Suhteellisen kosteuden vaikutus hengitysteiden terveyteen jakautuu suoriin ja epäsuoriin vaikutuksiin: suora vaikutus kohdistuu kehon puolustusmekanismeihin, jotka estävät patogeenisten hiukkasten pääsyn hengitysteihin ja niiden lisääntymisen siellä. Näitä ovat nenän suodatustoiminta, hengitysteiden limakalvon itsepuhdistusprosessit, immuunivasteet sekä muut puolustusreaktiot ja hajoamisprosessit. Arvioiduissa kirjallisuuslähteissä pidetään yleisesti ”” -periaatteena, että alhainen suhteellinen kosteus heikentää kehon omaa limakalvojen puhdistustoimintaa ja kehon puolustusmekanismeja. Immuunipuolustuksen kannalta useimmin mainittu optimaalinen suhteellinen kosteus on 40–60 prosenttia.

Kuva: Hengitettyjen hiukkasten kulkeutumismekanismit hengitysteissä. (Lähde: RWTH Aachen)

Suhteellinen kosteus vaikuttaa välillisesti myös taudinaiheuttajien elinaikaan ja bakteereja sisältävien pisaroiden leijumisaikaan. Yleisesti ottaen ympäristön ilmasto vaikuttaa tartuntariskiin: Lämpötila ja kosteus vaikuttavat aerosolien ominaisuuksiin. Virukset kulkeutuvat aerosoleissa, jotka koostuvat pienistä nestepisaroista, liuenneista suoloista ja proteiineista. Kuivissa olosuhteissa aerosolit kutistuvat nopeammin, kevenevät ja pysyvät ilmassa pidempään. Lisäksi lämpötila ja kosteus vaikuttavat virusten stabiiliuteen ja elinaikaan. Virustyypistä riippuen suhteellisen kosteuden vaikutusta analysoidaan kuitenkin kirjallisuudessa eri tavoin. Esimerkiksi influenssavirukset inaktivoituvat parhaiten kohtuullisessa suhteellisessa kosteudessa, kun taas koronavirukset inaktivoituvat parhaiten kohtuullisessa tai korkeassa suhteellisessa kosteudessa. Korkea suhteellinen kosteus lyhentää yleensä hiukkasten ja aerosolien leijumisaikaa ilmassa; sitä tulisi kuitenkin välttää mikrobien kasvun ja homeen muodostumisen riskin vuoksi.

Kuva: Ympäristöilman vaikutus aerosolien leijumisaikaan ja virusten elinaikaan. (Lähde: RWTH Aachen)

Ilmassa olevat hiukkaset voivat aiheuttaa silmien ärsytystä ja sidekalvon tulehduksia. Ehjä kyynelkalvo suojaa silmien pintoja ympäristövaikutuksilta ja ehkäisee silmäongelmia ja epämukavuutta. Tieteellisten tutkimusten analyysit osoittavat, että alhaisessa kosteudessa kyynelkalvon tuotanto vähenee, kun taas silmänräpäytysten määrä kasvaa merkittävästi. Verrattuna ihanteelliseen 50–80 prosentin kosteusalueeseen sidekalvon pikarisolujen, joissa kyynelkalvo muodostuu, solutiheys laskee jyrkästi alhaisilla suhteellisilla kosteusarvoilla. Kirjallisuuskatsaukset paljastavat myös tilastollisesti merkitseviä korrelaatioita kuivan ilman ja iho-ongelmien välillä. Kuiva sisäilma voi heikentää merkittävästi ihon suojatoimintaa. Hiukkaset voivat tunkeutua hauraaseen ja halkeilevaan ihoon aiheuttaen tulehduksia ja ihosairauksia. Krooniset ihosairaudet voivat pahentua. Kirjallisuudessa on havaittu merkittäviä ihovaurioita suhteellisen kosteuden ollessa alle 50 prosenttia.

Kuva: Punaiset merkinnät osoittavat viruksen korkean stabiilisuuden alueen eri suhteellisilla kosteustasoilla. (Lähde: RWTH Aachen)

Kirjallisuuskatsauksensa perusteella RWTH Aachenin yliopisto päättelee, että kohtuullisen suhteellisen kosteustason ylläpitäminen voi vähentää merkittävästi hengitysteihin, silmiin ja ihoon kohdistuvia terveysongelmia sekä niihin liittyvää poissaoloa. Tutkijoiden mukaan sisäilman suhteellinen kosteus tulisi siksi ihannetapauksessa pitää 40–60 prosentin välillä. Samalla tutkijat korostavat, että suhteellista kosteutta on tarkasteltava erikseen kunkin tutkittavan kriteerin osalta. Tämä koskee erityisesti erilaisten virustyyppien inaktivoitumista (ks. kuva 3). Tiettyä tavoitealuetta koskeva suositus voi siten aina olla vain kompromissi.

Kaiken kaikkiaan kohtuullisen suhteellisen kosteusalueen valitseminen aiheuttaa kuitenkin vähiten haitallisia vaikutuksia ihmisiin ja heidän terveyteensä.

Video: Haastattelu tohtori Kai Rewitzin kanssa RWTH Aachenin kirjallisuuskatsauksen tuloksista. Saatavilla vain saksan kielellä

Tutkimus toteutettiin Fraunhofer IAO:n virtuaalisen suunnittelun keskuksessa (ZVE) Stuttgartissa, ja sitä tuettiin lisäksi verkkokyselyllä, joka toteutettiin yhteistyössä HTW Berlinin kiinteistöjohtamisen koulutusohjelman kanssa.

Tutkimusta varten ZVE:n osaan asennettiin kolme DRAABE NanoFog Evolution -suoraa huoneilmankostutinta, jotka varmistivat noin 40 prosentin vakion suhteellisen kosteuden. Toimistokäyttäjille suunnattu kysely toteutettiin useiden kuukausien aikana, jolloin ilmankostuttimia kytkettiin päälle ja pois päältä säännöllisin väliajoin. Kyselyn tuloksia verrattiin rakennuksen muihin osiin, joissa ei käytetty lisäilmankostutusta.

Kuva: Condair-suorasumutuskostuttimet käytössä Fraunhofer IAO:ssa

Kun kysyttiin mielipidettä kosteudesta, ihmisten arviot eri tilanteista vaihtelivat merkittävästi: kun kostutus on päällä, kosteutta ei koskaan koeta liian matalaksi. Jos kostutusta ei ole käytössä tai sitä ei ole lainkaan, yli 40 % toimistokäyttäjistä kokee ilman liian kuivaksi. Keskimäärin kostutettujen ja kostuttamattomien toimistotilojen välinen ero oli noin 16 % suhteellisessa kosteudessa. Kosteuden lisääminen saa toimistokäyttäjät tuntemaan olonsa paremmaksi ja lisää tyytyväisyyttä työympäristöön. Yli 50 % vastaajista kuvailee sisäilmaa myös erittäin virkistäväksi.

Kuva: Liian alhainen kosteustaso koetaan häiritsevänä (Lähde: Fraunhofer IAO)

Hengitysteiden limakalvot hoitavat tärkeää suojaavaa ja itsepuhdistavaa tehtävää. Limakalvojen viskositeetilla on keskeinen rooli siinä, kuinka nopeasti taudinaiheuttajat poistuvat kehosta. Mitä nopeammin tämä tapahtuu, sitä pienempi on sairastumisriski.

Kliiniset tutkimukset osoittavat, että hengitysteiden nopeaan puhdistumiseen tarvitaan riittävän korkea, vähintään 30 %:n kosteustaso. Tutkimuksen tulokset vahvistavat kuivan ilman vaikutuksen limakalvoihin: 54 % työntekijöistä, joiden toimistossa ei ole ilmankostutusta, on samaa mieltä väitteestä, että he kokevat usein hengitysteiden kuivumista työpaikalla. Työpaikoilla, joissa on ilmankostutus, hengitysteiden kuivumista koskevat valitukset vähenevät yli kolmanneksella 35 prosenttiin.

Kuva: Hengitysteiden kuivuminen (Lähde: Fraunhofer IAO)

Erityisesti ammateissa, joissa puhumista vaaditaan paljon, äänen jatkuva käyttö aiheuttaa suuren riskin äänihäiriöiden kehittymiselle. Yleensä ammateissa, joissa puhumista on paljon, suositellaan vähintään 40 prosentin suhteellista kosteutta.

Myös Fraunhoferin tutkimus vahvistaa tässä selkeän trendin: äänihäiriöt voivat lisääntyä, kun suhteellinen kosteus on alhainen: Työympäristöissä, joissa ilmaa ei kostuteta, vajaat kolmannes (29 prosenttia) kärsii usein äänihäiriöistä. Jos ilmaa sen sijaan kostutetaan jatkuvasti, vain 18 prosenttia ilmoittaa kärsivänsä usein äänihäiriöistä.

Kuva: Äänihäiriöt (Lähde: Fraunhofer IAO)