基于定制家具中揮發性有機化合物釋放量控制的材料選擇和評價方法-編制說明_第1頁
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文檔簡介

1一、工作簡況1.1任務來源定制家具的概念誕生于2008年,相較傳統家具,有空間利用率高、個性化設計、安裝簡便等優勢。隨著房價上漲,消費者對房屋空間的利用效率要求日益提高,同時隨著居民收入水平的提高,以及對居住環境的逐步重視,消費者對家具的個性化需求與日俱增。定制家具憑借對家居空間的高效利用、能充分體現消費者的個性化消費需要、現代感強等特點,成為近年來家具消費領域中新的快速增長點。數據顯示,2020年定制家具行業的市場規模就已超過1600億元,隨著定制家具在商品房及二手房裝修的滲透率提升,定制家具持續成為家具行業中的細分成長性子行業,預期年均增速在10%以上。隨著定制家具市場規模的擴大,定制家具所帶來的室內環境污染問題也越來越明顯。由于定制家具在室內承載率較高,已逐步成為室內環境的最主要污染來源之一。目前,用于室內裝修的大多為定制木家具,采用各類板材作為主要材料,可能引入的室內污染物有甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC等,其原輔材料的選擇直接影響著室內居住環境的質量。現行有效的針對定制木家具的標準有:(1)國家標準GB18580-2017,該標準檢測板材在常溫(23℃,濕度50%)且空氣交換率為1.0次/h時的甲醛釋放量;(2)上海市化學建材協會行業標準T/310101002-C011-2018《全屋定制木(制)家具》,該標準檢測板材在常溫(23℃,濕度50%)且空氣交換率為1.0次/h時的甲醛及TVOC釋放量。相關標準對定制木家具的環保指標做出了一些規定,但受承載率、實際使用環境的影響,在針對使用定制木家具的房間進行室內空氣檢測時,其甲醛、TVOC指標往往超標的概率很高,消費體驗較差。在現行標準體系下,只能通過裝修后對室內環境質量的評價,倒推定制木家具可能產生的污染情況,無法彌補由于材料使用不當所造成的問題。而受限于市場競爭的實際情況,片面提高所有材料的環保指標,將大幅增加產品的成本,將企業置于市場競爭中的不利地位。鑒于上述原因,亟需定制木家具企業提供一種可操作性強的環保選材評價方法。使企業可以在產品設計階段介入材料評價,根據不同的使用場景選擇不同環保性能的裝飾材料,將力學性能與環保性能有機結合,最終達到良好的使用體驗,從而達到幫助企業提升產品質量及客戶滿意度的目的。由于上述原因,2022年9月,根據中國家具協會團體標準工作安排,中國家具協會研究決定對《基于定制家具中揮發性有機化合物釋放量控制的材料選擇和評價方法》進行立項,文件編號為:中家協綜【2022】21號。1.2主要工作過程1.2.1成立起草小組標準立項計劃下達后,上海市質量監督檢驗技術研究院成立了標準起草小組,通過市場調研、會議研討、專家咨詢、開展試驗等方法,圍繞定制家具中揮發性有機化合物釋放量控制的材料選擇和評價方法研究、驗證試驗等方面要求開展工作。1.2.2形成標準草案2022年10月至2022年11月,起草小組成員分工、合作,一方面深入工廠、家具市場、質檢機構進行調研,收集生產企業近年來的實際生產情況,定制家具常用材料、用量、質量控制情況等,另一方面向消費者發出問卷調查,了解定制家具在室內常見的承載率范圍以及安裝定制家具后的空氣質量體感情況。此外,還廣泛查閱、翻譯收集國內外相關領域的最新標準、技術法規等資料,于2022年12月形成了標準草案。1.2.3形成標準征求意見稿2022年12月至2023年5月,上海市質量監督檢驗技術研究院按標準草案對使用定制家具的新裝修房間進行驗證試驗,通過驗證試驗操作中發現的問題,進一步修改了標準草案,完善了標準適用范圍、評價方法、等級評定等規定,于2023年6月形成了征求意見稿及其編制說明。1.3主要參加起草單位及其工作本標準負責起草單位是上海市質量監督檢驗技術研究院,王曉旭、錢明媛負責標準各階段標準草案的起草編制,王曉旭、錢明媛、陸峰負責主導開展技術資料收集、王曉旭、錢明媛、陸峰負責驗證試驗,王曉旭、錢明媛、張敏負責分析試驗數據等工作。二、標準編制原則和主要內容(如技術指標、參數、公式、性能要求、試驗方法、檢驗規則等)的論據,解決的主要問題。修訂標準時應列出與原標準的主要差異和水平對比2.1標準編制原則標準內容的確定按有利于保障安全和人民的身體健康,保護消費者利益,保護環境;有利于合理利用國家資源,推廣科技成果,提高經濟效益,并符合使用要求;有利于產品的通用互換,做到技術上先進,經濟上合理,確保相關標準的協調統一;有利于促進對外經濟技術合作和對外貿易等原則,確保標準具有科學性、先進性、適用性等。本標準嚴格按照GB/T1.1—2009《標準化工作導則第1部分:標準的結構和編寫》的規定編寫。2.2主要內容(如技術指標、參數、公式、性能要求、試驗方法、檢驗規則等)的論據,解決的主要問題內容2.2.1標準適用范圍本文件規定了基于定制家具中揮發性有機化合物釋放量控制的材料選擇和評價方法的術語和定義、通則、評價等級等,描述了定制家具選材評價的試驗方法。本文件適用于定制家具主體材料選擇的評價。2.2.2控制項要求定制家具所選用的板材應符合國家強制性標準GB18580中相關要求。2.2.3評分項要求在滿足控制項前提下才可進行評分項評價,參考GB/T39126-2020并與驗證試驗對比,得出按評分分值可分為三個等級,見表1表1定制家具選材方案評分項要求選材方案評分SQ>8070<SQ≤8060<SQ≤70等級A級B級C級注:單個污染物評分低于其評分限值40%或評價得分在60分以下的定制家具選材方案不推薦2.2.4控制項評價定制家具所選用的板材需符合GB18580中相關要求,通過控制項評價。2.2.5評分項評價2.2.5.1確定污染物釋放特性參數按照章節3驗證試驗方法,確定定制家具各類板材的甲醛、甲苯、二甲苯和TVOC污染物的最低平衡釋放量、污染物平衡釋放量范圍、污染物平衡釋放量變化率三個污染物釋放特性參數。2.2.5.2計算單個房間中定制家具污染物濃度預測值按確定的污染物釋放特性參數和已確定的定制家具各類板材承載率,根據章節3驗證試驗方法計算單個房間中定制家具污染物濃度預測值。2.2.5.3定制家具空氣污染度評價定制家具單個房間空氣污染度評價公式參照GB/T39126-2020。根據章節3驗證試驗得到室內空氣污染度評分系數及分值表,如表2所示。表2室內空氣污染度評分系數及分值表污染物評分限值評分系數甲醛35分1.4甲苯20分1.6二甲苯20分1.6TVOC25分6.02.2.5.4確定選材方案評分等級根據SQ的分值,參照表1確定選材方案的等級。2.2.6試驗原理按照一定的表面積承載率要求選擇合適的大小的氣候艙,將已預處理過的樣品放入氣候艙內,按要求調節艙內溫度和相對濕度。樣品在艙內釋放出揮發性有機化合物,當達到規定時間后,從艙采集口采集艙內空氣,通過規定的試驗方法測定定制家具中揮發性有機化合物的濃度。對測試的四個承載率下的某種污染物平衡釋放量按最小二乘法指數擬合,確定污染物平衡釋放量與承載率的關系。然后按照室內污染物濃度預測值計算公式得出單個房間污染物濃度預測值。2.2.7樣品制備樣品制備參照GB/T39126-2020中要求,制備樣品尺寸為(500×500)mm。采用惰性材料封閉四周和背面,取樣后立即用不會釋放或吸附污染物的包裝材料將樣品密封;當施工工藝需要用膠時,按實際用膠量用于板材使用面上,在實驗室溫度(23±2)℃、濕度(50±5)%條件下養護3d。樣品數量按照最大表面積承載率要求為20塊。2.2.8氣候艙準備氣候艙準備參照GB/T31107-2014中要求,測試前氣候艙應清潔干凈,在試驗全過程中,氣候艙內保持下列條件:溫度(23±2)℃。因需模擬定制家具板材在單個房間內的污染物釋放,而按照GB/T18883-2022中要求,采樣前需要長時間密閉門窗,因此將氣候艙的空氣交換率設置為0。2.2.9背景濃度測定背景濃度限值參照GB/T31107-2014中要求,甲醛≤0.006mg/m3、甲苯和二甲苯≤0.005mg/m3,TVOC≤0.05mg/m3。甲醛測定方法參照GB/T18883-2022附錄B要求;甲苯、二甲苯測定方法參照GB/T18883-2022附錄C固相吸附-熱解吸-氣相色譜法要求;TVOC方法測定參照GB/T18883-2022附錄D要求。2.2.10采樣與計算統計對30戶家庭使用問卷星進行調研的結果顯示,這30戶家庭單個房間內所使用的定制木家具暴露表面積與房間體積承載率在(0.48-1.93)m2/m3之間,因此本標準中規定材料的承載率為0.5、1.0、1.5、2.0m2/m3。樣品采集參照GB/T18883-2022中方法進行。污染物分析方法與背景濃度測定時一致。2.2.11污染物釋放特性參數計算污染物釋放特性參數計算公式參照GB/T39126-2020。2.2.12單個房間中定制家具污染物濃度預測值計算單個房間污染物濃度預測值計算公式參照GB/T39126-2020。三、主要試驗(或驗證)情況的分析3.1采樣與計算根據問卷星對30戶家庭進行調研結果顯示,這30戶家庭單個房間內所使用的定制木家具暴露表面積與房間體積承載率如表3所示,可以看出這30戶家庭單個房間承載率在(0.48-1.93)m2/m3之間,因此本標準中規定材料的承載率為0.5、1.0、1.5、2.0m2/m3。表330戶家庭單個房間定制木家具暴露表面積與房間體積承載率表編號承載率(m2/m3)編號承載率(m2/m3)家庭10.94家庭161.02家庭21.13家庭170.85家庭30.79家庭181.10家庭40.48家庭190.96家庭50.85家庭201.77家庭61.56家庭211.03家庭71.79家庭221.93家庭80.56家庭230.86家庭90.63家庭240.99家庭101.22家庭251.22家庭111.85家庭261.26家庭121.90家庭271.39家庭131.77家庭281.43家庭140.69家庭290.89家庭150.75家庭300.763.2定制家具單個房間空氣污染度評價3.2.1驗證試驗方案定制家具安裝前、安裝后及定制家具材料中污染物采樣方法按照GB/T18883-2022進行。標準起草小組對10戶家庭定制家具安裝前,安裝后及定制家具材料的甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC進行檢測。甲醛測定方法參照GB/T18883-2022附錄B要求;苯、甲苯、二甲苯測定方法參照GB/T18883-2022附錄C固相吸附-熱解吸-氣相色譜法要求;TVOC測定方法參照GB/T18883-2022附錄D要求。將所得污染物濃度除以相應承載率,得到四個承載率(0.5、1.0、1.5、2.0m2/m3)下的污染物平衡釋放量。對測試的四個承載率下的污染物平衡釋放量按最小二乘法指數擬合,確定污染物平衡釋放量與承載率的關系,由式1確定Y0、YP、B按個污染物釋放特性參數數值:Y=Y0+YPQUOTEe-L/Be-L/B····································式1式中:Y—定制家具污染物平衡釋放量,單位為毫克每平方米(mg/m2);Y0—定制家具污染物最低平衡釋放量,單位為毫克每平方米(mg/m2);YP—定制家具污染物平衡釋放量范圍,單位為毫克每平方米(mg/m2);L—定制家具承載率,單位為平方米每立方米(m2/m3);B—污染物平衡釋放量變化率,單位為平方米每立方米(m2/m3)。最終得到的10戶家庭單個房間平衡釋放量方程,如表4所示。從表4中可以看出10戶家庭單個房間中污染物苯的濃度大都低于或略高于檢出限,因此本次驗證試驗只計算甲醛、甲苯、二甲苯和TVOC的平衡釋放量方程。表410戶家庭單個房間平衡釋放量方程表編號承載率(m2/m3)甲醛(mg/m2)苯(mg/m2)甲苯(mg/m2)二甲苯(mg/m2)TVOC(mg/m2)家庭10.50.512N.D.0.0180.0260.2021.00.2960.0080.0130.0150.1481.50.2250.0060.0110.0100.1232.00.1910.0050.0090.0080.107平衡釋放量方程甲醛:Y=0.177+0.927e-L/0.489甲苯:Y=0.007+0.019e-L/0.854二甲苯:Y=0.006+0.044e-L/0.608TVOC:Y=0.092+0.212e-L/0.750QUOTEe-L/B家庭20.50.172N.D.0.0260.0550.1961.00.099N.D.0.0240.0530.1361.50.074N.D.0.0220.0470.1112.00.061N.D.0.0210.0410.094平衡釋放量方程甲醛:Y=0.055+0.305e-L/0.518甲苯:Y=0.017+0.011e-L/1.796二甲苯:Y=0.061-0.004e-L/-1.295TVOC:Y=0.082+0.233e-L/0.693家庭30.50.312N.D.0.0920.0560.1901.00.1980.0050.0780.0680.1541.50.1540.0040.0640.0750.1352.00.1280.0030.0550.0780.113平衡釋放量方程甲醛:Y=0.113+0.455e-L/0.602甲苯:Y=0.006+0.103e-L/2.597二甲苯:Y=0.082-0.049e-L/0.789TVOC:Y=0.064+0.170e-L/1.636家庭40.50.112N.D.0.0500.0260.1661.00.083N.D.0.0460.0300.1471.50.071N.D.0.0410.0320.1372.00.058N.D.0.0360.0340.115平衡釋放量方程甲醛:Y=0.045+0.111e-L/0.963甲苯:Y=0.088-0.034e-L/-4.798二甲苯:Y=0.036-0.016e-L/1.191TVOC:Y=0.295-0.117e-L/-4.730家庭50.50.070N.D.0.0260.0440.1661.00.061N.D.0.0230.0430.1261.50.053N.D.0.0210.0420.1042.00.043N.D.0.0200.0400.086平衡釋放量方程甲醛:Y=0.209-0.132e-L/-8.598甲苯:Y=0.018+0.012e-L/0.992二甲苯:Y=0.045-0.001e-L/-1.191TVOC:Y=0.058+0.167e-L/1.118家庭60.50.232N.D.0.0380.0120.1281.00.175N.D.0.0370.0140.1231.50.1350.0050.0350.0190.1132.00.1090.0050.0330.0200.105平衡釋放量方程甲醛:Y=0.051+0.264e-L/1.303甲苯:Y=0.041-0.002e-L/-1.796二甲苯:Y=0.037-0.029e-L/3.599TVOC:Y=0.162-0.028e-L/-2.864家庭70.50.410N.D.0.0760.0880.3161.00.303N.D.0.0740.0770.2361.50.2450.0030.0690.0720.2272.00.2020.0030.0610.0690.202平衡釋放量方程甲醛:Y=0.143-0.437e-L/1.003甲苯:Y=0.079-0.001e-L/-0.823二甲苯:Y=0.066+0.043e-L/0.712TVOC:Y=0.204+0.337e-L/0.449家庭80.50.190N.D.0.1000.0500.3061.00.135N.D.0.0990.0460.2081.50.112N.D.0.0970.0440.1612.00.101N.D.0.0950.0420.130平衡釋放量方程甲醛:Y=0.093+0.222e-L/0.598甲苯:Y=0.103-0.002e-L/-1.796二甲苯:Y=0.039+0.016e-L/1.191TVOC:Y=0.100+0.385e-L/0.794家庭90.50.154N.D.0.0700.0980.1561.00.109N.D.0.0940.1130.1461.50.103N.D.0.1010.1180.1352.00.089N.D.0.0970.1190.119平衡釋放量方程甲醛:Y=0.089+0.185e-L/0.468甲苯:Y=0.108-0.096e-L/0.547二甲苯:Y=0.119-0.071e-L/0.422TVOC:Y=0.187-0.024e-L/-1.962家庭100.50.222N.D.0.0300.0160.0201.00.169N.D.0.0540.0450.0511.50.151N.D.0.0590.0560.0682.00.1200.0030.0610.0600.069平衡釋放量方程甲醛:Y=0.081+0.208e-L/1.244甲苯:Y=0.061-0.133e-L/0.343二甲苯:Y=0.062-0.123e-L/0.510TVOC:Y=0.073-0.136e-L/0.540N.D.:未檢出,檢出限0.005mg/m3若單個房間中的定制家具有n種不同種類的板材(如膠合板、細木工板、刨花板、實木復合板等),則室內污染物濃度預測值按式2計算:C=U×(Y1xL1+Y2xL2+…+YnxLn)···················式2式中:C—單個房間污染物濃度預測值,單位為毫克每立方米(mg/m3);U—通風換氣系數;Ynx—單個房間中定制家具第n種種類板材的污染物平衡釋放量修正值,單位為毫克每平方米(mg/m2);Ln—單個房間中定制家具第n種種類板材的承載率,單位為平方米每立方米(m2/m3)。式2中Ln按式3計算:Ln=An/V······································式3式中:Ln—板材的承載率,單位為平方米每立方米(m2/m3);An—板材的表面積,單位為平方米(m2);V—房間內空間體積,單位為立方米(m3)。式2中Ynx按式4計算:Ynx=Y0n+YPnQUOTEe-Lnx/Bn式中:Ynx—單個房間第n種板材污染物平衡釋放量修正值,單位為毫克每平方米(mg/m2);Y0n—單個房間第n種板材污染物最低平衡釋放量,單位為毫克每平方米(mg/m2);YPn—單個房間第n種釋放污染物板材的污染物平衡釋放量范圍,單位為毫克每平方米(mg/m2);Lnx—單個房間第n種釋放污染物板材的承載率修正值,單位為平方米每立方米(m2/m3);Bn—單個房間第n種板材污染物釋放量變化率,單位為平方米每立方米(m2/m3)。式4中Lnx按式5計算:Lnx=(L1YP1+L2YP2+…+LnYPn)/YPn················式5式中:Ln—單個房間內第n種裝飾裝修材料的承載率,單位為平方米每立方米(m2/m3);Lnx—單個房間內第n種釋放污染物板材的承載率修正值,單位為平方米每立方米(m2/m3);YPn—單個房間內第n種釋放污染物板材的污染物平衡濃度釋放量范圍,單位為毫克每平方米(mg/m2)。式2中U按式6計算:U=2/(T+2)································式6式中:U—通風換氣系數;T—污染物濃度時間變化率。式6中T按式7計算:T=2.3+32×QUOTEe-(L1YP1式中:T—污染物濃度時間變化率;Ln—第n種釋放污染物板材的承載率,單位為平方米每立方米(m2/m3);YPn—第n種釋放污染物板材的污染物平衡釋放量范圍,單位為毫克每平方米(mg/m2)。最終得到10戶家庭單個房間污染物濃度預測值,并與該房間內定制家具安裝前后污染物濃度差值進行比較,并計算其相對偏差,如表5所示。測試結果顯示,本次驗證試驗所選擇的10戶家庭使用的定制家具板材中甲苯與二甲苯釋放量較低,與定制家具安裝前后污染物濃度差值的相對偏差可能不具有代表性,因此本次驗證試驗計算了甲苯與二甲苯采樣及分析的方法測量不確定度,結果約為±0.010mg/m3。所以在本次驗證試驗中,若承載率對應甲苯與二甲苯濃度預測值≤0.010mg/m3時,不計算污染物濃度預測值與定制家具安裝前后室內污染物濃度差值的相對偏差。從表5中可以看出,10戶家庭單個房間污染物濃度預測值與定制家具安裝前后室內污染物濃度差值的相對偏差均小于20%,符合預期要求。表510戶家庭單個房間污染物濃度預測值表編號污染物定制家具承載率(m2/m3)承載率對應污染物濃度預測值(mg/m3)定制家具安裝前后污染物濃度差值(mg/m3)相對偏差(%)家庭1甲醛0.940.1040.0897.8甲苯0.0030.008-二甲苯0.0040.007-TVOC0.0410.049-8.9家庭2甲醛1.130.0310.037-8.8甲苯0.0070.003-二甲苯0.0150.018-9.1TVOC0.0430.0386.2家庭3甲醛0.790.0570.063-5.0甲苯0.0180.0172.9二甲苯0.0130.015-7.1TVOC0.0380.0337.0家庭4甲醛0.480.0150.020-14.3甲苯0.0060.005-二甲苯0.0030.010-TVOC0.0210.029-16.0家庭5甲醛0.850.0140.01016.7甲苯0.0050.007-二甲苯0.0100.013-13.0TVOC0.0330.038-7.0家庭6甲醛1.560.0640.05111.3甲苯0.0150.019-11.8二甲苯0.0070.014-TVOC0.0460.053-7.1家庭7甲醛1.790.0220.023-2.2甲苯0.0330.039-8.3二甲苯0.0340.048-17.1TVOC0.1240.1039.3家庭8甲醛0.560.0280.01919.1甲苯0.0150.021-16.7二甲苯0.0070.008-TVOC0.0470.055-7.8家庭9甲醛0.630.0240.033-15.8甲苯0.0130.00918.2二甲苯0.0170.01217.2TVOC0.0260.033-11.9家庭10甲醛1.220.0570.071-10.9甲苯0.0170.0156.3二甲苯0.0150.0143.4TVOC0.0180.023-12.23.2.1定制家具在單個房間內空氣污染度評價驗證本標準將定制家具選材項目評分總分定為滿分100分,并根據甲醛、甲苯、二甲苯、TVOC的危害程度,分別給予3個分數段,具體如表6所示。表6污染物評分限值表污染物評分限值危害程度甲醛35分1b類致癌物甲苯20分3類致癌物二甲苯20分3類致癌物TVOC25分1類致癌物~低毒性物從表6中可以看出,甲醛為4種污染物中毒性最大的物質,因此將評分限值定為35分;TVOC相對甲醛毒性低但高于甲苯與二甲苯,因此將評分限值定為25分;甲苯與二甲苯毒性最低,故將評分限值定為20分。根據GB/T35601-2017《綠色產品評價人造板和木質地板》中甲醛、甲苯、二甲苯、TVOC的標準值作為評判依據,最終得出4種污

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