VOC-sisäilmanlaatumittaus
Koskinen, Mikko (2019)
Koskinen, Mikko
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021092718102
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021092718102
Tiivistelmä
Mittalaitteisiin ja anturitekniikkaan erikoistuneelle Envic Oy:lle tehtiin opinnäytetyö, jossa tutkittiin haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) terveysvaikutuksia sisäilmassa ja toteutettiin VOC arvoille mittaussovellus, joka integroitiin Envicin Multisens-laitteeseen sopivaksi.
VOC-pitoisuuksien haitallisuudesta havaittiin tutkimuksissa erilaisia tuloksia eikä tarkkaa rajaa TVOC-pitoisuudelle voitu määrittää. Huonon sisäilmanlaadun raja-arvon todettiin olevan 400 1000 µg/m3 tavoitearvon ollessa alle 200-300 µg/m3. Opinnäytetyössä päädyttiin käyttämään Sosiaali- ja terveysministeriön asetuksen 545/2015 toimenpideraja-arvoa 600 µg/m3 sekä anturivalmistaja Sensirionin asettamaa arvoa 220 ppb huonon sisäilmaston raja-arvona.
TVOC-puolijohdeanturit rajattiin speksien mukaan kahteen sopivimpaan, jotka olivat AMS IAQ core ja Sensirion SGP30. Alkutestausten jälkeen päädyttiin prototyypissä käyttämään Sensirionin SGP30-anturia, jolle rakennettiin regulaattori- ja logiikkamuunnospiirit ja anturi integroitiin Multisens-laitteen koteloon.
Prototyyppiä rakennettiin 3 kappaletta ja niitä testattiin toimistoympäristössä. Liitteenä olevista trendikäyristä voidaan päätellä, että anturit näyttivät samankaltaisia arvoja ja arvot olivat tyypillisiä toimistoympäristön lukemia. Anturien lukemien havaittiin kuitenkin riippuvan suuresti käynnistysympäristön vaikutuksesta, koska anturi korjasi omia arvojaan käyttäen niin sanottua automatic baseline correction -algoritmia estääkseen anturin arvojen vääristymisen ajan myötä. Anturin havaittiin toimivan parhaiten, kun se käynnistettiin puhtaassa ulkoilmassa, jossa voitiin olettaa TVOC-arvojen olevan lähellä nollaa. Parhaimmat tulokset anturista saatiin, kun anturi altistettiin vähintään 15 minuuttia puhtaalle ulkoilmalle, minkä jälkeen laite vietiin todelliseen mittauspaikkaansa sisätiloihin.
TVOC-mittauksessa käytetyn anturin soveltuvuudesta tarkempiin mittauksiin ei voitu suoraan vetää johtopäätöksiä, koska kyseessä oli prototyyppi, eikä valmis laite. Testausten perusteella SGP30 soveltuu TVOC-pitoisuuksien mittaukseen, mutta samoihin tarkkuuksiin anturilla ei päästä kuin esimerkiksi laboratoriotestein analysoidun TVOC-pitoisuuden määrittelyssä. Anturilla voidaan kuitenkin havaita VOC-kaasujen kohonnutta pitoisuutta sisäilmastossa ja TVOC arvoa voidaan käyttää suurpiirteisenä sisäilmanlaadun mittarina CO2-pitoisuuden ohella. Anturilla voidaan myös paikallistaa mahdollisia VOC-ongelmakohtia sisätiloissa, jotta kalliita VOC-laboratoriomittauksia ei tarvitse tehdä turhaan.
VOC-pitoisuuksien haitallisuudesta havaittiin tutkimuksissa erilaisia tuloksia eikä tarkkaa rajaa TVOC-pitoisuudelle voitu määrittää. Huonon sisäilmanlaadun raja-arvon todettiin olevan 400 1000 µg/m3 tavoitearvon ollessa alle 200-300 µg/m3. Opinnäytetyössä päädyttiin käyttämään Sosiaali- ja terveysministeriön asetuksen 545/2015 toimenpideraja-arvoa 600 µg/m3 sekä anturivalmistaja Sensirionin asettamaa arvoa 220 ppb huonon sisäilmaston raja-arvona.
TVOC-puolijohdeanturit rajattiin speksien mukaan kahteen sopivimpaan, jotka olivat AMS IAQ core ja Sensirion SGP30. Alkutestausten jälkeen päädyttiin prototyypissä käyttämään Sensirionin SGP30-anturia, jolle rakennettiin regulaattori- ja logiikkamuunnospiirit ja anturi integroitiin Multisens-laitteen koteloon.
Prototyyppiä rakennettiin 3 kappaletta ja niitä testattiin toimistoympäristössä. Liitteenä olevista trendikäyristä voidaan päätellä, että anturit näyttivät samankaltaisia arvoja ja arvot olivat tyypillisiä toimistoympäristön lukemia. Anturien lukemien havaittiin kuitenkin riippuvan suuresti käynnistysympäristön vaikutuksesta, koska anturi korjasi omia arvojaan käyttäen niin sanottua automatic baseline correction -algoritmia estääkseen anturin arvojen vääristymisen ajan myötä. Anturin havaittiin toimivan parhaiten, kun se käynnistettiin puhtaassa ulkoilmassa, jossa voitiin olettaa TVOC-arvojen olevan lähellä nollaa. Parhaimmat tulokset anturista saatiin, kun anturi altistettiin vähintään 15 minuuttia puhtaalle ulkoilmalle, minkä jälkeen laite vietiin todelliseen mittauspaikkaansa sisätiloihin.
TVOC-mittauksessa käytetyn anturin soveltuvuudesta tarkempiin mittauksiin ei voitu suoraan vetää johtopäätöksiä, koska kyseessä oli prototyyppi, eikä valmis laite. Testausten perusteella SGP30 soveltuu TVOC-pitoisuuksien mittaukseen, mutta samoihin tarkkuuksiin anturilla ei päästä kuin esimerkiksi laboratoriotestein analysoidun TVOC-pitoisuuden määrittelyssä. Anturilla voidaan kuitenkin havaita VOC-kaasujen kohonnutta pitoisuutta sisäilmastossa ja TVOC arvoa voidaan käyttää suurpiirteisenä sisäilmanlaadun mittarina CO2-pitoisuuden ohella. Anturilla voidaan myös paikallistaa mahdollisia VOC-ongelmakohtia sisätiloissa, jotta kalliita VOC-laboratoriomittauksia ei tarvitse tehdä turhaan.