VOCs: Definition, Ursprung, Messung und Prävention
Das Management der Innenraumluftqualität wurde sehr schnell zu einer der wichtigsten Disziplinen im Bauwesen und im Bereich der lufttechnischen Anlagen. Die IAQ steht im Zentrum mehrerer wichtiger Zukunftsfragen: Bekämpfung der Luftverschmutzung im Bereich der Ökologie, Bekämpfung bakterieller und viraler Infektionen im Gesundheitswesen sowie Innenraumkomfort, der für unseren modernen Lebensstil, der sich überwiegend in Innenräumen abspielt, unerlässlich ist.
Flüchtige organische Verbindungen sind neben Viren, Bakterien, Partikeln oder bestimmten toxischen Gasen in zu hoher Konzentration eine der wichtigsten Zielscheiben für die IAQ. Es geht darum, ihre Konzentration in der Luft so weit wie möglich zu reduzieren, und zwar mithilfe einer sehr wirksamen Waffe, die wir bereits in mehreren Artikeln unseres INsights-Blogs vorgestellt haben: der Luftwechselrate in Innenräumen (LWR oder ACR für Air Change Rate), wobei die Messung des CO2-Gehalts ein hervorragender Indikator für ihre Wirksamkeit ist.
Was sind flüchtige organische Verbindungen?
Flüchtige organische Verbindungen oder VOCs sind eine große Familie von Stoffen, die sich leicht in gasförmigem Zustand in der Luft ausbreiten können. Diese Stoffe müssen hochflüchtig sein, d. h. sie müssen durch Verdampfung oder Sublimation entstanden sein, die bei sehr gängigen Temperatur-, Luftfeuchtigkeits-, Licht- (UV) und Druckbedingungen stattfinden. Ihre Definition ist daher recht weit gefasst, und sie können sowohl künstlichen (Verdampfung von Lösungsmitteln, Chemikalien usw.) als auch natürlichen Ursprungs sein (Emissionen durch Pflanzen, Fermentation usw.).
Im Bereich der Raumluftqualität sind VOCs daher vor allem chemische Stoffe, die unter normalen Umgebungsbedingungen leicht in den gasförmigen Zustand übergehen und sich dann in der Raumluft eines Gebäudes befinden können. Es gibt mehrere Hauptquellen, welche diese Stoffe in der Regel freisetzen:
- Reinigungs- und Pflegemittel: bestimmte Haushaltsmittel wie Waschmittel, Reinigungsprodukte und Lufterfrischer.
- Baumaterialien und Endbearbeitungsmaterialien: bestimmte Materialien wie Farben, Lacke, Klebstoffe und Teppiche.
- Möbel und Gegenstände: bestimmte Produkte wie Matratzen, Kissen und Spielzeug.
- Elektronische Geräte: Drucker, Computer usw.
- Heizgeräte: Öfen, Herde usw.
- Menschliche Tätigkeiten: Rauchen, Kochen, Schweißen usw.
Jede dieser Quellen erzeugt nur sehr wenige VOCs, aber ihre Ansammlung kann ein Problem im Hinblick auf die Gesamtkonzentration (Gesamt-VOCs oder TVOCs) in der Raumluft darstellen.
Im Folgenden stellen wir Ihnen einige der zahlreichen in unserer Luft zirkulierenden flüchtigen organischen Verbindungen vor, die im Zusammenhang mit der IAQ am häufigsten vorkommen:
- Formaldehyd: Ein farbloses, reizendes Gas, das von bestimmten Baumaterialien und Endbearbeitungsmaterialien wie Klebstoffen sowie von bestimmten elektronischen Gegenständen und Heizgeräten freigesetzt werden kann.
- Tetrachlorethen (oder Perchlorethen): Ein Gas, das durch Lösungsmittel gebildet wird, die für die chemische Reinigung verschiedener Materialien verwendet werden. Die gesundheitlichen Gefahren sind ziemlich schwerwiegend: krebserregend, neurologische Störungen, Nieren- und Leberschäden.
- Benzol: Dieses Gas wird von bestimmten Farben, Lacken und anderen Endbearbeitungsprodukten abgegeben, aber auch bei Verbrennungsvorgängen freigesetzt: Tabak, Kerzen, Räucherstäbchen usw.
- Acetaldehyd: Es kann durch Zigarettenrauch entstehen, aber auch durch bestimmte Dämmstoffe und Geräte wie Kopierern.
- Dichlormethan: Ein Lösungsmittel, das üblicherweise durch Lacke, Leime und Klebstoffe gebildet wird.
- Toluol: Ein Gas, das von bestimmten Lösungsmitteln, vor allem Farbverdünnern sowie von bestimmten elektronischen Geräten und Heizsystemen freigesetzt wird.
- Trichlorethylen: Ein Gas, das von bestimmten Reinigungsmitteln wie Fettlösern und chemischen Reinigungsmitteln freigesetzt wird.
- Aceton: Dieses Lösungsmittel wird von einigen Reinigungs- und Kosmetikprodukten sowie von bestimmten elektronischen Geräten freigesetzt.
- Ethylenglykol: Ein Gas, das von bestimmten Heiz- und Kühlgeräten sowie von einigen Reinigungsmitteln ausgestoßen wird.
- Methanol: Dieses Gas entsteht in bestimmten Reinigungsmitteln, elektronischen Geräten und Heizsystemen.
- Xylol: Dieses Gas wird von bestimmten Lösungsmitteln, z. B. Farbverdünnern, sowie von einigen Heizungen und elektronischen Geräten ausgeschieden.
- Trichlorethan: Ein Gas, das in bestimmten Haushaltsmitteln wie Fettlösern und chemischen Reinigungsmitteln gebildet wird.
Sind VOCs giftig?
Da die Familie der VOCs sehr groß ist, ist es schwierig, eine allgemeingültige Aussage zu treffen, aber viele VOCs können sich negativ auf die Gesundheit auswirken. Diese Auswirkungen hängen von der Art der VOCs, ihrer Konzentration und der Dauer der Exposition ab. Auch hier kann vor allem die Ansammlung mehrerer VOCs in einem schlecht belüfteten Raum ein Problem darstellen.
Die Gefahren von VOCs sind außerdem von Person zu Person sehr unterschiedlich. Manche Menschen verspüren schneller Symptome als andere oder sind stärker von den gesundheitsschädlichen Auswirkungen bestimmter Stoffe betroffen. Auch hier gilt es zu verstehen, dass das von VOCs ausgehende Risiko ein Problem ist, das ganzheitlich betrachtet werden muss: Es geht um die Überwachung aller in der Luft vorhandenen VOCs im Hinblick auf ihr gesamtes toxisches Potenzial für die gesamte exponierte Bevölkerung.
Die Auswirkungen und Symptome sind sehr vielfältig und können daher teils harmlos, teils sehr schwerwiegend sein: von einfacher Müdigkeit über Schleimhaut- und Hautreizungen bis hin zu Krebs oder Atemproblemen nach längerer Exposition.
Wie in diesem Artikel beschrieben, gelten für die Konzentrationen aller VOCs, die auch als Gesamt-VOCs (oder TVOCs) bezeichnet werden, folgende Gefahrenschwellenwerte in ppb (Parts per Billion):
| Optimale Konzentration | Zu überwachende Konzentration | Gefährliche Konzentration | |
|---|---|---|---|
| TVOC | 0 – 300 ppb | 300 – 750 ppb | > 750 ppb |
Insgesamt sind die Risiken, die von flüchtigen organischen Verbindungen ausgehen, sehr... flüchtig!
Kann man die VOC-Konzentration messen?
Bestimmte hochmoderne Messgeräte können die VOC-Konzentration in der Umgebungsluft messen. Diese speziellen Messgeräte sind zwar selten anzutreffen, aber Fachleute, die sich auf IAQ spezialisiert haben, sind in der Regel damit ausgestattet. Solche Gasmessgeräte messen die Konzentration der gängigsten flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in der Luft, insbesondere von Formaldehyd (oder Methanal, auch Ameisenaldehyd genannt, CH2O), das am häufigsten vorkommt.
Das Produktsortiment von Sauermann zur Überwachung der IAQ umfasst mehrere Geräte, die in der Lage sind, neben anderen Gasen eine mehr oder weniger hohe VOC-Konzentration zu detektieren.
| Si-AQ Pro | Si-AQ VOC Monitor | Si-AQ Expert |
|---|---|---|
| CH2O (Formaldehyd) |
CH2O (Formaldehyd) Gesamt VOCs im niedrigen und hohen Messbereich |
CH2O (Formaldehyd) Gesamt VOCs im niedrigen und hohen Messbereich |
Die Messung der Gesamt-VOCs im niedrigen und hohen Messbereich ermöglicht es, alle VOCs innerhalb des sehr empfindlichen Parts per Billion-Messbereichs (0 bis 20 000 ppb) und innerhalb des größeren Parts per Million-Messbereichs (0 bis 200 ppm) zu erfassen.
Wie kann man sich vor VOCs schützen?
Um sich vor VOCs zu schützen, muss man im Voraus handeln: Vorbeugung ist die beste Methode. Es gibt verschiedene, leicht umzusetzende Maßnahmen, VOCs zu vermeiden und ihre Konzentration in der Raumluft zu reduzieren.
Die sicherste und wirksamste Methode ist eine gute Lüftung, genau wie bei anderen Arten der Luftverschmutzung in Innenräumen gilt: regelmäßig Lüften, um die VOCs zu verdünnen, oder sicherstellen, dass die Lüftungsanlage des Gebäudes für eine ausreichende Luftwechselrate sorgt. Fachleute für lufttechnische Systeme überprüfen die LWR regelmäßig mit Instrumenten wie dem Luftstrommessgerät DBM 620 und tragbaren Anemometern, um den Luftvolumenstrom, der in einen Raum hinein- und hinausströmt, entsprechend dem Gesamtvolumen des Raums, aber auch der Anzahl der Insassen und ihrer Tätigkeiten anzupassen.
Während die Intensität körperlicher Tätigkeiten mehr oder weniger CO2 freisetzen kann, können auch bestimmte andere berufliche Tätigkeiten VOCs erzeugen, je nachdem, welche Materialien vorhanden sind und wie sie bearbeitet werden. Bestimmte kritische Produktions- oder Lagerbereiche erfordern daher eine höhere LWR als einfache Büroräume.
Folglich ist neben der LWR üblicherweise auch die Qualität der Luftfilter des Lüftungssystems sehr wichtig. Stark verschmutzte Filter können selbst Materialpartikel ansammeln, die VOCs in allen Räumen eines Gebäudes verteilen können. Dieses Kontaminationsrisiko wird durch die ständige Überwachung des Verschmutzungsgrades der Luftfilter mithilfe von Differenzdrucktransmittern gemindert, damit diese bei Bedarf durch neue Filter ersetzt werden können.
Die Konzentration von VOCs in der Raumluft lässt sich auch durch einige Verhaltensmaßnahmen verringern, z. B. in Innenräumen nicht rauchen! Zigarettenrauch ist eine bedeutende Quelle für alle Arten von teilweise sehr giftigen VOCs. Es ist auch empfehlenswert, möglichst natürliche Reinigungs- und Pflegemittel zu verwenden, die nicht zu viele chemische Stoffe enthalten. Bei Bauarbeiten ist es außerdem ratsam, Materialien, Farben, Klebstoffe und Lacke mit geringem VOC-Gehalt zu wählen. Dasselbe gilt für Kosmetika: Nagellackentferner ohne Aceton, Haarspray und andere Beautyprodukte, die so wenig wie möglich Chemikalien enthalten, sollten verwendet werden. Deshalb ist es wichtig, dass Schönheitssalons und Friseursalons für einen guten Luftwechsel in den Räumen sorgen, insbesondere für die Mitarbeiter, die diesen Stoffen den ganzen Tag über ausgesetzt sind.
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