Taustavedos voi aiheuttaa mukavuus- ja IAQ-ongelmia
Ihmiset viettävät suurimman osan ajastaan asunnoissa (Klepeis ym. 2001), mikä tekee sisäilman laadusta kasvavan huolen. On laajalti tunnustettu, että sisäilman terveyskuormitus on merkittävä (Edwards ym. 2001; de Oliveira ym. 2004; Weisel ym. 2005). Nykyiset ilmanvaihtostandardit on asetettu suojelemaan terveyttä ja tarjoamaan asukkaiden mukavuutta, mutta suurin osa luottaa suuresti tekniseen harkintaan, koska tieteellisiä perusteita on vain vähän. Tässä osiossa kuvataan nykyisiä ja mahdollisia menetelmiä ilmanvaihdon tarvittavien virtausmäärien arvioimiseksi ja annetaan yleiskatsaus tärkeisiin olemassa oleviin standardeihin.
IHMISJÄTEVESTIT JA HIILIDIOKSIDI
Pettenkofer Zahl ilmanvaihtostandardien pohjat
Hikoilu näyttää olevan tärkein kehon hajun lähde, joka määrää koetun sisäilman laadun (Gids ja Wouters, 2008). Hajut aiheuttavat epämukavuutta, sillä hyvä ilmanlaatu nähdään usein hajun puuttumisena. Monissa tapauksissa asukkaat tottuvat hajuihin, jotka huoneeseen astuva voi hyvin havaita. Vierailevan testipaneelin (Fanger et al. 1988) arviota voidaan käyttää hajun intensiteetin arvioinnissa.
Hiilidioksidi (CO2) ei ole merkittävä terveystekijä asuntojen sisäilmalle altistumisessa. CO2 on merkki ihmisten biopäästöistä ja se voidaan yhdistää hajuhaittoihin. CO2 on ollut perusta lähes kaikille rakennusten ilmanvaihtovaatimuksille Pettenkoferin (1858) työstä lähtien. Hän ymmärsi, että vaikka hiilidioksidi oli vaaratonta normaaleissa sisätiloissa eikä ihmisten havaittavissa, se oli mitattavissa oleva saaste, jonka ympärille voidaan suunnitella ilmanvaihtostandardeja. Tässä tutkimuksessa hän ehdotti niin kutsuttua "PettekoferZahl" 1000 ppm hiilidioksidin enimmäistasoksi, jotta vältytään ihmisperäisistä hajuista. Hän oletti ulkopuolisen pitoisuuden olevan noin 500 ppm. Hän neuvoi rajoittamaan CO2-eron sisä- ja ulkotilojen välillä 500 ppm:iin. Tämä vastaa virtausnopeutta aikuiselle noin 10 dm3/s henkilöä kohti. Tämä määrä on edelleen ilmanvaihtovaatimusten perusta monissa maissa. Myöhemmin Yaglou (1937), Bouwman (1983), Cain (1983) ja Fanger (1988) suorittivat lisätutkimuksia "hajuhaittojen ohjaamasta" ilmanvaihdosta, joka perustui CO2:een markkerina.
Yleisesti käytetyt CO2-rajat tiloissa (Gids 2011)
Taulukko: Yleisesti käytetyt CO2-rajat tiloissa (Gids 2011)
Tuore tutkimus osoittaa, että hiilidioksidi itsessään saattaa vaikuttaa ihmisten kognitiiviseen suorituskykyyn (Satish ym. 2012). Jos ihmisten suorituskyky on tärkein parametri huoneissa, kuten luokkahuoneissa, luentosaleissa ja joissakin tapauksissa jopa toimistoissa, CO2-tasojen tulisi määrittää ilmanvaihdon taso häiriön ja/tai mukavuuden sijaan. Hiilidioksidiin perustuvien standardien kehittämiseksi kognitiiviselle suorituskyvylle olisi vahvistettava hyväksyttävä altistumistaso. Tämän tutkimuksen perusteella noin 1000 ppm:n tason ylläpitäminen ei näytä heikentävän suorituskykyä (Satish et al. 2012).
PERUSTA TULEVAIHIN ILMANVAIHTOSTANDARDEISIIN
ILMANVAIHTO TERVEYDEN VARALTA
Epäpuhtaudet vapautuvat tai pääsevät tilaan, jossa asukkaat sitten hengittävät niitä. Ilmanvaihto tarjoaa yhden vaihtoehdon epäpuhtauksien poistamiseen altistumisen vähentämiseksi joko poistamalla epäpuhtaudet niiden lähteellä, kuten liesituulettimella, tai laimentamalla kodin ilmaa koko talon ilmanvaihdolla. Ilmanvaihto ei ole ainoa hallintavaihtoehto altistumisen vähentämiseksi, eikä se välttämättä ole oikea työkalu monissa tilanteissa.
Terveyteen perustuvan ilmanvaihdon tai epäpuhtauksien hallintastrategian suunnittelemiseksi on oltava selkeä käsitys hallittavista epäpuhtauksista, sisätilojen lähteistä ja näiden epäpuhtauksien lähteiden vahvuuksista sekä hyväksyttävä altistumistaso kotona. European Collaborative Action kehitti menetelmän ilmanvaihtovaatimuksen määrittämiseksi hyvän sisäilman laadun saavuttamiseksi näiden epäpuhtauksien funktiona (Bienfait et al. 1992).
Tärkeimmät epäpuhtaudet sisätiloissa
Epäpuhtaudet, jotka näyttävät aiheuttavan sisäilmalle altistumiseen liittyviä kroonisia terveysriskejä, ovat:
• Pienet hiukkaset (PM2,5)
• Tupakansavu (SHS)
• Radon
• Otsoni
• Formaldehydi
• Akroleiini
• Homeen/kosteuteen liittyvät epäpuhtaudet
Tällä hetkellä ei ole riittävästi tietoa lähteiden vahvuuksista ja erityisistä lähteiden vaikutuksista altistumiseen kodeissa terveyteen perustuvan ilmanvaihtostandardin suunnittelemiseksi. Lähteiden ominaisuudet vaihtelevat merkittävästi kodin välillä, ja kodin sopivassa ilmanvaihtonopeudessa saattaa olla tarpeen ottaa huomioon sisäilman lähteet ja asukkaiden käyttäytyminen. Tämä on jatkuva tutkimusalue. Tulevat ilmanvaihtostandardit voivat riippua terveydellisistä tuloksista riittävien ilmanvaihtonopeuksien määrittämiseksi.
ILMANVAIHTO MUKAVUUTTA
Kuten edellä on kuvattu, hajuilla voi olla tärkeä rooli mukavuuden ja hyvinvoinnin kannalta. Toinen mukavuuden näkökohta on lämpömukavuus. Ilmanvaihto voi vaikuttaa lämpömukavuuteen kuljettamalla jäähdytettyä,
lämmitetty, kostutettu tai kuivattu ilma. Ilmanvaihdon aiheuttama turbulenssi ja ilmannopeus voivat vaikuttaa koettuun lämpömukavuuteen. Suuret tunkeutumis- tai ilmanvaihtonopeudet voivat aiheuttaa epämukavuutta (Liddament 1996).
Tarvittavien ilmanvaihtonopeuksien laskeminen mukavuuden ja terveyden vuoksi vaatii erilaisia lähestymistapoja. Viihtyisyyttä lisäävä ilmanvaihto perustuu pääosin hajun vähentämiseen ja lämpötilan/kosteuden hallintaan, kun taas terveyden kannalta strategia perustuu altistumisen vähentämiseen. Yhteistoimintaohjeen (CEC 1992) ehdotus on laskea erikseen mukavuuden ja terveyden kannalta tarvittava ilmanvaihto. Suunnittelussa tulee käyttää suurinta ilmanvaihtonopeutta.
OLEMASSA OLEVAT ILMANVAIHTOSTANDARDIT
YHDYSVALTOJEN ILMANVAIHTOSTANDARDIT: ASHRAE 62.2
American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineer's (ASHRAE's) -standardi 62.2 on yleisimmin hyväksytty asuntojen ilmanvaihtostandardi Yhdysvalloissa. ASHRAE kehitti standardin 62.2 "Ilmanvaihto ja hyväksyttävä sisäilman laatu matalissa asuinrakennuksissa" käsitelläkseen sisäilman laatuongelmia (ASHRAE 2010). ASHRAE 62.2 vaaditaan nyt joissakin rakennusmääräyksissä, kuten Kalifornian osavaltiossa 24, ja sitä käsitellään käytäntönä monissa energiatehokkuusohjelmissa ja organisaatioissa, jotka kouluttavat ja sertifioivat kodin suorituskyvyn urakoitsijoita. Standardi määrittelee asuintason yleisen ulkoilman ilmanvaihtonopeuden lattiapinta-alan (materiaalipäästöjen korvike) ja makuuhuoneiden lukumäärän (asukkaisiin liittyvien päästöjen korvike) funktiona ja vaatii kylpyhuoneen ja keittiön poistopuhaltimia. Standardin painopisteenä pidetään yleensä yleistä ilmanvaihtonopeutta. Tämä painotus on perustunut ajatukseen, että sisätilojen riskejä ohjaavat jatkuvasti vapautuvat, hajallaan olevat lähteet, kuten kalusteista peräisin oleva formaldehydi ja ihmisistä peräisin olevat biopäästöt (myös hajuja). Koko asunnon koneellisen ilmanvaihdon vaadittu taso perustui alan asiantuntijoiden parhaaseen arvioon, mutta se ei perustunut mihinkään kemiallisten saastepitoisuuksien analyysiin tai muihin terveysongelmiin.
EUROOPPALAISET ILMANVAIHTOSTANDARDIT
Ilmanvaihtostandardeja on useita eri Euroopan maissa. Dimitroulopoulou (2012) tarjoaa yleiskatsauksen olemassa oleviin standardeihin taulukkomuodossa 14 maassa (Belgia, Tšekki, Tanska, Suomi, Ranska, Saksa, Kreikka, Italia, Alankomaat, Norja, Portugali, Ruotsi, Sveitsi, Yhdistynyt kuningaskunta) sekä kuvaus kussakin maassa tehdyistä mallinnus- ja mittaustutkimuksista. Kaikki maat määrittävät virtaushinnat koko talolle tai tietyille kodin huoneille. Ilmavirta määriteltiin ainakin yhdessä standardissa seuraaville huoneille: olohuone, makuuhuone, keittiö, kylpyhuone, wc Useimmat standardit määrittelivät ilmavirran vain tietyille huoneille.
Ilmanvaihtovaatimusten perusteet vaihtelevat maittain ja vaatimukset perustuvat ihmisten määrään, lattiapinta-alaan, huoneiden lukumäärään, huonetyyppiin, yksikkötyyppiin tai johonkin näiden tulojen yhdistelmään. Brelih ja Olli (2011) kokosivat ilmanvaihtostandardeja 16 Euroopan maassa (Bulgaria, Tšekki, Saksa, Suomi, Ranska, Kreikka, Unkari, Italia, Liettua, Alankomaat, Norja, Puola, Portugali, Romania, Slovenia, Iso-Britannia). He käyttivät standardikoteja vertaillakseen näistä standardeista laskettuja ilmanvaihtokursseja (AER). He vertasivat koko talon ja työtehtävän ilmanvaihdon tarvittavia ilmavirtauksia. Vaaditut koko talon ilmanvaihtonopeudet vaihtelivat välillä 0,23–1,21 ACH, korkeimmat arvot Alankomaissa ja alhaisimmat Bulgariassa.
Liesituulettimen vähimmäispoistonopeudet vaihtelivat välillä 5,6-41,7 dm3/s.
Minimipoistomäärät wc-tiloista vaihtelivat välillä 4,2-15 dm3/s.
Kylpyhuoneiden vähimmäispoistomäärät vaihtelivat välillä 4,2-21,7 dm3/s.
Vaikuttaa siltä, että useimpien standardien välillä vallitsee yksimielisyys siitä, että koko talon ilmanvaihtoa tarvitaan korkeamman ilmanvaihdon lisäksi huoneissa, joissa saattaa esiintyä saasteita aiheuttavia toimintoja, kuten keittiöissä ja kylpyhuoneissa tai joissa ihmiset viettävät suurimman osan ajastaan, kuten olohuoneina ja makuuhuoneina.
STANDARDIT KÄYTÄNNÖSSÄ
Uudisrakentaminen on näennäisesti rakennettu täyttämään sen maan vaatimukset, johon koti on rakennettu. Ilmanvaihtolaitteet valitaan, jotka vastaavat vaadittuja virtausmääriä. Virtausnopeuksiin voi vaikuttaa muukin kuin vain valittu laite. Vastapaine tiettyyn tuulettimeen kiinnitetystä tuulettimesta, virheellinen asennus ja tukkeutuneet suodattimet voivat heikentää puhaltimen suorituskykyä. Tällä hetkellä yhdysvaltalaisissa tai eurooppalaisissa standardeissa ei ole käyttöönottovaatimusta. Käyttöönotto on ollut pakollista Ruotsissa vuodesta 1991. Käyttöönotto on prosessi, jossa mitataan rakennuksen todellista suorituskykyä sen määrittämiseksi, täyttävätkö ne vaatimukset (Stratton ja Wray 2013). Käyttöönotto vaatii lisäresursseja ja sitä voidaan pitää kustannuksiltaan kohtuuttomana. Käyttöönoton puutteen vuoksi todelliset virtaukset eivät välttämättä täytä määrättyjä tai suunniteltuja arvoja. Stratton ym. (2012) mittasivat virtausnopeuksia 15 kodissa Kaliforniassa Yhdysvalloissa ja havaitsivat, että vain yksi täytti ASHRAE 62.2 -standardin täysin. Mittaukset eri puolilla Eurooppaa ovat myös osoittaneet, että monet kodit eivät täytä määrättyjä standardeja (Dimitroulopoulou 2012). Käyttöönotto tulisi mahdollisesti lisätä olemassa oleviin standardeihin vaatimustenmukaisuuden varmistamiseksi kodeissa.
Alkuperäinen artikkeli
