Emissionsverhalten von Holz und Holzwerkstoffen

Holz und Holzwerkstoffe sind umweltfreundliche und nachhaltige Werkstoffe, wenn das Holz entsprechend gewonnen und verarbeitet wurde. Während sich Nachhaltigkeitskriterien für Holz inzwischen weltweit etabliert haben, konnte sich eine umfassende Bewertung von Holzwerkstoffen aus gesundheitlicher Sicht bisher nicht durchsetzen. Holzwerkstoffe, aber auch Vollholz, emittieren verschiedene Substanzen, zum Beispiel flüchtige organischen Verbindungen (VOC, Volatile Organic Compounds). In einem Forschungsvorhaben (s. Publikationen) hat die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) Untersuchungen zum Emissionsverhalten von Kiefernholz und daraus hergestellten OSB-Platten (Grobspanplatten) durchgeführt. Grundsätzliches Ziel war es, durch die Untersuchungen Lösungsansätze für die Emissionsminderung von VOCs aus Holzwerkstoffen, insbesondere aus OSB-Platten zu finden.

Abgeklebte Prüfkörper (9,6 cm offene Schmalfläche)

Quelle: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung

In Deutschland hat sich zur Bewertung der VOC-Emissionen aus Bauprodukten das Schema des Ausschusses zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB-Schema) bewährt.

Die problematischen Substanzen bei der gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten nach dem AgBB-Schema sind allgemein Substanzen mit einem niedrigen NIK-Wert (Niedrigste interessierende Konzentration). Im Falle der OSB-Platten sind dies ungesättigte Aldehyde. Diese Verbindungen werden bei der Herstellung durch die Oxidation von Fettsäuren gebildet, die im Kiefernholz im Vergleich zu anderen Holzarten vermehrt enthalten sind. Da auch gesättigte Aldehyde, insbesondere Hexanal, bei der Fettoxidation gebildet werden, ist das Hexanal eine gute Leitkomponente für Untersuchungen zur Verminderung von Aldehydemissionen.

Die VOC-Emission wird 24 Stunden nach Einbringung der Probe in die Messkammer (µ-Chamber) bestimmt.

Quelle: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung

Von den im Handel zwischen Dezember 2007 und Februar 2009 erworbenen OSB-Platten hielten die Platten von drei Herstellern (4 von 6 Platten) die Anforderungen des AgBB-Schemas nicht ein. Dabei spielten die Emissionen von ungesättigten Aldehyden eine entscheidende Rolle. Zusätzlich zu den quantitativen Emissionsuntersuchungen wurde auch der Geruchseindruck experimentell überprüft. Dabei stellten die Probanden bei den meisten Proben unangenehme Gerüche fest.

Neben den am Markt erhältlichen Platten hat die BAM auch unter speziellen Bedingungen hergestellte Platten untersucht, um die Bedingungen für Emissionsminderungen zu erforschen. Die Modell-OSB-Platten wurden im Technikum des Institutes für Holztechnologie Dresden (ihd) unter definierten Herstellungsbedingungen produziert und in der BAM in Emissionsmesskammern geprüft.

Es wurden dafür zwei Stammabschnitte, zwei Trocknungstemperaturen der Strands (grobe Späne für die Herstellung der OSB-Platten), sowie drei Presstemperaturen für die OSB-Platten eingesetzt. Ein eindeutiger Einfluss bei den untersuchten Presstemperaturen und Strand-Trocknungstemperaturen auf die Aldehydemissionen der OSB-Platten war nicht feststellbar. Obwohl ein Einfluss der Strand-Trocknungstemperatur zu erwarten ist, wurde dieser Weg nicht weiter untersucht. Um die Bildung von Aldehyden deutlich zu reduzieren erschien der Einsatz von Antioxidantien aus der Lebensmittelchemie erfolgversprechender. Daher erprobte die BAM in ihrem Labor dieses Verfahren für die Herstellung von OSB-Platten. Die Späne wurden vor dem Trocknen in Mischungen aus jeweils zwei ähnlichen Antioxidantien oder Konservierungsstoffe getaucht. Nach der Trocknung wurden die Strands in eine Messkammer (µ-Chamber) eingebracht und die VOC-Emission nach 24 Stunden bestimmt.

Die Mischung aus Wein- und Citronensäure war am effektivsten und reduzierte die Emission um zwei Drittel. Insbesondere wurden die Emissionen von Hexanal und ungesättigten höheren Aldehyden gesenkt. Die Emissionsrate lässt sich also mit recht einfachen Mitteln bei der Produktion senken.

Die OSB-Platte hat sich durch ihre guten technischen Eigenschaften einen Markt erobert. Die durch die Aldehydemissionen in Innenräumen möglichen Belastungen für die Gesundheit und der von diesen Stoffen ausgehende Geruch behindern derzeit eine noch größere Verbreitung von OSB-Platten. Die Ergebnisse des Projektes zeigen Möglichkeiten zur Reduzierung dieser Emissionen. Jetzt ist die Holzwerkstoffindustrie gefordert, diese Ergebnisse in die großtechnische Produktion zu überführen und den Verbraucherinnen und Verbrauchern emissions- und geruchsarme OSB-Platten anzubieten.

OSB-Platte in 24-l-Emissionsprüfkammer

Quelle: Bundesanstalt für Materialforschung und - prüfung