Potilas- ja opetustilan ilmanlaadun analyysi olosuhdemittausdatan avulla

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia sisäilmaston laatua sekä ilman ominaisuuksien ja epäpuhtauksien käyttäytymistä tilan käytön yhteydessä. Opinnäytetyö on osa Business Finlandin rahoittamaa E3 Excellence in Pandemic Response and Enterprise Solutions yhteisinnovaatoprojetkia, jossa tutkitaan monialaisesti ilman kautta leviävien patogeenien ja virusten leviämistä.

Opinnäytetyössä tutkittiin tilojen ilmanvaihdon riittävyyttä hiilidioksidi-, TVOC- ja partikkelimittausten perusteella. Mittaukset tehtiin sairaalan potilastilassa ja yliopiston seminaarihuoneessa Norjan Trondheimissa. Molemmissa tapauksissa mittausanturit sijoitettiin eri puolille huonetta sekä tulo- ja poistoilmakanavaan. Tilat olivat mittausten ajan normaalissa käytössä, ja mittauksia tehtiin 1–2 kuukauden ajan talvella. Tutkimusmittausten lisäksi anturit kalibroitiin kalibrointikammiossa muuttaen kammion ilman eri ominaisuuksia hallitusti. Tulosten käsittelyssä vertailuarvot saatiin alalla käytössä olevia oppaista ja säädöksistä.

Tuloksina on sisäilman ominaisuuksia koskevan datan pitkän aikavälin havainnointi, josta selviää tilojen ilman laatu. Mittausten perusteella ilmaa analysoitiin myös laskemalla ilmanvaihtokerroin ja käyttöaste eri tilanteissa. Tuloksissa näkyy myös eri käyttötarkoituksessa olevien tilojen sisäilman erilainen profiili.

Tuloksista voidaan päätellä, että tilat täyttävät pääosin ilmanvaihdon mitoitusopastukset esimerkiksi hiilidioksiditasojen ja ilman olosuhteiden osalta. Toisaalta sairaalaympäristössä haihtuvien orgaanisten yhdisteiden tasot nousevat korkealle säännöllisesti. Seminaaritilassa hiukkasarvot ovat tasaisesti sairaalaa korkeammalla, mutta vuorokauden keskiarvorajat eivät ylity.

Myös sään ja ilmaston vaikutus korostuu etenkin hiukkasten, TVOC-arvojen, kosteuden ja ilmanpaineen kohdilla. Ulkoilman olosuhteet vaikuttavat vähitenhiilidioksidipitoisuuteen, mikä korostaa sitä, miksi hiilidioksiditasojen nousua käytetäänkin usein indikaattorina ilmanvaihdon tehokkuudelle.

The purpose of this thesis was to research indoor air quality and how air properties and impurities behave depending on the usage of a space. The study is part of E3 Excellence in Pandemic Response and Enterprise Solutions joint innovation project that studies the spread of airborne viruses and pathogens. The research is funded by Business Finland

The study examines the ability of ventilation systems to keep air condition in the rooms adequate using carbon dioxide, VOC and particle measurements. Air was monitored in a seminar room at a university and patient room of a hospital, both located in Trondheim, Norway. The sensors used in monitoring were placed around the rooms, as well as in the supply and extract ducts. The facilities were in normal use during the measurements. The measurements spanned a period of one to two months. In addition to the room measurements, the sensors were calibrated in a chamber while controlling the circumstances in the chamber to see how different sensors react to the changes.

The results include long term data observations on indoor air properties, which indicate the air quality of the premises. The air was also analysed by calculating the ventilation coefficient and occupancy rate using the measured data. Differences in air properties, based on the different uses of the rooms, are also visible in the data. Guides and regulations widely used in the field were used to interpret the results.

It can be concluded that the facilities mostly meet air quality guidelines. For example, carbon dioxide levels and temperature meet the requirements in both cases. On the other hand, total volatile organic compounds levels frequently climb to a high level in the hospital. In the university, particulate matter values often exceed recommended values.

The influence of weather and climate is also emphasised, especially in particulate matter, TVOC, humidity and atmospheric pressure measurements. Outdoor conditions have only a small effect on indoor carbon dioxide levels, highlighting why carbon dioxide levels are often used as an indicator of ventilation efficiency.