Sisäilmastoseminaari 2014 1 HUONON AKUSTIIKAN, KORKEAN LÄMPÖTILAN JA VÄHÄISEN ILMANVAIHDON VAIKUTUS TYÖSUORIUTUMISEEN JA VIIHTYVYYTEEN AVOTOIMISTOSSA Johanna Varjo, Valtteri Hongisto, Annu Haapakangas, Hannu Koskela, Jukka Hyönä* Työterveyslaitos, laboratorio, Lemminkäisenkatu 14-18 B, 20520 Turku *Turun yliopisto, Käyttäytymistieteiden ja filosofian laitos, 20014 Turku TIIVISTELMÄ Tavoitteena oli selvittää, miten yhtäaikaiset muutokset keskeisissä fysikaalisissa sisäympäristötekijöissä vaikuttavat kognitiiviseen suoriutumiseen, työympäristötyytyväisyyteen ja subjektiiviseen kokemukseen. Tutkimus toteutettiin avotoimistolaboratoriossa, jossa verrattiin keskenään kahta toisistaan selvästi poikkeavaa sisäympäristötilannetta: hyvä (puheäänet kuuluvat huonosti, 23.5 C, suuri ilmanvaihto) ja huono (puheäänet kuuluvat hyvin, 29.5 C, pieni ilmanvaihto). Kokeeseen osallistui 65 koehenkilöä. Suoriutuminen laski erityisesti työmuistitehtävissä huonossa sisäympäristössä. Kyselyjen perusteella kuormittuneisuus ja oireet myös lisääntyivät sekä vireystila laski huonossa sisäympäristössä. Hyvässä sisäympäristössä arviot työympäristöstä kokonaisuudessaan olivat positiivisempia. TAUSTA JA TAVOITE Kenttätutkimusten mukaan avotoimistojen ongelmien taustalla on yleisimmin huono akustiikka: puhe erottuu hyvin ja puheyksityisyys on heikko /1/. Lisäksi lämpöolojen ja ilmanlaadun on esitetty olevan yhteydessä viihtyvyyteen avotoimistoissa /2/. Yksittäisten sisäympäristötekijöiden vaikutusta suoriutumiseen ja työympäristötyytyväisyyteen avotoimistossa on tutkittu Työterveyslaitoksella jo vuodesta 2003 lähtien /3-5/. Laboratoriotutkimuksissa on osoitettu puheen häiritsevän suoriutumista erityisesti kognitiivisesti vaativissa työmuistitehtävissä. Työmuistissa ylläpidetään ja käsitellään kyseiselle hetkelle relevanttia tietoa oli sitten kyseessä yksin työskentely, kommunikointi tai tiimityö. Näin ollen työssä suoriutumisen kannalta työmuistilla on keskeinen rooli. Puheäänten aiheuttamia haittoja on osoitettu voitavan vähentää akustiikkaratkaisuilla (absorboivat pinnat ja puheenpeiteääni), joiden avulla puhujan ja kuuntelijan välistä puheenerotettavuutta eli STI-arvoa on pienennetty. Lämpötilan ja ilmanlaadun osalta vaikutukset suoritukseen ovat ristiriitaisempia. Lämpötilan arvo yksinään ei näytä selittävän mahdollisia vaikutuksia vaan myös altistusajalla ja tehtävätyypillä on merkitystä. Kuitenkin vain harvoissa tutkimuksissa on käytetty toimisto-olosuhteita vastaavia lämpötiloja. Ilmanlaadun tulosten vertailua hankaloittavat menetelmälliset erot siinä, miten heikko ilmanlaatu on koetilanteessa toteutettu. Suoriutumisen mittareiden lisäksi subjektiiviset arviot työympäristön olosuhteista ja omasta kokemuksesta täydentävät kokonaiskuvaa sisäympäristön vaikutuksista. Subjektiivisten arvioiden mukaan erityisesti puhe ja lämpötila vaikuttavat työympäristötyytyväisyyteen sekä vireyteen ja kuormittavuuteen.
2 Sisäilmayhdistys raportti 2X. Avotoimiston akustiikan, lämpötilan ja ilmanlaadun samanaikaisia vaikutuksia ei ole käsityksemme mukaan tutkittu aikaisemmin. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää keskeisten fysikaalisten sisäympäristötekijöiden (huoneakustiikka, lämpötila ja ilmanvaihto) yhtäaikainen vaikutus kognitiiviseen suoriutumiseen ja subjektiiviseen kokemukseen. Tavoitteena oli vastata kysymykseen, heikentääkö huono sisäympäristö kognitiivista suoriutumista ja tyytyväisyyttä työympäristöön ja vaikuttaako se negatiivisesti subjektiiviseen kokemukseen verrattuna hyvään sisäympäristöön. Sisäilmastoseminaarissa 2013 /6/ on esitetty yleisesti tämän tutkimuksen tuloksia, mutta tässä esityksessä keskitytään sisäympäristön vaikutuksiin. MENETELMÄT Koe toteutettiin avotoimistolaboratoriossa (90 m 2 ) Turussa keväällä 2012. Huoneeseen oli sijoitettu 12 työpistettä. Huonelämpötilaa ja ilmanvaihdon astetta voitiin hallita. Nurkkatyöpisteissä oli kaiuttimet, joista soitettiin puheääniä yksi kerrallaan. Huoneen akustisia olosuhteita (huoneabsorptio, puheenpeittoääni) voitiin muuttaa, millä voitiin vaikuttaa siihen, miten hyvin puheäänet erottuvat työpisteisiin, joissa koehenkilöt istuivat. Avotoimistoon rakennettiin kaksi sisäympäristötilannetta, hyvä ja huono. Huonossa sisäympäristössä lämpötila oli korkea (29.5 C), ilmanvaihto pieni (CO 2 pitoisuus noin 1450 ppm) ja huoneakustiikka erittäin huono, jolloin puheäänet kaikista kaiuttimista erottuivat hyvin. Tilassa ei ollut puheenpeiteääntä (tausta 36 dba) ja huoneessa ei ollut äänenvaimennusmateriaaleja. Hyvässä sisäympäristössä lämpötila oli neutraali (23.5 C), ilmanvaihto suuri (CO 2 pitoisuus noin 600 ppm) ja huoneakustiikka erittäin hyvä, jolloin vain lähimmistä kaiuttimista soitetut puheäänet erottuivat hyvin. Kaukaisemmista työpisteistä soitettu puhe erottui heikosti johtuen katossa ja seinissä käytetyistä äänenvaimennusmateriaaleista ja puheenpeiteäänijärjestelmästä (taso 45 dba). Tutkimus toteutettiin toistettujen mittausten asetelmana eli jokainen koehenkilö kävi molemmissa sisäympäristötilanteissa kahtena aamupäivänä peräkkäisillä viikoilla. Tilanteiden saapumisjärjestys oli vastabalansoitu. Tutkimukseen osallistui 65 koehenkilöä, 3-6 henkilöä kerrallaan. Koepäivän alussa koehenkilöitä ohjeistettiin päivän kulusta. Koetilanne avotoimistolaboratoriossa kesti kumpanakin päivänä kaksi tuntia, johon sisältyi puolen tunnin harjoittelu- ja totuttautumisjakso, jonka aikana suoriutumista ei mitattu. Koe sisälsi kuusi kognitiivisilta vaatimuksiltaan erilaista testiä, jotka suoritettiin tietokoneella itsenäisesti. Lisäksi kyselyillä kartoitettiin työympäristötyytyväisyyttä ja subjektiivista kokemusta useasti kokeen aikana. Ensimmäisenä koepäivänä varsinaista koetilanne edelsi 90 minuutin mittainen taustatekijöiden mittaus eri laboratoriotilassa. Tätä aineistoa ei kuitenkaan tarvita tässä yhteydessä eikä sitä käsitellä tarkemmin. Yksityiskohtaisempi kuvaus menetelmistä esitetään tutkimuksen loppuraportissa /7/. Kokeen aikana tutkittiin myös avotoimiston värimaailman vaikutusta ryhmien välisellä asetelmalla (koe suoritettiin joko ensimmäisessä tai toisessa värimaailmassa). Värimaailma ei kuitenkaan vaikuttanut merkitsevästi objektiivisiin tai subjektiivisiin tuloksiin eri sisäympäristöissä lukuun ottamatta arvioita lämpötilojen ja ilmanlaadun häiritsevyydestä. Näiden kysymysten kohdalla esitetään vain toisen ryhmän tulokset (n=31). Muita analyyseja varten aineistot on voitu yhdistää, jolloin koehenkilöiden määrä ja sitä kautta tulosten luotettavuus on lisääntynyt (n=65). Erot sisäympäristöjen välillä katsottiin tilastollisesti merkitseväksi, kun p<.05.
Sisäilmastoseminaari 2014 3 TULOKSET Huono sisäympäristö heikensi suoriutumista tilastollisesti merkitsevästi neljässä tehtävässä kuudesta. Suoritus laski huonossa sisäympäristössä tehtävästä riippuen 1-7 % siitä, mihin samat henkilöt keskimäärin pystyivät hyvässä sisäympäristössä. Erityisesti suoriutuminen laski lyhytkestoista muistia vaativassa tehtävässä (sarjamuisti) sekä työmuistitehtävissä (operaatio, N-back). Sarjamuistitehtävässä (p<.05) ja monimutkaisemmassa operaatiotehtävässä (p<.01; Kuva 1), jossa tulee suorittaa kahta tehtävää samanaikaisesti, suoriutuminen laski merkitsevästi. Myös N-back -tehtävässä, jossa muistikuormitusta kasvatetaan nollasta kahteen yksikköön, vastaustarkkuus laski (p<.05), mutta sisäympäristöllä ei ollut merkitsevää vaikutusta reaktioaikoihin. Tämä kuvaa kognitiivisen prosessoinnin nopeuden olevan samalla tasolla molemmissa sisäympäristöissä. Suoriutuminen tiedonhakutehtävässä ei eronnut sisäympäristöjen välillä (p>.05). Konekirjoitustehtävässä tehtiin enemmän kirjoitusvirheitä huonossa sisäympäristössä (p<.05; Kuva 1), mutta sisäympäristöllä ei ollut vaikutusta kirjoitusnopeuteen tai taukoihin. Suoriutuminen tarinan kirjoitustehtävässä ei eronnut sisäympäristöjen välillä (p>.05). Oikeat vastaukset [%] 80 Kirjoitusvirheet [kpl] 70 70 60 50 60 Hyvä Huono 40 Hyvä Huono Kuva 1. Operaatiotehtävän (työmuisti) oikeiden vastausten (vasen) ja konekirjoitustehtävän kirjoitusvirheiden (oikea) keskiarvot ja standardivirheet. Kyselytulokset vahvistavat tehtävistä saatuja tuloksia. Arviot työympäristön olosuhteista kokonaisuudessaan olivat positiivisempia (p<.001) ja työtehokkuus arvioitiin korkeammaksi (p<.001) hyvässä sisäympäristössä. Ääniympäristökysymyksistä (viisi kysymystä) muodostettiin summamuuttuja akustinen tyytyväisyys kuvaamaan kokonaiskokemusta ääniolosuhteista. Akustinen tyytyväisyys oli alhaisempi huonossa sisäympäristössä (p<.001). Tämä näkyi myös yksittäisten äänilähteiden häiritsevyyden arvioinneissa (Kuva 2). Sekä lähityöpisteistä että kauempaa kuuluvien puheäänten arvioitiin häiritsevän merkitsevästi enemmän huonossa sisäympäristössä. Lisäksi läheltä kuuluvien puheäänten arvioitiin häiritsevän enemmän kuin kauempaa kuuluvien puheäänten sekä huonossa (p<.001) että hyvässä (p<.001) sisäympäristössä. Koehenkilöiltä kysyttiin ilmastoinnin huminan häiritsevyyttä peiteäänen sijaan, koska peiteääni ei ole yleisesti tunnettu käsite. Ilmastoinnin huminan koettiin häiritsevän enemmän hyvässä sisäympäristössä (p<.001). Kuitenkin peiteäänen
4 Sisäilmayhdistys raportti 2X. häiritsevyys oli matala verrattuna puheen häiritsevyyteen. Lähityöpisteestä kuulunut puhe häiritsi enemmän kuin ilmastoinnin humina hyvässä sisäympäristössä (p<.001). Läheltä kuuluneet puheäänet** Kauempaa kuuluneet puheäänet*** Ilmastoinnin humina*** Kuumuus*** Kylmyys** Vetoisuus*** Huoneilman tunkkaisuus*** Hyvä Huono 1 2 3 4 5 Kuva 2. Äänilähteiden, lämpöolojen ja ilmanlaadun häiritsevyyden keskiarvot sisäympäristöittäin (n=31). Asteikko: 1 Ei lainkaan, 5 Erittäin paljon. Asteriskit merkitsevät *p<.05, **p<.01, ***p<.001. Lämpöviihtyvyys erosi odotusten mukaisesti sisäympäristöjen välillä koko altistusajan, jolloin koehenkilöt arvioivat olonsa lämpimämmäksi huonossa sisäympäristössä kahden tunnin altistuksen jälkeen (p<.001). Olo arvioitiin keskimäärin lämpimäksi huonossa ja neutraaliksi hyvässä sisäympäristössä. Tulokset olivat samankaltaisia myös paikallisissa lämpötuntemuksissa. Kuumuuden arvioitu häiritsevyys oli korkeampi huonossa sisäympäristössä (p<.001) kun taas hyvässä sisäympäristössä kylmyyden (p<.01) ja vedon (p<.001) koettiin häiritsevän työsuoriutumista enemmän (Kuva 2). Kokonaisuudessaan arviot kylmyydestä ja vedosta olivat kuitenkin keskiarvojen mukaan matalia. Lisäksi arviot ilmanlaadun häiritsevyydestä erosivat sisäympäristöjen välillä. Huoneilman tunkkaisuuden arvioitiin häiritsevän enemmän huonossa sisäympäristössä (p<.001; Kuva 2). Työskentelyn kuormittavuutta mittaavista kysymyksistä (neljä kysymystä) muodostettiin summamuuttuja kuormittuneisuus. Kuormittuneisuus oli matalampi hyvässä sisäympäristössä (p<.001; Kuva 3). Energisyyttä, motivaatiota ja väsymystä koskevista kysymyksistä (yhdeksän kysymystä) muodostettiin summamuuttuja vireys kuvaamaan vireystilaa altistuksen aikana. Vireys oli korkeampi hyvässä sisäympäristössä (p<.001; Kuva 3.). Lisäksi altistusaika ja sisäympäristö yhdessä vaikuttivat vireyden kokemiseen (p<.001) eli altistusaika vaikutti vireyteen eri tavalla eri sisäympäristöissä. Huonossa sisäympäristössä oli havaittavissa marginaalinen vireyden lasku jo alun ja ensimmäisen tunnin välillä, kun hyvässä sisäympäristössä vireys laski merkitsevästi vasta ensimmäisen ja toisen altistustunnin välillä. Koetut oireet olivat pääosin lieviä, mutta kahden tunnin altistuksen jälkeen huonossa sisäympäristössä raportoitiin enemmän keskittymisvaikeuksia (p<.01), huonovointisuutta (p<.001), kurkkuoireita (p<.05) ja päänsärkyä (p<.05) (Kuva 4). Fyysisten oireiden lisäksi sisäympäristö vaikutti myös emotionaaliseen kokemukseen. Mieliala arvioitiin positiivisemmaksi hyvässä sisäympäristössä (p<.05). Lisäksi hyvässä sisäympäristössä raportoitiin vähemmän negatiivisia tunteita kuten surua, pelkoa tai aggressiota.
Sisäilmastoseminaari 2014 5 5 4 3 Hyvä Huono 2 1 Kuormittuneisuus Vireys Kuva 3. Summamuuttujien kuormittuneisuus ja vireys keskiarvot ja standardivirheet kahden tunnin altistuksen jälkeen. Asteikko: 1 Ei lainkaan, 5 Erittäin paljon. Keskittymisvaikeudet** Oireiden esiintyvyys [%] 0 20 40 60 80 100 Huonovointisuus*** Silmäoireet Kurkkuoireet* Huono Hyvä Nenäoireet Päänsärky* Kuva 4. Oireita raportoineiden osuus kahden tunnin altistuksen jälkeen (%). Asteriskit merkitsevät *p<.05, **p<.01, ***p<.001. POHDINTA Tulokset vahvistavat kokonaiskuvaa siitä, että sisäympäristön olosuhteet on kokonaisuutena suunniteltava hyvin, jotta avotoimistot olisivat työhyvinvoinnin ja työsuorituksen kannalta toimivia. Jos katsotaan ainoastaan tämän tutkimuksen tuloksia, ei voida sanoa, mikä sisäympäristötekijä vaikutti tuloksiin eniten. Aiempien tutkimusten /3-5/ perusteella voidaan kuitenkin olettaa, että puheenerotettavuus vaikutti eniten havaittuihin eroihin työsuoriutumisessa. Kun puhe erottuu hyvin, työsuoriutuminen heikkenee. Tuloksia tulkittaessa on kuitenkin huomioitava, että puheenerotettavuus vaihteli työpisteittäin riippuen siitä, mikä kaiutin oli kulloinkin aktiivinen. Akustisilla ratkaisuilla voidaan vaikuttaa enemmän kauempaa kuuluvien puheäänten häiritsevyyteen. Voidaankin olettaa, että suoriutuminen heikkenee enemmän, kun puheääni tulee lähityöpisteestä. Toiseksi puheääniä soitettiin molemmissa sisäympäristöissä, jotta tilanteet vastasivat mahdollisimman hyvin todellista avotoimistotilannetta. Jos vertailukohtana olisi käytetty hiljaisuutta, tulokset olisivat todennäköisesti olleet melko erilaiset.
6 Sisäilmayhdistys raportti 2X. Vireystilan lasku on aiemmin yhdistetty erityisesti korkeaan lämpötilaan, mutta myös pieneen ilmanvaihtoon /4-5/. Näin ollen korkea lämpötila ja pieni ilmanvaihto vaikuttivat todennäköisesti eniten havaittuun vireystilan laskuun huonossa sisäympäristössä. Tämä puolestaan saattoi osaltaan heikentää suoriutumista. Tämä tutkimus on ensimmäinen, jossa on tutkittu samanaikaisesti huoneakustiikan, lämpötilan ja ilmanvaihdon vaikutuksia kognitiiviseen suoriutumiseen ja subjektiiviseen kokemukseen avotoimistossa. Tutkimuksen perusteella voidaan tehdä päätelmiä ainoastaan tämänkaltaisen sisäympäristön lyhyen ajan vaikutuksista yksilötyöhön, jossa tietoa esitetään pääasiassa visuaalisesti. Tiimityöllä ja kommunikaatiolla on kuitenkin keskeinen rooli nykyisessä toimistotyössä. Jatkotutkimuksissa tulisi pyrkiä soveltamaan psykologisia testejä, jotka kuvaisivat paremmin suoriutumista kommunikaatiotyössä. KIITOKSET Tutkimus oli osa TOTI (2009-2012) hanketta, jota rahoittivat Tekes ja 15 yritystä. LÄHDELUETTELO 1. Haapakangas, A., Helenius, R., Keskinen, E. ja Hongisto, V. (2008) Perceived acoustic environment, work performance and well-being survey results from Finnish offices. 9th International Congress on Noise as a Public Health Problem (ICBEN) 2008, 434-441, July 21-25, Mashantucket, Connecticut, USA. 2. Pejtersen, J., Allermann, L., Kristensen, T. S. ja Poulsen, O. M. (2006). Indoor climate, psychosocial work environment and symptoms in open-plan offices. Indoor Air, 16, 392-401. 3. Haapakangas, A., Hongisto, V., Kokko, J., Keränen, J., Oliva, D., Hakala, J., Häggblom, H. ja Hyönä, J. (2012) Huoneakustiikan vaikutus työsuoriutumiseen ja akustiseen tyytyväisyyteen tutkimus avotoimistolaboratoriossa. Sisäilmastoseminaari 2012, SIY raportti 30, 81-86. 4. Häggblom, H., Haapakangas, A., Östman, L., Hongisto, V., Koskela, H. ja Hyönä, J. (2012) Korkean lämpötilan vaikutus työsuoriutumiseen ja viihtyvyyteen laboratoriotutkimus toimisto-olosuhteissa. Sisäilmastoseminaari 2012, SIY raportti 30, 87-92. 5. Maula, H., Haapakangas, A., Moberg, V., Hongisto, V. ja Koskela, H. (2013) Ilmanvaihdon vaikutus työsuoriutumiseen ja viihtyvyyteen toimistotyössä laboratoriokoe. Sisäilmastoseminaari 2013, SIY raportti 31, 79-84. 6. Hongisto, V., Haapakangas, A., Varjo, J., Maula, H., Keränen, J., Koskela, H. ja Hakala, J. (2013) Avotoimiston ilmanvaihdon, huoneakustiikan, lämpötilan ja sisustuksen sävyn vaikutus työsuoriutumiseen ja hyvinvointiin laboratoriotutkimus. Sisäilmastoseminaari 2013, SIY raportti 31, 129-134. 7. Varjo, J., Hongisto, V., Maula, H., Keränen, J., Hakala, J. ja Oliva, D. (2013) Avotoimiston sisäympäristön ja sisustuksen vaikutus työsuoritukseen ja hyvinvointiin laboratoriotutkimus. Työterveyslaitos, Helsinki.