Ota kosteus huomioon ilmanvaihtoa lisättäessä

Tarve lisätä ilmanvaihtoa julkisissa rakennuksissa on laajalti hyväksytty positiivisena torjuntastrategiana taistelussa ilmassa leviävien virusten tartuntoja vastaan. Ilmanvaihdon lisääminen poistaa fyysisesti enemmän epäpuhtauksia ilmasta. Tämä on erityisen merkityksellistä talvella, kun rakennukset suljetaan tiiviimmin ja ihmiset kokoontuvat sisätiloihin, mikä lisää ihmisten välisen, ilmassa leviävän risti-infektion riskiä.

Ilman lämmitettyjen sisätilojen ennakoivaa kostutusta ilmanvaihdon lisääminen kuitenkin johtaa huomattavasti kuivempiin rakennuksiin, jotka saattavat suojella meitä yhdellä tavalla, mutta vahingoittaa meitä toisella. Alle 40 %:n suhteellisen kosteuden (RH) omaavan kuivan ilman hengittäminen kuivattaa nenää ja kurkkua, mikä lisää alttiutta hengitystieinfektioille. Vaikka ilmanvaihto poistaa epäpuhtauksia, sen luoma kuivempi sisäilma voi myös heikentää luonnollista immuunijärjestelmäämme.

Kuiva talvi?

Ajatus siitä, että lisääntynyt ilmanvaihto kosteina talvikuukausina kuivattaa sisäilman, tuntuu vastoin intuitiota. Talvi mielletään usein hyvin kosteaksi. Miten siis talvisen kostean ilman tuominen sisälle luo kuivan ympäristön? Vastaus tähän piilee siinä, että kylmä ilma voi sisältää hyvin vähän kosteutta. Mitä lämpimämmäksi ilma muuttuu, sitä enemmän vettä se voi sisältää. Vaikka kylmällä talvi-ilmalla on ulkona korkea suhteellinen kosteus, se sisältää fyysisesti hyvin vähän vettä. Heti kun talvi-ilma tuodaan rakennukseen ja lämmitetään, sen suhteellinen kosteus laskee, kun sen kyky sitoa kosteutta kasvaa.

Tämän havainnollistamiseksi: keskimääräiset ulkoilman olosuhteet tammikuussa ovat 5 °C ja 85 % suhteellista kosteutta. Kun tämä talvi-ilma tuodaan rakennukseen ja lämmitetään 21 °C:een ilman, että kosteutta lisätään, fysiikan lakien mukaan sisäilman suhteellinen kosteus on vain 28 %. Jotkin rutiinitoiminnot, kuten pesu, ruoanlaitto ja jopa ihmisten hengitys, nostavat rakennuksen kosteustasoa. Tämä nostaa luonnollisesti sisäilman kosteustason lasketun nimellistason yläpuolelle. Kuitenkin mitä suurempi ilmanvaihtomäärä on, sitä nopeammin tämä ympäröivä kosteus poistuu ja korvautuu kuivalla ulkoilmalla, minkä seurauksena sisäilma lähenee entistä enemmän nimellistasoa 28 %RH.

Jopa rakennuksissa, joissa on kostutusjärjestelmät, lisääntynyt ilmanvaihto voi tarkoittaa sisäilman kosteuden laskua. Useimmat ilmankostuttimet on mitoitettu tarjoamaan tilaan juuri tarpeellinen määrä kosteutta vaaditun kosteustason saavuttamiseksi rakennuksen nykyisten ilmanvaihtomäärien perusteella. Tämä pitää ilmankostuttimen kustannukset mahdollisimman alhaisina ja takaa samalla riittävän kosteustason rakennuksen LVI-suunnittelun puitteissa. Jos tämä suunnittelu muuttuu ilmanvaihtomäärien kasvaessa, ilmankostutusjärjestelmä saattaa olla alimitoitettu.

Esimerkiksi jos rakennuksen ilmanvaihtosuhde muuttuu 5 %:n raitisilman otosta ja 95 %:n kierrätysilman osuudesta 10 %:n raitisilman ja 90 %:n kierrätysilman osuuteen, kostutusjärjestelmän tulisi tuottaa 100 % enemmän kosteutta saman sisäilman kosteustason ylläpitämiseksi. Hyvin harvat kostutusjärjestelmät on suunniteltu 100 %:n lisäkapasiteetilla, joten useimmat eivät pystyisi ylläpitämään samaa sisäilman kosteustasoa kylminä talvikuukausina tämän näennäisesti pienen ilmanvaihdon lisäyksen vuoksi.

Alhaisen kosteuden vaikutukset

Tieteelliset tutkimukset ovat osoittaneet kolme syytä, miksi sisäilman kosteuden pitäminen yli 40 %:n suhteellisessa kosteudessa (RH) suojaa hengityselimiemme terveyttä. Ensinnäkin ilmassa leviävät virukset laskeutuvat ilmakehästä nopeammin. Toiseksi jotkut virukset, kuten influenssa, selviävät tässä kosteusalueessa lyhyemmän ajan. Ja lopuksi nenän ja kurkun limakalvot pystyvät tehokkaammin sieppaamaan ja poistamaan viruksia ennen kuin ne aiheuttavat tartuntaa.

Oregonin yliopiston äskettäin julkaistu tutkimus toi esiin ensimmäisen hyödyn nimenomaan COVID-19:n yhteydessä. Tutkijat seurasivat ilman ja pintojen tilaa kontrolloiduissa kammioissa, joissa COVID-19-positiiviset henkilöt suorittivat erilaisia toimintoja. He havaitsivat, että noin 12 %RH:n kosteuden nousu johti ilmassa leviävän viruskuormituksen vähenemiseen noin 50 % ja viruskuormituksen kasvuun pinnoilla. Koska pääasialliseksi tartuntareitiksi on osoitettu ilmateitse tapahtuva tartunta, nämä tulokset vahvistavat sisäilman kosteuden hallinnan hyötyjä.

Jos ilmanvaihto kuitenkin poistaa epäpuhtauksia ilmasta, miksi on merkitystä sillä, että kosteus saa ne laskeutumaan nopeammin? Mielestäni tähän on kaksi vastausta. Ensinnäkin turvallisempien sisäympäristöjen luominen vaatii kokonaisvaltaista lähestymistapaa. Ympäristö, jossa on vähemmän ilmassa leviäviä viruksia ja jossa myös jäljellä olevien virusten potentiaalista ”leijumisaikaa” on lyhennetty, on varmasti parempi vaihtoehto kuin pelkän poistotehon lisäämiseen tähtäävän yksittäisen strategian toteuttaminen. Ilmanvaihdon avulla tapahtuva poisto ei koskaan tule olemaan yksinään 100-prosenttisesti tehokasta.

Toiseksi, ja mikä tärkeintä, on kuivan ilman kielteinen vaikutus immuunijärjestelmäämme. Turvallisempien ympäristöjen luominen ilmanvaihdon avulla voi tahattomasti tehdä meistä alttiimpia infektioille, kun poistumme kyseisestä ilmanvaihdetusta tilasta. Esimerkiksi toimistotyöntekijä, joka viihtyy hyvin ilmanvaihdetussa mutta kuivassa toimistossa, ei ehkä saa tartuntaa töissä, mutta voi olla suuremmassa riskissä vieraillessaan kotimatkalla ilmanvaihtamattomassa baarissa. Hänen nenänsä ja kurkkunsa kuivuneet limakalvot eivät pysty tehokkaasti suodattamaan ilmassa leviäviä viruksia, kun hän on viettänyt 8 tuntia aavikkomaisessa ympäristössä.

Kehon luonnollinen limakalvojen puhdistumisprosessi on ensisijainen puolustusmekanismimme ilmassa leviäviä epäpuhtauksia vastaan. Lukuisat tutkimukset ovat selvästi osoittaneet, että tämä prosessi heikkenee, kun ilmankosteus on alle 40 %RH. Siksi on tärkeää hallita sisäilman kosteutta paitsi ilmassa leviävien epäpuhtauksien poistamiseksi nopeammin, myös sen varmistamiseksi, että kehomme puolustusmekanismeilla on parhaat mahdolliset edellytykset torjua infektioita, milloin tahansa ne meitä uhkaavatkin.

Ilmanvaihdolla on aina ollut keskeinen rooli hengitystiesairauksien torjunnassa, ja on valitettavaa, että vasta nyt, pandemian jälkeen, sen myönteinen vaikutus kansanterveyteen tunnustetaan täysimääräisemmin. Talvella on kuitenkin vältettävä aavikkomaisen sisäilmaston syntymistä. Julkisten rakennusten ennakoiva kostutus on ilmanvaihdon ohella avainasemassa luotaessa mahdollisimman turvallista rakennettua ympäristöä asukkaiden terveyden kannalta.

Tämä artikkeli julkaistiin alun perin Heating & Ventilating Review -lehdessä tammikuussa 2022. Klikkaa tästä lukeaksesi julkaistun artikkelin.