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系統識別號 U0026-2408201904103900
論文名稱(中文) 複層木質建材逸散甲醛及TVOC之濃度預測模式-以住宅裝修為例
論文名稱(英文) Study on the Concentration Modelling of Formaldehyde and TVOC Emission from Mul-ti-layer Wooden Materials-A Case Study on Interior Design of Residential Buildings
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 建築學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Architecture (on the job class)
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生(中文) 蔡如茵
研究生(英文) Ru-Yin Tsai
學號 N77051090
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 81頁
口試委員 指導教授-蔡耀賢
口試委員-陳秀玲
口試委員-林芳銘
中文關鍵字 甲醛  總揮發性有機化合物  負荷率  複層木質建材 
英文關鍵字 Formaldehyde(HCHO)  TVOC  Load factor  Multi-layer wooden materials 
學科別分類
中文摘要 台灣住宅裝修上偏向大量的現場木作施工,因室內面積的限制,且民眾有高度收納需求,因此常有過度的櫃體裝修行為,造成空氣污染的產生。國內相關文獻中,對於裝修行為之木作櫃體的研究甚少,且室內裝修常以複層建材方式呈現,但內政部建築研究所推行之「綠建材標章」,在「健康綠建材檢測」部分僅針對單一建材進行檢測,無法真實反映出室內裝修後的實際逸散狀態。本研究針對複層木質建材進行探討,並建立濃度預測模式,讓設計者在裝修前能評估室內甲醛及TVOC之濃度是否超標,利用建材負荷率進行預測模式試算,並從建材負荷率之增減或替換找出合乎空氣品質之改善策略。
本研究以複層木質建材與住宅實測之甲醛與TVOC逸散為主要研究對象,藉由問卷調查統計常用之櫃體複層材料之使用率,並建立複層板材之材料組合,後續進行小型環控艙實驗,探討單一建材與複層建材之差異。住宅實測則採用甲醛直讀式儀器與空氣採樣器進行分析,探討不同儀器之採樣分析,對甲醛濃度進行比對差異,另外針對住宅建材負荷率進行統計與採樣之甲醛及TVOC濃度進行分析,從而得知複層建材對於空氣品質的影響。
問卷調查建立木皮板複層材、美耐板複層材、冷烤漆複層材與木芯板裸板4類小樣本試體。由小型環控艙實驗顯示第48hr之甲醛逸散速率皆<0.05 mg/m2.hr,可達E3之綠建材等級。逸散速率為木芯板裸板>木皮板複層材>美耐板複層材>冷烤漆複層材,顯示單ㄧ建材與複層建材之逸散速率有所差異。無母數T檢定顯示HPLC分析與直讀式儀器分析之甲醛濃度具有顯著差異,且HPLC>直讀式儀器之平均濃度,由此得知本實驗使用直讀式儀器分析甲醛濃度可能有低估的情形。
住宅實測之甲醛及TVOC濃度與建材負荷率之多元回歸分析,木地板在所有模式中皆具有顯著關係,其次為木皮板複層材,惟關窗時苯濃度之顯著變項為木地板、美耐板複層材、水泥漆及溫度,顯示不同建材影響之化合物各有差異。案例K23L關窗時預測濃度甲醛為0.301ppm,TVOC為2.06ppm,改善策略第一階段為刪除木地板負荷率但仍未達標準,第二階段更換不同建材,發現降低甲醛濃度為0.06ppm與TVOC濃度0.27ppm。利用預測模式評估不同材料之負荷率,可於裝修前得知甲醛及TVOC濃度否超標,若超標可透過改善策略使甲醛與TVOC濃度達到符合空氣品質之標準。
英文摘要 Interior design in Taiwan tend to apply considerable carpenter works, for massive needs of storage furniture, posing a risk of air pollution inevitably. There is not much studies on wooden storage furniture in domestic literatures. In addition, Healthy Building Material examination of Green Building Material Labels launched by Architecture and Building Research Institute, Ministry of the Interior, regulates the emission examination of each ma-terial specifically but omitted that in practice those interior carpenter works are made of multi-layer materials. Eventually, the actual emission of a decorated space may not reveal with the examination right after the work. In this study, multi-layer wood materials were investigated for the establishment of concentration modelling, which enables designers to estimate the HCHO and TVOC concentration before the decoration works, through in-creasing, decreasing or alternating the material usage rate factor.
Therefore, the emission of formaldehyde (HCHO) and TVOC from multi-layer wooden material in residentials is the issue of the study. The distinction of emission phase between single and multi-layer material was discussed. Later, the contribution of emission, from each material composing a multi-layer material, is analyzed, while the data collected with the direct-reading and air sampling detectors were compared.
In first part of the research, the multi-layer composition was investigated with question-naire, and afterwards a sample was made referring to the investigation result for the ex-periment in a Small-Scale Chamber. And in next part, measurements were operated in new-ly decorated residentials. The properties of decoration material load factor were collected and analyzed with the sampled concentration data of formaldehyde and TVOC, by means of multiple regression analysis, in the expectation to observe the relationship between mul-ti-layer materials and IAQ.
With the questionnaire, four kinds of small samples of materials in common use were sum-marized, including veneer multi-layer materials, melamine multi-layer materials, paint mul-ti-layer materials, and lumber core board. Through Small-Scale Chamber Method, the HCHO emission rate of four samples at the 48th hr are less than 0.05 mg/m2.hr which achieves Healthy Building Material E3 level. As for the emission velocity, Lumber Core Board is the fastest, then Veneer, Melamine, and Paint multi-layer materials, showing the difference characteristics of emission velocity. Also, the average concentration of HCHO and TVOC when the windows are not open are higher than open, as the HCHO being 0.17ppm and 0.04ppm, and TVOC being 1ppm and 0.36 ppm. With t-test of Mann-Whitney U, HCHO concentration data obtained from HPLC analysis and di-rect-reading detector has significant differences. Furthermore, the former is larger than the later data indicating that the HCHO concentration may be underestimated with di-rect-reading detectors.
The relationship between HCHO and TVOC concentration contribution and the decoration material load factor were analyzed with multiple regression analysis. The contribution of compound existing in each material demonstrates different influence when discussed in different modelling. For example, wooden pavement, Melamine multi-layer materials, and cement paint shows significant relationship with the high concentration of Benzene when windows open. But in other modeling wooden pavement shows significant relationship and Veneer multi-layer materials takes the second place. Finally, improvement strategy is stud-ied. In case K23L the predicted HCHO and TVOC concentration is 0.301ppm and 2.06ppm respectively. When analyzing, the object of contribution of wooden pavement was removed to see if the emission meets the regulation but in vain. But when applying alterna-tive materials, the HCHO and TVOC concentration were lowered. Therefore, the concen-tration modelling analysis for variable decoration load factor enables previous estimation of HCHO and TVOC concentration level and adjust the composition or material decision to meet IAQ standards according to the analysis results afterwards.
論文目次 第一章 緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究範圍 3
1-4 研究流程 4
第二章 文獻回顧與相關理論 5
2-1 揮發性有機化合物與甲醛之定義與特性 5
2-2 室內裝修建材常見之揮發性有機化合物 6
2-2-1 木質板材之逸散模式 8
2-2-2 乾濕式建材逸散模式 9
2-3 VOCs對人體健康之危害 10
2-4 國內外現行規範 11
2-5 國內相關文獻分析比對 14
2-6 小結 15
第三章 研究方法 19
3-1 室內裝修建材使用率問卷調查 19
3-2 小型環控艙實驗測試系統與方法說明 19
3-2-1 方法概要 19
3-2-2 適用範圍 19
3-2-3 干擾 19
3-2-4 設備 20
3-2-5 實驗藥品 21
3-2-6 步驟 21
3-2-7 樣品脫附 22
3-2-8 品質管制 22
3-2-9 儀器分析 23
3-3 住宅現場實測與方法說明 29
3-3-1 實測範圍及流程 29
3-3-2 干擾 30
3-3-3 實驗設備 30
3-3-4 採樣與保存 32
3-4 統計分析方法 32
3-4-1 甲醛與TVOC濃度與環境因子之相關分析 32
3-4-2 甲醛與TVOC濃度與各變因之獨立樣本T檢定 33
3-4-3 甲醛與TVOC濃度不同建材使用負荷率之多元回歸分析 34
第四章 問卷調查結果 35
4-1 常用木作櫃體裝修調查結果 35
(一)受訪者背景統計 35
(二)板材使用統計 36
(三)表面材使用統計 37
(四)櫃體黏著劑使用統計 37
(五)表面塗料使用統計 38
4-2 小結-複層木質板材選定 40
4-3 小樣本建材前期製作 40
第五章 複層木質板材小樣本實驗結果 44
5-1 複合木質板材甲醛實驗結果 44
5-2 小結 47
第六章 住宅現場實測實驗結果 48
6-1 住宅現場實測 48
6-2 住宅現場實測甲醛實驗結果 53
6-2-1 關窗甲醛濃度實驗結果 53
6-2-2 開窗甲醛濃度實驗結果 53
6-2-3 關窗及開窗之甲醛濃度實驗結果比對 54
6-3 住宅現場實測 TVOC檢測結果 55
6-3-1 關窗 TVOC檢測結果 55
6-3-2 開窗 TVOC檢測結果 55
6-3-3 關窗及開窗之TVOC濃度實驗結果 56
6-3-4 小結 57
6-4 住宅現場實測甲醛及TVOC 統計分析 58
6-4-1 甲醛及TVOC濃度與各因子之獨立樣本T檢定 58
6-4-2 甲醛與TVOC環境因子相關性分析 59
6-4-3 甲醛與TVOC之建材負荷率多元回歸分析 60
6-5 VOCs濃度與建材負荷率多元回歸分析 62
6-5-1 苯-關窗濃度與裝修建材多元回歸分析參數估計值 63
6-5-2 甲苯-關窗濃度與裝修建材多元回歸分析參數估計值 63
6-5-3 乙苯-關窗濃度與裝修建材多元回歸分析參數估計值 64
6-5-4 對二甲苯-關窗濃度與裝修建材多元回歸分析參數估計值 65
6-5-5 間二甲苯-關窗濃度與裝修建材多元回歸分析參數估計值 65
6-5-6 鄰二甲苯-關窗濃度與裝修建材多元回歸分析參數估計值 66
6-5-7 苯乙烯-關窗濃度與裝修建材多元回歸分析參數估計值 67
6-6 小結 68
第七章 甲醛及TVOC濃度預測模式評估及改善 69
7-1 案例背景資料 69
7-2 住宅案例之甲醛與TVOC濃度預測模式 69
7-3 甲醛與TVOC濃度預測模式之改善策略 70
7-3-1 甲醛關窗濃度預測模式之改善策略 70
7-3-2 TVOC 關窗濃度預測模式之改善策略 71
7-3-3 TVOC不同材料負荷率調整討論 72
7-4 小結 73
第八章 結論與建議 74
8-1 研究結論 74
8-2 後續研究建議 76

參考文獻 77
中文文獻 77
英文文獻 78
日文文獻 79
相關參考網站 79
附錄 80
室內設計木作裝修櫃體之建材使用率調查 80
參考文獻 中文文獻
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