Sisäilmastoseminaari 2013 1 RAKENNUSTEN ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMISEN VAIKUTUKSET SISÄYMPÄRISTÖN LAATUUN JA ASUMISTER- VEYTEEN EUROOPASSA, PROJEKTIN TILANNEKATSAUS Mari Turunen 1, Mihkel Kiviste 2, Maria Pekkonen 1, Virpi Leivo 2, Anu Aaltonen 2, Ulla Haverinen-Shaughnessy 1, sekä INSULAtE-projektiryhmä 1 Terveyden ja hyvinvoinnin laitos, Ympäristöterveyden osasto 2 Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennetekniikan laitos TIIVISTELMÄ Rakennusten energiatehokkuuden parantamisen vaikutuksia sisäympäristön laatuun ja terveellisyyteen arvioidaan EU:n Life+ -ohjelman rahoittamassa INSULAtE hankkeessa. Rakennusten sisäympäristön laatuun vaikuttavat muun muassa ilmanvaihto sekä lämpö- ja kosteusolosuhteet ja energiatehokkuuden parantamisella voidaan vaikuttaa juuri näihin tekijöihin. Hankkeessa tehdään kenttämittauksia korjausrakennuskohteissa Suomessa ja Liettuassa, tutkimuskohteina ovat pääasiassa 1960 1980-luvuilla rakennetut asuinkerrostalot. Syksyn 2011 syksyn 2012 välisenä aikana arviointeja tehtiin yhteensä noin 14 kerrostalossa. Samoissa kohteissa toistettavia korjausten jälkeisiä arviointeja päästään aloittamaan vuoden 2013 aikana. TAUSTAA Euroopan parlamentti hyväksyi toukokuussa 2010 uudistetun rakennusten energiatehokkuutta parantavan direktiivin. Direktiivi tuli voimaan alkukesästä 2010. Kansallisten säädösten tulee olla valmiina kesällä 2012. Direktiivin mukaan energiatehokkuutta on edistettävä sekä uudisrakentamisessa että jo olemassa olevassa rakennuskannassa. Korjausrakentamiselle on direktiivin mukaan asetettava kansalliset energiatehokkuuden vähimmäisvaatimukset. Direktiiviä sovelletaan kansallisella tasolla ottamalla huomioon maan ilmastoolosuhteet, paikalliset olosuhteet, sisäilmastolle asetetut vaatimukset ja kustannustehokkuus /1/. Toisaalta Maailman terveysjärjestö (WHO) ja EU korostavat sisäympäristön ja terveyden huomioon ottamista asumisen ja energiankäytön strategioissa /2, 3/. Lähes jokaisessa EU:n jäsenmaassa on kansallisia ohjelmia asuinrakennusten energiatehokkuuden parantamiseksi. Näiden ohjelmien vaikutuksia on arvioitu lähinnä ympäristön ja kustannustehokkuuden kannalta. Vaikka niillä oletetaan olevan myös vaikutuksia sisäympäristön laatuun sekä asukkaiden terveyteen ja hyvinvointiin, ei niiden vaikutuksia ole yleensä huomioitu arvioinneissa. Kokonaisvaltaisen vaikutusten arvioinnin merkitys korostuu edelleen, kun energiatehokkuudelle asetetaan vaatimuksia myös korjattavissa rakennuksissa.
2 Sisäilmayhdistys raportti 2X. TAVOITTEET JA MENETELMÄT Hankkeen tavoitteena on kehittää kokonaisvaltainen arviointimalli jonka avulla voidaan selvittää rakennusten energiaparannusten vaikutuksia sisäympäristön laatuun ja terveellisyyteen Euroopassa. Alkuvaiheessa tutkimuksia tehdään 20 suomalaisessa sekä liettualaisessa asuinkerrostalokohteessa. Kohteista mitataan seuraavia parametreja ennen ja jälkeen energiaparannustoimenpiteiden (Kuva 1.): Sisäilman lämpötilaa ( C) ja suhteellista kosteutta (RH%) Ilmanvaihtoa (ilmanvaihtuvuus) Hiilidioksidi ja -monoksidipitoisuutta (CO 2 /CO) Typpidioksidipitoisuutta (NO 2 ) Pienhiukkaspitoisuutta (PM2.5, PM10) Mikrobi- ja kuitupitoisuutta laskeutuneesta pölystä Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) ja formaldehydin pitoisuutta, sekä Radonpitoisuutta Kuva 1. Mittauslaitteita liettualaisessa tutkimuskohteessa (Kuva: Tadas Prasauskas) Mittausten lisäksi asukkailta kerätään tietoa itse täytettävien asumisterveyskyselylomakkeiden sekä asumisterveyspäiväkirjojen avulla. Kyselylomakkeessa on 49 kysymystä asuinympäristöön ja -rakennukseen, hygieniaan (mm. talousvesi ja lemmikkieläimet), asunnon sisäympäristötekijöihin sekä asukkaan terveyteen ja hyvinvointiin liittyen. Asumisterveyspäiväkirjaa täytetään kerran päivässä kahden viikon ajan, päiväkirja sisältää pääasiassa asukkaan ajankäyttöön ja päivittäisiin toimiin, kuten mm. tuulettamiseen ja siivoamiseen, liittyviä kysymyksiä.
Sisäilmastoseminaari 2013 3 HANKKEEN TÄMÄNHETKINEN TILANNE JA ALUSTAVIA TULOKSIA Lämmityskauden 2011 2012 aikana kenttämittauksia suoritettiin kahdeksassa liettualaisessa ja kuudessa suomalaisessa asuinkerrostalokohteessa, noin viidessä huoneistossa per talo. Kaikki tähänastiset mittaukset on tehty kerrostalokohteissa, joissa ei ole vielä toteutettu korjaustoimenpiteitä. Suomessa kohteet sijaitsevat seuraavissa kaupungeissa: Tampere, Hämeenlinna, Helsinki, Porvoo ja Imatra. Kohteet on rakennettu vuosien 1928 1980 välillä. Seuraavassa esitellään joitakin alustavia tuloksia lämmityskauden 2011 2012 mittauksista. Sisälämpötila Jokaisessa asunnossa mitattiin asunnon sisälämpötilaa ja suhteellista kosteutta jatkuvatoimisilla loggereilla vähintään kahden kuukauden ajan kahdesta mittauspisteestä. Toinen loggeri sijoitettiin oleskeluvyöhykkeelle ja toisen loggerin paikka määriteltiin lämpökameramittausten avulla asunnon kylmimpään pisteeseen. Yleensä se oli ulkoseinällä parvekkeen oven läheisyydessä. Kuvassa 2 on esitetty yhden koekohteen yhdeksän asunnon kylmimmän kohdan ja oleskeluvyöhykkeen välinen lämpötilaero. Keskimäärin lämpötilaero oli noin 2,1 ⁰C, enimmillään se oli 8,1 ⁰C asunnossa 1023. Lämpötilaero, C 14 12 10 8 6 4 2 0 2 1021 1022 1023 1024 1025 1026 1027 1028 1029 4 Kuva 2. Yhden koekohteen yhdeksän asunnon kylmimmän kohdan ja oleskeluvyöhykkeen välinen lämpötilaero. Lämpökameralla määriteltiin asunnon pinta-lämpötilat, joista vertailuun otettiin pistemäinen kylmin pintalämpötila. Eri kohteiden pintalämpötilojen vertailua varten mittaushetken sisä- ja ulkolämpötilan perusteella määritetään lämpöindeksi Asumisterveysohjeen mukaisesti /4/. Eri lämpötiloille Asumisterveysohjeessa annetut ohjeelliset raja-arvot on esitetty taulukossa 1. Kuvassa 3 esitetään 20 asunnon pistemäisen pintalämpötilan lämpöindeksi. Kuvan mukaan suurimmassa osassa asuntoja pintalämpötilan lämpöindeksi täyttää hyvän sisäilmatason.
4 Sisäilmayhdistys raportti 2X. Taulukko 1. Asunnon lämpötilojen, lämpöindeksien ja ilman virtausnopeuden ohjeellisia arvoja Asunto tai muu oleskelutila Välttävä taso TI, lämpöindeksindeksi Hyvä taso TI, lämpö- Huoneilman lämpötila, ⁰C 18 21 Operatiivinen lämpötila, ⁰C 18 20 Seinän pintalämpötila *, ⁰C 16 81 18 87 Lattian lämpötila *, ⁰C 18 87 20 97 Pistemäinen pintalämpötila *, ⁰C 11 61 12 65 Ilman virtausnopeus Vetokäyrä 3 Vetokäyrä 2 * Keskiarvo standardin SFS 5511 mukaan määriteltynä, kun ulkoilman lämpötila on -5 ⁰C ja sisäilman +21 ⁰C. Jos mittausolosuhteet poikkeavat vertailuolosuhteista, käytetään lämpötilaindeksiä. Lämpötila, o C 20 18 16 14 12 10 Hyvä taso 8 6 4 Pintalämpötila, oc 2 Lämpöindeksi, 0 1010 1015 1020 1025 1030 1035 1040 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Lämpöindeksi (TI) Kuva 3. 20 asunnon pintalämpötila ja lämpöindeksi. Pienhiukkaset Kuvassa 4 esitetään yhden kohteen kuuden asunnon pienhiukkasten PM2.5 ja PM10.0 pitoisuudet 24 tunnin mittausjaksolla. Mittarit oli sijoitettu asuntojen olohuoneisiin. Lisäksi jokaisesta asunnosta mitattiin samaan aikaan myös ulkoilman pienhiukkaspitoisuudet, yleensä asuntojen parvekkeelta. Sekä Sisäilmastoluokituksen /5/ että EU:n määrittelemät raja-arvot 24 tunnin keskimääräiselle PM2.5-pitoisuudelle ovat 40 g/m 3 ja PM10.0- pitoisuudelle 50 g/m 3. Nämä raja-arvot on esitetty käyrissä punaisella viivalla. WHO:n /6/ /7/ esittämät raja-arvot (25 g/m 3 PM2.5-pitoisuudelle ja 50 g/m 3 PM10.0-pitoisuudelle) on esitetty käyrissä vihreällä viivalla. Kaikissa asunnoissa pienhiukkaspitoisuuksien vuorokauden keskiarvot olivat alle kaikkien raja-arvojen. Lähes kaikissa mittauksissa mittauksen alussa pitoisuudet olivat huomattavan korkeita, tämä johtunee mittausten valmistelusta.
Sisäilmastoseminaari 2013 5 Kuva 4. PM2.5 ja PM10.0-pitoisuudet yhden kohteen kuudessa asunnossa yhden vuorokauden mittausjaksolla. CO 2 -pitoisuus Kuvassa 5 esitetään yhden kohteen kuuden asunnon CO 2 -pitoisuus vuorokauden mittausjaksolla. Mittarit oli sijoitettu asuntojen olohuoneisiin. Kuvaan on merkitty Sisäilmastoluokituksen /8/ S1, S2 ja S3-raja-arvot. Kaikissa asunnoissa vuorokauden keskiarvot alittivat S1 hyvän sisäilman raja-arvon. Mittausjaksojen alussa useissa mittauksissa on kohonneita CO 2 -pitoisuuksia, koska tutkijat suorittivat asunnosta samalla vielä muita mittauksia, kohottaen pitoisuuksia.
6 Sisäilmayhdistys raportti 2X. Kuva 5. CO 2 -pitoisuudet yhden kohteen kuudessa asunnossa vuorokauden mittausjaksolla. JOHTOPÄÄTÖKSET JA JATKOTOIMENPITEET Alun viivästysten jälkeen kenttätyöt on saatu käyntiin ja tilanne ennen korjauksia antaa viitteitä tyypillisistä sisäolosuhteista vanhoissa kerrostaloasunnoissa Suomessa ja Liettuassa. Suomessa ohjearvojen alitukset lämpöolosuhteiden ja pienhiukkaspitoisuuksien osalta vaikuttavat tähänastisten mittausten perusteella harvinaisilta ja jatkossa saamme tietoa myös muiden sisäilman epäpuhtauksien pitoisuustasoista, ml. NO2, formaldehydi, radon, sekä pölynäytteistä määritettävät kuitu- ja mikrobipitoisuudet. Korjausten jälkeisen tilanteen perusteella pyrimme arvioimaan energiatehokkuuden parantamisen vaikutuksia em. tasoihin sekä asumisterveyteen. Kenttämittaukset lämmityskauden 2012 2013 osalta on jo aloitettu, tänä aikana mittaukset pyritään suorittamaan noin 10 asuinkerrostalokohteessa Suomessa ja Liettuassa sekä toistamaan mittaukset jo korjatuissa kohteissa. KIITOKSET Tutkimusta rahoittavat Euroopan komission LIFE+ -ohjelma sekä Energiateollisuus ry. LÄHDELUETTELO 1. [www] Ympäristöministeriö, rakennusten energiatehokkuusdirektiivi. http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=120444 (viitattu 14.1.2013). 2. WHO Regional Office for Europe, Fourth Ministerial Conference on Environment and Health, Budapest, Hungary, 23-25 June, Final Conference Report, 2004. 3. European Parliament resolution on the European Environment & Health Action Plan 2004-2010, Report, 2005. COM (2004) 416. 4. Asumisterveysohje. 2003. Sosiaali- ja terveysministeriön oppaita 2003:1. 5. Sisäilmastoluokitus 2000. Sisäilmatieto, 2001. 32 s. 6. Air quality guidelines for Europe. 2 nd ed. Copenhagen. World Health Organization Regional Office for Europe. 2000. WHO Regional Publications, European Series, No 91. 7. WHO air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulphur dioxide. Global update 2005. 22 s. 8. Sisäilmastoluokitus 2008. Sisäilmatieto, 2008. 43 s.