Pekka Kaksonen Omakotitalojen ilmanvaihdon kunto, huolto ja vaikutus sisäilmaan Opinnäytetyöt, rakennusterveys 2012
PEKKA KAKSONEN Omakotitalojen ilmanvaihdon kunto, huolto ja vaikutus sisäilmaan Muut julkaisut -sarja opinnäytetyöt Koulutus- ja kehittämispalvelu Aducate Itä-Suomen yliopisto Kuopio 2012 Aihealue: Rakennusten terveellisyys
Kopijyvä Oy Kuopio, 2012 Myynnin yhteystiedot: Itä-Suomen yliopisto, Koulutus- ja kehittämispalvelu Aducate aducate-julkaisut@uef.fi http://www.aducate.fi ISBN 978-952-61-0729-5 (painettu) ISBN 978-952-61-0730-1 (pdf)
TIIVISTELMÄ: Tutkimuksessa mitattiin sisäilman laatua ennen ja jälkeen ilmanvaihdon puhdistuksen. Sisäilmasta mitattiin lämpötila ( C), ilman suhteellinen kosteus (Rh), hiilidioksidipitoisuus (CO2) ja paine-erot (Pa) sisä- ja ulkoilman välillä. Kyselyn perusteella selvitettiin asukkaiden omatoimista aktiivisuutta esimerkiksi ilmastointikoneen suodattimien vaihdossa. Tulokset osoittivat asukkaiden puutteellisen tietämyksen ilmanvaihdon käytön ja huollon suhteen. AVAINSANAT: sisäilman laatu, ilmanvaihto, lämpötila, suhteellinen kosteus, hiilidioksidi, hiukkaset, ilmanvaihdon puhdistus. ABSTRACT: The research focuses on the Indoor Air Quality before and after the cleaning of ventilation system in single-family houses. Temperature ( C), Relative humidity (Rh), carbon dioxide (CO2) concentration, indoor and outdoor pressure difference (Pa) were measured in both cases to find its impact in indoor climate. Questionnaire survey as well as interviews with the resident s were performed to determine the resident s knowledge and active initiation for maintaining indoor air quality; for instance, by regularly changing filters in the ventilation system. The survey results revealed resident s lack of awareness about use and maintenance of ventilation system. KEYWORDS: indoor air quality, ventilation, temperature, humidity, carbon dioxide, dust, cleaning of ventilation system.
Esipuhe Sisäilmalla tarkoitetaan rakennuksen tai muun tilan sisällä olevaa hengitettävää ilmaa, jossa on hiukkasia, kaasuja ja mikrobeja. Sisäilmasto on ilman laatu kokonaisuudessaan, johon kuuluvat lämpöolosuhteet, suhteellinen kosteus, vetoisuus, säteilyolosuhteet, melu, valaistus ja sähköiset ominaisuudet. Tutkimuksessa ilmanlaatua arvioitiin mittaamalla lämpötilaa, suhteellista kosteutta ja hiilidioksidipitoisuutta ennen ja jälkeen ilmanvaihdon puhdistuksen. Myös rakennukseen tulevat ja poisjohdettavat ilmamäärät sekä vallitsevat paine-erot mitattiin sekä ennen että jälkeen puhdistuksen. Kun sisäilmasta ei aiheudu terveydellistä haittaa ja sisätilaa käyttävät ihmiset ovat tyytyväisiä, voidaan sisäilmaa pitää hyvänä. Tutkituissa kohteissa havaittiin huomattavan paljon asukkaiden kokemaa tyytymättömyyttä sisäilmaa kohtaan. Kyseisten omakotitalojen ilmanvaihdon puhdistuksen yhteydessä havaittiin poikkeuksetta kanavistoissa epäpuhtauksia, jotka pääasiassa johtuivat huonosti hoidetusta ilmanvaihtokoneesta. Kenttätutkimuskaavakkeella kerätystä materiaalista selviää että suurin osa omakotitalojen asukkaista huoltaa / huollattaa ilmanvaihtokonetta puutteellisesti. Aineistoa lopputyötä varten oli keräämässä HomeMap Oy ja Saimaan Nuohous Oy. Kiitän kaikkia yhteistyötä tehneitä henkilöitä, ohjaajaani FM Vesa Asikaista arvokkaista kommenteista ja suunnittelija FT Helmi Kokottia erinomaisesta opetuksesta. Lopuksi haluan antaa suuren kiitoksen perheelleni tuesta opiskelujani kohtaan. 30.03.2012 Pekka Kaksonen
Sisällysluettelo 1 JOHDANTO... 13 2 SISÄILMA JA SISÄILMASTON EPÄPUHTAUDET... 14 2.1 SISÄILMA... 14 2.2 SISÄILMASTO... 14 2.3 LÄMPÖVIIHTYVYYS... 15 2.4 HUONEILMAN LÄMPÖTILA... 16 2.5 HUONEILMAN KOSTEUS... 19 2.6 HUONEILMAN HIILIDIOKSIDI... 19 2.7 HIUKKASET... 20 2.8 MIKROBIT... 26 3 ILMANVAIHTO... 30 3.1 ILMANVAIHTOTYYPIT... 33 3.2 ILMANVAIHDON TUTKIMINEN... 35 3.3 ILMANVAIHDON HUOLTAMINEN...37 4 TUTKIMUKSEN TAVOITE JA KÄYTETTÄVÄ KALUSTO... 39 4.1 TUTKIMUKSEN TAVOITE... 39 4.2 TUTKIMUSMENETELMÄT JA TUTKIMUSKOHTEET... 39 4.3 KÄYTETTY MITTAUSKALUSTO... 44 5 TULOKSET... 47 5.1 KYSELYTUTKIMUKSET... 47 5.2 SISÄILMATUTKIMUKSET... 50 5.2.1 Sisäilman lämpötilat... 50 5.2.2 Sisäilman suhteellinen kosteus... 52 5.2.3 Hiilidioksidi... 54 5.2.4 Paine-erot... 55 5.2.5 Tulo- / poistoilmamäärät... 56 6 JOHTOPÄÄTÖKSET... 59 7 YHTEENVETO... 60 LÄHDELUETTELO LIITTEET
TAULUKKOLUETTELO Taulukko 1. Asumisterveysohje 2003 lämpötiloille ja lämpötilaindeksille. Taulukko 2. Esimerkkejä ulko- ja sisäilmassa yleisesti esiintyvistä sienisuvuista. Taulukko 3. IV-koneiden tyypit ja lukumäärä. Taulukko 4. Tutkimuskohteiden 1-7 sisäilman lämpötilat ennen ja jälkeen IV-puhd. Taulukko 5. Tutkimuskohteiden 1-7 keskimääräinen sisäilman suhteellinen kosteus. Taulukko 6. Tutkimuskohteiden 1-7 keskimääräinen sisäilman CO2 pitoisuus. Taulukko 7. Tutkimuskohteiden 1-7 keskimääräiset sisä- / ulkoilman paine-erot. Taulukko 8. Tutkimuskohteiden 1-7 mitatut tulo / poistoilmamäärät. Taulukko 9. Tutkimuskohteiden 1-7 lasketut ilmanvaihtokertoimet. KUVALUETTELO Kuva 1. Kaupunkien ilmanvaihtomittauksia, PM10 2008. Kuva 2. Esimerkki omakotitalon painesuhteista eri huoneissa. Kuva 3. Omakotitalon ilmanvaihdon ilmavirtojen nimitykset. Kuva 4. IV-suunnitelma ja sisäilmatutkimuksen mittauspisteet. Kuva 5. Siipipyöräanemometri. Kuva 6. Suhteellisen kosteuden ja lämpötilan mittari. Kuva 7. Hiilidioksidi mittari. Kuva 8. Paine-ero mittari. Kuva 9. 1980 ja 1990-luvun omakotitalojen puhdistamattomat IV-koneet. Kuva 10. 1980-2000 luvun omakotitalojen IV-koneiden suodattimien vaihto. Kuva 11. 1980-2000 omakotitalojen IV-koneen suodattimien vaihtoväli 6-12kk. Kuva 12. IV-koneen käyttöasento liian alhainen. Kuva 13. Asukkaiden oma näkemys osaako käyttää IV-konetta. Kuva 14. CO2 pitoisuudet talossa 5 ennen ja jälkeen IV-puhdistuksen. LIITTEET Liite 1. Kyselytutkimuskaavake. Liite 2. Sisäilmatutkimuskaavake.
KÄSITTEET Sisäilma: Sisäilmalla tarkoitetaan rakennuksen tai muun tilan sisällä olevaa hengitettävää ilmaa, jossa on hiukkasia, kaasuja ja mikrobeja. Sisäilmasto: Sisäilmasto on ilmanlaatu kokonaisuudessaan, johon kuuluvat lämpöolosuhteet, suhteellinen kosteus, vetoisuus, säteilyolosuhteet, melu, valaistus ja sähköiset ominaisuudet. Lämpöviihtyvyys: Lämpöviihtyvyyden kokeminen ja lämpöviihtyvyyden puutteiden aiheuttamat terveydelliset vaikutukset ovat yksilöllisiä ja riippuvat monesta tekijästä, kuten sisäilmasto-olosuhteista, ihmisen terveydentilasta, iästä, herkistymisestä, altistumisesta ja psykologisista tekijöistä. Sisäilmasto-olosuhteisiin vaikuttavat ilmanvaihdon ja lämmitysjärjestelmän lisäksi mm. vaipan ilmavuodot ja pintojen lämpötilat. Oleskeluvyöhyke: Huonetilan osa, jonka alapinta rajoittuu lattiaan, yläpinta on 1,8 metrin korkeudella lattiasta ja sivupinnat ovat 0,6 metrin etäisyydellä seinistä tai vastaavasta kiinteästä rakenneosasta. Huoneilman lämpötila: Ilman lämpötila mitattuna mistä tahansa oleskeluvyöhykkeeltä 1,1 metrin korkeudelta. Huoneilman lämpötila mitataan standardin SFS 5511 kohdan 4 mukaisesti. Operatiivinen lämpötila: Operatiivisella lämpötilalla tarkoitetaan huoneilman lämpötilan ja ihmistä ympäröivien pintojen säteilylämpötilojen keskiarvoa. Operatiivinen lämpötila kuvastaa huoneilman lämpötilasta poikkeavien lämpötilojen vaikutusta ihmisen lämmöntunteeseen. Operatiivinen lämpötila voi poiketa huomattavasti huoneilman lämpötilasta esimerkiksi huoneissa, joissa on suuria ikkunapinta-aloja tai joiden alla on lämmittämättömiä ilmatiloja.
Pintojen lämpötilat: Pintojen lämpötilan mitataan vain, jos on olemassa perusteltu epäilys tai näyttö terveellisyys- tai viihtyvyyshaitasta. Paikallisestikin kylmä tai viileä lattiapinta voi aiheuttaa haittaa terveydelle ja viihtyvyydelle. Seinä- ja kattopintojen lämpötilasta voi aiheutua haittaa kauttaaltaan viileän pinnan ns. säteilyvedosta tai sisäilman kosteuden tiivistymisestä pistemäisesti kylmään pintaa. Paine-ero: Tarkastetaan mittaamalla paine-ero rakennuksen ja ulkoilman välillä, kahden rinnakkaisen tai päällekkäisen huonetilan välillä. Koneellisella tulo-/ poistoilmanvaihdolla varustetulla rakennuksella on normaalisti alipaine -2 - -5 Pa. Huoneilman suhteellinen kosteus: Suhteellinen kosteus (Rh) on todellisen vesihöyrypaineen ja kyllästyshöyrypaineen välinen suhde tietyssä lämpötilassa. Se kertoo kuinka monta prosenttia absoluuttinen kosteus on vallitsevan lämpötilan kyllästyskosteudesta. Sisäilman kosteus vaikuttaa esimerkiksi ihmisen hikoiluun ja hengitykseen. Liiallinen kosteus voi edistää pölypunkkien esiintymistä ja aiheuttaa kosteuden tiivistymistä rakenteisiin, mikä puolestaan lisää mikrobikasvuston riskiä. Asunnon ilman suhteellinen kosteus tulisi olla 20-60 %. (Asumisterveysohje 2003). Huoneilman kosteus: Tarkoittaa kemiallisesti sitoutumatonta vettä kaasumaisessa, nestemäisessä tai kiinteässä olomuodossa. Terveyshaitta: Tarkoittaa asuinympäristössä olevasta tekijästä tai olosuhteesta aiheutuvaa sairautta tai terveydellistä häiriötä. Terveyshaittana pidetään myös altistumista haitallisille aineille tai oloille siten, että henkilö sairastuu tai saa terveydelle haitallisia oireita. Asuinrakennuksessa silmin havaittava mikrobikasvusto on aina terveyshaitta.
Huoneilman hiilidioksidi: Ihmisen aineenvaihdunnan tuottama epäpuhtaus uloshengitettynä. Sisäilman hiilidioksidin määrää voidaan pitää ihmisestä peräisin olevan epäpuhtauden indikaattorina. Hiukkaset: Sisäilma on peräisin ulkoa, joten ulkoilman hiukkaset ovat tärkeä sisäilman hiukkasten lähde. Hiukkasten siirtyminen ulkoa sisäilmaan riippuu esimerkiksi ilmanvaihtoratkaisusta ja tuloilman suodatuksen tehokkuudesta. Tehokkaimmin sisätiloihin kulkeutuvat 0,1-1 µm (mikrometri) kokoiset hiukkaset. Kotitalouksissa pienhiukkasia syntyy sisätiloissa erityisesti tupakoinnista, ruoanvalmistuksesta, puun- ja kynttilöidenpolttamisesta ja tekstiileistä. Mikrobit: Mikrobeja (-home-, hiiva- ja/tai sienikasvustoja) ja niiden itiöitä on kaikkialla, sillä ne ovat osa normaalia elinympäristöä. Mikrobit tarvitsevat kasvaakseen kosteutta, lämpöä ja ravinteita. Homesienet ja muut mikrobit voivat kasvaa missä tahansa. Pinnoille kerääntynyt pöly, esimerkiksi betonin tai teräksen päällä, sisältää riittävästi ravinteita eräiden mikrobien, kuten homesienten kasvun käynnistymiselle. Useimmat mikrobit kasvavat lämpötila-alueella 10-40 C, niiden optimikasvulämpötilan ollessa 20-30 C. Mikrobikasvusto voi alkaa kasvamaan optimilämpötilassa kun ilman suhteellinen kosteus on > 65-70 %.
1 Johdanto Ilmanvaihtojärjestelmän puhtaus ja oikeanlainen käyttö ovat keskeisessä asemassa, kun halutaan varmistua terveellisestä ja viihtyisästä sisäilman laadusta omakotitaloissa. Osaava suunnittelu, oikeanlainen rakentaminen ja ennen kaikkea säännöllinen huolto ovat avainasemassa asuntojen hyvän ilmanlaadun saavuttamisessa. Puhdistuksen laiminlyönti yhdistettynä ihmisten omiin toimintoihin aiheuttaa sisätiloihin hajuja ja kosteutta, jotka pitkällä aikavälillä saattaa aiheuttaa asukkaille terveydellisiä haittoja, esimerkiksi päänsärkyä, väsymystä ja voimattomuutta. Monille asukkaille on epäselvää kuinka ilmanvaihtolaitteita tulisi huoltaa ja käyttää. Energiatehokkuuden nimissä laitteiden käyttösäädöt on monesti asetettu minimiin, tämä yhdistettynä puhdistamattomiin laitteisiin ja kanavistoihin johtaa väistämättä sisäilman epäpuhtauksiin ja mahdollisiin terveyshaittoihin. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää omakotitalojen ilmanvaihdon nykyinen kunto ja se kuinka aktiivisesti asukkaat huollattavat ja miten he osaavat käyttää laitteita sekä mitä vaikutuksia puhdistuksella on sisäilmastoon. Osaltaan tutkimuksessa tarkasteltiin ilmanvaihdon puhdistuksia suorittavien yritysten toimintaa säätöjen ym. osalta. Tutkimus suoritettiin rakennusterveysasiantuntija koulutuksen lopputyönä. 13
2 Sisäilma ja sisäilmaston epäpuhtaudet 2.1 SISÄILMA Asunnon terveellisyyteen vaikuttavat kemialliset ja mikrobiologiset epäpuhtaudet sekä fysikaaliset tekijät. Fysikaalisia tekijöitä ovat sisäilman lämpötila ja kosteus, melu, ilmanvaihto, valaistus ja säteily. Epäpuhtaus pitoisuuksiin vaikuttavat myös ilmanvaihdon toiminta ja tehokkuus. Puhtaudella tarkoitetaan esimerkiksi sisäilman kemiallisia epäpuhtauksia sekä sisäilman mahdollisesti sisältämiä hiukkasia ja kuituja. Sisäilmalla tarkoitetaan rakennuksen sisällä olevaa ilmaa. Käsitteenä sisäilmalla tarkoitetaan hiukkasia, mikrobeja ja kaasuja, joita kulkeutuu hengitysteihin. Asunnon sisäilman tulee olla puhdasta eivätkä lämpötila, kosteus, melu, ilmanvaihto, säteily, valo, mikrobit tai muut vastaavat tekijät saa aiheuttaa terveyshaittaa asunnossa tai sisätiloissa oleskeleville (Terveydensuojelulaki 1994 ). 2.2 SISÄILMASTO Huoneistojen oleskeluvyöhykkeellä on kaikissa tavanomaisissa sääoloissa ja tilakohtaisen käyttötavan mukaisissa käyttötilanteissa saavutettava tyydyttävä sisäilmasto. Tyydyttävällä sisäilmastolla tarkoitetaan sitä, että sisäilman puhtauden, lämpötilan ja kosteuden tulee olla hallittuja. Oleskeluvyöhykkeellä ei myöskään saa esiintyä haitallisin määrin vetoa, melua eikä lämpösäteilyä. Edellinen ohje oli RakMK D2 / 1987. Rakennus on suunniteltava ja rakennettava kokonaisuutena siten, että oleskeluvyöhykkeellä saavutetaan kaikissa tavanomaisissa sääoloissa ja käyttötilanteissa terveellinen, turvallinen ja viihtyisä sisäilmasto. Terveellisen, turvallisen ja viihtyisän sisäilman saavuttaminen tulee varmistaa, kun suunnitellaan rakennustöiden ja ilmanvaihtojärjestelmän puhtauden hallintaa. Puhtaudella tarkoitetaan esimerkiksi 14
sisäilman kemiallisia epäpuhtauksia ja sisäilman mahdollisesti sisältämiä hiukkasia ja kuituja. (RakMK D2 / 2010) Kun sisäilmasta ei aiheudu terveyshaittaa ja sisätilaa käyttävät ihmiset ovat tyytyväisiä sisäilmaan, voidaan sisäilmaa pitää hyvänä (Seppänen 1996). 2.3 LÄMPÖVIIHTYVYYS Rakennus on suunniteltava ja rakennettava siten, että oleskeluvyöhykkeellä viihtyisä huonelämpötila voidaan ylläpitää käyttöaikana niin, ettei energiaa käytetä tarpeettomasti (RakMK D2, 2010). Asunnoissa huonetilojen lämpötilalla on keskeinen vaikutus asukkaiden kokemaan asumisviihtyvyyteen. Lämpöviihtyvyyden kokeminen ja lämpöviihtyvyyden puutteiden aiheuttamat terveydelliset vaikutukset ovat yksilöllisiä ja riippuvat monesta tekijästä, kuten sisäilmasto-olosuhteista, ihmisen iästä, herkistymisestä, altistumisesta ja psykologisista tekijöistä. Lämpöviihtyvyyteen vaikuttavat lämmitysjärjestelmän ja ilmanvaihdon lisäksi mm. vaipan ilmavuodot ja pintojen lämpötilat. Ihmisen kokemaan lämpötilaan vaikuttavat huoneilman lämpötilan lisäksi lämpösäteily, ilman virtausnopeus ja kosteus sekä vaatetus ja ihmisen toiminnan laatu. Lämpöolot vaikuttavat suoraan viihtyvyyteen. Pitkäaikainen veto ja viileys saattavat aiheuttaa terveyshaittaa. Jos ilman sisältämä kosteus tiivistyy pistemäisestikin rakenteiden kylmään pintaan, kosteusvaurioiden riski kasvaa. Kylmät pesu- ja saunatilat vähentävät asumisviihtyvyyttä, lisäävät rakenteiden kosteusrasitusta ja saattavat aiheuttaa kosteusvaurion ja sen seurauksena mikrobikasvuston syntymisen. Lattian alhainen lämpötila voi olla asukkaille haitallinen. Haitan suuruus riippuu vaatetuksesta, lattiamateriaalin lämmönjohtavuudesta, kylmistä lattian suuntaisista ilmavirtauksista ja oleskeluajasta. Seinä- ja kattopintojen viileys ei yleensä aiheuta terveyshaittaa, jos jäljempänä ilmoitetut lämpötilojen välttävän tason arvot eivät alitu. Suuret lämpötilaerot laajoilla seinäpinnoilla voivat kuitenkin aiheuttaa lämpösäteilyn epäsymmetrisyyttä. Tämä puolestaan johtaa viihty- 15
vyyden vähenemiseen, ja pitkään jatkuessaan siitä voi myös aiheutua terveyshaittaa asunnossa oleskeleville. 2.4 HUONEILMAN LÄMPÖTILA Ihmisen kokemaan lämpöaistimukseen vaikuttavat huoneilman lämpötila, lämpösäteily, ilman virtausnopeus ja kosteus sekä vaatetus, ihmisen toiminnan laatu, terveydentila ja ikä. Lämpötila vaikuttaa suoraan viihtyvyyteen. Jos huoneilman lämpötila on liian matala tai korkea, ilma on liian kuivaa tai kosteaa, ilmanvaihto liian pienellä, suurella tai muuten epätasapainossa, voi edellä mainituista seikoista aiheutua ihmiselle oireilua tai suoranaista terveyshaittaa sekä alentaa asumisviihtyvyyttä. Jos huoneilma on lämmityskaudella liian lämmintä, voi se lisätä väsymistä, keskittymiskyvyn alenemista, hengitysoireilua ja aiheuttaa kuivuuden tunnetta, mikä johtaa usein turhaan ilmankostutukseen. Liian korkea lämpötila voi myös kiihdyttää kaasumaisten epäpuhtauksien vapautumista lähteistään (RakMK D2/2010). Liian alhainen lämpötila huonetilassa aiheuttaa lattia-, seinä- ja kattopintojen viilenemisen, joka voi aiheuttaa haittaa ns. säteilyvetona tai sisäilman tiivistymistä pistemäisesti kylmään pintaa. Huoneilman lämpötila mitataan standardin SFS 5511, kohdan 4 mukaisesti. Huoneilman lämpötiloille on annettu lämpötilojen ohjearvot. Taulukossa 1 on esitetty huonetilojen ja huoneilman ohjearvot. Ohjearvot perustuvat mittausolosuhteisiin, joissa ulkoilman lämpötila on -5 C ja sisäilman lämpötila +21 C. Jos mittausolosuhteet poikkeavat vertailuolosuhteista (-5 C, +21 C), voidaan mitattuja pintalämpötiloja verrata ohjearvoihin jäljempänä esitetyllä tavalla lämpötilaindeksiä käyttäen. Taulukon 1 huoneilman lämpötilojen ohjearvot on jaettu kahteen ryhmään: Lämpötilojen välttävään ja hyvään tasoon. Arvot koskevat lämpötiloja, jotka mitataan huoneen oleskeluvyöhykkeeltä. Muilla oleskelutiloilla tarkoitetaan tässä yhteydessä esimerkiksi palvelutaloja, päiväkoteja ja kouluja. Taulukon 1 ohjearvoja voidaan käyttää soveltuvin osin esimerkiksi kokoontumishuoneistojen ja muiden vastaavien oleskelu- 16
tilojen, kuten terveyskeskusten ja vastaavien odotustilojen lämpötilaolojen arviointiin. Ohjearvojen hyvä taso vastaa pääosin uudisrakentamiselle asetettuja, rakentamismääräyskokoelman mukaisia vähimmäisvaatimuksia. Asuntojen ja muiden oleskelutilojen kunnossapidossa ja käytössä tulee pyrkiä vähintään tähän tasoon. Ohjearvojen välttävän tason alittaminen voi aiheuttaa terveyshaittaa. Lämpötilaindeksi lasketaan seuraavalla kaavalla (Asumisterveysohje 2003): TI = (Tsp To)/(Ti To)x100 [%] TI = lämpötilaindeksi Tsp =sisäpinnan lämpötila, C Ti = sisäilman lämpötila, C To = ulkoilman lämpötila, C. Jos lämpötilaindeksi alittaa selvästi taulukossa 1 esitetyn välttävän tason arvon, on syytä tarkistaa tilan painesuhteet ulkoilmaan verrattuna ja merkkisavuilla ja/tai ilman virtausmittarilla pyrkiä paikallistamaan mahdollinen rakenteissa esiintyvä ilmavuoto. Matalat pintalämpötilat johtuvat eristevirheistä, rakenteellisista kylmäsilloista, höyrynsulun puutteista ja ilmavuodoista sekä niiden yhdistelmistä. Ilmanvaihto- ja lämmitysjärjestelmän toiminta vaikuttaa myös pintalämpötiloihin. Rakennuksen ulkovaipan ilmanpitävyys voidaan tarvittaessa mitata painekokeella, jossa tutkittavaan tilaan aiheutetaan 50 Pa alipaine. Alipaineen ylläpitämiseen tarvittava ilmamäärä jaetaan tutkittavan tilan ilmatilavuudella. Näin saatu ilmavuotoluvun n50 [1/h], vaihtoa tunnissa, kuvaa ulkovaipan tiiviyttä. 17
Taulukko 1. Lämpötilojen, lämpötilaindeksien ja ilman virtausnopeuden ohjeellisia arvoja, (Asumisterveysohje 2003). Asunto ja muu oleskelutila välttävä taso TI hyvä taso TI Huoneilman lämpötila ( C) 1) 18 1) 2) 21 Operatiivinen lämpötila ( C) 18 2) 20 Seinän lämpötila ( C)3) 16 6) 81 18 6) 87 Lattian lämpötila ( C)3) 18 2) 6) 87 20 6) 97 Pistemäinen pintalämpötila ( C) 11 4) 6) 61 12 6) 65 Ilman virtausnopeus 5) vetokäyrä 3 vetokäyrä 2 1) Huoneilman lämpötila ei saa kohota yli 26 C, ellei lämpötilan kohoaminen johdu ulkoilman lämpimyydestä. Lämmityskaudella huoneilman lämpötilan ei tulisi ylittää 23 24 C. 2) Palvelutaloissa, vanhainkodeissa, lasten päivähoitopaikoissa, oppilaitoksissa ja vastaavissa tiloissa huoneilman lämpötilan ja operatiivisen lämpötilan välttävä taso on 20 C sekä lattian pintalämpötilan välttävä taso 19 C. 3) Keskiarvo standardin SFS 5511 mukaan määriteltynä, kun ulkoilman lämpötila on 5 C ja sisäilman lämpötila + 21 C. Jos mittausolosuhteet poikkeavat vertailuolosuhteista, käytetään lämpötilaindeksiä. 4) Lämpötilaindeksiä 61 % vastaava pistemäinen pintalämpötila. Lämpötilaindeksi on laskettu lämpötilaindeksin laskentakaavan mukaan vastaamaan. 9 C pintalämpötilaa (huoneilman lämpötilaa 21 C ja suhteellista kosteutta 45 % vastaava kastepistelämpötila, kun ulkoilman lämpötila on 10 C ja sisäilman lämpötila 21 C ). Ikkunan, seinännurkkien ja putkien läpiviennin alin hyväksyttävä pistemäinen pintalämpötila. 5) Ilman virtausnopeuden enimmäisarvo, joka määräytyy standardin SFS 5511 kuvan 7 vetokäyristä. 6) Jos huoneilman lämpötila on < 21 C pintalämpötiloja mitattaessa, seinän ja lattian sekä pistemäisen pintalämpötilan arvioina käytetään mittaustuloksista laskettua lämpötilaindeksiä, jota verrataan taulukon 1 arvoihin. 2.5 HUONEILMAN KOSTEUS Sisäilman kosteus vaikuttaa esimerkiksi ihmisen hikoiluun ja hengitykseen. Liiallinen ilman kosteus voi edistää pölypunkkien esiintymistä ja aiheuttaa kosteuden tiivistymistä rakenteisiin, mikä puolestaan lisää mikrobikasvuston riskiä. Kuiva ilma 18
hidastaa hengitysteiden värekarvojen liikettä ja heikentää ilman poistumista hengitysteistä. Tällöin limakalvojen kyky vastustaa tulehduksia vähenee. Pieni ilman kosteus lisää myös staattisen sähkön muodostumista. Asunnon ilman suhteellisen kosteuden tulisi olla noin 20 60 %, joskaan sen saavuttaminen ei ole aina mahdollista muun muassa ilmastollisista syistä. Näistä arvoista poikkeamista ei voida pitää terveyshaittana, jos muut asumisen terveydelliset edellytykset täyttyvät. Huoneilman kostuttamista tulisi aina välttää. Jos kuitenkin kostutetaan ilmaa erillisellä kostuttimella, on ilman suhteellista kosteutta seurattava erillisellä luotettavalla kosteusmittarilla, (Asumisterveysohje 2003). Huoneistoissa voi esiintyä ylimääräistä rakenteista erittyvää kosteutta, joka voi aiheuttaa rakenteiden vaurioitumista ja johtaa terveyshaittaa aiheuttavaan mikrobikasvuston kehittymiseen rakenteissa. Kosteusvaurio voi myös aiheuttaa rakennusmateriaalien kemiallista hajoamista, minkä seurauksena sisäilmaan vapautuu esimerkiksi ammoniakkia, formaldehydiä ja haihtuvia orgaanisia yhdisteitä. Kohonnut rakenteiden kosteus voi aiheutua vesivahingosta, veden kondensoitumisesta, rakentamisen aikaisen kosteuden jäämisestä rakenteisiin, kapillaarisesta noususta rakenteisiin, tai muista syistä joiden vaikutuksesta rakenteet ovat jatkuvasti märkiä. Vaikka kostuneet rakenteet eivät aina suoranaisesti aiheuta terveyshaittaa, voidaan kosteuden perusteella arvioida olosuhteita, jotka saattavat johtaa terveyshaittaa aiheuttavan mikrobikasvuston tai kemikaalien päästön kehittymiseen. 2.6 HUONEILMAN HIILIDIOKSIDI Ihmisen aineenvaihdunta tuottaa sisäilmaan hiilidioksidia (CO2) ja muita epäpuhtauksia. Hiilidioksidin määrää sisäilmassa voidaan pitää ihmisestä peräisin olevien sisäilman epäpuhtauksien indikaattorina. Sisäilman hiilidioksidipitoisuus saattaa kohota suureksi esimerkiksi asuinhuoneiston makuuhuoneessa yön aikana, (etenkin jos makuuhuoneen ovi pidetään kiinni), koulun luokkahuoneissa oppituntien aikana ja päiväkodin lepohuoneissa. Sisäilma tuntuu tällöin tunkkaiselta. Hiilidioksidin 19
suuri pitoisuus sisäilmassa voi aiheuttaa päänsärkyä, väsymystä ja työskentelytehon huonontumista. Sisäilman kohonnut hiilidioksidipitoisuus on osoitus ilmanvaihdon riittämättömyydestä, eikä sille voida ilmoittaa mitään erityistä täydellistä ohjearvoa. Jos sisäilman hiilidioksidipitoisuus ylittää 2700 mg/m³ (1500 ppm), on ilmanvaihtoa tehostettava. Hiilidioksidi tulisi mitata sisäilmasta, jos sisäilma tuntuu tunkkaiselta tai ilmanvaihdon riittävyyttä on syytä epäillä. Tyydyttävänä tasona voidaan pitää arvoa 1200 ppm ja hyvänä tasona 900 ppm. Sisäilman hiilidioksidipitoisuuden vaihteluita (usean tunnin tai vuorokauden aikana) on suositeltavaa seurata sellaisilla jatkuvatoimisilla, rekisteröivillä mittalaitteilla, joiden toiminta perustuu esimerkiksi infrapunasäteilyn adsorptioon (SFS 5412) tai sähkökemialliseen kennoon. Mittalaitteet on kalibroitava säännöllisesti ja sähkökemiallisten laitteiden kennot on uusittava muutaman vuoden välein. Hetkellinen hiilidioksidipitoisuus voidaan mitata myös suoraan osoittavalla ilmaisinputkilla, jotka värjäytyvät imettäessä niiden läpi tietty ilmavirta, (Asumisterveysohje 2003). Ilmanvaihtokone, jonka suodattimia ei ole vaihdettu riittävän usein uusiksi, saattaa aiheuttaa huoneilman hiilidioksidipitoisuuden kohoamisen. Tukkeutuneet suodattimet eivät läpäise puhdasta ilmaa riittävästi, minkä johdosta huoneilmassa on tunkkainen haju. 2.7 HIUKKASET Sisäilman hiukkaspitoisuuksiin vaikuttaa eniten ihmisten läsnäolo. Ilman hiukkaspitoisuus nousee heti, kun ensimmäinen ihminen astuu sisään. Sisäilman pienhiukkaset ovat osaksi peräisin ulkoilmasta. Siellä suurin pienhiukkaslähde on liikenne. Muita sisäilman pienhiukkaslähteitä ovat esimerkiksi ruuanvalmistus, puun poltto tulisijoilla ja kynttilät. Merkittävää sisäilman epäpuhtautta aiheuttava tekijä on tupakointi. Sisäilman hiukkaset voidaan jaotella kokonsa perusteella kokonaisleijumaan, hengitettäviin hiukkasiin ja pienhiukkasiin. Kokonaisleijumalla (TSP) tarkoitetaan kaikkia ilmassa leijuvia hiukkasia ja sen massasta suurin osa on karkeaa pölyä. Hen- 20
gitettävät hiukkaset (PM10) ovat aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 10,0 µm ja pienhiukkaset (PM2.5) ovat aerodynaamiselta halkaisijaltaan alle 2,5µm kokoisia hiukkasia. Kokonaisleijuman (TPS) lähteinä ovat ihmisen toiminta sekä ulkoilmasta sisään siirtyvät liikenteen aiheuttamat päästöt, kuten katupöly ja luonnosta peräisin oleva pöly. Sisäilmassa suuret hiukkaset eivät jää leijumaan ilmaan, vaan laskeutuvat lattialle ja muille tasopinnoille. Terveydellistä merkitystä on erityisesti laskeutuneen pölyn sisältämillä orgaanisilla hiukkasilla ja mineraalivillakuidulla. Ärsytysoireet voivat aiheutua suorasta ihokosketuksesta ja hetkellisesti kohonneiden hiukkaspitoisuuksien kuormittaessa hengitysteiden limakalvoja ja silmiä (Asumisterveysohje 2003). Hengitettävät hiukkaset ja pienhiukkaset ovat ulkoilmasta peräisin palamisreaktiosta, liikenteen, teollisuustuotannon ja teollisuuden päästöjen kaukokulkeumasta ja katupölystä sekä sisätiloissa ulko/sisä siirtymästä, tupakansavusta ja muista sisälähteistä. Pienhiukkasten (PM2.5) oletetaan olevan terveydelle haitallisimpia, koska ne kulkeutuvat syvälle hengitysteihin (Asumisterveysohje 2003). Sisäilman hiukkaspitoisuuden mittaaminen voi olla aiheellista, jos asunnon sisäilmaan epäillään kulkeutuvan ulkoa huomattavia määriä hiukkasia tai asunnossa on merkittäviä sisälähteitä. Mittaaminen voi olla tarpeen myös selvitettäessä tuloilmalaitteiston suodatuksen tehokkuutta. Joissakin tapauksissa ulkoilman hiukkaspitoisuuden samanaikainen mittaaminen kohteen läheisyydessä auttaa selvittämään, ovatko hiukkaset lähtöisin sisäilmasta vai kulkeutuvatko ne sisätiloihin ulkoilmasta käsin. Sisäilman hiukkasten kokonaisleijuman (TPS) pitoisuus saa olla enintään 120 µm/m³ (24 tunnin keskiarvo, +20 C, 1 atm ). Koska hengitettävät hiukkaset ja pienhiukkaset ovat terveydelle haitallisimpia, tulisi mittaukset kohdistaa näihin hiukkasiin. Hengitettävien hiukkasten (PM10) pitoisuus sisäilmassa 24 tunnin mittauksen aikana saa olla enintään 70 µm/m³ (24 tunnin keskiarv0, +20 C, 1 atm ). Pienhiukkasille (PM2,5) ei ole toistaiseksi ohjearvoja, mutta suositusarvona voidaan pitää 50 % PM ohjearvosta, (STM 2003, Asumisterveysohje). Hiukkasten pitoisuus voidaan määrittää joko niiden massana tai lukumääränä ilmatilavuutta kohden. Suodatinkeräyksellä on mahdollista tarvittaessa selvittää hiukkasten kemiallinen koostumus. Koko- 21
naisleijuma voidaan arvioida standardin SFS 3860 (työpaikan ilman pölypitoisuuden mittaaminen suodatinmenetelmällä) mukaisesti keräämällä näytteet selluloosaasetaattisuodattimelle, jotka punnitaan ennen ja jälkeen näytteenoton standardissa esitetyllä tavalla. Luotettavan tuloksen saamiseksi kerättyjen ilmavirtojen tulee olla useita kuutiometrejä. Hengitettävien hiukkasten (PM10) pitoisuus mitataan standardin EN 12341 mukaisella tai vastaavalla keräimellä. Hengitettävien hiukkasten ja pienhiukkasten keräämiseen käytetään syklonia tai impaktoria esierottimena. Hiukkaset kerätään suodattimelle, jonka materiaali valitaan käyttötarkoituksen ja/tai laitetoimittajan suosituksen mukaan. Ilmavirta hiukkaskeräyksessä on 4-20 l/min ja keräys kestää tavallisesti ainakin 18-24 tuntia. Hyvin pölyisissä paikoissa on mahdollista saada punnittavia massoja jo lyhyemmässä ajassa. Suodattimet punnitaan ennen ja jälkeen näytteenoton mikrovaa alla ja punnituksessa käytetään varauksenpoistinta. Pinnoilla laskeutuva pöly voidaan määrittää keräämällä näyte esimerkiksi imuroimalla pölyä tietynkokoiselta alueelta etukäteen punnitulle suodattimelle tai pussiin, joka punnitaan näytteenoton jälkeen. Näytteestä voidaan määrittää esimerkiksi epäorgaanisen ja orgaanisen pölyn osuus tai mineraalivillakuitujen pitoisuus. Mineraalivillakuidut määritetään mikroskooppisesti (valomikroskooppi, elektronimikroskooppi tai stereomikroskooppi). Tietyssä ajassa pinnoille laskeutuvien mineraalivillakuitujen pitoisuus määritetään keräämällä näytteen pinnalle asetetuille, esimerkiksi vaseliinilla päällystetyille lasilevyille, joilta laskeutuneen kuidut lasketaan optisella vaihesiirtomikroskoopilla. Näytteen keräysaika on 7 vuorokautta ja laskeutuvien kuitujen pitoisuudet ilmoitetaan kuitujen määränä pinta-alayksikköä (cm²) ja aikaa kohden, (Asumisterveysohje 2003). Sisäilman epäpuhtautena voi olla ulkoa tai muualta rakennuksesta rakennevuotojen tai väärin toimivan ilmanvaihdon seurauksena kulkeutuva tupakansavu. Ympäristön tupakansavu (YTS) on savukkeen ja muiden tupakkatuotteiden poltosta muodostuvien hiukkasten, aerosolien ja kaasujen seos. Tupakansavussa on yli 4000 yksittäistä yhdistettä. Orgaanisista yhdisteistä tärkein on nikotiini. Tupakansavu sisältää yli sata ihmiselle haitallista yhdistettä, joista syöpää aiheuttavia on noin neljäkymmentä. Hiukkasten keskimääräinen halkaisija 22
YTS:ssa on noin 0,1 µm, joten suurin osa hiukkasista kuuluu hiukkaskokoluokkaan, jota ihminen hengittää keuhkoihinsa, (Asumisterveysohje 2003). Kemiallisten epäpuhtauksien, kuitujen ja hiukkasten aiheuttamien terveyshaittojen poistamiseksi ei voida antaa yleistä ohjetta, vaan jokainen tapaus on käsiteltävä erikseen haitan luonteen ja suuruuden mukaan. Pääperiaate on selvittää epäpuhtauksien alkuperä ja estää epäpuhtauksien leviäminen sisäilmaan. Epäpuhtauksien kertymiseen sisäilmaan ovat usein syynä liian pieni ilmanvaihto tai korvausilman hallitsematon sisääntulo rakenteiden kautta. Jos epäpuhtauden ovat peräisin rakennusmateriaaleista, on voimakkaista runsaasti päästöjä aiheuttavat materiaalit vaihdettava vähäpäästöisiin materiaaleihin. Tämän lisäksi on tehostettava ilmanvaihtoa, estettävä korvausilman kulkeutuminen rakenteiden kautta ja pinnoitettava rakenteet sisätilaan päin tiiviin kalvon muodostamalla pinnoitteella. (Asumisterveysohje 2003). Yhdysvaltalaistutkijat ovat selvittäneet ilmanvaihdon ja kanavasuodattimien vaikutusta hiukkasten häviämiseen kalustetussa ja asutussa kolmikerroksisessa kaupunkiasunnossa. Tutkitut hiukkaset olivat halkaisijaltaan 0,3-10µm. Tutkimustuloksissa todettiin että eri lähteistä peräisin olevien hiukkasten laskeumanopeudet eivät eronneet merkittävästi toisistaan ilmanvaihto- ja suodatinolosuhteista riippumatta. Toisin sanoen hiukkasten koostumuksella ei ollut merkitystä laskeumanopeuteen. Sen sijaan hiukkasten kokoluokalla oli vaikutusta siten, että suurikokoiset hiukkaset laskeutuvat nopeammin kuin pienet. Ilmastointikoneen käyttö, riippumatta oliko käytössä suodattimia tai ei, kiihdytti hiukkasten laskeutumista kaikissa kokoluokissa. Esimerkiksi 1,0-2,5 µm:n hiukkasten laskeumanopeus kaksinkertaistui kun ilmastointikone laitettiin päälle (Howard-Reed ym. 2003). Tanskalaistutkijat selvittivät sisäilman pölyn aiheuttamia oireita ja haitallisia tuntemuksia terveillä henkilöillä. Altistus kesti 5 tuntia 15 minuuttia kammiossa, jossa oli kontrolloidut ilmastoolosuhteet. Mittaukset tehtiin altistuksen alussa, altistuksen lopussa sekä altistusta seuraavana päivänä. Kyselyn perusteella pölyaltistus aiheutti äkillisiä (altistuksen alussa), puoli äkillisiä (altistuksen loppuvaiheessa) sekä viivästyneitä (altistusta seuraavana päivänä) havaintoja heikentyneestä ilman laadusta, äkillisiä ja puoliäkillisiä 23
hajuhavaintoja, äkillistä silmän ärsytystä, äkillistä ja viivästynyttä raskaan pään tuntemusta, puoliäkillistä hikoilua ja puoliäkillistä yleistä ärsytystä. Yskiminen lisääntyi altistuksen myötä. Tulosten perusteella terveet henkilöt, joilla ei ole yliherkkyyttä, näyttävät reagoivan sisäilman pölyyn. Toiset reaktiot ilmenivät äkillisesti, mutta heikkenivät tottumisen myötä, kun taas toiset reaktiot voimistuivat pitkittyneen altistuksen myötä. Havainnot antavat viitteitä tämänkaltaisen pölyn annos-vaste-suhteen kynnyspitoisuudeksi 140 µg/m3 (Moelhave ym. 2000). Ulkoilman pienhiukkasten < 2,5 µm lisäävät hengityselinsairauksiin sekä sydän- ja verisuonitauteihin liittyvää sairastuvuutta ja kuolleisuutta myös Suomessa. Sairastuvuus ja kuolleisuus lisääntyvät päivinä, jolloin pienhiukkasaltistukset ovat suuria. Samoin kuolleisuus on korkeampi kaupungeissa, joiden ulkoilman pienhiukkaspitoisuudet ovet korkeat. Taulukossa 2 on esitetty hiukkaspitoisuudet (PM10) eri kaupungeissa vuosikeskiarvona. Huomiota herättävin kaupunki-ilman hengitettävistä hiukkasista on peräisin liikenteen nostattamasta katupölystä, erityisesti maalis-huhtikuussa, jolloin jauhautunut hiekoitushiekka ja asfalttipöly nousevat liikenteen nostattamina kuivilta kaduilta. (www.ilmatieteenlaitos.fi) 24
Kuva 1. Kaupunkien ilmanlaatumittauksia, PM10-hiukkaskoon mittaus vuonna 2008. 25
2.8 MIKROBIT Sisäilmassa esiintyy runsaasti erilaisia eloperäisiä epäpuhtauksia, bioaerosoleja, jotka ovat joko nestemäisiä tai kiinteitä. Mikrobeja, siitepölyä, hyönteisten ja punkkien osia tai eritteitä esiintyy kaikkialla ihmisen elinympäristössä. Näistä terveyden kannalta merkittävimpiä ovat mikrobit, erityisesti virukset, bakteerit, ja sieniin kuuluvat homeet (Husman ym. 2002). Kosteus voi käynnistää rakenteessa mikrobikasvuston. Vaurioituneesta rakenteesta voi siirtyä sisäilmaan mikrobien aineenvaihduntatuotteita (VOC ja toksiinit) tai hiukkasia, esimerkiksi mikrobit, itiöt ja rihmaston kappaleet. Ellei mikrobikasvustoa ole poistettu, voi se olla terveydelle haitallista vielä senkin jälkeen, kun rakennusmateriaali on kuivunut tai kuivatettu. Tämän vuoksi kosteusvaurio on välittömästi korjattava ja vaurioon johtaneet syyt on poistettava, (Asumisterveysohje 2003). Mikrobeille tai mikrobien aineenvaihduntatuotteille altistuneilla ihmisillä havaittuja tyypillisiä oireita ovat silmien, ihon ja hengitysteiden ärsytysoireet, erityisesti yöyskä sekä erilaiset yleisoireet esimerkiksi lämpöily. Oireet yleensä lievenevät tai katoavat, kun altistus keskeytyy tai loppuu. Altistuksen seurauksena voi esiintyä myös toistuvia hengitystieinfektioita tai kehittyä pitkäaikaissairaus esimerkiksi astma. Altistuksen on todettu lisäävän poskiontelo- ja keuhkoputkentulehduksen riskiä. Mikrobialtistukseen saattavat viitata myös kohonneet Ige-vasta-ainetasot. Vasta-ainetasoissa on kuitenkin suuria yksilöllisiä eroja. Verrattaessa vasta-ainetuloksia altistuksen aiheuttajaksi epäillyn rakennuksen mikrobinäytteistä saatuihin tuloksiin, vastaainetulosten ja mikrobinäytteiden välinen hyvä yhteensopivuus tukee päättelyä mikrobialtistuksesta. Ige-vasta-ainetasot eivät kuitenkaan ole osoitus sairaudesta, (Asumisterveysohje 2003). Asunnon tai muun oleskelutilan rakenteissa tai huoneen sisäpinnoilla esiintyvä mikrobikasvusto voidaan varmentaa mikrobiologisilla tutkimuksilla varsinkin silloin, kun se ei ole silmin havaittavaa, mutta asunnossa oleskelevien ihmisten oireilu viittaa mikrobialtistukseen. Aika ajoin aistittava homeenhaju tai maakellarimainen haju voivat johtua mikrobikasvustosta. Kaikki mikrobit eivät kuitenkaan aiheuta helposti 26
aistittavaa hajua. Homeet ovat nopeasti kasvavia ja hyvin monimuotoisia sieniorganismeja, joilla on tärkeä hajotustehtävä ekosysteemissä. Homeet voivat käydä läpi lajityypillisiä lisääntymisen eri vaiheita, mutta home-nimellä viitataan vain suvuttoman lisääntymisen vaiheeseen tai lajiin, joilla ei ole lainkaan suvullista lisääntymistä (Campbell 2002). Mikrobikasvustosta ovat osoituksena myös tavanomaisesta poikkeava sisäilman tai rakenteiden sieni-itiöpitoisuus, mikrobikasvusto tai mikrobien aineenvaihduntatuotteiden esiintyminen sisäilmassa. Rakennuksen sisäilman mikrobien lisäksi ihmisen elimistöön ja sairastumisen kokonaisriskiin vaikuttavat myös ulkoilman homeet, sädesienet ja muut mikrobit sekä ravinnon ja eräiden nautintoaineiden sisältämät mikrobit ja niiden aineenvaihduntatuotteet (Putus 2010). Terveydensuojelulain 1 :ssä terveyshaitalla tarkoitetaan muun muassa elinympäristössä olevasta tekijästä tai olosuhteesta aiheutuvaa sairautta tai sen oiretta. Terveyshaittana pidetään myös altistumista terveydelle vaaralliselle aineelle tai tekijälle siinä määrin, että sairauden tai sen oireiden esiintyminen on mahdollista. Tällainen tilanne saattaa syntyä silloin, kun ihminen asuu tai oleskelee asunnossa, jossa hän voi altistua mikrobikasvustosta peräisin oleville soluille tai mikrobien aineenvaihduntatuotteille (Asumisterveysohje 2003). Mikrobien pitoisuuden määrittämisellä pyritään päättelemään, onko asunnossa kosteusvaurioista johtuva sieni-itiö- tai aktinomykeettikasvusto. Mikrobivaurioita epäiltäessä asunnossa tulisi ensin tehdä selvitys tilojen mahdollisesta kosteusvauriosta. Lisäksi selvitetään sisäilman fysikaalisia tekijöitä, ainakin huoneilman lämpötila, suhteellinen kosteus sekä huoneiston ilmanvaihdon toimivuus. Tarpeen mukaan näytteitä otetaan rakenteiden pinnoilta, materiaaleista tai sisäilmasta mikrobien toteamiseksi. Pintanäyte on rakenteen pinnalta otettu näyte vauriokohdasta tai vertailupinnalta. Vauriokohdalla tarkoitetaan sellaista kohtaa huoneen sisäpinnalla tai rakenteessa, joissa tiedetään tai epäillään olevan tai olleen kosteusvaurioita tai, joissa on selvästi tunnistettavia merkkejä kosteusvauriosta. Rakennusmateriaalinäyte on rakennusmateriaalin pinnalta tai rakenteesta otettu näytepala. Näyte uutetaan steriiliin laimennusseokseen, josta tehdään sarja laimennoksia viljelyä varten. Materiaali- 27
näytteen alustavassa tutkimuksessa on suositeltavaa käyttää näytteen suoraa mikroskopointia. Tällöin on mahdollista havaita myös elinkykynsä menettänyt mikrobikasvusto (itiöitä, rihmastoa, jota ei saada viljelemällä esiin). Pintanäyte voidaan ottaa myös esimerkiksi teippinäytteenä, kontaktimaljalle tai viljelemällä pyyhintänäyte suoraan kasvualustalle. Pintanäytteen tuloksen tulkinta perustuu vauriopinnalta otettujen näytteiden mikrobitulosten väliseen vertailuun. Kuivien, vauriottomien pintojen sieni-itiöpitoisuudet ovat yleensä alle 10 cfu/cm². Jos vauriopinnalta otetun näytteen sieni-itiöpitoisuus on yli 1000 cfu/m² ja vauriopinnalta otetussa näytteessä sieni-itiöpitoisuus on vähintään 100 kertaa suurempi kuin vertailupinnan näytteessä, vauriopinnalla voidaan katsoa esiintyvän sienikasvustoa. Jos vauriokohdasta otetun aktinomykeettipitoisuus on vähintään 10 kertaa suurempi kuin vertailukohdasta otetun näytteen pitoisuus, voidaan vauriopinnalla katsoa esiintyvän aktinomykeettikasvustoa, (Asumisterveysohje 2003). Rakennusmateriaalinäyte voidaan myös tutkia suoraviljelymenetelmällä levittämällä materiaalia hienonnuksen jälkeen suoraan kasvualustalle. Näillä menetelmillä otettujen tai analysoitujen näytteiden tulokset ovat ensisijaisesti kvalitatiivisia. Tulosten tulkitsemista on oltava käytettävissä kyseisellä menetelmällä tutkittujen näytteiden vertailuaineisto. Rakennusmateriaalinäytteen tuloksien tulkinta on helpompaa, jos vauriokohdasta otetun materiaalinäytteen mikrobipitoisuutta voidaan verrata vertailunäytteen mikrobipitoisuuteen Jos vaurioituneesta kohdasta otetussa materiaalinäytteessä sieni-itiöpitoisuus on vähintään 100 kertaa suurempi kuin vastaavassa vertailunäytteessä, sienikasvustoa esiintyy vaurioituneessa rakenteessa. Jos vertailunäytettä ei ole käytettävissä, rakennusmateriaalissa voidaan katsoa esiintyvän sienikasvustoa, kun näytteen sieni-itiöpitoisuus on vähintään 10 000 kpl/g. Jos näytteen sieni-itiöpitoisuus on pienempi kuin 10 000 kpl/g, yksinomaan sieniitiöpitoisuuden perusteella ei voida tehdä johtopäätöstä materiaalin kasvustosta, vaan myös lajistoa on tarkasteltava. Rakennusmateriaaleihin, jotka ovat kosketuksissa maaperän tai ulkoilman kanssa, kuten alapohjarakenteet ja lämmöneristeet, ei 28
voida soveltaa edellä mainittuja tulkintaperiaatteita, varsinkaan jos niiden kautta ei tapahdu ilmavuotoja sisätiloihin (Asumisterveysohje 2003). Sisäilman mikrobimittauksilla tutkitaan, ovatko asunnon sisäilman sieniitiöpitoisuudet ja suvusto tavanomaista sen sijaintiin, ikään ja vuodenaikaan nähden. Lisäksi sisäilman mikrobimittauksilla voidaan todeta, leviääkö muualla rakennuksessa, esimerkiksi porraskäytävässä tai kellaritilassa, esiintyvästä mikrobikasvustosta itiöitä tai mikrobisoluja rakennuksen muihin sisätiloihin. Mittaukset tulisi tehdä talvella (maan ollessa jäässä ja/tai lumen peitossa ), koska tällöin ulkoilman sieniitiöiden ja aktinomykeettien (sädesienet) pitoisuudet ovat pienimmillään. Jos sisäilman mikrobipitoisuuksia mitataan sulan maan aikana, samanaikaisesti on otettava näytteitä myös ulkoilmasta. Asunnon sisäilman mikrobipitoisuudet vaihtelevat yleensä voimakkaasti, eikä tarkkojen ohjearvojen antaminen ole mahdollista. Vaihteluista johtuen näytteitä tulisi ottaa useita, vähintään 2-3 näytettä. Rakennuksessa voi olla home- tai lahovaurio, vaikka mikrobipitoisuuden ovat pieniä. Yksinomaan ilmanäytteen sieni-itiöpitoisuuksien perusteella ei tällöin voida tehdä johtopäätöstä mikrobikasvuston mahdollisesta esiintymisestä asunnossa, vaan lisäksi on tarkasteltava näytteen sienikasvustoa. Taajamassa sijaitsevien asuntojen sisäilman sieni-itiöpitoisuudet 100-500 kpl/m³ viittaavat kohonneeseen sieni-itiöpitoisuuteen talviaikana. Jos saman näytteen mikrobikasvusto on tavanomaisesta poikkeava, mikrobikasvusto on todennäköistä. Jos taajamassa sijaitsevan omakotitalon sisäilman sieni-itiöpitoisuudet talviaikana ovat yli 550 kpl/m³, ne ovat mikrobikasvustoon viittaavia. Rakennusten sisäilma-, pinta- ja rakennusmateriaalinäytteissä esiintyy tavallisimmin Penicillium- Aspergillus- ja Cladosporium-sienisukuja sekä hiivoja. Taulukossa 3 on esimerkkejä kosteusvaurioon ja mikrobikasvustoon viittaavista mikrobisuvuista, -lajeista ja ryhmistä. Sisäilman poikkeuksellinen sieni-itiöiden suku- tai lajijakauma voi myös viitata mikrobikasvustoon. Kohonnut mikrobipitoisuus tai poikkeava mikrobikasvusto voivat johtua myös rakennuksen tavanomaisesta käytöstä tai siitä, miten rakennus sijaitsee ulkopuolisiin mikrobilähteisiin nähden. Sisäilman mikrobipitoisuus voi hetkellisesti kohota siivo- 29
uksen, elintarvikkeiden tai polttopuiden käsittelyn ja polttamisen seurauksena. Kohonneita sisäilman mikrobipitoisuuksia tai mikrobikasvustoa tulkittaessa pitää huolellisesti arvioida kaikkia mahdollisia mikrobilähteitä sekä näytteenottotilanteen aikaista toimintaa (Asumisterveysohje 2003). Taulukko 2. Esimerkkejä ulko- ja sisäilmassa yleisesti esiintyvistä sienisuvuista ja -ryhmistä sekä kosteusvaurioon viittaavista mikrobikasvuista, lajeista ja ryhmistä (Asumisterveysohje 2003). Ulkoilmassa yleisiä sienisukuja ja -ryhmiä Sisäilman yleisiä sienisukuja ja ryhmiä Kosteusvaurioon viittaavia mikrobisukuja, -lajeja ja -ryhmiä Cladosporium Penicillium Stachybotrys* basidiomykeetit Aspergillus Trichoderma* Penicillium Cladosporium Aspergillus versicolor* Aspergillus hiivat Aspergillus fumigatus* Alternaria Chaetomium* hiivat Phialophora* steriilit** Fusarium* aktinomykeetit* pääosin Srteptomyces * mahdollisesti toksiineja tuottavia mikrobeja ** pesäkkeitä, jotka eivät käytettävillä kasvualustoilla muodosta itiöitä 3 Ilmanvaihto Ilmanvaihdon tarkoituksena on poistaa asunnon ja muiden oleskelutilojen sisäilmasta epäpuhtauksia sekä kosteutta ja liiallista lämpöä sekä samalla huolehtia puhtaan korvausilman saannista. Epäpuhtaudet ovat yleensä peräisin ihmisen aineenvaihdunnasta, asumisen erilaisista toiminnoista, rakennus- ja sisustusmateriaaleista, ulkoilmasta ja eräissä tapauksissa maaperästä (radon). Ilmanvaihdon suuruus määräy30
tyy epäpuhtauden mukaan, jonka pitoisuuden alentamiseen tarvitaan eniten puhdasta ilmaa (ulkoilma). Rakennuksen ilmanvaihto vaikuttaa suoraan tai välillisesti niihin oloihin, jotka aiheuttavat terveyshaittaa asunnossa tai muussa oleskelutilassa. Sisäilman epäpuhtaudet ovat yleensä kemiallisia yhdisteitä, ja ihmisten altistuminen niille riippuu kolmesta tekijästä, epäpuhtauspäästöstä, ilmanvaihdosta ja altistusajasta. Asunnossa ei yleensä voida vähentää altistusaikaa. Jos asunnossa tai muussa oleskelutilassa on materiaaleja, joista vapautuu sisäilmaan epäpuhtauksia, voidaan näitä materiaaleja poistaa, vaihtaa ja tehostaa ilmanvaihtoa. Jos halutaan vähentää ihmisen aineenvaihdunnasta ja toiminnoista aiheutuvia sisäilman epäpuhtauksia, ilmanvaihdon tehostaminen on yleensä ainoa käytettävissä oleva menetelmä. Väärin suunniteltu, toteutettu tai huonosti huollettu ilmanvaihtokone voi aiheuttaa terveyshaittaa. Riittämättömän ilmanvaihdon seurauksena huoneilman hiilidioksidipitoisuus kohoaa, mikä aiheuttaa tunkkaisuuden tunnetta, väsymystä, päänsärkyä ja keskittymiskyvyn alenemista. Huoneisiin kantautuva puhaltimien, kanaviston tai venttiilien melu saattaa olla häiritsevää. Liian suuri tai kylmä tuloilmavirta voi aiheuttaa vetoa. Epätasapainossa oleva ilmanvaihtojärjestelmä voi aiheuttaa myös sen, että terveydelle haitallisia epäpuhtauksia kulkeutuu asuntoihin rakennuksen muista tiloista. Ilmanvaihtolaitteet voivat olla myös epäpuhtauksien lähteenä, esimerkiksi huonokuntoisista äänenvaimennusmateriaaleista voi irrota kuituja tuloilmaan (asumisterveysohje 2003). Ihmisen aineenvaihdunta tuottaa ilmaan hiilidioksidia (CO2) ja muita epäpuhtauksia. Hiilidioksidin määrää sisäilmassa voidaan pitää ihmisestä peräisin olevien epäpuhtauksien indikaattorina. Sisäilma ei ole terveydensuojelulain vaatimukset täyttävää, jos hiilidioksidipitoisuus on yli 2700 mg/m³ (1500 ppm). Sisäilman hiilidioksidin pitoisuus tavanomaisissa sääoloissa ja huonetilan käyttöaikana on yleensä enintään 2160 mg/m³ (1200ppm), (Ympäristöministeriö, D2 2003). Ulkoilmavirran pitäisi olla yleensä noin 4 l/s henkilöä kohti, jotta hiilidioksidipitoisuus ei kohoaisi suuremmaksi kuin 2700 mg/m³. 31
Asunnoissa ja muissa oleskelutiloissa on yleensä myös muita epäpuhtauksien lähteitä, jotka lisäävät sisäilman epäpuhtauksien määrää. Epäpuhtauksien vähentämiseksi tai poistamiseksi ulkoilmaa tarvitaan enemmän, yleensä 8-10 l/s henkilöä kohden. Ilmanvaihdon tarvetta arvioitaessa on otettava huomioon myös liian suuren ilmanvaihdon aiheuttamat haitat: vetoisuus, ilmanvaihdon aiheuttama melu ja sisäilman liiallinen kuivuminen silloin, kun ulkoilman lämpötila on alle +5 C. Vanhojen rakennusten ilmanvaihdolle voidaan tapauskohtaisesti hyväksyä edellä mainitussa ohjeessa poikkeava vähäisempi ilmanvaihto. Riittävästä ilmanvaihdosta on tällöin pyrittävä huolehtimaan esimerkiksi ikkunatuuletuksella (Asumisterveysopas 2003). Asuinrakennuksen ilmanvaihto järjestetään siten, että ulkoilmaa tuodaan oleskelutiloihin (makuu- ja olohuoneet) ja ilmaa poistetaan ns. likaisista tiloista eli keittiöt, pesu- ja vaatehuoneet sekä WC:t. Ilman pitää siis virrata aina puhtaista tiloista likaisiin päin. Ilmanvaihdon tulee olla toiminnassa jatkuvasti. Toivottavaa olisi että ilmanvaihtoa käytettäisiin ns. normaalissa käyttöasennossa. Normaalilla käyttöasennolla tarkoitetaan ilmastointilaiteen asennuksen/huollon yhteydessä kojeen käyttönopeutta joka oli päällä ilmamääriä säädettäessä. Jos ilmanvaihtokoneen käyttöasento myöhemmin tiputetaan alemmas, asuntoon tuleva ja sieltä lähtevä ilmamäärä on tilavuuteen nähden liian pieni, joka saattaa pitkäaikaiskäytössä aiheuttaa asukkaille terveyshaittoja. Ilmanvaihdon suuruus voidaan luotettavasti määrittää vain mittausten avulla, mutta asukkaat itse voivat testata ilmanvaihdon toimivuutta asettamalla paperiarkin koneellisen ilmanvaihdon poistoventtiiliin kiinni. Jos paperiarkki pysyy paikallaan, voidaan kuvitella ilmanvaihdon olevan riittävä. Kylpyhuoneessa ilmanvaihto on liian pieni jos normaalin suihkukäynnin jälkeen esimerkiksi peiliin tiivistynyt huuru ei poistu 5-10 minuutissa. Tunkkainen haju on myös yleensä merkki puutteellisesta ilmanvaihdosta. 32
3.1 ILMANVAIHTOTYYPIT Painovoimainen ilmanvaihto Painovoimainen ilmanvaihto oli asuntojen yleisin ilmanvaihto aina 1960-luvulle asti. Nykyään painovoimaista ilmanvaihtoa ei juurikaan suositella, koska sille ei aina saada järjestetyksi riittävää ilmanvaihtoa kaikkiin huonetiloihin. Painovoimainen ilmanvaihto perustuu lämpötilan ja tuulen aiheuttamiin paine-eroihin sisä- ja ulkoilman välillä. Sääolosuhteiden vaihteluista johtuen ilmanvaihdon ilmavirrat vaihtelevat: kylmällä ilmalla ilma vaihtuu parhaiten, lämpimällä ilmalla ei juuri lainkaan. Koneellinen poistoilmanvaihto Koneellisella poistoilmanvaihdolla voidaan painovoimaista paremmin varmistaa riittävä ilmanvaihtuvuus kaikkina vuodenaikoina. Koneellisessa poistoilmanvaihdossa ilma poistetaan puhaltimen avulla, joka on asuinrakennuksissa yleensä katolla oleva huippuimuri. Tällöin tulee olla järjestetty myös tuloilman eli korvausilman saanti. Tämä voidaan toteuttaa ulkoilman venttiilien, raitisilmapattereiden tai ikkunarakojen avulla. Koneellisen poistoilmanvaihdon ilmavirtojen suuruus ei juuri riipu sääolosuhteista. Ilmavirtoja voidaan tehostaa muuttamalla puhaltimen kierrosnopeutta. Poistoilmapuhaltimen on omakotitaloissa yleensä liesituulettimen yhteydessä. Koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto 1970-luvulta lähtien koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä alkoi yleistyä omakotitaloissa. 1990-luvulta lähtien pääsääntöisesti mainittu järjestelmä on omakotitaloissa käytössä. Koneellisessa tulo- ja poistoilmanvaihdossa ilma puhalletaan myös sisään koneellisesti. Tuloilmaa ei johdeta ulkoilman lämpöisenä sisälle, vaan se lämmitetään. koneellinen tuloilma mahdollistaa lämmöntalteenoton poistoilmasta ja paremman ilman suodatuksen. Tuloilma johdetaan yleensä makuu- ja olohuoneisiin ja poistoilma johdetaan keittiöstä, kosteista tiloista, vaatehuoneista ja WC:stä takaisin ulkoilmaan. Oikein säädettynä rakennuksen sisällä tulisi olla alipaine kokovaipan 33