ДРЕВЕСИНА КАК СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ С НИЗКИМ УРОВНЕМ ВЫБРОСОВ

УДК 674.8

Чилла Патко – кандидат технических наук, доцент факультета архитектуры. Будапештский университет технологии и экономики (наб. Муэгьетем, 3, 1111, г. Будапешт, Венгрия). E-mail: csilla.patko@gmail.com

Пастори Золтан – кандидат технических наук, доцент факультета деревообработки и креативных производств. Университет Шопрона (ул. Байчи-Жилински, 4, 9400, г. Шопрон, Венгрия). E-mail: pasztoryzoltan@gmail.com

Божелко Игорь Константинович − кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой технологии деревообрабатывающих производств. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: bikbstu@mail.ru

Мелешко Ольга Викторовна – аспирант, докторантура Йожефа Чираки по наукам и технологиям древесины, факультет деревообработки и креативных производств. Университет Шопрона (ул. Байчи- Жилински, 4, 9400, г. Шопрон, Венгрия). E-mail: volhamialeshka@outlook.com

Туфа Мебрату – аспирант, докторантура Йожефа Чираки по наукам и технологиям древесины, факультет деревообработки и креативных производств. Университет Шопрона (ул. Байчи-Жилински, 4, 9400, г. Шопрон, Венгрия). E-mail: mebratuifaatufa@gmail.com

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2519-402X-2025-288-11.

 

Ключевые слова: экологичные строительные материалы, деревянные конструкции, качество воздуха в помещениях, формальдегид, летучие органические соединения (ЛОС), энергоэффективное строительство.

Для цитирования: Патко Ч., Пастори З., Божелко И. К., Мелешко О. В., Туфа М. Древесина как строительный материал с низким уровнем выбросов // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хоз-во, природопользование и перераб. возобновляемых ресурсов. 2025. № 1 (288). C. 105–113. DOI: 10.52065/2519-402X-2025-288-11.

Аннотация

Рост массового производства синтетических строительных материалов для энергоэффективных зданий приводит к риску накопления вредных веществ в помещениях. Целью данного исследования является оценка древесины как строительного материала с низким уровнем выбросов летучих органических соединений (ЛОС) и формальдегида. Испытания проводились в энергоэф фективном доме с деревянным каркасом, где измеряли концентрации вредных веществ в течение зимних и летних периодов. Основное внимание уделялось влиянию температуры, влажности, вентиляции и меблировки на качество воздуха. Концентрация формальдегида варьировалась в пределах 5–55 мкг/м3 и лишь в одном случае превысила допустимый порог, что объяснялось внесением в помещение распиленных древесных строительных материалов. Уровни общего содержания ЛОС изменялись под воздействием факторов окружающей среды, но оставались в рамках международных норм. Работа опирается на данные предыдущих исследований, подчеркивая влияние температуры и влажности на выбросы вредных веществ из строительных материалов, в число которых входит и древесина. Применение таких технологий, как обработка материалов при высоких температурах, добавление поглотителей и использование экологичных клеев, способствует снижению уровня эмиссии. В исследовании также анализируются методы улучшения качества воздуха, включающие повышение уровня вентиляции и использование материалов с низким содержанием формальдегида. Результаты подтверждают, что деревянные конструкции безопасны для жилых зданий и способствуют созданию комфортной и экологически чистой среды. Исследование представляет интерес для проектировщиков и строителей, выбирающих материалы для энергоэффективного строительства. Практическая значимость данной публикации заключается в предоставлении рекомендаций по снижению влияния строительных материалов на качество воздуха, что способствует улучшению здоровья и благополучия пользователей.

Скачать

Список литературы

  1. The National Human Activity Pattern Survey (NHAPS): a resource for assessing exposure to environmental pollutants / N. Klepeis [et al.] // Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology. 2001. Vol. 11. P. 231–252. DOI: 10.1038/sj.jea.7500165.
  2. Evaluation and analysis of volatile organic compounds and formaldehyde emission of building products in accordance with legal standards: A statistical experimental study / S. Wi [et al.] // Journal of Hazardous Materials. 2020. Vol. 393, 122381. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.122381.
  3. Salthammer T., Mentese S., Marutzky R. Formaldehyde in the indoor environment // Chemical Reviews. 2010. Vol. 11. P. 2536–2572. DOI: 10.1021/cr800399g.
  4. AgBB. Updated list of LCI values 2020 in the annex, Evaluation procedure for VOC emissions from building products. June 2021. URL: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/4031/ dokumente/agbb_evaluation_scheme_2021.pdf (accessed 27.09.2024).
  5. Exposure to volatile organic compounds in offices and in residential and educational buildings in the European Union between 2010 and 2023: A systematic review and health risk assessment / L. Pál [et al.] // Science of The Total Environment. 2024. Vol. 945, 173965. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.173965.
  6. Molnár S. Erdő-fa hasznosítás Magyarországon. Sopron: NyME Erdészeti Tudományos Intézet, 2005. 390 p.
  7. Bertheau E., Simon V., Delgado Raynaud C. Emissions of Volatile Organic Compounds (VOCs) as Safety Indicators in the Development of Wood-Based Binderless Boards // Applied Sciences. 2024. Vol. 14, no. 3, 1266. DOI: 10.3390/app14031266.
  8. Petersen A., Solberg B. Environmental and economic impacts of substitution between wood products and alternative materials: a review of micro-level analyses from Norway and Sweden // Forest Policy and Economics. 2005. Vol. 7. P. 249–259. DOI: 10.1016/S1389-9341(03)00063-7.
  9. Guo H., Murray F., Lee S.-C. Emissions of total volatile organic compounds from pressed wood products in an environmental chamber // Building and Environment. 2002. Vol. 37. P. 1117–1126. DOI: 10.1016/S0360-1323(01)00107-X.
  10. Sung N., Lee S.-M., Min Y. Decreasing the formaldehyde concentration in indoor air by improving the adhesives used in engineered wood materials in Korean apartment buildings // Journal of Adhesion Science and Technology. 2012. Vol. 27, no. 5–6. P. 671–682. DOI: 10.1080/01694243.2012.690659.
  11. Properties of low-formaldehyde-emission particleboard made from recycled wood-waste chips sprayed with PMDI/PF resin / S.-Y. Wang [et al.] // Building and Environment. 2007. Vol. 42. P. 2472–2479. DOI: 10.1016/j.buildenv.2006.06.009.
  12. Sahoo S. C., Sil A., Dutta A. Synthesis and properties study of the urea-formaldehyde resin modified with PMDI used for manufacturing of wood composite products // European Chemical Bulletin. 2023. Vol. 12, no. 10. P. 9875–9880. DOI: 10.48047/ecb/2023.12.10.699.
  13. Tannin-based wood panel adhesives / S. Oktay [et al.] // International Journal of Adhesion and Adhesives. 2024. Vol. 130, 103621. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2024.103621.
  14. Kim S. Environment-friendly adhesives for surface bonding of wood-based flooring using natural tannin to reduce formaldehyde and TVOC emission // Bioresource Technology. 2009. Vol. 100. P. 744–748. DOI: 10.1016/j.biortech.2008.06.062.
  15. Kim S. The reduction of indoor air pollutant from wood-based composite by adding pozzolan for building materials // Construction and Building Materials. 2009. Vol. 23. P. 2319–2323. DOI: 10.1016/ j.conbuildmat.2008.11.008.
  16. Test methods and reduction of organic pollutant compound emissions from wood-based building and furniture materials / S. Kim [et al.] // Journal of Building Engineering. 2024. DOI: 10.1016/j.biortech.2010.03.059.
  17. Emission of acetic acid and other volatile organic compounds from different species of solid wood / M. Risholm-Sundman [et al.] // Holz als Roh- und Werkstoff. 1998. Vol. 56. P. 125–129.
  18. Volatile organic compounds emitted from Scots pine and Norway spruce wood / M. Kovačević [et al.] // European Journal of Wood and Wood Products. 2023. Vol. 81. P. 699–712. DOI: 10.1007/s00107-022-01909-0.
  19. Čech P. Comparison of VOC Emissions from Natural Wood and Heat Treated Wood // Drvna industrija. 2018. Vol. 69, no. 4. DOI: 10.5552/drind.2018.
  20. Color change and emission of volatile organic compounds from Scots pine exposed to heat and vacuum- heat treatment / H. Sivrikaya [et al.] // Journal of Building Engineering. 2019. Vol. 26, 100918. DOI: 10.1016/j.jobe.2019.100918
  21. Lee Y.-K., Kim H.-J. The effect of temperature on VOCs and carbonyl compounds emission from wooden flooring by thermal extractor test method // Building and Environment. 2012. Vol. 53. P. 95–99. DOI: 10.1016/j.buildenv.2011.10.016.
  22. Indoor formaldehyde concentrations in urban China: Preliminary study of some important influencing factors / S. Huang [et al.] // Science of The Total Environment. 2017. Vol. 590–591. P. 394–405. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.02.187.
  23. Liang W., Yang S., Yang X. Long-Term Formaldehyde Emissions from Medium-Density Fiberboard in a Full-Scale Experimental Room: Emission Characteristics and the Effects of Temperature and Humidity // Environmental Science & Technology. 2015. Vol. 49, no. 17. P. 10349–10356. DOI: 10.1021/acs.est.5b02217.
  24. Influence of humidity on the initial emittable concentration of formaldehyde and hexaldehyde in building materials: experimental observation and correlation / S. Huang [et al.] // Scientific Reports. 2016. Vol. 6, 23388. DOI: 10.1038/srep23388.
  25. Zhu Y., Guo S., Liang W. A literature review investigating the impact of temperature and humidity on volatile organic compound emissions from building materials // Building and Environment. 2024. Vol. 262, 111845. DOI: 10.1016/J.BUILDENV.2024.111845.
  26. Measurement of the key parameters of VOC emissions from wooden furniture, and the impact of temperature / Y. Wang [et al.] // Atmospheric Environment. 2021. Vol. 259, 118510. DOI: 10.1016/ J.ATMOSENV.2021.118510.
  27. VOCs and aldehydes source identification in European office buildings – The OFFICAIR study / D. Campagnolo [et al.] // Building and Environment. 2017. Vol. 115. P. 18–24. DOI: 10.1016/j.buildenv.2017.01.009.
  28. Evaluation and analysis of volatile organic compounds and formaldehyde emission of building products in accordance with legal standards: A statistical experimental study / S. Wi [et al.] // Journal of Hazardous Materials. 2020. Vol. 393, 122381. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.122381.
  29. Behaviour of individual VOCs in indoor environments: How ventilation affects emission from materials / F. Caron [et al.] // Atmospheric Environment. 2020. Vol. 243, 117713. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2020.117713.
  30. The effect of ventilation on volatile organic compounds produced by new furnishings in residential buildings / G. Hernandez [et al.] // Atmospheric Environment X. 2020. Vol. 6, 100069. DOI: 10.1016/ J.AEAOA.2020.100069.
  31. Usefulness of the Finnish classification of indoor climate, construction and finishing materials: comparison of indoor climate between two new blocks of flats in Finland / M. Tuomainen [et al.] // Atmospheric Environment. 2001. Vol. 35. P. 305–313. DOI: 10.1016/S1352-2310(00)00157-6.
  32. Guo H., Murray F., Lee S. C. The development of low volatile organic compound emission house – a case study // Building and Environment. 2003. Vol. 38, issue 12. P. 1413–1422. DOI: 10.1016/S0360- 1323(03)00156-2.
  33. Reference values for indoor air pollution concentrations in new residential buildings in Finland / H. Järnström [et al.] // Atmospheric Environment. 2006. Vol. 40. P. 7178–7191. DOI: 10.1016/j.atmosenv. 2006.06.021.
  34. An improved mechanism-based model for predicting the long-term formaldehyde emissions from composite wood products with exposed edges and seams / Z. He [et al.] // Environment International. 2019. Vol. 132, 105086. DOI: 10.1016/j.envint.2019.105086.

Поступила 15.10.2024