Ilmanvaihdon vaikutus

Määritelmiä

Ilmanvaihto tuo huoneisiin puhdasta ilmaa ja poistaa sieltä kaasumaisia ja hiukkasmaisia epäpuhtauksia. Toimiva ilmanvaihto on hyvän sisäilman perusta.

Ilmastoinnilla tarkoitetaan huoneilmaston hallintaa tulo- ja kierrätysilmaa käsittelemällä mm. puhtauden, lämpötilan, kosteuden ja ilman liikkeen osalta.

Ilmanvaihtojärjestelmien puhtausluokitus. Sisäilmastoluokitus 2018 esittää suunnitteluarvot käytettäväksi erityisesti lämmitys- ja ilmastointilaitteiden mitoituksessa. Luokitus sisältää myös ilmanvaihtojärjestelmän puhtausluokituksen, jonka ”tavoitteena on ilmanvaihtojärjestelmän läpi virtaavan tuloilman hyvä laatu”. Luokitusohjeen mukaan ”hyvälaatuisessa tuloilmassa ei saa olla ilmanvaihtojärjestelmästä peräisin olevia terveydelle haitallisia aineita eikä viihtyisyyttä alentavaa hajua tai hiukkasmaisia epäpuhtauksia.”

Ilmanvaihtojärjestelmä voi olla painovoimainen, koneellinen poistoilmanvaihto tai koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto. Yksittäiset laitteet, kuten liesituuletin tai jonkin tilan erillinen huippuimuri tehostavat paikallisesti ilmanvaihtoa. Puhdas ilma tuodaan yleensä oleskelutiloihin ja poistetaan likaisista tiloista ja märkätiloista.

Ilmanvaihto ja hyvä sisäilma

Ilmanvaihdon tarkoituksena on terveellisen ja viihtyisän sisäilman ylläpitäminen rakennuksessa. Ilmanvaihtojärjestelmä poistaa syntyvät epäpuhtaudet ja tuo ulkoilmaa korvausilmaksi. Epäpuhtaudet johtuvat ihmisten aineenvaihdunnasta ja toiminnoista, asumisesta, rakennus- ja sisustusmateriaaleista sekä ulkoilmasta ja joskus myös maaperän radonista.

Hyvä ilmanvaihtojärjestelmä on riittävän tehokas, meluton, ei aiheuta vetoa ja on helposti huollettavissa ja säädettävissä eikä aiheuta viihtyvyys- tai terveyshaittaa.

Ilmanvaihdon onnistumiseen vaikuttavat tekijät

Hyvän sisäilman ja energiatalouden toteutuminen vaatii rakentamiselta ja ilmanvaihdon toteutukselta mm:

Ilmanvaihdon tason ja järjestelmän puhtausluokituksen määrittämistä tilojen käyttötarkoituksen mukaisesti
Ammattitaitoista ja hyvää suunnittelua kaikilla rakentamisen osa-alueilla (ARK, RAK, LVI, S)
Ammattitaitoista ja huolellista toteutusta
Rakennuksen ja ilmanvaihtojärjestelmän suunnitelmien mukaista käyttöä
Ilmanvaihtojärjestelmän säännöllistä puhdistusta ja huoltoa

Ilmanvaihdon mitoitusperusteita

Ilmanvaihdon määrällä (kuinka paljon ilmaa vaihdetaan tilaa käyttävää henkilöä kohti) on selvä vaikutus sisäilman laatuun. Ilmanvaihdon lisääminen kymmeneen litraan ilmaa sekunnissa jokaista tilaa käyttävää henkilöä kohti parantaa selvästi sisäilman laatua. Ilmanvaihtoa lisättäessä energian kulutus kasvaa, mutta sisäilmaan liittyvä oireilu vähenee.

Hiilidioksidin määrää sisäilmassa pidetään yleensä ihmisestä peräisin olevien epäpuhtauksien mittarina. Ympäristöministeriön asetuksessa 1009/2017 uuden rakennuksen sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta sanotaan, että sisäilman hiilidioksidin hetkellisen pitoisuuden suunnitteluarvo huonetilan suunniteltuna käyttöaikana voi olla enintään 1 450 mg/m3 (800 ppm) suurempi kuin ulkoilman pitoisuus. Tämä vastaa sisäilmastoluokituksen sisäilmastoluokkaa S3, S2 luokassa rajana on 550 ppm ja S1 luokassa 350 ppm suurempi kuin ulkoilman pitoisuus. Asetuksessa määritetään vähimmäisilmavirta 6 dm³/s tai 0,35 (dm3/s)/m2 lattian pinta-alaa kohden riipuen, kumpi on suurempi. Tarkempia ilmavaihdon mitoitusperusteita on määritety FINVAC:n oppaissa. Sisäilmastoluokitus määrittää ilmavirrat sisäilmastoluokille S2 ja S1.

Asuntojen ilmanvaihto on riittävää, kun ilmanvaihtokerroin on 0,5 1/h, eli ilmanvaihdon määrä on vähintään 0,5 m3/h/m3. Asumisterveysasetus 545/2015 määrittää terveydensuojelulain vaatimukset, ja sen mukaan sisäilman hiilidioksidipitoisuuden toimenpideraja ylittyy, jos pitoisuus on 2 100 mg/m³ (1 150 ppm) suurempi kuin ulkoilman hiilidioksidipitoisuus.

Muutamien epäpuhtauksien tai ylimääräkosteuden poistamiseksi tarvittavia ilmamääriä:

Hengityksestä tuleva CO2 4 l/s henkilöä kohden
Asumisen aiheuttama kosteus 7…8 l/s henkilöä kohden talvella
Kuivuvan pyykin aiheuttama kosteus 10 l/s kuivumisaikana
Rakennusmateriaalien orgaaniset päästöt (0,4 mg/h×m2) 0,2 l/s×m2

Tuloilman suodatustaso määräytyy sisäilman laadulle asetettujen vaatimusten ja ulkoilman laadun perusteella. Tuloilman suodatus suunnitellaan yleensä siten, että ilmansuodattimen erotusaste on vähintään 80 % 1,0µm:n hiukkasilla suodattimen käyttöiän aikana.

Ilmanvaihtolaitteiden puhtaus

Koneellinenkaan tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä ei tuota puhdasta ilmaa, jos ilmanvaihtojärjestelmä on likainen. Likaantuneet, kostuneet ja mikrobeja kasvavat suodattimet, äänieristeet, kostutin- ja jäähdytyslaitteiden pinnat voivat aiheuttaa sisäilman hajujen ja mikrobien lisääntymistä.

Puhaltimien siivekkeisiin, säätölaitteisiin ja säleikköihin kertyneet epäpuhtaudet saattavat haitata merkittävästi ilmanvaihtojärjestelmän suunnitelman mukaista toimintaa.

Sisäilmastoluokitus 2018 sisältää ilmanvaihtojärjestelmän puhtausluokituksen, jonka käyttöönotto on parantanut uusien ilmanvaihtojärjestelmien puhtautta.

Ilmanvaihtojärjestelmien epäpuhtauslähteitä

Ilmanvaihtojärjestelmään voi kertyä epäorgaanisia ja orgaanisia epäpuhtauksia käytön aikana, mutta myös jo ennen käyttöönottoa mm. ilmanvaihtojärjestelmän osien valmistamisen, kuljetuksen, varastoinnin, asentamisen ja rakentamisen aikana. Ilmanvaihtojärjestelmä pitäisi puhdistaa tarvittaessa ennen käyttöönottoa. Ensisijaisesti tulisi kuitenkin estää rakentamisaikana ilmavaihtojärjestelmän likaantuminen.

Syitä ilmanvaihtojärjestelmän likaantumiseen:

ennen käyttöönottoa ilmanvaihtolaitteiden osien valmistuksessa, kuljetuksessa ja varastoinnissa epäpuhtauksien kertyminen pinnoille
tavanomaisessa käytössä epäpuhtauksien kertyminen

Ilmanvaihtojärjestelmien mikrobikasvun tärkeimmät syyt

Mikrobikasvu vaatii kosteutta, joka voi olla peräisin kostutus- ja jäähdytyslaitteista tai lumen pääsystä tuloilmakoneeseen. Kuiva pakkaslumi tunkeutuu sellaisiinkin paikkoihin, joihin vesi- tai tavallinen lumisade ei muutoin pääse, kuten suodattimille. Lumen kerääntyessä kammioon lumen pinnan korkeus voi ulottua sulkupeltien ja suodattimien tasolle. Lumesta sulanut vesi kastelee suodattimet ja mahdollisesti myös osia kanavistosta.

Jos ilmanvaihtokanaviston lämmöneristys on puutteellinen, saattaa kylmän kanaviston pinnalle kondensoitua vettä, joka voi muodostaa pölyn kanssa kasvualustan mikrobeille.

Ilmanvaihtolaitteiden puhdistaminen

Ilmanvaihtokoneet tulisi säätää aika ajoin. Suodattimet tulisi vaihtaa säännöllisesti, koska suodattimien hajupäästöt kasvavat niiden käytön myötä. Lisäksi likaiset suodattimet pienentävät ilmamääriä merkittävästi tai aiheuttavat ylimääräistä sähkönkulutusta. Suodattimien vaihto perustuu kiinteistöissä suodattimien aiheuttaman painehäviön mittauksiin tai vaihtoehtoisesti huolto-ohjelmaan mukaisiin vaihtoväleihin. Jos suodattimissa on reunavuotoja, painehäviö ei korreloi hyvin suodattimien kuormittuneisuuteen tai vaihtotarpeeseen. Suodattimien takapinnan tummuuden arviointi on osoittautunut luotettavaksi suodattimen kuormittuneisuuden mittariksi.

Tuloilmakanavat puhdistetaan lähinnä hygieenisistä syistä ja poistoilmakanavat paloturvallisuussyistä.

Kiinteistön omistajan tai haltijan on huolehdittava ilmanvaihtolaitteiston asianmukaisesta puhdistamisesta. Sisäasiainministeriön asetus 802/2001 ilmanvaihtokanavien ja -laitteistojen puhdistamisesta on jo on kumoutunut, mutta sitä sovelletaan edelleen koska uutta ei ole annettu. Siinä on sanottu, että:

Kerran vuodessa tulee puhdistaa:

Ammattimaisen ruoanvalmistuspaikkojen ilmanvaihtokanavat ja laitteistot;
Ruiskumaalaamon, puusepäntehtaan ja -liikkeen, tekstiilitehtaan, pesulan, leipomon ja savustamon ilmanvaihtokanavat ja -laitteistot;
Ilmanvaihtokanavat ja -laitteistot huonetilassa, jossa teollisesti valmistetaan tai teknisesti käsitellään palavaa nestettä

Viiden vuoden välein puhdistettavat ilmanvaihtokanavat ja -laitteistot:

Sairaalan, vanhainkodin ja suljetun rangaistuslaitoksen ilmanvaihtokanavat ja -laitteistot;
Päivähoitolaitoksen, koulun, hotellin, lomakodin, asuntolan ja ravintolan ilmanvaihtokanavat ja - laitteistot

Asuntojen liesituulettimien suodattimet olisi hyvä puhdistaa usemman kerran vuodessa riippuen käytöstä.

Ilmanvaihtojärjestelmien epäpuhtaudet

Ennen käyttöönottoa kertyneet epäpuhtaudet

Ilmanvaihtolaitteiden osien valmistuksessa, kuljetuksessa ja varastoinnissa osien pinnoille saattaa kertyä epäpuhtauksia, jotka asennetussa ilmanvaihtojärjestelmässä saattavat huonontaa tuloilman laatua.

Ilmanvaihtojärjestelmien yleisin valmistusmateriaali on kuumasinkitty pinnaltaan kromatoitu teräslevy, joka on suhteellisen hajuton ja hygieenisessä mielessä hyväksyttävä tavanomaisten tilojen ilmanvaihtojärjestelmien valmistusmateriaaliksi.

Kierresaumattujen kanavien valmistuksessa aikaisemmin yleisesti käytetyn voiteluöljyn haihtumaton osa jää kanavaan, ellei kanavia puhdisteta. Sekä mineraali- että kasviöljypohjaiset voiteluaineet voivat toimia homesienten kasvualustana, kun kosteus ja lämpötila eivät ole rajoittavina tekijöinä. Nykyisin voiteluaineena käytetään yleisemmin vettä.

Kanavat voivat likaantua valmistuksen jälkeen kuljetuksen ja varastoinnin aikana.

Hiukkasmaisia epäpuhtauksia tai tiivistysmassojen ja kittien ylijäämiä voi joutua ilmanvaihtojärjestelmään asennuksen aikana. Rakennusaikaisessa käytössä ilmanvaihtokanavistoon voi kertyä rakennuspölyä.

Ontelolaattojen onteloita on käytetty jonkin verran tuloilmakanavina. Onteloista irtoavan pölyn on epäilty aiheuttavan ärsytysoireita ja onteloita on myöhemmin puhdistettu ja pinnoitettu.

Huokoisia materiaaleja, yleensä mineraalivillaa, käytetään ilmanvaihtokanavissa äänenvaimentimina ja eristeinä, joista voi irrota kuituja valmistuksen ja asennuksen yhteydessä sekä materiaalin ikääntymisen myötä.

Uusien suodattimien hajuemissiot ovat merkityksettömän pieniä suodatinmateriaalista riippumatta.

Käytön aikaiset epäpuhtaudet

Ilmanvaihtokoneiden tiiviys konehuoneissa on tärkeää epäpuhtauksien leviämisen kannalta. Jos poistoilmakone vuotaa painepuolelta konehuoneeseen ja samanaikaisesti tuloilmakone vuotaa alipaineiselta puolelta, siirtyy poistoilman epäpuhtauksia mm. hajuja tuloilmaan. Jos konehuoneen lattiakaivon vesilukko on kuivunut, viemärin hajut voivat siirtyä tuloilmaan.

Ilmanvaihtosuodattimien tehtävänä on kerätä hiukkasmaiset epäpuhtaudet suodatettavasta ilmasta. Suodattimelle voi tulla ulkoilman mukana epäorgaanista katupölyä, teollisuudesta peräisin olevaa pölyä, kasvillisuudesta ja maaperästä lähtöisin olevia hiukkasia, epäpuhtauksia likaisilta kattotasanteilta, kuormauslaitureilta, parkkipaikoilta tai rakennuksen jäteilmasta jne.

Suodattimelle kertyvän pölyn koostumus vaikuttaa mm. suodattimen hajuemissioihin, kosteuden sitomiskykyyn ja siihen, millainen mahdollinen kasvualusta mikrobeille muodostuu.

Suodatuksesta huolimatta ilmanvaihtojärjestelmään pääsee hiukkasmaisia epäpuhtauksia, jotka kertyvät eri osien pinnoille. Vanhojen ilmanvaihtojärjestelmien tuloilmakanavista kerätyn pölyn epäorgaanisen aineksen osuus on noin 80 %.

Mikrobikasvun riski lisääntyy, jos kanaviston pinnoilla oleva mikrobeja sisältävä materiaali kostuu tiivistyvästä tai muusta vedestä.

Likaisesta ilmanvaihtojärjestelmästä saattaa tietyissä olosuhteissa haihtua orgaanisia yhdisteitä.

Regeneratiivisessa lämmöntalteenottolaitteessa (esim. pyörivä kiekko) epäpuhtauksien osittainen siirtyminen poistoilmasta tuloilmaan on mahdollista. Rekuperatiivisissa lämmönsiirtimissä tämä riski on pienempi.

Lähdekirjallisuus

1. Seppänen O, Säteri J, Lehtinen T, Nevalainen A. Tavoitteena terve talo. SIY Raportti 9. Sisäilmayhdistys ry ja Teknologian kehittämiskeskus. Saarijärvi 1997.

2. Seppänen O, Seppänen M. Rakennusten sisäilmasto ja LVI-tekniikka. Sisäilmayhdistys ry. Jyväskylä 1997

3. Sisäilmaohje, Sosiaali- ja terveysministeriön oppaita 1997:1, Sosiaali- ja terveysministeriö. Oy Edita Ab. Helsinki 1997.

4. Sisäilmastoluokitus 2018, Sisäilmayhdistys julkaisu 6. Sisäilmayhdistys ry, Rakennustietosäätiö, Suomen Arkkitehtiliitto SAFA, Suomen toimitila- ja rakennuttajaliitto RAKLI, Suunnittelu- ja konsulttitoimistojen Liitto SKOL. Espoo 2018.

Sisäilmayhdistys ry - Puolueetonta tietoa sisäilmasta