Sisäilman laatu on tärkeä tekijä ihmisten hyvinvoinnille ja terveydelle, ja siihen vaikuttavat useat eri tekijät, joista kosteusvauriot ovat yksi merkittävimmistä. Rakennusten paine-erot, ilmavuodot ja ilmanvaihdon toiminta vaikuttavat epäpuhtauksien siirtymiseen kosteusvaurioituneista rakenteista sisäilmaan ja edelleen sisätiloissa oleskelevien ihmisten altistumiseen.
Kosteusvaurioiden vaikutuksia selvitetään useilla menetelmillä
Rakennusten kosteus- ja sisäilmateknisissä kuntotutkimuksissa kosteusvaurioiden vaikutusta sisäilman laatuun pyritään selvittämään materiaaleista otettavilla mikrobinäytteillä, kosteusmittauksilla ja näytteenottokohdan tai vaurioituneen rakenteen sisäilmayhteyden selvityksillä sekä paine-eromittauksilla. Ilmavuotojen tarkastelu tehdään useimmiten merkkiainemenetelmällä, lämpökameralla tai aistinvaraisin havainnoin (esim. merkkisavulla), mutta ilmavuotojen määrällinen tarkastelu ei useinkaan ole mahdollista, vaan sitä arvioidaan useiden tekijöiden perusteella. Myös rakenteiden kosteusteknistä toimivuutta tulisi arvioida useiden tekijöiden, kuten kosteusmittausten, aistinvaraisten havaintojen ja mikrobinäytteiden, perusteella.
Tutkimuksessa tarkastellaan päästöjä ja niiden kulkeutumista sisäilmaan
Teen sisäilma-aiheista väitöskirjaa Itä-Suomen yliopistoon. Olen tarkastellut tutkimuksessani kosteusvaurioituneen rakenteen kemiallisia ja hiukkasmaisia päästöjä ja niiden kulkeutumista sisäilmaan erilaisilla paine-eroilla, ilmavuodoilla ja materiaalin kosteustilanteilla. Tutkimukset on tehty hallituissa laboratorio-olosuhteissa VTT:n kehittämässä sisäilmasimulaattorissa. Tavoitteena on selvittää, milloin ja miten rakenteen kosteusvaurio vaikuttaa sisäilman laatuun.
Tutkittava seinärakenne koostui puurungosta ja kahdesta kipsilevystä, joihin tehtiin poraamalla 6 mm:n reikiä kuvastamaan ilmavuotoreittejä rakenteesta. Ilmavuodon suuruutta säädettiin avaamalla tai sulkemalla osa rei’istä. Rakenteen yli olevaa paine-eroa mitattiin jatkuvatoimisesti. Seinärakenteen laskettu ilmanvuodon tilavuusvirta oli 1,4 m³/h (2,0 m3/h m2) pienillä paine-eroilla (−2… −4 Pa) ja 0,6 m³/h (0,9 m3/h m2) suuremmilla paine-eroilla (−16… −21 Pa). Testiajot tehtiin sekä seinärakenteen mineraalivillaeristyksen kanssa että ilman eristystä.
Kosteusrasituksen vaikutuksista
Seinän alaosasta tulevan kosteusrasituksen vaikutuksia sisäilmaan tutkittiin sekä homesienillä kontaminoiduilla että kontaminoimattomilla (kontrolli) puurakenteilla. Kokeen alussa puurimojen alaosat olivat vesikosketuksessa noin 5 mm:n korkeudelta. Kokeen aikana vesi imeytyi puumateriaaliin, minkä jälkeen materiaali alkoi hitaasti kuivua. Korkean kosteuden ja kuivumisen vaikutuksia sisäilman hiukkas- ja VOC-pitoisuuksiin tutkittiin mittaamalla epäpuhtauspitoisuuksia sisäilmakammiosta ja vertailemalla niitä eri ilmavuototilanteisiin ja materiaalin kosteuksiin.
Kosteus lisää haitallisten VOC-yhdisteiden vapautumista
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että materiaalin suhteellinen kosteus vaikuttaa selvästi VOC-yhdisteiden vapautumiseen puurakenteesta. Erityisen voimakas kosteuden vaikutus oli mikrobiperäisten ketoniyhdisteiden pitoisuuksiin, jotka olivat merkittävästi korkeampia vauriotilanteissa materiaalin suhteellisen kosteuden ollessa yli 90 %. Pitoisuudet laskivat nopeasti materiaalin kuivuessa. Kosteudella oli vaikutusta myös muihin yhdisteisiin, joista heksanaali ja 1-pentanoli olivat korkeampia, kun materiaalissa ei ollut lisättyä homekasvua (kontrolli). Hiukkaspitoisuuksissa ei havaittu selkeää, toistuvaa trendiä materiaalin suhteellisen kosteuden vaikutuksesta. Yhden kokeen kohdalla havaittiin korkeampi hiukkaspitoisuus päivänä, jolloin kosteus alkoi laskea ja mikrobikasvusto kuivua, mikä viittaisi mikrobikasvuston vapauttamiin itiöihin ja rakenneosiin, mutta tämä ilmiö ei toistunut muissa kokeissa. Muissa kokeissa rakenteen sisällä oli lämmöneristeenä mineraalivillaa, joka on voinut osaltaan suodattaa hiukkasmaisia epäpuhtauksia.
Paine-eron merkitys rajallinen
Rakenteen yli olevalla paine-eroilla oli tässä tutkimuksessa mitattuihin parametreihin vain rajallinen merkitys. Rakenteen ilmavuotolukua ei tässä tutkimuksessa määritetty vakiopaine-erolla (n50), vaan sitä tarkasteltiin laskennallisesti. Tuloilmavirta ulkoilmakammioon ja poistoilmavirta sisäilmakammiosta pysyivät muuttumattomina. Tällöin suurempi ilmavuoto oli pienemmällä paine-erolla, koska avoimia ilmavuotoreittejä oli enemmän. Suuremmalla paine-erolla ilmavuotoluku oli puolestaan pienempi, koska rakenne oli tiiviimpi. Ilmavuodon tilavuusvirta pienemmän paine-eron tilanteessa oli yli kaksinkertainen suuremman paine-eron tilanteeseen.
Tulokset suhteessa todellisiin rakennuksiin
Todellisiin rakennuksiin verrattuna tutkimuksen kaltaisissa rakenteissa toisessa olisi ollut selkeä mikrobikasvu ja toisessa ei vauriota (kontrolli). Ilmavuotoja merkkiaineella tai aistinvaraisesti tarkastettuna olisi todettu saman verran kummassakin tapauksessa. Toinen tilanne paine-eroseurannan perusteella olisi tavanomainen (-2…-4 Pa) ja toisessa paine-ero olisi ollut liian suuri (-16…-21 Pa) ja se olisi viitannut ilmanvaihdon epätasapainoon tai korvausilmareittien riittämättömyyteen. Poistoilmamäärä pysyi vakiona. Tutkimushetken mukaan materiaali olisi ollut märkä, kuiva tai jotain siltä väliltä.
Kosteusvaurion tunnistaminen ja altistumisen arviointi vaativat kokonaisarviointia
Mikrobimateriaalinäytteiden ja rakenteen kosteusteknisen kunnon tarkastuskohtien valinta vaikuttaa arvioinnin tulokseen, minkä vuoksi se edellyttää tutkimusten hyvää suunnittelua ja rakennusteknistä osaamista. Tutkimushetkellä rakenne voi olla kuiva, jolloin tulee pelkän mittauksen lisäksi havainnoida myös muita kosteusvaurioon viittaavia merkkejä. Mikrobimateriaalinäytteen avulla voidaan osoittaa rakenteen kosteusvaurio. Vaihtelevan kosteuden ja kuivien jaksojen on todettu heikentävän homeen kasvua materiaalissa, mutta kasvusto pystyy uudelleen aktivoitumaan kosteusolosuhteiden ollessa jälleen suotuisat. Tämän tutkimuksen tulosten perusteella suurimmat päästöt kosteusvauriosta sisäilmaan tapahtuu homehtuneen materiaalin kosteuden ollessa korkea.
Laboratoriokokeeseen valitut rakenteen ilmavuodot sisäilmaan olivat varsin suuria, eikä niiden vertailulla saatu merkittäviä eroja sisäilmapitoisuuksissa. Ilmiötä voidaan tarkastella myös niin, että vaikka tiiviydeltään hatarissa rakennuksissa suuria paine-eroja ei muodostu, voi kokonaisilmavuoto olla silti huomattava. Kokonaisuuden tarkastelussa on siis tärkeä huomioida paine-eron merkitys ilmavuotojen suuruuteen tiiveydeltään erilaisissa rakennuksissa. Tämä tutkimus tuokin esiin tärkeän huomion vaurion ja sisäilmayhteyden tarkastelun kokonaisuutena. Altistumisolosuhteiden arvioinnissa tulee huomioida sekä vaurion osoittaminen (huomioiden, että rakenne voi mittaushetkellä olla kuiva) että vauriosta olevan ilmayhteyden ja paine-erojen kokonaistarkastelu.
Tavoitteenani on saada väitöskirja valmiiksi vuoden 2026 aikana.
Lähteet:
- Choi, Y., Kang, B., Kim, D. 2024 Effective detection of indoor fungal contamination through the identification of volatile organic compounds using mass spectrometry and machine learning, Environmental Pollution, 363:125195.
- Husman, T. 1996 Health effects of indoor-air microorganisms. Scandinavian Journal of Work and Environmental Health 22:5-13.
- World Health Organisation, WHO Guidelines for Indoor Air Quality: Dampness and Mold, WHO Regional Office for Europe, Copenhagen, 2009.
- Pitkäranta (toim.) 2016 Rakennusten kosteus- ja sisäilmatekninen kuntotutkimus. Ympäristöopas 2016, Ympäristöministeriö, Rakennetun ympäristön osasto.
- Paavilainen, J. (2005) Sisäilmasimulaattorin kehittäminen haihtuvien orgaanisten yhdisteiden emissioiden määritykseen. Diplomityö, Helsingin teknillinen yliopisto, Kemian tekniikan osasto.
- Lappalainen V, Sorvari J, Sohlberg E, Pasanen P. 2026. Multivariate analysis on simulated moisture damage emission to indoor air. Science of the Total Environment, vol. 1019, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2026.181512
- Lappalainen V, Sohlberg E, Pasanen P. 2026. Simulation studies on the effect of microbial growth and materials on indoor air quality. Building and Environment. In press.
- Lappalainen V, Pasanen P. 2026. Effect of Moisture Variation in Moisture-Damaged Structures on Indoor Air Quality. IOP Journal of Physics: Conference Series, ISSN: 1742-6596. In press.
- Viitanen H. 1997 Modelling the time factor in the development of mould fungi ± Effect of critical humidity and temperature conditions in pine and spruce sapwood. Holzforschung 51(1), 6-14.
Kirjoittaja: Vuokko Lappalainen, Itä-Suomen yliopisto, Oulun yliopisto
Ohjaaja: Pertti Pasanen, Itä-Suomen yliopisto
Artikkelikuva: iStock
Vuokko Lappalainen
Sisäilmayhdistys ry on myöntänyt Vuokko Lappalaiselle matka-apurahan konferenssiosallistumiseen.