KAHDEN ERILAISEN OPPILAITOKSEN SISÄILMASTON VERTAILU

Transkriptio

1 Olli Suvisuo KAHDEN ERILAISEN OPPILAITOKSEN SISÄILMASTON VERTAILU Opinnäytetyö Talotekniikan koulutusohjelma Toukokuu 2009

2 KUVAILULEHTI Opinnäytetyön päivämäärä Tekijä(t) Olli Suvisuo Koulutusohjelma ja suuntautuminen Talotekniikan ko, LVI-insinööri Nimeke Kahden erilaisen oppilaitoksen sisäilmaston vertailu Tiivistelmä Kahden erilaisen oppilaitoksen sisäilmaston vertailu tarkastelee sisäilmaston kannalta alkuperäiskunnossa olevaa 1950-luvun koulurakennusta ja 2000-luvulla perusparannettua koulurakennusta. Opinnäytetyössä tutkitaan, millaiseksi koulurakennusten sisäilma koetaan ja kohteissa tehdään mittauksia. Mittaukset osoittavat, että 1950-luvun huippuimurilla varustettu koulurakennus on puutteellinen ilmanvaihdoltaan. Hiilidioksidiarvot nousevat korkeiksi ja henkilökunta on tyytymätön vallitseviin olosuhteisiin luvulla perusparannetussa koulurakennuksessa ainoastaan lämpötilat ylittävät ajoittain sallitut rajat, mutta henkilökunta on tyytyväinen vallitsevaan sisäilmastoon. Perusparannettu koulurakennus osoittautuu sisäilmastoltaan selvästi alkuperäiskuntoista koulurakennusta paremmaksi. Nykyisiä määräyksiä noudattaen saadaan ihmisten aiheuttama lämpökuorma, hiilidioksidi ja kosteus siirrettyä pois oleskeluvyöhykkeeltä. Perusparannusta suositellaan näiden mittauksien perusteella vanhoille koulurakennuksille. Asiasanat (avainsanat) Sisäilma, sisäilmasto, perusparantaminen, parantava korjausrakentaminen Sivumäärä Kieli URN 33 Suomi NBN:fi:mamk-opinn Huomautus (huomautukset liitteistä) Ohjaavan opettajan nimi Marianna Luoma Opinnäytetyön toimeksiantaja KHTT-Suunnittelu OY ja Hämeenlinnan kaupunki/linnan Tilapalvelut

3 DESCRIPTION Date of the bachelor's thesis Author(s) Olli Suvisuo Degree programme and option Bachelor of Engineering, Building Services Name of the bachelor's thesis Comparing the indoor climate of two different school buildings Abstract The purpose of this Bachelor s thesis was to find out if the rehabilitation of a school building improves the indoor air quality as experienced by the occupants. I compared indoor air quality in two dissimilar school buildings, one from the 1950s in its original condition and the other a rehabilitated school building from the 2000s. I made a questionnaire survey to the occupants of the buildings and also indoor air measurements in both buildings. The measurements show that the roof-installed extractor is insufficient in the older school building. The percentage of carbon dioxide in the indoor air rises and people in the school are unsatisfied with the current conditions. Temperature limits are exceeded occasionally. In the rehabilitated building people are satisfied with its indoor air. The rehabilitated school building turned out to have better indoor air than the school building in its original condition. According to this study rehabilitation can be recommended for old school buildings. Subject headings, (keywords) Indoor air, indoor climate, modernization, rehabilitation Pages Language URN 33 Finnish NBN:fi:mamk-opinn Remarks, notes on appendices Tutor Marianna Luoma Bachelor s thesis assigned by KHTT-Suunnittelu OY and Hämeenlinnan kaupunki/linnan Tilapalvelut

4 SISÄLTÖ 1 JOHDANTO KOULUJEN ILMANVAIHTO JA ILMANLAATU Ilmanvaihdon määräykset ja tavoitearvot Suomen rakentamismääräyskokoelma, määräykset ja ohjeet Sisäilmastoluokitus Koulujen ilmanlaatu TUTKITTAVAT KOHTEET JA NIISSÄ TEHDYT MITTAUKSET Tutkittavat kohteet Kaurialan lukio Kirkonkulman koulu Yhteenveto tutkituista luokkahuoneista Mittausmenetelmät Lämpötilan ja kosteuden jatkuva mittaus Hiilidioksidipitoisuuden mittaus Ilman virtausnopeuden mittaus Sisäilmastokysely TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU Mittaukset luokkahuoneissa Sisäilman lämpötila ja suhteellinen kosteus Hiilidioksidimittaukset Ilman virtausmittaukset ja vetoisuuden arviointi Sisäilmastokyselyn tulokset ja analyysi Kaurialan lukion ja Kirkonkulman koulun sisäilmaston erot JOHTOPÄÄTÖKSET SUOSITUKSET LÄHTEET LIITTEET 5 kpl

5 1 1 JOHDANTO Tässä opinnäytetyössä tarkastellaan perusparantamisen eli parantavan korjausrakentamisen vaikutuksia sisäilman laatuun. Työssä vertaillaan nykyaikaista 2000-luvulla perusparannettua koulurakennusta 1950-luvun edustavaan koulurakennukseen. Tutkitaan siis kahta erilaista kohdetta, joista 2000-luvun rakennuskantaa edustavassa koulurakennuksessa on kohteen laatutasoa nostettu olennaisesti alkuperäistä paremmaksi. Selvitetään, mitkä ovat sisäilman laatujen erot koulurakennuksissa ja miten tyytyväinen koulun henkilökunta on vallitseviin olosuhteisiin. Sisäilman laadun selvittämiseksi mittauksia tehdään kolmessa luokkahuoneessa molemmissa kouluissa. Mitataan lämpötilaa, sisäilman suhteellista kosteutta ja hiilidioksidipitoisuuksia. Tarkastellaan myös ilmavirtauksia vetokriteereiden näkökulmasta. Lisäksi molempien koulujen henkilökunnan tyytyväisyyttä sisäilman laatuun arvioidaan Työterveyslaitoksen sisäilmastokyselyn perusteella. Aikaisempien tutkimustulosten perusteella on odotettavissa selvää parannusta sisäilman laatuun korjausrakentamisen seurauksena. Aikaisemmassa Oulun seudun ammattikorkeakoulun tutkimuksessa [1, s ] on suurin osa opettajista kokenut ilmanvaihdon riittämättömäksi ja ilman tunkkaisuutta talvisaikaan ennen korjausrakentamista. Korjausrakentamisen jälkeen tyytymättömyys on vähentynyt merkittävästi. Myös lämpötiloihin oltiin aikaisempaa tyytyväisempiä.

6 2 KOULUJEN ILMANVAIHTO JA ILMANLAATU Ilmanvaihdon määräykset ja tavoitearvot Suomen rakentamismääräyskokoelma, määräykset ja ohjeet Suomen rakentamismääräyskokoelman osa D2 [2, s. 3] määrää rakennuksen suunnittelun ja toteutuksen suoritettavaksi niin, että rakennuksen oleskeluvyöhykkeellä saavutetaan viihtyisä huonelämpötila rakennuksen käyttöaikana, ja ettei energiaa käytetä tarpeettomasti näiden olojen saavuttamiseksi. Sama rakentamismääräyskokoelman osa ohjeistaa oleskeluvyöhykkeen huonelämpötilan suunnitteluarvoksi 21 C koulurakennuksissa ja muissa vastaavissa tiloissa lämmityskauden aikana. Hyväksyttäväksi poikkeamaksi oleskeluvyöhykkeellä ohjeistus antaa arvon ± 1 C keskellä huonetilaa 1,1 m:n korkeudella. Muutoin ilmanlaadun kannalta Suomen rakentamismääräyskokoelman määräykset käskevät rakennuksen suunniteltavaksi ja rakennettavaksi niin, ettei sisäilmassa esiinny terveydelle haitallisessa määrin kaasuja, hiukkasia tai mikrobeja eikä viihtyisyyttä alentavia hajuja. Myös sisäilman kosteus on pysyttävä rakennuksen käyttötarkoituksen mukaisissa arvoissa. Sisäilman suhteellinen kosteus on Suomen talvisissa olosuhteissa alhainen, eikä määräys ota kantaa varsinaisesti sisäilman kosteuden alarajaan. Ohjeistus koskien sisäilman suhteellista kosteutta neuvoo välttämään korkeita huonelämpötiloja lämmityskauden aikana, jotta sisäilman alhaisen suhteellisen kosteuden mukana tuomilta haitoilta eli kuivan ilman haitoilta vältyttäisiin. Ilman suhteellinen kosteus vähenee, kun kylmää ilmaa lämmitetään; kylmä ilma sitoo kosteutta vähemmän kuin lämmin ilma eli lämpimässä ilmassa voi olla vesimassaa enemmän kuin kylmässä ilmassa. Suomen rakentamismääräyskokoelmassa annetaan ohjeistus myös sisäilman hiilidioksidipitoisuudelle huonetilan käyttöajaksi. Ohjeistusta noudattaen rakennus tulisi suunnitella ja toteuttaa niin, ettei hiilidioksidia esiinny käyttöaikana yli 1200 ppm. Määräykset eivät anna mitään konkreettista enimmäisarvoa hiilidioksidipitoisuudelle. [2, s. 4] Ilmavirtoihin liittyen määrätään huonetiloissa olevan ilmanvaihto, jolla taataan terveellinen ja viihtyisä sisäilma. Oleskelutiloihin on johdettava ulkoilmavirta, jolla taa-

7 3 taan terveellinen ja viihtyisä sisäilma. Määräys käskee myös ilmanvaihtojärjestelmän ilmavirtoja voitavan ohjata kuormituksen ja käyttötilannetta vastaavaksi. Ohjeistustus puolestaan antaa tarkemmat suositukset ilmamääristä. Ohjeistus neuvoo mitoittamaan tilan ilmavirrat ensisijaisesti henkilökuormituksen mukaan. Toissijaisena mitoitusperusteena on huonetilan pinta-alaan perustuva mitoitus. Ulkoilmavirta ohjeistetaan olemaan kuitenkin vähintään 0,35 (l/s)/m². [2, s. 5] Epäviihtyisyyttä aiheuttavaa ilman liikenopeutta eri sisäilman lämpötiloissa kuvaavia vetokäyriä esitetään ohjeistuksessa. Vetokäyriä on viisi, joiden perusteella vetoisuutta voidaan arvioida. Ohjeistus on siinä mielessä puutteellinen koskien vetoisuuden arviointia, ettei vetokäyristä ole annettu muita tietoja kuin että ne kuvaavat epäviihtyisyyttä. Ei siis tiedetä, montako prosenttia ihmisistä on tyytymättömiä vallitseviin olosuhteisiin ohjeistuksen esittämien vetokäyrien perusteella. [2, s. 13.] Sisäilmastoluokitus Sisäilmastoluokitus on tarkoitettu käytettäväksi suunnittelun ja urakoinnin apuna, kun tavoitteena ovat entistä terveellisemmät ja viihtyisämmät rakennukset. Sisäilmastoluokitus täydentää rakentamismääräyksiä, se ei kumoa viranomaissäännöksiä. Se antaa sisäilmastolle tavoitearvot, jotka ovat jaettu kolmeen luokkaan. Laatuluokat ovat S1, S2 ja S3. Luokka S1 on näistä kolmesta luokasta paras, kun luokka S3 puolestaan täyttää tyydyttävän sisäilmaston kriteerit ja vastaa viranomaistasoa. Yksilöllinen sisäilmasto saavutetaan luokalla S1. Tällöin sisäilman laatu on erittäin hyvä ja lämpöolot ovat säädettävissä tilakohtaisesti. Sisäilman laatua heikentäviä epäpuhtauslähteitä ei esiinny, kuten ei myöskään vetoa tai tilojen ylilämpenemistä. Hyvää sisäilmastoa edustaa luokka S2. Tässä luokassa hyväksytään mahdollisen ylilämpenemisen esiintymistä kesäpäivinä. Myös vetoa saattaa esiintyä harvakseltaan. Lämpötilaa ei voi säätää tilakohtaisesti. S3 on siis tyydyttävän sisäilmaston luokka. Tyydyttävän sisäilmaston saavuttamiseksi vaaditaan rakentamismääräysten vähimmäisvaatimuksien toteutumista. Sisäilmastoluokitus 2000 [3] antaa luokalle S3 tavoitearvoksi C ja sallituksi poikkeamaksi asetusarvosta ± 2 C. Jos tavoitearvo on 21 C, niin sallittu poikkeama on siis 21 C ± 2 C.

8 4 Sisäilmastoluokitus 2008 [4] on tammikuussa 2009 ilmestynyt ja korvaa nykyisin vuonna 2001 ilmestyneen Sisäilmastoluokitus 2000:n. Sisäilmastoluokitus 2008 asettaa S3 luokalle tiukemmat lämpötilakriteerit kuin aikaisempi luokitus. Sisäilmastoluokitus 2008 asettaa tavoitearvoksi 21 C ja sallituksi poikkeamaksi tavoitearvosta ± 1 C. Sisäilmastoluokituksessa 2008 [4] on asetettu ilman laadun tavoitearvoissa hiilidioksidin tavoitearvoksi taulukon 1 mukaiset arvot. Olosuhteiden pysyvyydeksi käyttöajasta on annettu luokalle S1 95 % ja luokalle S2 90 % opetus- ja toimitiloissa. Luokassa S3 tulisi olla aina tavoitearvon mukainen ilman laatu. TAULUKKO 1. Ilman laadun tavoitearvot Hiilidioksidipitoisuus, ppm S1 S2 S3 <750 <900 <1 200 Ilman liikenopeudelle asetetaan myös tavoitearvot. Mittaukset edellyttävät standardin SFS 5511 mukaisia mittauksia suuntariippumattomalla anemometrilla. Sisäilmastoluokitus 2008 [4] mukaiset ilman liikenopeuden tavoitearvot ovat esitetty taulukossa 2. TAULUKKO 2. Ilman liikenopeuden tavoitearvot Sisäilman lämpötila, C Ilman liikenopeus, m/s S1 S2 S3 21 <0,14 <0,17 0,2 (talvi) 23 <0,16 <0,20 25 <0,20 <0,25 0,3 (kesä) 2.2 Koulujen ilmanlaatu Koulujen sisäilmaongelma on yleinen ja tunnettu työolosuhdehaitta. Vanhojen perusparantamattomien koulujen kuntotaso tunnustetaan huonoksi, mutta kiinteistöjen

9 5 omistajat ovat pakotettuja säästötoimenpiteidensä seurauksena lykkäämään koulujen parantavaa korjausrakentamista. Arvioiden mukaan huono ilmanvaihto esiintyy jopa yli 80 %:ssa kouluista. Jopa puolet opettajista kokee koulunsa sisäilman laadun huonoksi, joka myös osaltaan vaikuttaa opettajien työkykyyn. [5, s. 5.] Opettajat eivät ole ainoa heikosta sisäilman laadusta kärsivä ryhmä, myös koulujen oppilaat kärsivät heikosta sisäilman laadusta. Oppilaat reagoivat väsymyksen ja levottomuuden piirtein huonoon sisäilman laatuun. Arvioiden mukaan Suomessa on noin henkilöä vuosittain alttiina terveyshaitoille, jotka johtuvat koulurakennusten huonosta kunnosta. [5, s. 5.] Ahti Harju on raportissaan [6, s ] todennut merkittävimpien kouluympäristön haittojen olevan tunkkainen huono ilma ja vetoisuus. Harjun raportissa mainitaan kouluympäristön haitoista pölyn ja lian vaikuttavan tilastollisesti vähintään melkein merkitsevästi oppilaiden kokemiin oireiluihin. Kouluissa sisätilojen siivouksen tasoa tulisi siis nostaa. Tämä tarkoittaa mm. siivouksen suorittamista vasta siinä vaiheessa kun pölyhiukkaset ovat laskeutuneet pinnoille, jonka jälkeen siivous tapahtuu nihkeällä liinalla. Siivouksessa tulisi siistiä lattiat ja työpöytien pinnat. Myös oppilaat tuovat mukanaan luokkatiloihin hiukkasia. Nämä hiukkaset kulkeutuvat luokkatilaan oppilaiden vaatteiden mukana, joten ulkona käytetyt päällysvaatteet tulisi jättää luokkahuoneiden ulkopuolelle. [6, s. 115.] Vanhaa rakennuskantaa edustavien koulujen sisäilman laadun huonontavana tekijänä on useimmiten puutteellinen ilmanvaihto. Painovoimaisella ilmanvaihdolla tai huippuimurilla varustettua koulurakennusta ei voida pitää ilmanvaihdon kannalta riittävänä. Valitettavasti tämä yksistään ei kuitenkaan riitä perusteeksi koulurakennuksen parantavaan korjausrakentamiseen, jossa kohteen laatutasoa nostetaan olennaisesti alkuperäistä paremmaksi. Kuitenkin hyvän sisäilmaston laatu saavutetaan ilmanvaihdon koneellisella tulo- ja poistojärjestelmällä, joka on suunniteltu, toteutettu ja huollettu riittävällä ammattitaidolla. [7, s. 66.] Koneellinen tulo- ja poistojärjestelmä tuo mukanaan kustannuksia. Laitteet ja niiden asentaminen vaativat merkittävän taloudellisen investoinnin, sekä ylläpito maksaa huollon ja käyttökustannusten muodossa. Kortin kääntöpuolena on kuitenkin henkilökunnan vähentyneet poissaolot parempien lämpöolosuhteiden myötä, sekä sisäilman laatuun tyytyväinen työyhteisö, joka työskentelee kyseisessä koulurakennuksessa.

10 Viihtyvyyshaittojen vähennyttyä työyhteisön tehokkuus paranee ja täten saavutetaan taloudellista hyötyä työyhteisön tuloksellisuuden parannuttua. [8, s. 55 ; 9, s. 127.] 6 3 TUTKITTAVAT KOHTEET JA NIISSÄ TEHDYT MITTAUKSET 3.1 Tutkittavat kohteet Tutkittavat oppilaitokset edustavat 1950-luvun ja 2000-luvun rakennuskantaa. Oppilaitokset ovat Hämeenlinnan alueella tyypillisiä rakennuskantansa oppilaitosrakennuksia kunnoltaan. Kaurialan lukio sijaitsee Hämeenlinnan keskustan läheisyydessä ja Kirkonkulman koulu puolestaan hieman kauempana, noin seitsemän kilometrin päässä keskustasta soraharjun päällä Kaurialan lukio Kaurialan lukion koulurakennus on otettu käyttöön 1920-luvulla, rakennusta on laajennettu ja 1950-luvulla. Kaurialan lukio on perusparannettu ja oppilaitokseen on rakennettu perusparannuksen yhteydessä lisäsiipi, joka näkyy kuvassa 1. Perusparannetun oppilaitoksen vastaanottopäivämäärä oli [10.]. Oppilaitosta palvelee yhdeksän ilmanvaihtokonetta ja nykyiset iv-koneet antavat tietyissä luokkahuoneissa mahdollisuuden tehostetulle ilmanvaihdolle luokkahuoneessa sijaitsevasta tehostuskytkimestä.

11 7 KUVA 1. Kaurialan lukio Tätä opinnäytetyötä tehtäessä Kaurialan lukion abiturienteilla ei enää ollut lähiopetusta, joten rakennuksen kuormitus oli todennäköisesti mitoitusta alhaisempi. Abiturienttien poissaolo laskee läsnä olevaa opiskelijamäärää noin kolmasosalla. Oppilaitos on siisti ja silmämääräisesti tarkastellen hyvässä kunnossa. Maanvaraisissa rakenteissa ei ollut havaittavissa puutteita pois lukien maan alaista varastoa, josta valui pintavettä opetuskäytössä olevaan kuntosaliin. Kaurialan lukiossa mittaukset suoritettiin luokkahuoneissa 236, 314 ja 413. Luokkahuoneet sijaitsivat toisessa, kolmannessa ja ylimmässä eli neljännessä kerroksessa, numerojärjestyksen mukaan. Mitattavat luokkahuoneet valittiin rehtori Tuomo Iltasen kanssa, myös luokkahuoneiden käyttökokemuksia kuultiin. Huoneet edustavat yhdessä koulun keskiarvoa luokkahuoneiden kokoon ja koettuun ilman laatuun nähden. Huone 236 on kokemusten mukaan huonoin koulun sisäilman laadun omaava luokkahuone, sillä huone on pieni oppituntien aikana huoneessa oleskelevaan opiskelijamäärään nähden. Huone 314 edustaa Kaurialan lukion normaalia luokkahuonetta, jossa sisäilman laatu koetaan samanlaiseksi kuin monessa muussa

12 koulun luokkahuoneissa. Huone 413 on puolestaan kokemuksien perusteella koulun paras luokkahuone sisäilman laadun kannalta. Tämän huoneen ilmanlaatuun ollaan erittäin tyytyväisiä Kaurialan lukiossa. 8 Luokkahuone 236 on matematiikan luokka ja sen kuormitusaste on koulupäivän aikana korkea, kuten myös mittauspäivän aikana. Huoneessa oleskelee oppitunnin aikana enimmillään 35 henkilöä, joka on suuri määrä kuvassa 2 esitettyyn luokkahuoneen kokoon nähden. KUVA 2. Kaurialan lukion huone 236 Huone 314 on näyttämöllä varustettu ja näyttämön vastakkainen seinä on liukuseinä, joten tilan voi kaksinkertaistaa tarvittaessa. Kuvassa 3 näkyy luokkahuoneen poikkeuksellisuus muihin luokkahuoneisiin. Kyseistä huonetta on Kaurialan lukiossa pidetty käyttäjien keskuudessa hyvin ilmastoituna tilana ja sen olosuhteisiin ollaan oltu erittäin tyytyväisiä.

13 9 KUVA 3. Kaurialan lukion huone 314 Huone 413 on esitetty kuvassa 4, kyseinen luokkahuone on kieliluokka. Tässä luokkahuoneessa oli myös mittauspäivän aikana kuormitusta hyvin, mutta huoneessa ei kuitenkaan oleskele samanaikaisesti yhtä paljon ihmisiä kuin huoneessa 236. Huone sijaitsee rakennuksen ylimmässä kerroksessa. Huoneissa 236 ja 413 on tapana pitää ajoittain ovea auki oppitunnin aikana, jotta ilma ei tuntuisi raskaalta tai tunkkaiselta. Ovi saattaa olla koko oppitunnin osittain tai kokonaan auki.

14 10 KUVA 4. Kaurialan lukion huone Kirkonkulman koulu Kirkonkulman koulu on otettu käyttöön vuonna Kirkonkulman koulu on alakoulu, jota kävi lukukaudella oppilasta. Kouluun on rakennettu vuonna 1993 lisäsiipi, joka on esitetty kuvassa 5. Lisäksi koulun pihalle on kesällä 2001 pystytetty parakkeja koulun oppilasmäärän kasvettua. [11]

15 11 KUVA 5. Kirkonkulman koulu Tässä opinnäytetyössä tutkitaan koulun vanhaa puolta, joka edustaa 1950-luvun rakennuskantaa. Kirkonkulman koulu on tyypillinen Hämeenlinnan alueella sijaitseva oppilaitos 1950-luvulta niin nykypäivän kunnoltaan kuin rakennusvuosien rakennustavaltaan. Vanha puoli on alkuperäisessä kunnossa ja ilmanvaihto on toteutettu huippuimurilla. Koulussa on todettu kosteus- ja homevaurioita mittauksin. Etenkin maanvaraiset rakenteet ovat erittäin huonossa kunnossa ja alakerrassa voi tuntea tunkkaista hajua. Kirkonkulman koulun perusparannus ja laajennus alkaa keväällä Kirkonkulman koululla valittiin yhdessä rehtori Ulla Sara-ahon kanssa luokkahuoneet 2A, 4A ja 5 mitattaviksi kohteiksi. Kyseiset luokat ovat nimetty oppilaiden opetusluokkien perusteella. Kirkonkulman koulu on kolmikerroksinen oppilaitos. Luokkahuoneet 2A ja 5 sijaitsevat rakennuksen ylimmässä kerroksessa ja luokkahuone 4A toisessa kerroksessa. Yleisenä tapana tässä oppilaitoksessa on pitää ikkunoita auki aamuisin ennen oppilaiden saapumista, iltapäivisin oppilaiden lähdettyä, sekä välituntien aikana. Jopa oppituntien aikana pidetään luokissa ikkunaa auki, jotta ilma vaihtuisi paremmin.

16 12 Kirkonkulman koulun mitattavat luokkahuoneet ovat tyypillisiä koulun luokkahuoneita. Mitattavia luokkahuoneita ei koeta kokemusten perusteella toisiaan paremmiksi tai huonommiksi sisäilman laadun kannalta. Luokkaan 5 on tehty erillinen ilmanjäähdytyslaitteisto. Jäähdytyslaitteisto ja luokkahuone on esitetty kuvassa 6. Jäähdytyslaitteisto toimii kaksipiirisenä ottaen ulkoseinästä kylmää ilmaan palauttaen sen takaisin ulos ulkoseinässä olevasta säleiköstä. Laitteisto siirtää lämpöä lämpimästä huoneilmasta viileään ulkoilmaan lämmönsiirtimen avulla. Laitteisto on lisätty luokkaan suuren oppilasmäärän vuoksi, sillä luokan olosuhteisiin ollaan oltu tyytymättömiä. KUVA 6. Kirkonkulman koulun luokkahuone 5 Luokkahuoneet 2A kuvassa 7 ja 4A kuvassa 8 olivat puolestaan hyvin tavanomaisia tämän rakennuskannan luokkahuoneita. Näihin luokkiin ei ole lisätty jäähdytyslaitteistoa ja ne ovat ilmanvaihdon kannalta alkuperäiskunnossa, kuten myös luokka 5 jäähdytyslaitteistoa lukuun ottamatta.

17 13 KUVA 7. Kirkonkulman koulun luokkahuone 2A KUVA 8. Kirkonkulman koulun luokkahuone 4A

18 3.1.3 Yhteenveto tutkituista luokkahuoneista 14 Kirkonkulman luokkahuoneet ovat käytännössä saman kokoisia mitoiltaan, tämä selviää taulukosta 3. Luokkahuoneet ovat pinta-alaltaan noin 60 m² ja tilavuudeltaan noin 200 m³. Kaurialan lukiossa luokkahuoneet 236 ja 413 poikkeavat pinta-alaltaan noin puolen kymmenen neliömetriä toisistaan tilavuuden ollessa melkein sama 180 m³ kummassakin huoneessa. Huone 314 on noin kaksinkertainen pinta-alaltaan, sekä tilavuudeltaan verrattuna huoneisiin 236 ja 413. TAULUKKO 3. Luokkahuoneiden mitat Luokkahuone Pituus, m Leveys, m Korkeus, m Pintaala, m² Tilavuus, m³ 2A 9,4 6,5 3, A 9,5 6,5 3, ,5 6,5 3, ,6 6,6 3, ,9 10,0 3, ,5 6,8 3, Kaurialan lukion luokkahuoneista on mitattu taulukon 4 mukaiset tulo- ja poistoilmamäärät perusparantamisen valmistuessa [10]. TAULUKKO 4. Kaurialan lukion mitatut ilmamäärät (mitattu v. 2005) Tulo, Huone l/s Poisto, l/s (l/s)/m² (6l/s)/hlö ,4 42 hlö ,6 83 hlö ,8 41 hlö

19 3.2 Mittausmenetelmät 15 Mittaukset suoritettiin Kaurialan lukiossa ja Kirkonkulman koululla Mittauksissa käytettiin Mikkelin ammattikorkeakoulun LVI-laboratorion laitteistoa Lämpötilan ja kosteuden jatkuva mittaus Lämpötila- ja kosteusmittaukset suoritettiin loggereilla, joita oli kaksi kappaletta luokkahuonetta kohden. Loggerit olivat sijoitettu standardin SFS 5511 mukaisiin paikkoihin eli 0,6 m seinästä, jossa sijaitsee huoneen oleskeluvyöhyke. Loggereiden sijoituksen korkeus poikkesi standardin määritelmistä. Loggerit sijoitettiin Kirkonkulman koululla poikkeuksetta 2,0 m:n korkeudelle liitteen 2(2) mukaisiin korkeuksiin, jotta oppilaat eivät yltäneet kyseisiin mittalaitteisiin. Kaurialan lukiossa loggerit olivat sijoitettu huoneiden takaosaan 1,8 m:n korkeudelle ja huoneiden etuosaan 1,1 m:n korkeudelle liitteen 2(2) mukaisesti. Sekä Kaurialan lukiossa että Kirkonkulman koululla huoneiden etuosan loggerit sijaitsivat aina opettajan työpisteen välittömässä läheisyydessä tai työpisteellä. Huoneiden takaosien loggerit sijaitsivat molemmissa kouluissa oppilaiden oleskeluvyöhykkeellä huoneen takaosassa. Loggerit keräsivät tietoa mittauspäivästä klo asti aina seuraavaan päivään klo asti. Loggerit oli ajastettu tallentamaan mittaustuloksen puolen tunnin välein. Ajastus tehtiin tietokoneella mittalaitteen valmistajan ohjelmalla Winlog basic, jonka avulla mittareille annettiin mittauksen aloitus- ja lopetusajankohdat sekä otannan tiheys. Loggerit olivat saksalaisvalmisteisia Ebro EBI 20-TH (Temperature, relative Humidity). Kyseinen loggeri mittaa ilman lämpötilaa välillä -30 C +60 C ja ilman suhteellista kosteutta välillä %. Mittarin suhteellisen kosteuden mittauksen tarkkuus on ± 3 % -yksikköä ilman suhteellisen kosteuden ollessa %. Lämpötilan tarkkuus puolestaan on ± 0,5 C lämpötilan ollessa C ja ± 0,8 C muulla mittausalueella. Ebro EBI 20-TH näyttää mittaustuloksen 0,1 yksikön tarkkuudella sekä lämpötilaa, että ilman suhteellista kosteutta mitatessa.

20 3.2.2 Hiilidioksidipitoisuuden mittaus 16 Hiilidioksidimittaukset suoritettiin manuaalisesti Q-CHECK CO₂-mittalaitteella mallia 8730, sarjanumero Mittari mittaa hiilidioksidipitoisuuden ja näyttää arvot tilavuusprosentteina ppm, parts per million. Mittalaitteen aikavakiona näissä mittauksissa käytettiin viittä sekuntia eli mittalaite ilmoitti mittaustuloksen viiden sekunnin keskiarvona. Mittalaite päivittyy sekunnin välein, joten viiden sekunnin aikaväli on viiden viimeisimmän mittauksen keskiarvo. Mittauksissa odotettiin kuitenkin aina tilanteen mukaan mittalaitteen näyttämien lukemien tasaantumista ennen mittaustuloksen ottamista, jotta varmistuttiin tulosten oikeellisuudesta. Lukemien tasaantuminen saattoi kestää reilun minuutin hiilidioksidipitoisuuksista riippuen. Tasaantumisella tarkoitetaan tässä tapauksessa tilannetta, jossa mittalaitteen näyttämät arvot eivät ainoastaan nouse tai laske, vaan ne sekä laskevat että nousevat. Q-CHECK CO₂-mittarilla mitattaessa käsi oli suorana ja anturi mittaushenkilön sivulla, jolloin anturi ei ottanut häiriöitä mittausta suorittavan henkilön uloshengityksestä. Mittauksia otettiin noin tunnin välein. Mittaukset alkoivat molemmissa kohteissa klo mittauspäivänä ja päättyivät samana päivänä klo Kirkonkulman koululla ja klo Kaurialan lukiossa. Mittalaite on kalibroitu liitteen 3 mukaisesti LVI-laboratorioinsinööri Keijo Piiraisen toimesta Ilman virtausnopeuden mittaus Ilman virtausnopeuden ja vetoriskin mittauksissa käytettiin ruotsalaisvalmisteista SwemaAir 300-mittalaitetta. Laite on ilmastoinnin yleismittari, jolla voi mitata ilman virtausnopeutta, ilmamääriä, ilman kosteutta, lämpötilaa, painetta ja hiilidioksidipitoisuutta. Näissä mittauksissa käytettiin tässä mittalaitteessa kuitenkin ainoastaan SwemaAir CO-anturia. Anturin tyyppi on SWA01 ja sarjanumero Tällä suuntariippumattomalla olosuhdeanturilla voidaan mitata ihmisen tuntemaa vetoa. Anturi mittaa myös lämpötilan vedon mittauspisteestä. Mittauksissa käytettiin standardin SFS 5511 ohjeistusta [12.]. Mittaukset suoritettiin täten kolmen minuutin ajan mitattavan huoneen ollessa tyhjä. Mittauksen aikana vain

21 17 mittausta suorittava henkilö oli kyseisessä huoneessa. Tulokset saatiin siis kolmen minuutin keskiarvona. Mittauspöytäkirjaan kirjattiin myös jokaisen mittauksen minimi- ja maksimiarvot, standardipoikkeama, sekä vetoriski lämpötilan lisäksi. Ilman virtausnopeuden mittaus suoritettiin jokaisessa huoneessa opettajan työpisteestä eli työpöydän ääreltä, jossa myös yleensä loggeri sijaitsi. Ilman virtausnopeutta mitattaessa mittauspiste oli aina 1,1 m:n korkeudella lattiapinnasta ja 0,6 m seinästä, kuten standardi SFS 5511 määrittää oleskeluvyöhykkeeksi. Jokaisessa huoneessa myös mitattiin suurimman vetoriskin omaava piste oleskeluvyöhykkeeltä. Tämä piste saatiin selville Dräger-merkkisavun avulla. Merkkisavulla löydettiin suurimman vetoriskin omaava piste huoneesta. Ilman virtausnopeuden mittaukset suoritettiin ilmanvaihdon tai huippuimurin ollessa normaalilla käyttöajan teholla. Tämä tarkistettiin aina ennen mittausta. SwemaAir CO-anturin tarkkuus on ± 0,004 m/s. Edellinen tarkistus anturille on tehty vuonna 2002 JORMITA Oy:n toimesta. 3.3 Sisäilmastokysely Tässä opinnäytetyössä haluttiin selvittää henkilökunnan tyytyväisyys sisäilman laatuun kyselyn avulla. Kyselyn menetelmänä käytettiin Työterveyslaitoksen sisäilmastokyselyä, joka on tarkoitettu toimistomaisiin työympäristöihin. Kyselyllä selvitetään, onko ryhmätason sisäilmasto-ongelmaa olemassa ja sen avulla voidaan saada viitteitä sisäilmasto-ongelman aiheuttajasta. Siistijöitä ja keittiöhenkilökuntaa ei oteta sisäilmastokyselyyn mukaan heidän poikkeuksellisten työolosuhteiden johdosta. Sisäilmastokyselyn tulkinnassa käytetään vertailuaineistoa, joka koostuu Työterveyslaitoksen tutkimusten tuloksista [13, s. 5-7]. Vertailuaineisto toimii yleisen tason keskiarvona. Erityisesti saatujen tuloksien poikkeamia vertailuaineistoon tulkitaan ja esitetään mahdollisia poikkeamien aiheuttajia. Sisäilmastokyselyn tuloksia voidaan arvioida oppilaitosten kesken ja todeta, onko rakennuskantojen sisäilmaston laadun erot merkittävät. Onko uudempi rakennuskanta selvästi vanhaa parempi, ja kuinka suuri osa henkilökunnasta on tyytymätön vallitsevaan sisäilmastoon?

22 18 Työterveyslaitoksen sisäilmastokysely on tarkoitettu työterveyshuollon ammattilaisen käyttöön [13, s. 1]. Tästä syystä sisäilmastokyselyjen tulkinta suoritettiin työterveydenhoitaja Aila Myllymäen tulkinta-apua käyttäen. Myllymäki toimii kyseisten koulujen työterveyshoitajana. Sisäilmastokysely suoritettiin anonyymisti ja tulokset käsiteltiin luottamuksellisesti. Sisäilmastokysely teetettiin molemmilla kouluilla. Kyselyyn liitettiin saatekirje, jossa ohjeistettiin kyselyyn vastaamaan anonyymisti ja palauttamaan kysely oheisessa kirjekuoressa määräpäivään mennessä. Kaurialan lukioon sisäilmastokyselyn vastauksia saatiin 14 kpl, koko henkilökunnan vahvuus on noin kolmekymmentä henkilöä, vaihtelua henkilökunnan vahvuudesta aiheutti lomaa tai vapaata viettävien ja sijaisten lukumäärä. Vastausprosentti jäi kuitenkin varsin alhaiseksi, lähes 50 %:iin. Kirkonkulman koululta sisäilmastokyselyyn vastauksia saatiin 10 kpl henkilökunnan ollessa 16 kpl. Tämäkään vastausprosentti ei yllä suositeltavaan yli 80 %:iin. Molemmissa oppilaitoksissa vastanneiden määrään vaikutti myös talon uusi henkilökunta, joka ei voinut osallistua kyselyyn. Kyselyyn vastaaminen edellyttää vähintään viimeisen kolmen kuukauden työskentelyä kyseisessä kiinteistössä. Vastauksia kuitenkin saatiin vähintään 10 kpl molemmista oppilaitoksista. Näin ollen kysely voidaan pitää onnistuneena ja tuloksia voidaan tulkita. Sisäilmastokysely jätettiin Kaurialan lukioon aamulla keskiviikkona 11. helmikuuta ja Kirkonkulman kouluun puolestaan aamulla torstaina 12. helmikuuta. Molemmista oppilaitoksista kysely noudettiin perjantaina 20. helmikuuta, johon mennessä kyselyyn tuli olla vastattu. 4 TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU 4.1 Mittaukset luokkahuoneissa Sisäilman lämpötila ja suhteellinen kosteus Tarkasteltaessa mittaustuloksia vuorokauden ajanjaksolta, voidaan todeta kummassakin koulussa arvojen olevan hyviä poikkeuksena luokkahuone 2A Kirkokulman kou-

23 19 lulla. Luokkahuoneessa 2A vuorokauden keskilämpötila on 19,0 C, joka on kaksi yksikköä suositeltua 21 C alhaisempi. Huonekohtainen vuorokauden lämpötilan ja suhteellisen kosteuden keskiarvo on laskettu huoneen etu- ja takaosan loggereiden keskiarvona. Arvot ovat esitetty taulukossa 5. TAULUKKO 5. Vuorokauden keskilämpötila ja suhteellinen kosteus Luokkahuone Keskiarvo lämpötila, C Keskihajonta lämpötila Keskiarvo suhteellinen kosteus, % Keskihajonta suhteellinen kosteus ,3 0,7 10,9 1, ,4 0,3 9,1 1, ,9 10,3 2,0 2A 19,0 0,6 18,6 2,8 4A 22,0 0,8 16,1 2,8 5 20,3 0,6 15,2 1,8 Ilman suhteellinen kosteus on molemmissa kouluissa hyvin alhainen, joka on tyypillistä Suomen talvisissa olosuhteissa. Molempien koulujen mittauspäivänä ulkoilman lämpötila oli reilusti pakkasen puolella, jonka seurauksena sisäilman suhteellinen kosteus on hyvin alhainen. Ulkoilman säätiedot ovat esitetty liitteissä 1(1) ja 2(1). On relevanttia tarkastella koulupäivän aikaista ilmanlaatua ja minkälaisissa olosuhteissa sisäilman kannalta oppilaat ja henkilökunta viettävät aikaa oppilaitoksessa. Kirkonkulman oppilaiden normaali koulupäivä alkaa klo ja päättyy klo Kaurialan lukiossa opiskelijat viettävät normaalia koulupäivää klo ja klo välillä. Näiden aikavälien keskiarvot ovat esitetty taulukossa 6.

24 TAULUKKO 6. Koulupäivien keskilämpötila ja suhteellinen kosteus 20 Luokkahuone Keskiarvo lämpötila, C Keskihajonta lämpötila Keskiarvo suhteellinen kosteus, % Keskihajonta suhteellinen kosteus ,0 0,7 9,9 1, ,4 0,4 8,0 1, ,7 1,0 8,9 2,0 2A 19,4 0,7 18,9 4,2 4A 21,8 1,2 16,6 4,2 5 21,0 0,7 14,8 2,6 Koulupäivien keskilämpötila on lievästi vuorokautista keskilämpötilaa korkeampi lähes joka luokkahuoneessa. Kaurialan lukion luokkahuoneen 236 keskilämpötila on 22,0 C, joka on vielä täpärästi Suomen rakentamismääräyskokoelman ohjeen antamissa arvoissa [2, s. 3]. Kaurialan lukiossa ilman suhteellinen kosteus putoaa noin yhdellä prosenttiyksiköllä koulupäivän aikana vuorokautiseen seurantajaksoon verrattuna, sillä oppilaitoksen ilmanvaihto on ajastettu ajalle klo Kaurialan lukio on perusparannettu noudattaen sisäilmastoluokitusta S3 [10]. Kaurialan lukion vastaanottopäivämäärä oli , tuolloin oli voimassa Sisäilmastoluokitus Sisäilmastoluokitus S3 on luokiteltu tyydyttävän sisäilmaston luokaksi, jossa täytetään rakentamismääräysten vähimmäisvaatimukset [4]. Tutkitaan täyttääkö Kaurialan lukio nykyistä Sisäilmastoluokitus 2008:n luokkaa S3. Sallittu maksimi Kaurialan lukion sisäilman lämpötilassa on siis täten 22 C. Luokkahuone 236 on jo koulupäivän keskilämpötilaltaan 22 C. On syytä tarkastella lämpötilan 22 C ylityksiä ja kuinka kauan lämpötila luokassa ylittää sallitun rajan. Huoneessa 236 lämpötila 22 C ylittyy peräti yli 3,5 h sen käyttöaikana huoneen takaosassa, lämpötilan ylitys on esitetty kuvassa 9. Huoneen takaosassa on lämpötila jopa yli 23,5 C noin puolen tunnin ajan. Huoneen etuosassa lämpötilan 22 C ylitys jää vain noin 1,5 h ajanjaksolle.

25 21 KUVA 9. Huoneen 236 lämpötilan 22 C ylitykset Luokkahuoneessa 314 kuvan 10 esittämän lämpötilan 22 C ylitys jää hyvin marginaaliseksi. Ylitys on muutaman desimaalin luokkaa reilun puolen tunnin ajan sekä huoneen etu- että takaosassa. KUVA 10. Huoneen 314 lämpötilan 22 C ylitykset Merkittävin 22 C:n ylitys toteutuu luokkahuoneessa 413 kuvan 11 mukaisesti. Huoneen takaosassa koetaan korkeita lämpötiloja koko koulupäivän ajan noin klo 10.00

26 22 alkaen. Lämpötila ylittää arvon 23 C noin puolentoista tunnin ajan huoneen takaosassa. Korkea lämpötila 22 C laskee vasta noin tunnin päästä koulupäivän päättymisestä sallitulle tasolle. Huoneen etuosassa opettajan paikalla lämpötila on kuitenkin vain noin tunnin verran yli sallittavan tason. KUVA 11. Huoneen 413 lämpötilan 22 C ylitykset Kaurialan lukiossa ylitetään Sisäilmastoluokituksen 2008 luokan S3 tavoitearvo yllättävän usein. Rakennus ei siis täytä nykypäivän Sisäilmastoluokituksen 2008 vähimmäisvaatimusta. Rakennus on kuitenkin suunniteltu ja toteutettu Sisäilmastoluokitus 2000 luokan S3:a noudattaen. Oletetaan, että huonetilojen lämpötilan tavoitearvoksi olisi tuolloin valittu suunnitteluvaiheessa 21 C, jolloin Sisäilmastoluokitus 2000 noudattaen sallittu maksimiarvo olisi 23 C. Tämäkin lämpötila ylittyy reiluksi tunniksi kahdessa tapauksessa kolmesta. Tuolloinen Sisäilmastoluokitus 2000 antoi myös mahdollisuuden suunnitella S3 luokan arvoon 22 C tai 23 C. Tässä tapauksessa Sisäilmastoluokitus 2000 luokan S3 kriteerit täytetään, jos suunnittelulämpötila Kaurialan lukiolle on ollut 22 C tai 23 C, muussa tapauksessa tuolloisen Sisäilmastoluokituksen vähimmäisvaatimusta ei saavuteta. Kirkonkulman koululla huonelämpötilat olivat alhaisempia kuin Kaurialan lukiossa. Luokkahuoneessa 4A ilmeni korkeita lämpötiloja ja luokkahuoneen keskilämpötila oli

27 23 22 C. Lämpötila 22 C ylitettiin luokkahuoneen takaosassa jatkuvasti klo jälkeen, joka selviää kuvasta 12. Ylitykset pysyvät pääsääntöisesti maltillisissa lukemissa. Reilun tunnin ajan lämpötila ylittää arvon 23 C. Luokkahuoneen etuosassa on ihanteellisemmat olosuhteet. 22,5 C ylitys toteutuu luokkahuoneen etuosassa vain noin tunnin ajan. KUVA 12. Luokkahuoneen 4A lämpötilan 22 C ylitykset Luokkahuoneen 5 lämpötilan 22 C ylitys jää hyvin marginaaliseksi (kuva 13), eikä ylitä arvoa maksimissaan edes puolella asteella. Lämpöolosuhteet ovat hyvät luokkahuoneessa 5.

28 24 KUVA 13. Luokkahuoneen 5 lämpötilan 22 C ylitykset Luokkahuoneen 2A keskilämpötila oli alhainen, vain 19 C. Luokkahuoneessa pidettiin ikkunaa auki liitteen 1(1) mukaisesti, mikä johtaa alhaiseen lämpötilaan. Luokkahuoneen 2A lämpötilakäyrä on esitetty liitteessä 4(1). Ilman suhteellinen kosteus kuitenkin nousee, sillä ikkunan kautta tapahtuva ilmanvaihto ei riitä siirtämään ihmisten tuomaa kosteutta pois luokkahuoneesta. Myös luokkahuoneen 4A ilman suhteellinen kosteus nousee prosentuaalisesti paljon. Suhteellinen kosteus pysyttelee kuitenkin alhaisena suositusarvoihin nähden joka luokkahuoneessa liitteessä 4. Suhteellisen kosteuden arvo ei tulisi ylittää 45 %. Myös Kaurialan lukion lämpötila- ja kosteuskäyrät ovat esitetty liitteessä 5. Korkeimmat lämpötilat mitattiin luokkahuoneiden takaosissa, joissa loggerit olivat 1,8 m:n tai 2,0 m:n korkeudella, jotta oppilaat eivät hengittäisi suoraan mittareihin. Korkeammalta mitattaessa saadaan korkeampia huoneilman lämpötilan tuloksia, sillä lämmin ilma nousee ylöspäin. Tämä on syytä ottaa huomioon, mitatut lämpötilat ovat hieman korkeampia kuin standardin SFS 5511 määrittelemässä korkeudessa 1,1 m. Konkreettinen ero jäänee muutamaan desimaaliin, joten tulokset antavat kuitenkin hyvät tiedot olosuhteiden arvioimiseksi Hiilidioksidimittaukset Kaurialan lukiossa hiilidioksidia mitattiin mittauspäivänä klo ja Kirkonkulman koululla klo , mittauksista saatiin taulukon 7 mukaiset keskiarvot. Hiilidioksidipitoisuudet pysyivät hyvällä tasolla Kirkonkulman luokkahuone

29 4A:ta lukuun ottamatta. Luokkahuone 4A ei pysy suositellussa 1200 ppm arvossa. Luokkahuoneen keskiarvo on 1218 ppm. 25 TAULUKKO 7. Hiilidioksidipitoisuudet luokkahuoneissa Luokkahuone Keskiarvo CO₂, ppm Keskihajonta CO₂, ppm A A Hiilidioksidi-arvot pysyivät Kaurialan lukiossa kiitettävällä tasolla, eikä Sisäilmastoluokituksen luokan S3 raja-arvoa 1200 ppm ylitetty missään luokkahuoneessa liitteessä 2(1). Korkein arvo jäi jopa alle 900 ppm, joten sisäilman laatu pysyi hyvällä tasolla hiilidioksidipitoisuuksien suhteen. Kirkonkulman koululla hiilidioksidipitoisuudet liitteessä 1(1) olivat huomattavasti korkeammat. Luokkahuone 5 pysyi alle suositusarvon 1200 ppm maksimiarvollaan 1144 ppm, tosin tässäkin luokkahuoneessa ikkunaa pidettiin aamupäivällä auki. Luokkahuoneet 2A ja 4A puolestaan ylittivät pitoisuuksillaan suositusarvon reilusti. Luokkahuoneessa 4A hiilidioksidi nousi erittäin korkeisiin arvoihin, jopa 1754 ppm. Ikkuna oli tuolloin kiinni ja huoneessa oleskeli 24 henkilöä. Luokkahuoneissa tehtävillä merkkisavukokeilla havaittiin, ettei Kirkonkulman koulun tutkittavissa luokkahuoneissa ilma juurikaan vaihdu. Luokkahuoneen 2A poistoilmaventtiili ei vetänyt ilmaa silmämääräisesti tarkastellen yhtään. Luokkahuoneessa 4A poistoilmaventtiili veti hyvin heikosti ja luokkahuoneessa 5 poistoilmaventtiili vetikin jo selvästi merkkisavua pois huonetilasta.

30 4.1.3 Ilman virtausmittaukset ja vetoisuuden arviointi 26 Vedon tunne on ehkä yleisin sisäilmastoon liittyvä valituksen kohde [14, s. 60]. Seuraavassa tutkitaan ilman virtauksia luokkahuoneissa ja niiden aiheuttamaa vedon tunnetta. Vetoriskin määrittää paikallinen lämpötila, turbulenssin voimakkuus ja ilmanvirtausnopeuden keskiarvo. Ilmavirtamittauksia mitattaessa saatiin suoraan SwemaAir 300-mittalaitteesta DR-luku eli vetoriskiä kuvaava draft rate-luku. Vetoriski DR saadaan yhtälöstä DR = [(34 ta)*(v-0.05)^0.62]*(0.37* v * Tu ) (1) DR kuinka monta prosenttia ihmisistä kokee ilman liikkeet vetoisiksi, % ta paikallinen lämpötila, C Tu paikallinen turbulenssin voimakkuus, % v paikallinen ilmanvirtausnopeuden keskiarvo, m/s DR-luku ilmoittaa montako prosenttia ryhmästä ihmisiä kokee ilman liikkeet huoneessa vetoisiksi. Yhtälö (1) perustuu kokeisiin, jotka on suoritettu Kööpenhaminan Teknillisessä korkeakoulussa professori Fangerin johdolla. Ilman virtausmittaukset suoritettiin poikkeuksetta jokaisessa luokkahuoneessa loggerreiden sijaintipaikalla 1,1 m korkeudelta lattian pinnasta. Jokaisesta luokkahuoneesta etsittiin Drägerin merkkisavun avulla oleskeluvyöhykkeen suurin vetoriski, josta myös suoritettiin mittaus. Kaurialan lukiossa vetoriski jää hyvin alhaiseksi liitteessä 2(2). Vetoriskin DR-luvut ovat hyvin alhaisia ja tyytymättömien osuus jää hyvin marginaaliseksi. Kaurialan lukion suurin vetoriski mitattiin huoneessa 314. Kyseisessä pisteessä 15,6 % ihmisistä

31 27 kokisi vallitsevat ilmavirtaukset vetoisiksi. Mittauspiste sijaitsee näyttämön edessä 0,6 m etäisyydellä näyttämöstä. Näyttämön katossa sijaitsevat tuloilmalaitteet puhaltavat ilmasuihkun lattiaan, joka tippuu kyseiseen mittauspisteeseen. Tilanne on kuitenkin siedettävä, sillä tyytymättömien osuus jää hyvin pieneksi. Luokkahuoneessa 236 suurin vetoriski sijaitsi ikkunan läheisyydessä, josta oli aiemmin valitettu vedon tunteesta. Tyytymättömien osuus jäi kuitenkin hyvin matalaksi, vain 9,4 % ihmisistä kokisi pisteen vetoisaksi. Luokkahuoneissa pulpetit ovat usein kiinni seinässä, vaikka oleskeluvyöhyke on 0,6 m seinästä. Tämä tulisi muistaa sijoitettaessa pulpetteja luokkahuoneisiin, jotta kaikki opiskelijat voisivat seurata oppituntia oleskeluvyöhykkeellä. Luokkahuoneessa 413 suurin vetoriski mitattiin keskellä huonetta, jossa tuloilmalaite puhaltaa ilmasuihkun suoraan alaspäin. Vetoriski jää alhaiseksi lukemaan 12,5 %. DR-luvun jäädessä alle 15:n saavutetaan CEN raportin [15.] määrittelemä luokka A eli paras luokka vetoisuutta tutkittaessa. Luokka B saavutetaan DR-luvun ollessa alle 20 ja C-luokka alle 25. Kaurialan lukio yltää Sisäilmastoluokituksen 2008 S3 arvoon, jossa ilman liikenopeuden tavoitearvoksi on annettu 0,2 m/s sisäilman lämpötilan ollessa 21 C. Kirkonkulman koululla on havaittavissa ilman virtausmittaustenkin perusteella puutteellinen ilmanvaihto, sillä ilma ei käytännössä liiku eikä täten myöskään vaihdu liitteen 1(2) osoittamilla ilmavirtauksilla. Luokkahuoneessa 5 tosin koetaan suurta vetoriskiä lisätyn jäähdytyslaitteen tuottamasta ilmasuihkusta. Ilmasuihkun putoamispisteessä tyytymättömien osuus on peräti 30,8 %. 4.2 Sisäilmastokyselyn tulokset ja analyysi Kaurialan lukion sisäilmastokyselyn tuloksista nähdään kuvassa 14, että ainoastaan Kaurialan henkilökunnan työympäristöön vaikuttavissa tekijöissä on havaittavissa melun ja valaistuksen suhteen tyytymättömyyttä vertailuaineistoa enemmän. Koulurakennuksessa melusta aiheutuva hieman korkeampi tyytymättömyys vertailuaineistoon nähden on normaalia [13, s.7]. Voidaan siis todeta, että Kaurialan lukion työympäristö on hyvä.

32 28 KUVA 14. Työympäristössä viikoittain esiintyvät tekijät, Kaurialan lukio Tarkastellessa sisäilmastokyselyn tuloksia nähdään, että Kaurialan lukion henkilökunnan kokemat oireet jäävät alhaisiksi. Mikään henkilökunnan kokema oire ei ylitä vertailuaineiston rajaa kuvassa 15. KUVA 15. Viikoittain esiintyvät oireet, Kaurialan lukio

33 29 Kirkonkulman koululla työympäristössä henkilökunnan viikoittain havaitsema vahva tekijä on melu. Kuva 16 osoittaa, että melu on Kirkonkulman koululla huomattavasti vahvemmassa roolissa kuin Kaurialan lukiossa. Kirkonkulman koululla 70 % henkilökunnasta kokee melua viikoittain. Melu ei tässäkään tapauksessa aiheudu teknisistä laitteista, vaan melu johtuu toiminnasta kouluissa. Myös pölyä tai likaa havaitsee jopa 50 % henkilökunnasta viikoittain. Havaittava pöly tai lika johtunee välitunneista, jolloin kaikki oppilaat ovat ulkona. Tällöin koulupäivän aikana kulkeutuu ulkoa sisälle havaittavissa määrin pölyä tai likaa [13, s. 7]. Ilmavirtauksia tarkasteltaessa vetoa ei esiintynyt Kirkonkulman koululla muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta. Henkilökunnasta on kuitenkin lähes 20 prosenttiyksikköä vertailuaineistoa enemmän kokenut vetoa joka viikko. Tämän selittää ikkunoiden aukaisu oppituntien aikana. Kirkonkulman koululla pidetään ikkunoita auki luokkahuoneissa ajoittain, jotta ilma vaihtuisi paremmin. Tämä aiheuttaa vetoa ja vaihtelevaa huonelämpötilaa. Ikkunoiden avaaminen aiheuttaa myös liian matalaa huonelämpötilaa, jota kokee viikoittain lähes kolmasosa henkilökunnasta. Lähes puolet Kirkonkulman henkilökunnasta kokee ilmanvaihdon riittämättömäksi. Homeen tai maakellarin hajua esiintyy myös, sillä koulussa on todettu kosteus- ja homevaurioita. KUVA 16. Työympäristössä viikoittain esiintyvät tekijät, Kirkonkulman koulu

34 30 Kirkonkulman koulun henkilökunnan kokemia oireita tarkasteltaessa ollaan kuvaa 17 tarkasteltaessa erittäin hyvällä tasolla. Henkilökunta ei koe oireita viikottain vertailuaineistoa enempää. Oireista vain väsymystä koetaan Kirkonkulman koulussa Kaurialan henkilökuntaa enemmän 5 prosenttiyksikköä, joten ero on hyvin marginaalinen. Sisäilmastosta johtuvia viikottaisia oireita koetaan Kaurialan lukiossa enemmän kuin Kirkonkulman koululla. KUVA 17. Viikoittain esiintyvät oireet, Kirkonkulman koulu Sisäilmastokyselyn tuloksista on esitetty puutteellisen ilmanvaihdon profiili vertailuaineiston kanssa. Profiili viittaa puutteelliseen ilmanvaihtoon, jos tunkkainen ilma yhdistyy oireissa väsymykseen ja pään raskauden tunteeseen ja/tai päänsärkyyn. Vertailuaineiston arvot perustuvat Työterveyslaitoksen keräämään aineistoon, joka sisältää myös työpaikkoja, joissa on epäilty sisäilmasto-ongelmaa [ 13, s. 9-11]. On yllättävää, että sisäilmastokyselyn erot koulujen kesken jäävät varsin pieniksi. Alle puolet Kirkonkulman koulun henkilökunnasta kokee ilmanvaihdon puutteelliseksi. Kirkonkulman koulun henkilökunta on ilmeisesti tottunut vallitseviin olosuhteisiin, joten tyytymättömyys jää erittäin vähäiseksi vertailuaineistoon verrattuna.

35 31 On myös yllättävää, että Kaurialan lukion henkilökunta ei koe sisäilmaansa merkittävästi paremmaksi kuin Kirkonkulman koulun henkilökunta. Kaurialan lukion sisäilmastokyselystä voidaan tulkita kuivan ilman aiheuttavan oireita, samoissa määrin kuivan ilman oireita ei esiinny Kirkonkulman koulun henkilökunnan keskuudessa. Sisäilmastokyselyssä vastaajien määrä jäi alhaiseksi, joten tuloksissa on suurta vaihtelua tästäkin syystä. Tulokset antavat kuitenkin yleiskuvan siitä, miten kouluissa henkilökunta kokee sisäilmaston laadun ja työympäristönsä. 4.3 Kaurialan lukion ja Kirkonkulman koulun sisäilmaston erot Kirkonkulman koululla vallitsee mittausten perusteella huono ilmanlaatu johtuen puutteellisesta ilmanvaihdosta. Kaurialan lukiossa ilmanvaihto toimii hyvin, josta kertoo alhaiset hiilidioksidipitoisuudet ja alhainen ilman suhteellinen kosteus. Kaurialan lukiossa sisäilman lämpötilat eivät yllä nykyisiin suosituksiin ja tavoitearvoihin, kun puolestaan Kirkonkulman koululla sisäilman lämpötilat ovat paremmissa lukemissa. Tämä johtuu kuitenkin ikkunoiden avaamisesta, jonka seurauksena koetaan vetoa ja jopa alhaista huonelämpötilaa. Ikkunoiden avaamisesta huolimatta sisäilman suhteellinen kosteus nousee ja on selvästi korkeampi kuin Kaurialan lukiossa. Molemmissa kouluissa sisäilmastokyselyn vertailuaineiston arvot alittuvat pääosin. Kirkonkulman koululla henkilökunta havaitsee melua ja pölyä tai likaa viikoittain, joka on ala-koululle ominainen piirre. Kaurialan lukiossa opiskelijat käyvät ulkona harvemmin, kun Kirkonkulman koululla oppilaat ovat puolestaan joka välitunti ulkona, joten likaa kulkeutuu sisälle huomattavasti enemmän. 5 JOHTOPÄÄTÖKSET Mittaustulosten perusteella 2000-luvun koulurakennus on sisäilman laadultaan selvästi parempi kuin 1950-luvun koulurakennus. Huippuimurilla toteutettu ilmanvaihto ei ole riittävä koulurakennuksessa, sillä sisäilman laadun parantamiseksi joudutaan avaamaan ikkunoita luvun koulurakennus ei vastaa nykymääräyksiä alkuperäiskunnossaan ilmanvaihdon suhteen, eikä saavuta täten terveellisen sisäilman kriteereitä. Sisäilmastoluokitus 2000:n tavoitearvot saavutettiin 2000-luvun koulurakennuksessa sillä edellytyksellä, että rakennus on suunniteltu lämpötilalle 22 C tai 23 C. Todennäköistä on kuitenkin, että suunnitteluarvona on käytetty lämpötilaa 21 C. Tällöin

36 32 tavoitearvoja ei olla saavutettu. Tammikuussa 2009 voimaan astunutta Sisäilmastoluokitus 2008:n tavoitearvoja ei saavuteta lämpötilan osalta. Koulurakennus täyttää kuitenkin määräykset terveellisen ja hyvän sisäilman kannalta. Koulurakennuksen parantavan korjausrakentamisen seuraksena saadaan aikaiseksi selvästi parempi sisäilman laatu. Täten ihmisistä aiheutuva lämpökuorma, hiilidioksidi ja kosteus saadaan ilmanvaihdon nykyisiä määräyksiä noudattaen kuljetettua hallitusti pois luokkahuoneista. 6 SUOSITUKSET Parantavassa korjausrakentamisessa tulisi ottaa huomioon paremmin ihmisten aiheuttama lämpökuorma LVI-suunnittelussa. Parantavaa korjausrakentamista suositellaan näiden tuloksien perusteella vanhoille koulurakennuksille hyvän ja terveellisen sisäilman saavuttamiseksi luokkahuoneissa.

37 7 LÄHTEET Karjalainen, Kalle & Kimari, Pirjo Koulujen sisäilma ja energiatalous. Oulu: Oulun seudun ammattikorkeakoulun tekniikan yksikkö 2. Saarela, Marjaana, Kähkönen, Erkki, Vähämäki, Kari & Reijula, Kari Koulujen sisäilma ja työpaikkaselvitys. Uudenmaan aluetyöterveyslaitos & Helsingin kaupunki, Työterveyskeskus. WWW-dokumentti Harju, Ahti Koulujen sisäympäristö, oppilaiden oireet ja sairastavuus. Sisäilmastoseminaari, SIY raportti 13, s Helsinki: Sisäilmayhdistys ry 4. Kurnitski, Jarek Koulujen sisäilmasto ja kosteusvauriot. Sisäilmastoseminaari, SIY raportti 8, s Helsinki: Sisäilmayhdistys ry 5. Kauppinen, Timo, Kovanen, Keijo, Shemeikka, Jari, Heikkinen, Jorma & Hostikka, Simo Lämpöviihtyisyys on kokonaisuus kokeellinen näkökulma. Sisäilmastoseminaari, SIY raportti 24, s Loimaa: Sisäilmayhdistys ry 6. Korhonen, Pirjo A, Tuomainen, Marianna, Palonen, Jari, Niemelä, Raimo, Nykyri, Erkki, Seppänen, Olli & Reijula, Kari Lämpötilojen vaikutus työntekijöiden viihtyvyyteen, oireiluihin ja itse arvioituun tuottavuuteen. Sisäilmastoseminaari, SIY raportti 19, s Vantaa: Sisäilmayhdistys ry 7. Ympäristöministeriö, Rakennusten sisäilmasto ja ilmanvaihto D2 8. Sisäilmayhdistys ry Sisäilmastoluokitus Rakennustietosäätiö 9. Sisäilmayhdistys ry Sisäilmastoluokitus Rakennustietosäätiö 10. Salonen, Jukka Henkilökohtainen tiedonanto Tiedottaja. Tekninen Palvelukeskus Oy Häme 11. Suomen standardisoimisliitto SFS Standardi SFS Kirkonkulman koulun historiaa. Hämeenlinnan kaupunki. WWW-dokumentti: Päivitetty Luettu Uitti J, Palomäki E, Hellgren U-M, Lahtinen M, Reijula K Sisäilmastokyselyn käyttö- ja tulkintaohjeet versio 2.0. Työterveyslaitos. WWW-dokumentti: y.htm Päivitetty Luettu Kosonen, Risto & Virta, Maija Lämpökuormien vaikutus huonetilan ilmavirtauksiin. Sisäilmastoseminaari, SIY raportti 24, s Loimaa: Sisäilmayhdistys ry