Lisää älyä tarpeenmukaiseen ilmanvaihtoon

Ilmanvaihdon mitoitus ja käyttö on noussut viime vuosina jälleen voimakkaasti esiin, nyt erityisesti ilmavälitteisten tautien torjunnan ja energiatehokkuuden kannalta. Yhä useammin tulee esille kysymys miksi ja kuinka paljon ilmaa pitäisi vaihtaa? On ehkä aika tarkistaa aistittuun ilman laatuun perustuvat ilmanvaihdon mitoituskriteerit, ja siirtyä askel eteenpäin ja keskittyä altistukseen ja epäpuhtausannokseen sisätiloissa. Haittavaikutukset riippuvat epäpuhtaudesta, joiden pitoisuusrajat määritellään usein erilaisina keskiarvoina valituilla ajanjaksoilla, harvemmin huippupitoisuuksina. Ilmanvaihdossa tämä merkitsee sitä, että ilman pitäisi olla riittävän puhdasta siellä missä ihmiset ovat, jotta pidemmän ajanjakson epäpuhtausaltistus ei nouse liian suureksi. Tämä periaate tarkoittaa sitä, että epäpuhtauspitoisuuden voisi antaa vaihdella olosuhteista riippuen, kunhan annos ei ylitä raja-arvoja.

Tarpeenmukaisen ilmanvaihdon periaatetta pitäisi kehittää eteenpäin ja ajatella minkälaisille epäpuhtauksille ihmiset altistuvat. Ei ole aina itsestään selvää, että ulkoilma kaikissa olosuhteissa on terveyden kannalta puhtaampaa kuin sisäilma. Sijainnista riippuen se saattaa sisältää huomattavasti sisäilmaa enemmän mm.  pienhiukkasia, typen oksideja tai otsonia. Kannattaisiko siis silloin kun ilman laatu ulkona on huono käyttää vähemmän ulkoilmaa ilmanvaihtoon ja lisätä ilmanvaihtoa silloin kun ulkoilman laatu on hyvä?  Energiatehokkuuden ja sisäilman keskimääräisen laadun kannalta saataisi olla myös edullisempaa suurentaa ilmanvaihtoa silloin, kun ilman lämmittämiseen tai jäädyttämiseen ei tarvitse käyttää primäärienergiaa. Ilmanvaihdon hetkellinen pienentäminen voisi tulla kysymykseen myös lämmitys- ja jäähdytystehon huippujen leikkaamisessa. Tämä periaate oli jo esillä vuoden 1978 ilmanvaihtoa koskevissa D2-ohjeissa, joissa ilmavaihto ohjeistettiin pienentämään puolelle teholle silloin, kun ulkolämpötila oli laskenut vain 15 ^oC korkeammaksi kuin mitoituslämpötila.

Viime kesinä on konkreettisesti tullut esille myös lämpimän ulkoilman mukanaan tuoma lämpökuorma ja sen sisälämpötiloja kohottava vaikutus. Silloin on tarve säätää ilmavaihtoa myös sisälämpötilan kannalta,  mm. johtamalla enemmän ulkoilmaa sisälle silloin kun ulkolämpötila on selvästi sisäilmaa viileämpää.

Ilmavaihdon käyttöajoista on keskusteltu viime vuosina runsaasti. Pitääkö ilmanvaihto olla käynnissä ”normaaliteholla” koko ajan vai voidaanko sitä pienentää, ja kuinka paljon?  Käytäntö on suhteellisen yleisesti vakiintumassa Kuntien sisäilmaverkoston suosituksen mukaiseksi: pienempi teho ”yöllä” ja käyntiin 1-2 tuntia ennen rakennuksen käyttöönottoa sekä päällä 1-2 tuntia rakennuksesta poistumien jälkeen. Käyttö- ja huuhtelujaksoja tulisi kuitenkin tarkastella syvällisemmin mittauksiin perustuen.  Mikä olisi optimaalinen käyttö- ja tuuletusaika sekä energiatehokkuuden että rakennuksessa olevien ja sinne tulevien ihmisten altistumisen kannalta: nopea tuuletus suurella ilmavirralla vai pidempi aika pienemmällä ilmavirralla? Milloin käynnistää ja milloin pysäyttää tai säätää pienemmälle teholle?

Tarpeenmukaiseen ilmanvaihtoon on pitkään etsitty hyvää ratkaisua myös sisäilman laatua mittaamalla, mutta täydellistä mittaus- ja säätötapaa ei ole vielä löydetty. Paremman puutteessa CO₂-mittaus säädössä on yleistynyt, vaikka CO₂ ei sinänsä ole sisäilman laadun kannalta kriittinen epäpuhtaus, mutta se on indikaattori tiloissa olevien ihmisten määrälle ja aktiviteetille. CO₂ ei kuvaa mitenkään esim. rakennusmateriaaleista tai muista lähteistä vapautuvia epäpuhtauksia huoneilmassa.

CO₂-mittaukseen perustuva tarpeenmukainen ilmanvaihdon säätö ei takaa myöskään mitenkään sitä, että ilman laatu olisi hyvä ja ilmanvaihto riittävä silloin, kun tilaan astutaan. Ilmanvaihdon reagoinnissa on CO₂­pitoisuuden verkkaisesta noususta aiheutuva viive.

VOC mittausten käytössä ilmanvaihdon ohjaamiseen ja ilman laadun indikoimiseen on ollut ongelmia jo viimeiset 30 vuotta. Sen käyttö ilmavaihdon ohjauksessa oli esillä jo 1993 Helsingin Indoor Air kongressissa. Haasteena on edelleen epäspesifisyys. Viinipullon avaaminen, appelsiinin kuoriminen tai muu miellyttäväksi koettu tuoksu näkyy myös VOC mittauksessa.  Hiukkasmittaus näyttää luottavalta, mutta se on vain osatekijä sisäilman laadussa.

Kokonaan uuden ulottuvuuden ilmavaihdon mitoitukseen tuo ilmavälitteisten taudinaiheuttajien torjunta. Ilmanvaihdon suunnittelun ja mitoituksen pitäisi ehkä lähteä olettamuksesta, että huoneessa on aina vähintään yksi viruksia tai muita taudinaiheuttajia levittävä henkilö, ja suunnitella ilmavaihto tällaisessa tilanteessa tartuntariskiä pienentäväksi.  Tässä suhteessa CO₂ on käyttökelpoinen indikaattori tartuntariskille, koska se reagoi henkilömäärään ja hengitystaajuuteen sekä fyysiseen aktiviteettiin. Nämä vaikuttavat uloshengityksestä ilmaan kulkeutuvien taudinaiheuttajien määrään, ja sisäänhengityksen taajuuden mukana kasvavasta altistuksesta. Sairastumisen kannalta kokonaisannos on määräävä, jolloin pitoisuuden vaihtelu ei ole ratkaisevaa.

Ilmanvaihdon mitoitusperiaatteet ovat olleet esillä monella kansainvälisellä forumilla: pohjoismaisessa yhteistyössä (NVG), REHVAn teknisessä komiteassa, CEN standardien uusinnassa (EN 16798-1) sekä IEA:n rakennusalan yhteistyösopimuksen puitteissa (Annex 86). Mitoitusperiaatteita olisi hyvä tarkastella kriittisesti myös Suomessa.

Teksti: Olli Seppänen

Blogi on julkaistu alun perin täällä.