Fysikaaliset tekijät

Yleistä

Fysikaalisia sisäilman tekijöitä ovat lämpöolot, kosteus, ilmanvirtaukset, ilman ionit, sähkömagneettinen säteily sekä muu säteily, valaistus ja melu. Fysikaaliset tekijät eivät ole epäpuhtauksia, vaan vaikuttavat lähinnä viihtyvyyteen.

Katso myös  Eri tekijöiden vaikutus ja  Sisäilman vaikutukset.

Tässä tekstissä käsiteltäviä fysikaalisia tekijöitä ovat:

• Ionit
• Kosteus
• Ilman liike ja veto
• Lämpötila
• Melu

Ominaisuudet, vaikutukset ja raja-arvot

Ionit

Ionit ovat ilmassa leijuvia molekyylejä tai molekyyliryhmiä, joilla on positiivinen tai negatiivinen varaus. Ne jaetaan kokonsa puolesta pieniin, keskisuuriin ja suuriin ioneihin. Huonetilassa pienten ionien osuus on vähäisempi kuin ulkoilmassa.

Ihminen näyttää voivan paremmin, kun sisäilman ionipitoisuus on riittävän suuri.
Kaupallisesti on saatavana ns. koronapurkausionisaattoreita, joilla ilman negatiivisten ionien määrää voidaan nostaa. Tutkimukset niiden vaikutuksista ovat ristiriitaisia, mutta joissakin tutkimuksissa on viitteitä siitä, että väsymys ja päänsärky ovat vähentyneet ionisaattorin käytön ansiosta.

Kosteus

Ilman kosteus ilmoitetaan yleensä suhteellisena kosteutena. Suhteellinen kosteus ilmaisee, kuinka monta prosenttia ilmassa on vesihöyryä siitä määrästä, joka tietyssä lämpötilassa voi olla ilmassa tiivistymättä. Ulkoilmassa kylmän ilman suhteellinen kosteus voi olla 100 %. Kun kylmä ilma lämpenee sisälle tullessaan, sen suhteellinen kosteus laskee.

Suomen ilmastossa kesäaikana on kosteuden suhteen lähes ihanteellinen tilanne, vain muutamina loppukesän/alkusyksyn lämpiminä päivinä saattaa ilman kosteus tuntua epämiellyttävän korkealta.

Sisäilman kosteuden tavoitearvot määräytyvät sen perusteella, että liian kuivassa ilmassa ihmiset kokevat hengitysteiden limakalvojen, silmien sidekalvojen ja ihon kuivumista. Liiallinen kosteus taas voi aiheuttaa rakenteissa mikrobikasvua ja lisätä punkkien esiintymistä. Yli 45 % suhteellinen kosteus edesauttaa pölypunkkien kasvua, 70,,,80 % kosteudessa muuttuvat kosteusolot edullisiksi homesienten kasvulle ja pidempiaikainen yli 90%:n kosteus voi aiheuttaa lahovaurioiden syntyä.

Seuraava esimerkki kuvaa lämpötilan ja kosteuden suhdetta:

Kylmä ilma pystyy sitomaan vähemmän kosteutta kuin lämmin ilma eli kylmän ilman vesipitoisuus on pieni. Tämä tarkoittaa, että vaikka ilman suhteellisen kosteuden arvo eri lämpötiloissa olisi sama, ei ilmassa oleva vesipitoisuus ole yhtä suuri.

Ulkoilma kesällä

• +24 oC, suhteellinen kosteus RH = 85 %, ilman vesipitoisuus 18,48 g/m3

Ulkoilma talvella

• -20 oC, suhteellinen kosteus RH = 85 %, ilman vesipitoisuus 0,74 g/m3

Sisäilma muodostuu ulkoilmasta joten ilman vesipitoisuus on talvella pieni myös sisätiloissa. Koska lämmin ilma pystyy sitomaan enemmän kosteutta, on sisäilman suhteellisen kosteuden arvo matala.

Sisäilma talvella

• +22 oC, suhteellinen kosteus RH = 3,81 %, ilman vesipitoisuus 0,74 g/m3

Sisäisten kosteuslähteiden vuoksi sisäilman kosteuslisäksi voidaan olettaa 3,5 g/m3. Tällöin sisäilman arvoiksi saadaan

• + 22 oC, suhteellinen kosteus RH=21,86 %, ilman vesipitoisuus 4,24 g/m3

Sisäilmastoluokituksen /7/ mukaan huoneilman suhteellisen kosteuden tavoitearvot ovat talviaikana:

• Sisäilmastoluokka S1 25…45 % talvella
• Sisäilmastoluokka S2 ei ilmoitettu
• Sisäilmastoluokka S3 ei ilmoitettu

Hengitysallergiasta ja allergisesta ihottumasta kärsivien oireet usein korostuvat liian kuivassa ilmassa. Hengitystietulehdukset ovat tavallisempia kuivassa ilmassa kuin kosteassa. Bakteerit menestyvät paremmin kuivassa ilmassa ja kuiva ilma aiheuttaa limakalvojen kuivumista ja heikentää värekarvojen toimintaa. Sisäilman kostutus voi olla hyödyllistä, kun suhteellinen kosteus on alle 20 %. Kostutinlaitteiden ja -järjestelmien puhtaus on kuitenkin ensiarvoisen tärkeä, sillä puutteellinen hygienia saattaa aiheuttaa vakaviakin terveysongelmia. Vaarallisimpia näistä ovat ns. kostutinkuume ja allerginen alveoliitti.

Voimakas koneellinen ilmanvaihto poistaa sisällä vallitsevaa kosteutta ja kuivattaa ilmaa talvisaikaan. Tuntemukset ovat hyvin yksilöllisiä, eikä keskitettyjä koneellisia kostutusjärjestelmiä suositella, sillä järjestelmät voivat likaantua ja niihin voi ilmaantua mikrobikasvustoa, varsinkin jos huolto laiminlyödään. Kostutus- ja jäähdytyslaitteet ovat kansainvälisesti keskeinen rakennusten mikrobiongelmien lähde, esim. legionellataudin levittäjinä. Helsingin kaupungilla on tehty periaatepäätös, ettei kostutusta käytetä kuin poikkeustapauksissa.

Ilman liike ja veto

Vedon tunne syntyy lämmön siirtymisestä iholta. Lämmön siirtymiseen vaikuttaa ilman nopeuden lisäksi lämpösäteily (kylmän pinnan läheisyys) ja vähäinen vaatetus. Paljaana olevat nilkat, niska ja pää ovat herkkiä vedon tunteelle. Vedon tunne on yksilöllistä. Ilmanvaihto voi aiheuttaa vetoa. Vetoa voi tulla myös heikkolaatuisten ikkunoiden tai muutoin epätiiviin tai puutteellisesti eristetyn rakennuksen vaipan kautta. Isot ja kylmät pinnat voidaan myös aistia vetoisina. Herkkyys vedontuntemukselle kasvaa, kun ilman lämpötila laskee alle 20 oC.

Veto sellaisena kuin se esiintyy suomalaisissa rakennuksissa, ei aiheuta sairauksia. Alhaisissa lämpötiloissa veto voimistaa kylmän vaikutusta ja aiheuttaa siten palelua ja toimintakyvyn alenemista. Korkeissa lämpötiloissa veto parantaa lämmönsietoa, sillä se edesauttaa ihon viilenemistä.

Sisäilmastoluokituksen mukaan huoneilman ilman nopeuden tavoitearvot ovat enintään:

• Sisäilmastoluokka S1
  • 0,13 m/s talvella 20 oC
  • 0,14 m/s talvella 21 oC
  • 0,20 m/s kesällä 24 oC

• Sisäilmastoluokka S2
  • 0,16 m/s talvella 20 oC
  • 0,17 m/s talvella 21 oC
  • 0,25 m/s kesällä 24 oC

• Sisäilmastoluokka S3
  • 0,19 m/s talvella 20 oC
  • 0,20 m/s talvella 21 oC
  • 0,30 m/s kesällä 24 oC

Lämpötila

Lämpötila on tärkein sisäilman viihtyvyystekijä. Lämpöviihtyisyydessä on yksilöllisiä eroja, mutta tyytyväisten osuus on suurin kun lämpötila on 21-22oC. Alhaiset pintojen lämpötilat voivat aiheuttaa vedon tunnetta ja kosteus voi tiivistyä kylmiin pintoihin. STM:n sisäilmaohjeen mukaan suositeltu alin sallittu pistemäinen pintalämpötila on 9 oC. Lämpöviihtyvyyteen ja vedontunteeseen vaikuttavat erityisesti talvella pintojen vaihtelevat lämpötilat. Lämpötilaerot tunnetaan helposti epämiellyttävänä vetona, johon ihmiset reagoivat varsin yksilöllisesti. Työntekijät pitävät toimistoympäristöjen yleisimpinä sisäilmaongelmina liian lämmintä tai kylmää huoneilmaa.

Sisäilmastoluokituksen mukaan huoneilman lämpötilojen tavoitearvot ovat

• Sisäilmastoluokka S1
  • 21…22 oC talvella
  • 23…24 oC kesällä

• Sisäilmastoluokka S2
  • 20…22 oC talvella
  • 23…26 oC kesällä

• Sisäilmastoluokka S3
  • 20…23 oC talvella
  • 22…27 oC kesällä

Melu

Rakennuksessa kuultava haitallinen tai häiritsevä ääni, melu, voi olla lähtöisin rakennuksen ulkopuolelta, rakennuksen teknisistä järjestelmistä tai ihmisen toiminnasta rakennuksessa. Melu aiheuttaa kuulon heikkenemisen. Kuulon heikkenemiseen vaaditaan yli 80 dB(A):n melualtistuminen.

Valtioneuvosto on antanut päätöksen (993/192) melutason ohjearvoista vuonna 1992. Näitä melutason ohjearvoja sovelletaan maankäytön ja rakentamisen suunnittelussa, eri liikennemuotoja koskevassa liikenteen suunnittelussa sekä rakentamisen lupamenettelyissä.

Melun vaikutukset sisäilmassa ovat pääasiassa toiminnallisia ja ne heikentävät suoritustasoa.

Melun välittömiä vaikutuksia uneen ovat nukahtamisvaikeudet, muutokset unen rakenteessa ja syvyydessä sekä heräämiset. Lisäksi unen aikainen melu voi kohottaa verenpainetta ja sydämen sykettä, tihentää hengitystä ja aiheuttaa ylimääräistä vartalon liikehdintää. Melutason ylittäessä 35 dB (A) unen häiriöt yleistyvät. Haitallisimpana melua pidetään iltayöstä nukahtamisen vaikeutuessa. Unta häiritsevän melun välillisiä vaikutuksia ovat unettomuus, väsyneisyys, mielialan lasku, suorituskyvyn heikkeneminen ja erilaiset psykososiaaliset oireet.

Melun häiritsevyys ja kiusallisuus ovat melun aiheuttamista reaktioista yleisimpiä. Häiritsevyys on subjektiivinen ominaisuus, joka vaihtelee ihmisten välillä suuresti. Korkeataajuinen melu on todettu enemmän häiritseväksi kuin matalataajuinen. Impulssimelu on tasaista melua psyykkisesti kuormittavampaa ja haitallisempaa.

Melu on biologinen stressitekijä, joka voi vaikuttaa monin tavoin ihmisen fysiologiseen järjestelmään, esimerkiksi sydämen sykkeeseen, verenpaineeseen ja yleiseen vireystilaan. Melun on todettu aiheuttavan sepelvaltimotautia, unihäiriöitä ja lapsilla huonoa koulumenestystä.

Meluisassa ympäristössä puheen ymmärrettävyys heikkenee ja puhuja joutuu käyttämään kovempaa ääntä, mikä puolestaan rasittaa äänihuulia ja voi ilmetä toistuvina äänen menetyksinä. Huono puheen ymmärrettävyys heikentää työsuorituksia ja myös vähäinenkin häiritseväksi koettu ääni voi vaikuttaa keskittymistä ja työsuoritusta häiritsevästi.

Päiväajan (07-22) meluntason ohjearvo asuinhuoneistolle on 35 dB(A) ja yöajalle 30 dB(A) (VNp 993/1992).

Sisäilmastoluokituksen mukaan asuinhuoneiden LVIS-laitteiden äänitason (LA,eq,T) enimmäisarvot ovat:

• Sisäilmastoluokka S1 25 dB
• Sisäilmastoluokka S2 28 dB
• Sisäilmastoluokka S3 28 dB.

Lähdekirjallisuus

1. Haahtela T, Nordman H, Talikka M. Sisäilma ja terveys. Allergialiitto. Loimaa 1993.

2. HTP-arvot 2002. Työsuojelusäädöksiä 3. Sosiaali- ja terveysministeriö, Työsuojeluosasto, Kemian työsuojeluneuvottelukunta. Tampere 2002.

3. Seuri M, Palomäki E. Haasteellinen sisäilma. Riskianalyysi sisäilmaongelmissa. Rakennustieto Oy. Tampere 2000.

4. Sisäilmastoluokitus 2000, Sisäilmayhdistys julkaisu 5. Sisäilmayhdistys ry, Rakennustietosäätiö, Suomen Arkkitehtiliitto SAFA, Suomen toimitila- ja rakennuttajaliitto RAKLI, Suunnittelu- ja konsulttitoimistojen Liitto SKOL. Espoo 2001.

© Helsingin, Espoon ja Vantaan Terveelliset tilat, Sisäilmayhdistys ry. (2008)