Ilmanvaihtoon tehokkuutta

Ilmanvaihdon merkitys hengitysilman viruspitoisuuden vähentämiseksi on noussut yhä keskeisemälle sijalle, kun on varmistunut, että hengitysilman mukana kulkeutuvat virukset ovat suurin yksittäinen COVID-19-taudin tartuntareitti. Tartunnan saaneen hengitysteistä leviää ilmaan viruksia eri kokoisina, pisaroihin ja hiukkaisiin kiinnittyneinä. Viruspitoisuus on tartuntaa levittävän lähietäisyydellä suurin, mutta viruspitoiset hiukkaset leviävät huoneilmassa kaikkialle fysiikan lakien mukaisesti.

Ilmanvaihdon merkitys on nähty pääosin huoneilman epäpuhtauksien keksimääräisen pitoisuuden pienentäjänä, mutta vielä tärkeämpi on ilmanvaihtoratkaisujen merkitys lähietäisyydellä (alle 2 m) tapahtuvan altistumisen vähentämisessä. Ilma voi tuoda tai viedä mukanaan suuria ja pieniä pisaroita sekä hiukkaisia.
Ilmanvaihdon suunnittelun taviotteena on useimmiten ollut huoneilman täydellinen sekoittuminen tuloilmaan, jolloin epäpuhtauksien pitoisuus huonetilassa on kaikkialla sama. Ilmanvaihtoilman käytön hyötysuhde on silloin alhainen. Hengitykseen tarvitaan periaatteessa vain 0,3 l/s per henkilö, mutta nykytekniikalla ulkoilmavirran on oltava vähintään 20-kertainen, 6 l/s, hlö.

Ilmanvaihdon hyötysuhdetta voidaan parantaa syrjäyttävällä ilmanjaolla sekoittavaan verrattuna, teoriassa jopa kaksinkertaiseksi, mutta käytännössä vain muutaman kymmenen prosenttia. Puhdas ilma pitäisikin johtaa hengitysilmaksi huomattavasti nykykäytäntöä tehokkaammin, mm. virusaltistuksen pienentämiseksi. Tämä on mahdollista erityisesti pysyvissä työ- tai oleskelupisteissä jo nykytekniikalla. Tiloihin, joissa ihmiset liikkuvat tarvitaan uusia ratkaisuja, alueellista, kerrostettua tai liikkuvaa ilmanjakoa.

Toinen puoli ilmanvaihdon kehittämisessä on epäpuhtauksien poistotehokkuuden parantaminen. Poistotehokkuus on perinteisesti määritelty poistoilman ja huoneilman epäpuhtauspitoisuuksien suhteena. Tavoitteena on luonnollisesti poistoilman korkea pitoisuus hengitysilmaan verrattuna. Hengitysperäisten virusten leviämisen ehkäisemiseksi olisikin tärkeää, että uloshengitysilma ei pääsisi leviämään muiden samassa tilassa olevien sisäänhengitysilmaksi. Tähän tarvitaan uusia ratkaisuja ja suojauksen tehokkuutta kuvaavia objektiivisia mittareita. Tätä teollisuudesta tuttua paikallispoistoajattelua tulisi kehitellä myös muihin tiloihin. Olisi siirryttävä yhä enemmän koko huoneen ilmaa sekoittavasta ilmanjaosta kohden ihmisten terveyttä paremmin palveleviin ratkaisuihin.

Ilmanjaon tehokkuuden käsitteet kehitti 1900-luvun puolivälissä ruotsalainen professori John Rydberg, jonka nimeä kunnioittaa mm. pohjoismainen ilmanvaihtotekniikan tunnustuspalkinto. Ilmanjaon matemaattisen teorian kehittämisessä keskeisessä asemassa 90-luvun lopulla oli Mats Sandberg, myös Ruotsista. Historia huomioon ottaen olisi luontevaa, että Pohjoismaat ottaisivat johtavan roolin uusien ilmanvaihto- ja ilmanjakotapojen kehittämisessä.

Nyt tarvitaan siis paikallistettua, ihmisiä suojelevaa ilmanvaihtoa, ei pelkästään ”koko huone” –ilmanvaihtoa.

On kehitettävä vanhoja ilmanvaihdon tehokkuuden käsitteitä ja otettava uusia kriteereitä käyttöön, kuten ilmanjaon hyötysuhde hengitysilman puhtauden kannalta, epäpuhtauksien poistotehokkuus uloshengitysilman epäpuhtauksien kannalta sekä, ehkä yhdistettynä indeksinä, ilmanvaihdon suojaustehokkuus leviävien virusten kannalta. Lisää haasteita tulee vielä epäjatkuvuustilan huomioon ottamisesta. Onneksi laskentamenetelmät ovat jo niin kehittyneitä, että parametrin vaikutusta voidaan myös laskennallisesti tutkia, kunhan lähtötiedot ovat luotettavia.

Ilmanvaihdon tehostaminen on tärkeä keino rakennusten energiatehokkuuden parantamiseksi. Ilmanvaihdon hyötysuhteen parantuessa ilmavirtoja voidaan pienentää ja lämmitysenergiaa säästää. Kehitystyötä ajavaksi voimaksi tarvitaan varmasti kiinteistön omistajien kiinnostus asiaan. Säädöksissä tulisi tietysti ilmanvaihdon tehokkuus ottaa myös huomioon.

Teksti: Olli Seppänen

Blogin alkuperäinen julkaisu löytyy täältä.