3.1. Sisäilmaston määritelmä
Sisäilmasto tarkoittaa huonetilassa olevien ihmisen hyvinvointiin, terveyteen ja turvalli-suuteen vaikuttavien fysikaalisten, kemiallisten ja mikrobiologisten olosuhteiden koko-naisuutta. Sisäilmastotekijät voidaan jakaa seuraaviin osiin: lämpötilat, ilman kosteus ja virtausnopeus, ilman epäpuhtaudet, valaistus ja melu. Lämpötilojen vaikutus ihmisen viihtyvyyteen aiheutuu muun muassa ilman lämpötilasta ja sen tasaisuudesta, lämpötilo-jen vaihtelunopeudesta ja pintolämpötilo-jen lämpötiloista. Juuri edellä mainittuja tekijöitä sekä ilman suhteellista kosteutta ja virtausnopeutta kutsutaan yhteisellä nimityksellä termi-siksi olosuhteiksi. Termiset olosuhteet ovat sisäilmastotekijöitä, jotka vaikuttavat ihmi-sen kehon lämpötasapainoon. Ihmiihmi-sen hyvinvointiin vaikuttavia ilman epäpuhtauksia tulee huoneilmaan ihmisistä, rakennusmateriaaleista, tuloilman kautta ja monista muista epäpuhtauslähteistä. (Kalema 2008). Melua ja valaistusta ei käsitellä tämän diplomityön yhteydessä.
Sisäilmastossa olevilla puutteilla ja epäkohdilla on huomattu olevan suuri merki-tys ihmisten viihtyvyyteen, terveyteen ja työtehoon. Huonon sisäilmaston aiheuttamat vaikutukset riippuvat kuitenkin monesta tekijästä. Siihen vaikuttavat ihmisten tervey-dentila, ikä, herkistymisalttius, altistumisaika ja monet muut tekijät. Hyvän sisäilmaston merkitys on kuitenkin suuri ihmisen hyvinvoinnin kannalta, sillä vietämme rakennusten sisällä arvion mukaan jopa 90 % ajastamme. (Seppänen & Seppänen 1996, s.11).
Riittävän hyvän sisäilmaston saavuttamiseksi sisäilmasto-olosuhteiden minimi-tasosta on annettu määräyksiä ja ohjeita. Rakentamismääräyskokoelman osa D2 käsitte-lee rakennuksen sisäilmastoa ja ilmanvaihtoa ja siellä mainitaan, että rakennus olisi suunniteltava ja rakennettava kokonaisuutena niin, että oleskeluvyöhykkeellä saavutet-taisiin aina tavanomaisten sääolojen ja käyttötilanteiden vallitessa terveellinen, turvalli-nen ja viihtyisä sisäilmasto (D2 2008, s.5). Oleskeluvyöhykkeellä tarkoitetaan huoneti-lan osaa, jonka alapinta rajoittuu lattiaan, yläpinta 1,8 m:n korkeudelle lattiasta ja sivu-pinnat 0,6 m:n etäisyydelle seinistä tai vastaavista kiinteistä rakennusosista.
Sisäilmastoluokitus on annettu uusien ja soveltuvin osin perusparannuksen koh-teena olevien rakennusten sisäilmaolosuhteiden tavoitteiden asettamiseen ja seurantaan.
Luokitus antaa sisäilmaston tavoite – ja suunnitteluarvot. Sisäilmastoluokituksessa on annettu raja-arvot kolmelle eri sisäilmastotasolle. Näitä ovat sisäilmastoluokat S1 (yksi-löllinen sisäilmasto), S2 (hyvä sisäilmasto) ja S3 (tyydyttävä sisäilmasto). (Sisäilmasto-luokitus 2008). Asuinrakennuksille suunnattua Asumisterveysohjetta voidaan soveltuvin osin käyttää myös koulurakennuksien sisäilmaston olosuhteiden arviointiin (Asumister-veysohje 2003).
3.2. Koulurakennusten sisäilmastoon vaikuttavia tekijöitä
3.2.1. Termiset olosuhteet
Ihmisen kehon lämpötasapainoon vaikuttavat sisäilmastotekijät eli termiset olosuhteet muodostavat ihmisten termisen viihtyvyyden. Termiseen viihtyvyyteen vaikuttavat teki-jät on esitettynä hyvin kuvassa 3.1. Ne voidaan jakaa primääri-, sekundääri- ja lisäteki-jöihin. Primääri- eli päätekijöitä ovat varsinaiset sisäilmastotekijät sekä fyysinen aktivi-teetti ja vaatetus. Sekundääritekijät ovat päätekijöihin vahvasti liittyvät tekijöitä, mutta eivät suoranaisesti varsinaisia sisäilmastotekijöitä. Lisätekijät liittyvät taas enemmänkin ihmisten yksilöllisiin ominaisuuksiin, sillä toisilla ihmisillä on taipumus herkistyä hel-pommin samoissa olosuhteissa.
Kuva 3.1. Termiseen viihtyvyyteen vaikuttavia primääri-, sekundääri- ja lisätekijöitä (muokattu lähteestä Airaksinen 2009).
Käsitellään tarkemmin yksi tärkeimmistä termisiin olosuhteisiin liittyvistä si-säilmastotekijöistä eli ilman lämpötila. Huoneen lämpötilalla on suuri merkitys ihmisten fyysiselle ja henkiselle suorituskyvylle. Kuvassa 3.2 on esitettynä huonelämpötilan vai-kutus ihmisten henkiseen ja fyysiseen suorituskykyyn. Fyysinen suorituskyky alkaa laskea mentäessä 16 o C yläpuolelle, mutta koulurakennuksessa toimivien opettajien ja opiskelijoiden kannalta oleellisempi henkinen suorituskyky alkaa laskea lämpötilan noustessa 23 o C yläpuolelle. Kuvaan on merkitty punaisella katkoviivalla istumatyön suositeltu lämpötila-alue, joka on välillä 21–25 oC. Sinisellä katkoviivalla on merkitty kevyen työn suositeltu lämpötila-alue, joka on välillä 18–23 oC. (Seppänen & Seppänen 1996, s.17).
Rakentamismääräyskokoelman osan D2 mukaan oleskeluvyöhykkeen huone-lämpötilan suunnitteluarvona käytetään lämmityskaudella yleensä lämpötilaa 21 oC ja kesäkaudella lämpötilaa 23 oC. Poikkeuksia ovat esimerkiksi porrashuoneet, pesuhuo-neet ja liikuntahallit, joissa lämpötila voi olla matalampi. Rakennuksen käyttöaikana lämpötila ei saisi oleskeluvyöhykkeellä olla kuitenkaan korkeampi kuin 25 oC. (D2 2008, s.6). Sisäilmastoluokituksen sisäilmastoluokka S3 on viranomaissäädösten
mu-Pr im ää rit ek ijä t
Ilman liikekainen, mutta huonelämpötilan sijaan lämpötilana on käytetty operatiivisia lämpötiloja (Sisäilmastoluokka 2008, s.10)
poikkeaa ilman lämpötilasta, olisi tällöin käytettävä operatiivista lämpötilaa.
nen lämpötila on sen tasalämpöisen tilan lämpötila, jossa kehon lämmönsiirto on sama kuin tarkasteltavassa tilassa
keavien pintalämpötilojen vaikutusta ihmisen lämmöntunteeseen (D2 2008, s.3).
teessä 1 on esitettynä sisäilmastoluokkien S1, S2 ja S3 mukaiset operatiivisten lämpöt lojen tavoitearvot. Viranomaissäädösten mukaisen sisäilmastoluokan S3 m
tiivisen lämpötilan pitäisi olla välillä (18 (20–22) oC (Sisäilmastoluokka 2008, s.10).
Kuva 3.2. Huonelämpötilan vaikutus (muokattu lähteestä Sepp
3.2.2. Ilmanlaatu
Termisten olosuhteiden lisäksi merkittävä sisäilmastotekijä on ilmanlaatu
vaikuttavien epäpuhtauslähteiden määrä ja laatu vaihtelevat ajallisesti, sillä niihin va kuttavat niin ihmisten toiminta kuin m
tynä tyypillisiä epäpuhtauslähteitä sekä ilman laatu voi siis huonontua
sisustusmateriaalien (absorptio j
teiden kautta. Ilmanlaatuun vaikuttavia yksittäisiä tekijöitä ovat esimerkiksi hiilidioks di, pölypunkit, radon, homeet, bakte
lähes verrannollinen ihmi määrään. Näin ollen hiilidiok
dipitoisuus ei olisikaan itsessään haitallisen korkea.
39). Haitallisen hiilidi
2004, s.281). Rakentamismääräyskokoelman (Sisäilmastoluokitus 2008, s.11)
kainen, mutta huonelämpötilan sijaan lämpötilana on käytetty operatiivisia lämpötiloja (Sisäilmastoluokka 2008, s.10). Jos huone sisältää laajoja pintoja, joiden
poikkeaa ilman lämpötilasta, olisi tällöin käytettävä operatiivista lämpötilaa.
en tasalämpöisen tilan lämpötila, jossa kehon lämmönsiirto on sama kuin tarkasteltavassa tilassa (Kalema 2008). Se siis kuvaa sisäilman l
keavien pintalämpötilojen vaikutusta ihmisen lämmöntunteeseen (D2 2008, s.3).
on esitettynä sisäilmastoluokkien S1, S2 ja S3 mukaiset operatiivisten lämpöt Viranomaissäädösten mukaisen sisäilmastoluokan S3 m
tiivisen lämpötilan pitäisi olla välillä (18–25) oC ja suositeltava lämpötila C (Sisäilmastoluokka 2008, s.10).
ämpötilan vaikutus ihmisen henkiseen ja fyysiseen suorituskykyyn muokattu lähteestä Seppänen & Seppänen 1996, s.15).
laatu
Termisten olosuhteiden lisäksi merkittävä sisäilmastotekijä on ilmanlaatu
vaikuttavien epäpuhtauslähteiden määrä ja laatu vaihtelevat ajallisesti, sillä niihin va kuttavat niin ihmisten toiminta kuin monet muut olosuhdetekijät.
ä epäpuhtauslähteitä sekä ilmanlaatuun vaikuttavia muita tekijöitä.
laatu voi siis huonontua rakennukseen tulevan vuoto- ja ilmanvaihtoilman, rakennus (absorptio ja emissio), pölyn ja ihmisistä tulevien epäpuhtauslä laatuun vaikuttavia yksittäisiä tekijöitä ovat esimerkiksi hiilidioks di, pölypunkit, radon, homeet, bakteerit ja virukset. Ihmisten hiilidioksidin tuotto on lähes verrannollinen ihmisten hengityksen ja ihon kautta vapautuvien epäpuhtauksien
Näin ollen hiilidioksidia käytetään kuvaamaan ilmanlaatua, vaikka hiilidioks dipitoisuus ei olisikaan itsessään haitallisen korkea. (Seppänen & Seppänen 1996, s.
Haitallisen hiilidioksidipitoisuuden raja-arvo on 5000 ppm (Hietala & Kaivanto Rakentamismääräyskokoelman (D2 2008, s.7), Sisäilmastoluokituksen (Sisäilmastoluokitus 2008, s.11) ja Asumisterveysohjeen (Asumisterveysohje 2003, kainen, mutta huonelämpötilan sijaan lämpötilana on käytetty operatiivisia lämpötiloja
Jos huone sisältää laajoja pintoja, joiden lämpötila poikkeaa ilman lämpötilasta, olisi tällöin käytettävä operatiivista lämpötilaa.
Operatiivi-en tasalämpöisOperatiivi-en tilan lämpötila, jossa kehon lämmönsiirto on sama vaa sisäilman lämpötilasta poik-keavien pintalämpötilojen vaikutusta ihmisen lämmöntunteeseen (D2 2008, s.3). Liit-on esitettynä sisäilmastoluokkien S1, S2 ja S3 mukaiset operatiivisten lämpöti-Viranomaissäädösten mukaisen sisäilmastoluokan S3 mukaan opera-C ja suositeltava lämpötila-alue on välillä
henkiseen ja fyysiseen suorituskykyyn
Termisten olosuhteiden lisäksi merkittävä sisäilmastotekijä on ilmanlaatu. Ilmanlaatuun vaikuttavien epäpuhtauslähteiden määrä ja laatu vaihtelevat ajallisesti, sillä niihin
vai-onet muut olosuhdetekijät. Kuvassa 3.3 on esitet-un vaikuttavia muita tekijöitä. Ilman-ilmanvaihtoilman, rakennus- ja ja ihmisistä tulevien epäpuhtausläh-laatuun vaikuttavia yksittäisiä tekijöitä ovat esimerkiksi hiilidioksi-erit ja virukset. Ihmisten hiilidioksidin tuotto on sten hengityksen ja ihon kautta vapautuvien epäpuhtauksien laatua, vaikka hiilidioksi-Seppänen & hiilidioksi-Seppänen 1996, s.25–
arvo on 5000 ppm (Hietala & Kaivanto , Sisäilmastoluokituksen (Asumisterveysohje 2003,
s.22) asettamat raja- ja ohjearvot ovat huomattavasti matalampia, sillä raja-arvot perus-tuvat myös muihin hiilidioksidin tuottoon verrannollisten epäpuhtauslähteiden tuottoon.
Hiilidioksidin raja-arvot on esitetty jo edellä luvussa Koulurakennusten ilmanvaihto, mutta taulukkoon 3.1 on vielä tehty koonti raja-arvoista.
Kuva 3.3. Ilmanlaatuun vaikuttavia tekijöitä (Seppänen & Seppänen 1996, s.26).
Taulukko 3.1. Rakentamismääräyskokoelman osan D2 (D2 2008, s.7), Asumisterveys-ohjeen (Asumisterveysohje 2003, s.22) ja Sisäilmastoluokituksen 2008 (Sisäilmasto-luokitus 2008, s.11) asettamat raja-arvot huonetilan hiilidioksidipitoisuudelle.
Määräys/ohje Hiilidioksidipitoisuus (ppm) Lisätietoja Rakentamismääräys-
kokoelman osa D2 ≤ 1 200 tavanomaisissa sääoloissa ja huoneti-lan käyttöaikana
Asumisterveysohje ≤ 1 500 terveydensuojelulain mukainen raja Sisäilmastoluokitus 2008 riippuu sisäilmastoluokasta tavoitearvoja uudisrakennuksille ja
perusparannuskohteille
S1 ≤ 750
olosuhteiden pysyvyyden oltava 95 % käyttöajasta toimi- ja opetustiloissa
S2 ≤ 900 olosuhteiden pysyvyyden oltava 90 %
käyttöajasta toimi- ja opetustiloissa
S3 ≤ 1 200 rakentamismääräyskokoelman
mu-kainen sisäilmastoluokka