SISÄYMPÄRISTÖN VAIKUTUSTEN KOKONAISVALTAINEN TUTKIMUS AVOTOIMISTOLABORATORIOSSA

Transkriptio

1 Julkaisu Sisäilmastoseminaarissa SISÄYMPÄRISTÖN VAIKUTUSTEN KOKONAISVALTAINEN TUTKIMUS AVOTOIMISTOLABORATORIOSSA Hongisto V, Haapakangas A, Koskela H, Keränen J, Oliva D, Hakala J, Häggblom H, Koskinen V, Sandberg E*, Hyönä J**, Kokko J** Työterveyslaitos, sisäympäristölaboratorio, Lemminkäisenkatu B, Turku, valtteri.hongisto@ttl.fi, , *Satakunnan ammattikorkeakoulu, Pori, ** Turun yliopisto, psykologian laitos. TIIVISTELMÄ Työterveyslaitoksen sisäympäristölaboratoriossa Turussa on käynnistynyt laaja tutkimushanke "TOTI - käyttäjälähtöiset toimistotilat" ( Hankkeen ensimmäisen työpaketin tavoitteena on kehittää optimaalisia sisäympäristön kokonaisratkaisuja avotoimistoihin. Työpaketti toteutetaan avotoimistolaboratoriossa, johon rakennetaan nykyisissä avotoimistoissa vallitsevia sisäympäristöolosuhteita. Tarkastelun kohteena ovat eritasoiset akustiikka-, ilmastointi-, ilmanlaatu- ja sisustusratkaisut. Olosuhteiden vaikutukset testataan koehenkilöiden avulla käyttäen psykologisia ja tilastollisia tutkimusmenetelmiä. Tuloksina saatavia konsepteja ja ohjeita hyödynnetään tulevaisuuden toimistotilojen kehittämisessä. TAUSTA JA TAVOITE Toimisto on yleisin yksittäinen työpaikka länsimaissa. Toimistoratkaisut ovat hyvin vaihtelevia, mutta yhä useammin työpisteet sijoitetaan avotoimistoon. Avotoimistot koetaan usein vaikeiksi yksilön hyvinvoinnin kannalta. Yleisimmät sisäympäristön ongelmat ovat melu ja puheyksityisyyden puute, veto ja korkeat lämpötilat sekä huono ilmanlaatu. Nämä aiheuttavat lisäkuormittumista ja heikentävät keskittymistä työhön. Huono sisäympäristö voi myös aiheuttaa sairauspoissaoloja ja lisätä henkilöstön vaihtuvuutta. Ongelmat olisivat kuitenkin ratkaistavissa kokonaisvaltaisella suunnittelulla ja toimivilla teknisillä ratkaisuilla. Tutkimusnäyttö eri sisäympäristötekijöiden vaikutuksista toimistotyön sujumiseen on kuitenkin hyvin vähäistä. Eri tekijöiden yhteisvaikutuksia ei ole tutkittu juuri lainkaan. Tämän vuoksi sisäympäristön tavoitetasojen asettamiseen ei aina huomata kiinnittää tarpeeksi huomiota avotoimistoja suunniteltaessa. Sisäympäristön vaikutuksia työsuoriutumiseen voi luotettavasti tutkia ainoastaan laboratorio-olosuhteissa, koska työpaikoilla työsuoritukseen vaikuttavat monet muutkin tekijät. Yksilön työsuoritusta on käytännössä mahdotonta mitata objektiivisesti työpaikalla. Lisäksi tutkija ei voi kontrolloida mitattavia olosuhteita: esimerkiksi hyvän ja huonon sisäympäristön vertailu samalla tutkimusryhmällä ei ole mahdollista yleensä järjestää. Työterveyslaitos on toteuttanut tieteellisesti valideja laboratoriotutkimuksia Tuottava Toimisto 2005, MAKSI ja TOTI -hankkeissa, joissa tutkittiin yksittäisten sisäympäristötekijöiden, kuten toimistomelun tai lämpötilan vaikutuksia työsuoriutumiseen. /1-4/ Tutkimukset toteutettiin huoneissa, joissa voitiin kontrolloida olosuhteita halutulla

2 2 Sisäilmayhdistys raportti 2X. tarkkuudella, mutta tekniset ratkaisut olosuhteen toteuttamiseksi eivät vastanneet oikeissa avotoimistoissa sovellettavia ratkaisuja. Lisäksi tutkimushuoneet olivat melko pieniä. Uuden laboratorion tarkoituksena oli pyrkiä luomaan tutkimusympäristö, joka olisi myös suunnittelijan kannalta kiinnosta, koska tuloksia halutaan jalkauttaa nimenomaan suunnittelijoiden suuntaan. Tarkoituksena oli luoda olosuhteet todellisilla teknisillä ratkaisuilla, joita on saatavana myös kaupallisesti. Tutkimukset toteutettaisiin edelleen tieteellisesti pätevillä ja aiemmin hyviksi todetuilla menetelmillä. Tulevien laboratoriotutkimusten tavoitteena on osoittaa, että erittäin hyvillä sisäympäristöratkaisuilla voidaan parantaa työsuoritusta ja sisäympäristötyytyväisyyttä sekä vähentää työn kuormittavuutta verrattuna tavanomaisiin ja kehnompiin sisäympäristöratkaisuihin. Täysmittakaavaisessa laboratoriotilassa voidaan myös demonstroida toimivia kokonaisratkaisuja. Kansainvälinen uutuusarvo on tutkimusolosuhteiden vastaavuus normaalin avotoimiston kanssa. Lisäksi tutkimus kohdistuu koko fysikaaliseen sisäympäristöön eikä vain sen osaan. HANKKEEN TOTEUTUS Avotoimistolaboratorio Laboratoriotutkimukset tapahtuvat 82 m 2 avotoimistolaboratoriossa, jossa on 12 työpistettä. Tavoitteena oli rakentaa todelliselta vaikuttava työympäristö, jossa voidaan tehdä tieteellistä tutkimusta. Tilojen suunnittelu tapahtui workshopeissa, joihin osallistuivat tutkijat, konsultit, suunnittelijat ja TOTI-hanketta rahoittavia yrityksiä. Olosuhteita voidaan säätää laajalla alueella (Taulukko 1). Tarkoituksena on vertailla hyviä ja huonoja olosuhteita, joita on käytännössä havaittu avotoimistoissa. Jokaiseen työpisteeseen säädetään identtiset olosuhteet, jolloin kaikkien koehenkilöiden tulokset voidaan keskiarvoistaa. Laboratorioon olosuhteet luodaan kaupallisilla tuotteilla, jotka ovat mukana olevien yritysten toimittamia. Tutkimustulokset ovat riippumattomia tuotevalmistajasta. Sisäkatto koostuu 2,55 m korkeuteen alaslasketusta 600x600 ristikosta, johon sijoittuvat äänenvaimennuslevyt, tuloilmalaitteet, peiteäänijärjestelmä, valaisimet ja sprinklerit. Ilmastointi Avotoimistoissa yleisiä ongelmia ovat veto, korkea lämpötila ja huono ilmanlaatu. Ongelmien aiheuttajana on yleensä väärin mitoitettu ilmastointi. Lämpöoloja ja ilmanlaatua voidaan säätää muuttamalla raitisilmamäärää ja jäähdytystehoa. Huonelämpötilaa tutkitaan alueella C. Tuloilmanjaosta ja jäähdytyksestä huolehtii kuusi tasaisesti alaslaskettuun kattoon sijoitettua aktiivista jäähdytyspalkkia. Lämpötilojen säädössä huomioidaan valaistuksen, tietokoneiden ja koehenkilöiden aiheuttama lämpökuormat. Rakennuksen ulkopuolista lämpökuormaa ei tutkimuksessa huomioida. Akustiikka Avotoimistossa työskenteleviä häiritsee yleensä eniten puheäänten keskittymishaitta ja puheyksityisyyden puute. Mitä vähemmän viereisten työpisteiden keskusteluista saa selvää,

3 Julkaisu Sisäilmastoseminaarissa sitä helpompaa toimistossa on keskittyä. /2-4/ Puheäänet tuotetaan laboratorioon nelikanavaisella kaiutinjärjestelmällä. Ääniympäristö muistuttaa puhelinkeskusteluja. Huoneakustiikkaa ja puheen erotettavuutta säädellään seuraavilla tekijöillä: kattopinnan äänenabsorptio (heijastava tai absorboiva levy) seinäpintojen äänenabsorptio (heijastava tai absorboiva levy) välisermien äänenabsorptio (kovapintainen tai ääntä absorboiva sermi) sermien korkeus sermien määrä (avonainen tai suljetumpi työpiste) taustaäänitaso (hiljaisuus 35 dba tai puheenpeittoääni 45 dba) Absorboivat levyt ovat EN luokan A materiaaleja ja heijastavat luokittelemattomia. Ääntä vaimentavat sermit ovat luokassa B ja heijastavat luokittelemattomia. Puheenpeittoäänijärjestelmä koostuu peiteäänen muodostavasta keskusyksiköstä ja alakaton yläpuolelle tasavälein asennetuista 16 kaiuttimesta, joista ääni leviää tasaisesti avotoimistotilaan. Peiteäänen taajuusjakauma säädetään sellaiseksi, joka tutkimusten mukaan on hyvin puhetta peittävä, mutta mahdollisimman vähän häiritsevä. /2/ Valaistus ja sisustus Valaistus suunniteltiin täyttämään kaikissa työpisteissä EN mukaiset minimivaatimukset toimistotyölle. /5/ Valaistuksen vaikutusta ei tutkita vielä tässä hankkeessa. Sen sijaan tilassa tutkitaan kahta sisustusvaihtoehtoa. Tilan ilmettä on tarkoitus muuttaa vaihtamalla seinäakustiikkalevyjen kuvat, pöytälevyt, sermien ja tuolien verhoilut, lattiapinnoite sekä seinäpintojen valaistus. Kuva 1. Laboratoriotila ensimmäisessä tutkimustilanteessa.

4 4 Sisäilmayhdistys raportti 2X. Taulukko 1. Akustiikan ja ilmastoinnin tekniset lukuarvot, joiden erilaisista kombinaatioista tutkittavat sisäympäristöolosuhteet muodostetaan. Lisäksi tutkitaan kahta erilaista sisustusvaihtoehtoa. Mittaluku ja yksikkö Minimiarvo Maksimiarvo Leviämisvaimennusaste, DL 2 [db] Häiritsevyyssäde, r D [m] 3 >11 Taustaäänitaso, L A,B [db] Ilman liikenopeus v [m/s] Huonelämpötila T [C] Ulkoilmavirta [l/sm 2 ] x 9.4 x m2 Kuva 2. Laboratorion pohjakuva valokuvan mukaisessa tutkimustilanteessa. Akustiikkakokeiden aikana puheäänet tilaan tuotetaan neljään nurkkatyöpisteeseen sijoitetuilla kaiuttimilla. Koesuunnitelma Tutkimukset toteuttaa Työterveyslaitos ja Turun yliopiston psykologian laitos. Laboratoriotilan on rakennuttanut Työterveyslaitos Tutkittavat sisäympäristöratkaisut ovat yritysten toimittamia. Näihin lukeutuvat työpistekalusteet, ilmanvaihdon ja ilmastoinnin päätelaitteet, katon äänenvaimennuslevyt, seinien kuvapintaiset äänenvaimennuslevyt ja puheenpeiteäänijärjestelmä. Tutkijaryhmä on monitieteinen koostuen psykologian, akustiikan, ilmastoinnin, valaistuksen ja rakennustekniikan asiantuntijoista. Tutkimusmenetelmät pohjautuvat laboratoriossa aikaisempiin tehtyihin koehenkilötutkimuksiin [1-4], jotka on tehty hieman pienemmässä mittakaavassa. Niissä on tutkittu yhtä sisäympäristötekijää kerrallaan. Laboratoriotutkimukset toteutetaan näillä näkymin useana erillisenä kokeena, joissa kussakin testataan selkeästi määriteltyjä tutkimushypoteeseja. Kussakin kokeessa verrataan

5 Julkaisu Sisäilmastoseminaarissa erilaista sisäympäristöolosuhdetta keskenään. Tilaan rakennettavien olosuhteiden lukumäärät eri sisäympäristötekijöiden osalta ovat: akustiikka ja puheyksityisyys: 5 olosuhdetta lämpöolosuhteet (lämpötila ja veto): 4 olosuhdetta ilmanlaatu (raitisilman määrä): 2 olosuhdetta sisustus ja värimaailma: 2 olosuhdetta Kutakin olosuhdetta 1-3 tutkitaan ensin erikseen toisista riippumattomasti. Tämän jälkeen tutkitaan sisäympäristötekijöiden 1-3 vaikutusta yhdessä. Lopuksi tutkitaan sisustuksen vaikutus. Sisustusta on tutkittu hyvin vähän kokeellisin menetelmin. Sisustus haluttiin hankkeeseen mukaan, koska sisustuksen väitetään yleisesti vaikuttavan merkittävästi tilan kokemiseen ja toimistotyytyväisyyteen. Kokeissa sovelletaan kahdentyyppisiä tutkimusasetelmia: A. Henkilö toimii itse itsensä verrokkina (within subjects -asetelma), jolloin sama henkilö saapuu kaikkiin koeolosuhteisiin ja analyyseissä verrataan henkilöiden omaa suoriutumista eri olosuhteissa. B. Kuhunkin olosuhteeseen rekrytoidaan uusi ryhmä (ryhmien välinen eli between groups -asetelma), jolloin henkilö saapuu vain yhteen kokeen olosuhteeseen ja analyyseissä verrataan eri ryhmien tuloksia keskenään. Koehenkilötutkimukset Joka kokeeseen rekrytoidaan koehenkilöä. Koehenkilöiksi rekrytoidaan pääasiassa täysi-ikäisiä opiskelijoita. Koehenkilön altistuminen yhdelle olosuhteelle kestää 3-4 tuntia. Tämä vastaa kohtalaisen pitkää yhtenäistä työrupeamaa, minkä katsotaan riittävän luotettavien johtopäätösten tekemiseksi. Altistumisaika on pitkä, jotta koetilanteeseen liittyvät jännitys-, tottumis- ja oppimisefektit voitaisiin sulkea pois ja tulokset olisivat paremmin sovellettavissa normaaliin työelämään. Koetilanteen aikana koehenkilöt tekevät ohjatussa järjestyksessä psykologisia suoritustestejä. Lisäksi koehenkilöt vastaavat kyselyihin, joilla selvitetään viihtyvyyteen ja kuormittavuuteen liittyviä asioita. Koetilanne koostuu ensin minuutin harjoittelu- ja totuttelujaksosta, jota seuraa on varsinainen testijakso, jonka ajalta tutkimusanalyysit tehdään. Testit mittaavat samoja aivojen tiedonkäsittelyprosesseja, joita tyypilliset yksilötyönä tehtävät toimistotyöt edellyttävät. Osa testeistä tapahtuu näyttöpäätteellä ja osa on kynäpaperi-tehtäviä. Kuhunkin kokeeseen valitaan erityyppisiä testejä, koska eri sisäympäristötekijät vaikuttavat eri tavoin tehtäväsuoriutumiseen. Käytettävissä olevia testejä ovat mm. sarjamuisti, operaatio, N-back, oikoluku, luovuus, luetun ymmärtäminen ja päätöksenteko. Testien avulla voidaan mitata tarkkaavaisuutta, reaktioaikaa, keskittymiskykyä, työmuistin toimintaa, päättelyä, oppimista ja asioiden omaksumista sekä pitkäkestoisen muistin toimintaa. Tärkeä osa tutkimuksen luotettavuudesta syntyy kokeellisen psykologian tutkimuskäytäntöjen hyödyntämisestä. Näin voidaan kontrolloida erilaisten virhelähteiden vaikutusta tuloksiin, esim. koeasetelmien valinnan, koetilanteiden ja testien vakioinnin sekä erilaisten satunnaistamis- ja vastabalansointitoimenpiteiden avulla. Esimerkiksi

6 6 Sisäilmayhdistys raportti 2X. koetilanteiden vastabalansointi tarkoittaa, että koetilanteet esitetään eri koehenkilöille eri järjestyksessä. Tällöin järjestykseen ja ajan kuluun liittyvät tekijät (alkujännitys, oppiminen, väsyminen) jakaantuvat tasaisesti eri tilanteille eivätkä pääse vinouttamaan tuloksia. Käyttäytymistieteellisiä menetelmiä sovelletaan myös tulosten analysoinnissa eli johtopäätökset perustuvat aineiston tarkkaan tilastotieteelliseen testaukseen. Laboratoriotutkimuksessa keskitytään yksilötyöhön. Usein on kysytty, miksei laboratoriossa tutkita myös vuorovaikutusta vaativia tehtäviä. Laboratoriotutkimusmenetelmät eivät sovellu kaikkiin tutkimuskysymyksiin, koska osa ilmiöistä muuttuu luonteeltaan, kun ne tuodaan vieraaseen ja tarkasti kontrolloituun ympäristöön. Yksilötyö soveltuu hyvin laboratorio-olosuhteissa tutkittavaksi, kun taas vuorovaikutus ja tiimityö eivät. Vuorovaikutusta tulisi tutkia ensisijaisesti laadullisin menetelmin ja kenttäolosuhteissa, jossa se on aitoa. TOTI-hankkeeseen sisältyykin laaja kenttätutkimusosuus, jossa tutkitaan mm. yhteistyön ja vuorovaikutuksen tehokkuutta erilaisissa toimitila- ja sisäympäristöratkaisuissa. TULOSTEN HYÖDYNTÄMISSUUNNITELMAT Odotuksena on, että sisäympäristötekijät vaikuttavat tilastollisesti merkitsevästi työsuoriutumiseen, koettuun viihtyvyyteen ja kuormittumiseen. Tuloksia hyödynnetään yritysten toimitilasuunnittelukonsepteissa, tuotevalmistajien ratkaisujen kehittämisessä sekä sisäympäristöä koskevien ohjeiden ja määräysten kehittämisessä. Tuloksista on tarkoitus tiedottaa sekä yleismediassa ja rakennus- ja suunnittelualan lehdissä, jotta sisäympäristön laatuun osattaisiin kiinnittää riittävästi huomiota organisaatioiden muutosprosesseissa (käyttäjä) ja rakennushankkeissa (suunnittelijat ja rakennuttajat). KIITOKSET Tutkimus tapahtuu TOTI-hankkeessa, jota rahoittavat Tekes, hankkeen toteuttavat tutkimuslaitokset ja 15 yritystä. TOTI-hanke kuuluu Tekesin TILA ohjelmaan. LÄHDELUETTELO 1. Häggblom H, Haapakangas A, Hongisto V, Koskela H, Lämpötilan vaikutus työsuoriutumiseen ja viihtyvyyteen - laboratoriotutkimus, Sisäilmastoseminaari Haapakangas A, Kankkunen E, Keskinen E, Hongisto V, Peiteäänen vaikutus työsuoriutumiseen ja akustiseen tyytyväisyyteen - tutkimus toimistolaboratoriossa, Sisäilmastoseminaari 2009, Sisäilmayhdistys raportti 27, Haapakangas A, Haka M, Keskinen E, Hongisto V, Toimistomelun vaikutus työsuoriutumiseen - laboratoriotutkimus, Sisäilmastoseminaari 2008, Sisäilmayhdistys raportti 26, Hongisto V, Venetjoki N, Kaarlela-Tuomaala A, Keskinen E, Puhemelun vaikutus tehtäväsuoriutumiseen - laboratoriotutkimus, Sisäilmastoseminaari 2006, Sisäilmayhdistys Raportti 24, Keränen J, Hongisto V, Sisäympäristöratkaisujen tutkimus uudessa avotoimistolaboratoriossa, Valo 2/