Julkisten rakennusten ilmanvaihdon käyttöaikojen vaikutus työolosuhteisiin ja sisäilman laatuun

Tiivistelmä

Julkisissa rakennuksissa kuten kouluissa, päiväkodeissa ja kaupunkien/kuntien virastoissa työskentelee kymmeniä tuhansia suomalaisia. Erityisesti koulujen sisäilmaongelmat ovat olleet viime aikoina esillä ympäri maata, kun uudehkoistakin kouluista on jouduttu siirtymään väistötiloihin henkilökunnan ja oppilaiden terveysongelmien takia. Julkiset rakennukset ovat ilmanvaihdon toimivuuden kannalta haastavia johtuen suuresta ihmismäärästä lattianeliömetriä kohden. Ilmanvaihtojärjestelmien oikea mitoitus ja oikeaoppinen käyttö ovat tästä syystä näissä rakennuksissa ensiarvoisen tärkeitä. Nykytekniikka mahdollistaa järjestelmien entistä tarkemman monitoroinnin ja ohjauksen, mutta nykyisin on myös yleisesti alettu pitää IV-koneita jatkuvasti päällä vakioteholla, vaikka tämän tavan paremmuutta ja oikeellisuutta ei ole millään tavoin tieteellisesti osoitettu. Lisäksi on huomattava, että koneiden jatkuva käyttö lisää rakennusten energiankulutusta merkittävästi.

Tämän tutkimuksen päätavoitteena on selvittää, miten julkisten rakennusten vakio- ja tarpeenmukaisia ilmanvaihtojärjestelmiä tulisi käyttää sisäilmaongelmien ehkäisemiseksi sekä energiankulutuksen minimoimiseksi. Jotta selvitys olisi mahdollisimman kattava, tutkimuksessa mitataan sisäilmaston laatua koekohteissa useilla eri menetelmillä. Perussuureiden (huoneilman lämpötila, kosteus, ilmavirrat) lisäksi mitataan tilojen paine-eroja sekä ympäröiviin tiloihin että rakennuksen vaipan yli ulkoilmaan nähden, ja määritetään erilaiste

Hankkeen vastuuhenkilö

Risto Kosonen

Tiedote

Yöaikaisella ilmanvaihdon käytöllä ei vaikutusta sisäilman laatuun

Tiivistelmä

Tutkimuksessa verrattiin pysäytettyä, jatkuvaa ja jaksottaista yöilmanvaihdon käyttöstrategiaa. Mittaustulosten perusteella keskimääräiset TVOC-pitoisuudet olivat aamuisin samalla tasolla kaikilla yöilmanvaihdon käyttötavoilla. TVOC-pitoisuudet olivat suurempia päivällä kuin yöllä. Tämä osoittaa
sen, että tilojen käytöllä oli suurin vaikutus tilojen TVOC-pitoisuuksiin. Yöilmanvaihdon käyttöstrategialla ei ollut systemaattista vaikutusta sisäilman mikrobipitoisuuksiin vaan pitoisuudet vaihtelivat tapauskohtaisesti. Laskeutuvan pölyn näytteissä sisäilman mikrobipitoisuus oli yleensä vain
muutaman prosentin luokkaa vastaavasta ulkoilman pitoisuudesta.

Lähtökohdat

Julkisella sektorilla työskentelee 30 prosenttia työvoimasta, ja julkisten rakennusten käyttäjinä on vajaa miljoona lasta ja opiskelijaa. Julkisten rakennusten sisäilman laatu ja ilmanvaihdon käyttö on julkisessakin keskustelussa säännöllisesti esiin nouseva teema. Aalto-yliopiston tutkimushankkeessa 2019–2021 selvitettiin julkisten rakennusten ilmanvaihdon käyttöaikojen vaikutusta työolosuhteisiin ja sisäilman laatuun.

Aineisto

Tutkimuksessa mitattiin yöaikaisen ilmanvaihdon vaikutuksia sisäilman laatuun ja lämpöoloihin 11 julkisessa rakennuksessa, joissa ei ollut aiemmin raportoituja sisäilmaongelmia. Tutkimuksessa verrattiin pysäytettyä, jatkuvaa ja jaksottaista yöilmanvaihtostrategiaa. Päiväilmanvaihtoa käytettiin kaikissa tapauksissa normaalisti. Jokainen testitapaus kesti 2 viikkoa.

Menetelmät

Sisäilman laatua arvioitiin mittaamalla huoneessa haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kokonaispitoisuutta (TVOC) sekä hiilidioksidi- ja mikrobipitoisuutta. Paine-eroa mitattiin rakennuksen ulkoseinän yli ja ilmanvaihdon toimintaa monitorointiin mittaamalla päätelaitteiden
paine-eroa. Laboratoriossa tutkittiin mikrobikasvuston riskiä erilaisilla ilmanvaihdon käyttötavoilla. Lisäksi CFD- simulointien avulla tutkittiin epäpuhtauksien poistotehokkuutta aamutuuletuksen aikana.

Tulokset ja johtopäätökset

Keskimääräiset TVOC-pitoisuudet olivat aamuisin käyttäjien saapuessa samalla tasolla kaikilla yöilmanvaihdon käyttötavoilla ja TVOC-pitoisuudet olivat suurempia päivällä kuin yöllä. Laboratoriokokeessa ei saatu kosteissa olosuhteissa homekasvua syntymään, kun yöaikana ei ollut virtausta kanavassa. Tämä osoittaa, että kanavistossa on pieni riski homekasvun synnylle. CFD- laskelmat osoittivat, että alilämpöinen tuloilma poistaa isotermistä ilmaa tehokkaammin epäpuhtauksia.

Uutuusarvo ja sovellettavuus

Yleisesti ottaen hankkeessa mitattujen fysikaalisten suureiden luonnollinen vaihtelu oli testijaksoilla suurempaa kuin mitä erilaisilla yöilmanvaihdon käyttöstrategioilla pystyi havaitsemaan ja kaiken kaikkiaan työolosuhteet olivat mitatuissa kohteissa normaalilla tasolla. Tulokset osoittavat, että 2
tunnin ilmanvaihto ennen tilojen käyttöä on riittävä, ja siten jatkuva ilmanvaihto yöllä ei ole tarpeellista. Tällä tavalla ei myöskään tarpeettomasti lisätä energiankulutusta.

Aineisto

Sami Lestinen, Simo Kilpeläinen ja Risto Kosonen. Julkisten rakennusten ilmanvaihdon käyttöaikojen vaikutus työolosuhteisiin ja sisäilman laatuun. Aalto-yliopisto. Aalto-yliopiston julkaisusarja Tiede + teknologia 3/2021
ISBN 978-952-64-0413-4 (painettu)
ISBN 978-952-64-0414-1 (pdf)
http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-64-0414-1 Avaa

lehdistötiedote Avaa

Lestinen, S.; Kilpeläinen, S.; Kosonen, R.; Valkonen, M.; Jokisalo, J.; Pasanen. Effects of Night Ventilation on Indoor Air Quality in
Educational Buildings—A Field Study. Appl. Sci. 2021, 11(9), 4056
https://doi.org/10.3390/app11094056