Auslöser für diesen Beitrag war folgende Anfrage:
“Nachdem es in meinem neuen Holzhaus unangenehm roch, habe ich Schadstoffmessungen durchführen lassen. Dabei wurden hohe Essigsäurewerte gefunden. Nun mache ich mir Sorgen um die Gesundheit meiner Familie. Wie ist Essigsäure gesundheitlich einzuordnen? Wie lange müssen wir mit dem unangenehmen Geruch rechnen? Wie können wir die hohen Essigsäurewerte reduzieren?”

Seit Jahren kommt es zu Diskussionen rund um Terpene,  Hauptbestandteil der in Pflanzen, also auch Holz, produzierten ätherischen Öle. Diese können besonders stark bei frischem Kiefernholz auftreten, produktionsbeding aber auch bei manchen Holzwerkstoffen wie beispielsweise OSB-Platten. Der Geruch wird als “störend” empfunden und die Emissionen können bei hohen Konzentrationen z.B. in Innenräumen gesundheitsschädigend sein, was auch Reklamationen zur Folge hat. 

Weniger kommuniziert wurden in der Vergangenheit “Reklamationen” bezüglich erhöhter Carbonsäure-Konzentrationen – hierzu vor allem Essig- und Ameisensäure (Erläuterungen siehe Infokasten am Ende dieses Beitrags).

Essigsäure als natürlicher Bestandteil des Holzes

Essigsäure findet sich als natürlich emittierender Stoff des Holzes vor allem in Laubhölzern und stellt – ähnlich wie Terpene, die vorwiegend in Nadelhölzern auftreten – bei üblichen Konzentrationen für “Gesunde” kein Risiko dar. Vielmehr sind auch sie mitverantwortlich für den typischen Holzgeruch, der von vielen Bauherren ausdrücklich sogar gewünscht wird.

Völlig unberechtigt werden natürliche Holzemissionen oft als Argument gegen den Einsatz von Holz verwendet. Erst bei stark erhöhten Konzentrationen besitzen sie ein sensibilisierendes Potenzial, welches durchaus zu Haut- und Atemreizungen oder Kopfschmerzen führen kann. Vor allem Allergiker oder Chemikaliensensitive können gesundheitliche Probleme bei zu hoher Raumbeladung beispielsweise mit Eichenholz (Boden + Möbel + Wand/Decke) durch Essigsäure oder durch Terpene aus Nadelholzprodukten bekommen.

Erhöhte produktionsbedingte Essigsäureemissionen in Holzwerkstoffen

Im Vergleich zu Vollholzprodukten oder deren Späne geben fertige Holzspanplatten und flexible Holzweichfaserplatten i.d.R. eine höhere Menge an flüchtigen organischen Säuren wie Essig- und Ameisensäure ab. Ursache dafür sind Herstellungsverfahren mit produktionsbedingt teilweise hohen Temperaturen. Als weiteres unerfreuliches Nebenprodukt kann dabei das toxisch wesentlich relevantere Aldehyd Furfural entstehen (Erläuterungen siehe Infokasten am Ende dieses Beitrags).

In den letzten Jahren häuften sich Reklamationen bezüglich wesentlich erhöhter Essigsäure-Raumluftwerte und dies nicht nur bei “älteren Fertighäusern”. Massive Beschwerden gab es auch bei Neubauten, bedingt durch wesentlich erhöhte Essigsäurewerte im Zusammenhang mit flexibler Holzweichfaserdämmung und mit OSB-Platten einiger Hersteller, die vor allem in Kombination beider Produkte sogar zur vorübergehenden “Unbewohnbarkeit” von Gebäuden führten.

Dabei wurde mehrfach auch der Raumluft-Richtwert II des Umweltbundesamtes von 1.000 µg/m³ wesentlich überschritten. Bei den Materialuntersuchungen fanden sich ebenfalls wesentliche Überschreitungen des NIK-Wertes (1.200 µg/m³) mit Konzentrationen bis zu 4.500 µg/m³ (NIK-Werte stehen für “Niedrigste Interessierende Konzentration” und werden vom Ausschuss für die gesundheitliche Bewertung von Bauprodukten AgBB, Deutsches Institut für Bautechnik festgelegt). Entsprechend dem Standard der Baubiologischen Messtechnik SBM gilt ein Wert über 1.000 µg/m3 als “extrem auffällig”.

Dennoch erhalten solche Produkte – trotz wesentlicher NIK-Wertüberschreitungen – von manchen Gütezeichen-Vergabestellen ein Zertifikat mit dem Hinweis, es würde sich lediglich um “natürliche” Emissionen handeln.

Verbunden mit erhöhten Essigsäurewerten fanden sich in einem Fall in Holzwerkstoffen noch zwei Jahre nach Einbau daraus resultierend zusätzlich Furfural-Werte, die mit 70 µg/m³ den NIK-Wert sogar um das 7-fache überschritten.   

Bauchemieprodukte mit Essigsäure

Auch zahlreiche Produkte der Bauchemie emittieren Essigsäure in unterschiedlichster Konzentration – unter anderem eine Reihe von Bausilikonen. Sie können in der Neubauphase massive Belastungen vor allem für Sensitive darstellen; in der Regel ist hier aber spätestens nach einigen Wochen damit zu rechnen, dass die Emissionen kaum mehr wahrgenommen werden.

Bedauerlich ist, dass “Gütezeichen” wie EC1 oder EC1 plus, Essigsäure bei der VOC-Bewertung überhaupt nicht berücksichtigen. 

Essigsäure kann auch aus weiteren Produkten in geringem Ausmaß emittieren (z.B. Linoleum, Naturfarben), allerdings nach derzeitigem Informationsstand in vergleichsweise nur geringen Konzentrationen. 

Essigsäureemissionen: Dauer – Sanierung – Haftung?

Im Gegensatz zu den Essigsäureemissionen aus Produkten der Bauchemie, welche relativ kurzfristig abklingen bzw. Essigsäure aus Vollholz mit üblicherweise mittelfristigem Abklingen, kann Essigsäure in Holzwerkstoffen in vielen Fällen aufgrund chemischer Reaktionen (der Ursprung der Essigsäure liegt in der Hydrolyse von Acetylgruppen der Hemicellulosen, die ca. ein Drittel der Kohlenhydrate im Holz ausmachen)ständig neu entstehen; daher finden sich erhöhte Werte auch noch in jahrzehntealten Fertighäusern, stammend aus den damals verwendeten Spanplatten.

Deshalb bringt auch Lüften nicht unbedingt Erleichterung – durch erhöhte Sauerstoffzufuhr kann die Entstehung von Essigsäure sogar zusätzlich angeregt werden.

“Während nutzungsübliches Lüften zu deutlichen Reduzierungen der Raumluftkonzentrationen von Terpenen und längerkettigen Aldehyden führt, sind die Lüftungseffekte für Formaldehyd sowie für Ameisensäure und Essigsäure wesentlich schwächer ausgeprägt. Infolge der Lüftung kann es sogar zu einem Konzentrationsanstieg kommen.”

Dipl.-Chem. Dr. Wigbert Maraun | Zitat aus “Gebäudeschadstoffe und Innenraumluft”, Band 6

Eine wirklich “nachhaltige” Sanierung kann daher bei sehr hohen holzwerkstoffbedingten Essigsäurekonzentrationen nur durch Rückbau der verursachenden Materialien erfolgen. 

Da es sich um Reaktionsprozesse in den verursachenden Holzwerkstoffen handelt, die von deren Produktionsprozessen, der Art der eingesetzten Kleber, dem Raumklima, Temperatur und der Raumbeladung abhängig sind, sind hierfür keine zuverlässige zeitliche “Abklingprognosen” möglich.

Bei erhöhten Raumbelastungen sollten die Verursacher durch Materialuntersuchungen identifiziert werden sowie bei “überschrittenen” NIK-Werten deren Hersteller zur Verantwortung gezogen werden. Schließlich fordert die MVV TB (Musterverwaltungsvorschrift technische Baubestimmungen): 

“Gemäß § 3 und § 13 MBO1 sind bauliche Anlagen so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass die öffentliche Sicherheit und Ordnung, insbesondere Leben, Gesundheit und die natürlichen Lebensgrundlagen, nicht gefährdet werden und durch pflanzliche und tierische Schädlinge sowie andere chemische, physikalische oder biologische Einflüsse keine Gefahren oder unzumutbaren Belästigungen entstehen.”

Baustoffe sind so auszuwählen, dass diese Anforderungen an das Gebäude erfüllt werden, es reicht nicht, wenn sie im Einzelnen beispielsweise AgBB-Werte nicht überschreiten. Hierzu der Ausschuss für die gesundheitliche Bewertung von Bauprodukten AgBB, Deutsches Institut für Bautechnik (Kapitel 4.2, AgBB Bewertungsschema): 

“Grundlage für die gesundheitliche Bewertung eines Bauproduktes sind die durch dieses Produkt bedingten Konzentrationen von flüchtigen organischen Verbindungen in der Innenraumluft. Für eine solche Bewertung sind die in den Prüfkammertests nach dem AgBB-Schema ermittelten flächenspezifischen Emissionsraten eines Bauproduktes allein nicht ausreichend. Vielmehr müssen zusätzlich die unter Praxisbedingungen zu erwartenden Raumluftsituationen berücksichtigt werden. Das Verbindungsglied zwischen Produktemission und Raumluftkonzentration bildet das Expositionsszenario, das die Produktemission, die Raumdimensionierung, den Luftaustausch und die emittierende Oberfläche des in den Raum eingebrachten Bauproduktes zu beachten hat.”

Bedauerlicherweise sind hier Planer*innen und ausführende Baufirmen auch bei Reklamationen rechtlich stets die “ersten” Ansprechpartner. Sie müssen sich in der Regel mit den Herstellern auseinandersetzen. Diese wiederum sind nur in den wenigsten Fällen bereit, bereits für die Planung wirklich umfassende, zeitnahe und glaubwürdige Emissionsnachweise vorzulegen.

Besonders schwierig wird es, wenn mehrere Produkte gleichzeitig für die erhöhten Werte verantwortlich sind. In diesen Fällen kann es passieren, dass die “Verantwortlichkeit” und damit die Haftung beim Planer oder den Ausführenden “hängen bleibt”.

Präventive Empfehlung

Berücksichtigen Sie bei der Baustoffauswahl mögliche Emissionsbelastungen und fordern Sie von den Herstellern von Holzwerkstoffen zeitnahe, glaubwürdige und umfassende Schadstoffprüfberichte.

Essigsäure (CAS 64-19-7) – zählt zu den Carbonsäuren

Gefahrenhinweis H-Sätze laut GESTIS Stoffdatenbank
H226: Flüssigkeit und Dampf entzündbar
H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden

Der Ursprung der Essigsäure liegt in der Hydrolyse (Spaltung einer chemischen Verbindung durch Reaktion mit Wasser. Dabei wird (formal) ein Wasserstoffatom an das eine “Spaltstück” abgegeben, der verbleibende Hydroxylrest an das andere Spaltstück gebunden) von Acetylgruppen der Hemicellulosen, die ca. ein Drittel der Kohlenhydrate im Holz ausmachen.

Offizielle Richtwerte für die Raumluft
wurden vom Ausschuss für Innenraumrichtwerte am Umweltbundesamt (AIR) zwei Richtwerte für Essigsäure (CAS 64-19-7) toxikologisch abgeleitet:
• Richtwert I = 300 µg/m³: “wünschenswerter Zielwert” der nicht überschritten werden sollte.
• Richtwert II = 1000 µg/m³: “Der Richtwert II stellt die Konzentration eines Stoffes in der Innenraumluft dar, bei deren Erreichen bzw. Überschreiten unverzüglich Handlungsbedarf besteht, da diese Konzentration geeignet ist, insbesondere bei Daueraufenthalt in den Räumen die Gesundheit empfindlicher Personen einschließlich Kindern zu gefährden.”

Offizielle Richtwerte für Baustoffe
Dazu gibt es “AgBB”-Grenzwerte (erstellt vom Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten), die sich aus den NIK-Werten (niedrigste toxikologisch interessierende Konzentrationen) ableiten und für Essigsäure 1.200 µg/m³ betragen.

Gesundheitliche Relevanz
Erhöhte Essigsäurekonzentrationen in der Raumluft sind vor allem schleimhautreizend, sie können auch zu Atemwegs- und Hautbeschwerden führen, zu Schlafstörungen und Einschränkung der Leistungsfähigkeit.
“Essigsäuren sind gesundheitlich relevant, da sie bereits bei geringen Konzentrationen Kopfschmerzen auslösen. Daher stehen sie auch auf der Prioritätenliste der UBA-ad-hoc-AG “Innenraumrichtwerte”. Zitat VDI (Verein Deutscher Ingenieure e.V.)

Analytik
Ein korrektes Messergebnis gelingt nur durch eine von der üblichen VOC-Messung (Tenax) abweichenden Probenahme beispielsweise auf Silikagel. Entsprechend wurde im Oktober 2018 eine neue VDI-Richtlinie veröffentlicht.
“Die Richtlinie 4301, Blatt 7, soll Handlungsanweisungen für die Probenahme und Analyse der C1- bis C8-Carbonsäuren geben. Die C1- bis C8-Carbonsäuren sind mittels konventioneller VOC-Analytik gemäß ISO 16000-6 nur schwierig bestimmbar, weil erfahrungsgemäß für diese Carbonsäuren unter anderem bei Verwendung von Tenax TA® als Sorbens Minderbefunde erhalten werden.”

Sehr viele “Prüfberichte” berücksichtigen nach wie vor nicht diese “neue” Richtlinie; die tatsächlichen Essigsäure-Konzentrationen sind daher in vielen Fällen wesentlich höher als in den Prüfberichten angegeben.

Zwei Stoffe, die bei erhöhten Essigsäurewerten meist gleichzeitig auftreten und beachtet werden sollten:

Ameisensäure (CAS 64-18-6) – zählt wie Essigsäure zu den Carbonsäuren

Gefahrenhinweise – H-Sätze
H226: Flüssigkeit und Dampf entzündbar
H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken
H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden
H331: Giftig bei Einatmen

Nach der Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe geht von der Ameisensäure ein mehr als zweimal so großes Gefährdungspotential aus. 

Furfural (CAS 98-09-1)

Furfural ist eine flüchtige organische Verbindung (VOC) aus der Gruppe der Aldehyde, die im Verdacht steht, eine kanzerogene Wirkung zu haben.
Furfural entsteht beim Holzaufschluss in einem mehrstufigen Prozess aus Polyosen. Diese werden durch eine sauer katalysierte Hydrolyse zu Einfachzuckern (Pentosen, Hexosen, Uronsäuren) abgebaut. Die für die Entstehung von Furfural durchweg benötigte Säure stammt aus dem Holz selbst. Es handelt sich dabei überwiegend um Essigsäure und Ameisensäure.

Gefahrenhinweise – H-Sätze
H226: Flüssigkeit und dampf entzündbar
H301: Giftig bei Verschlucken
H312: Gesundheitsschädlich bei Hautkontakt
H330: Lebensgefahr bei Einatmen
H315: Verursacht Hautreizungen
H319: Verursacht schwere Augenreizung
H335: Kann die Atemwege reizen
H351: Kann vermutlich Krebs erzeugen

Quellenangaben: 

Literaturtipps:

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  1. Vielen Dank auch meinerseits für diese wichtige Ergänzung. Der Einwand ist natürlich völlig richtig und in meiner Zusammenfassung Essigsäuren in Wohnräumen (Link in den Quellenangaben) wird auch darauf verwiesen, dass es bisher keine “Einzelrichtwerte” für die Essigsäure, sondern nur einen Summenrichtwert für Alkansäuren gibt. Bei “grenzwertigen” Essigsäure – Ergebnissen empfehle ich daher stets zusätzlich noch eine weitere Probenahme/ Analytik nach der VDI Richtlinie 4301, Blatt 7, um hier exaktere Ergebnisse zu erhalten. Bei gerichtsanhängigen Verfahren ist sogar aus Vergleichbarkeitsgründen eine “Parallelmessung” (gleiche Raumklima- Verhältnisse) sinnvoll. Dabei wurden in der Vergangenheit in Einzelfällen dann wesentlich höhere Ergebnisse festgestellt. Dazu ein Beispiel – Untersuchung durch ein AGÖF Institut: Messung TENAX im Juni 2018 1490 µg/m³; Parallel- Messung auf Silicagel 3296 µg/m³. Dabei sind dann in der Regel die übrigen Alkansäure- Werte zwar nach wie vor für sich im eher vernachlässigbaren Bereich, dürfen natürlich aber nicht völlig außer Acht gelassen werden..

  2. Vielen Dank für diesen Beitrag, der sehr wichtig zur Einordnung von erhöhter Essigsäurekonzentration ist. Allerdings ist eine Ungenauigkeit dabei: Die Richtwerte I und II gelten nicht für die Einzelkonzentration von Essigsäure, sondern für die Summe der Carbonsäuren C1-C6, zu denen sowohl Ameisensäure (C1) als auch Essigsäure (C2), als auch 4 weitere gehören…. Bei einer Überschreitung des Richtwerts allein durch Essigsäure ist natürlich auch die Summe höher, aber bei einer knappen Unterschreitung müssen die anderen 5 Säuren auch beachtet werden, der Vorsorgewert könnte dann überschritten sein. Diese Summe ist allerdings in den Standardlaboranalysen in der Regel nicht enthalten bzw. auf Tenax deutlich unterbewertet.

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