 ppm，低於環保署室內甲醛濃度0.1 ppm。

2.TVOC部分：

A. 獲得低逸散健康綠建材標章之合板其TVOC逸散率為0.111 mg/m²˙hr，裝修面積74 m²，推算室內空間中之TVOC濃度為0.066 mg/m³。

計算式：(0.111 x 74)/(0.5 x 500 x0.5)=0.066 mg/m³。

B. 獲得低逸散健康綠建材標章之木板材組成之木櫥櫃其TVOC逸散率為0.087 mg/m²˙hr，裝修面積4.48 m²，推算室內空間中之TVOC濃度為0.003 mg/m³。

計算式：(0.087 x 4.48)/(0.5 x 500 x0.5)=0.003 mg/m³。

C. 獲得低逸散健康綠建材標章之地毯其TVOC逸散率為0.1 mg/m²˙hr，裝修面積119.7 m²，推估其至室內空間中之逸散濃度為0.096 mg/m³。

計算式：(0.1 x 119.7)/(0.5 x 500 x0.5)=0.096 mg/m³。

室內TVOC濃度推估為164 μg/m³，低於WHO室內TVOC濃度300 μg/m³。(表3)

表3 低逸散健康綠建材設計應用

1.甲醛推估濃度值					空間示意圖
污染源	面積(m²)	逸散速率(mg/m²˙hr)		濃度(mg/m³)
A.合板	74	0.078		0.046
B.木櫥櫃	4.48	0.055		0.002
C.地毯	119.7	0.055		0.053
ΣConc.A+B+C=0.101 mg/m³ (0.0818ppm) < 0.1ppm (0.1ppm為環保署建議室內甲醛濃度)
2.TVOC推估濃度值
污染源	面積(m²)	逸散速率(mg/m²˙hr)	濃度(mg/m³)
A.合板	74	0.111	0.066
B.木櫥櫃	4.48	0.087	0.003
C.地毯	119.7	0.1	0.096
ΣConc.A+B+C= 164μg/m³ < 300μg/m³ (300μg/m³為世界衛生組織建議室內TVOC濃度)
※濃度轉換公式： concentration(mg/m³)= Concentration(ppm) x Molec. Weight (g/mol) / 24.45 (l/mol)