Sisäilmastoseminaarissa esiteltiin VTT:n tietokonemallin, Human Thermal Model, käyttöä lämpöviihtyvyyden selvittämisessä. Energiansäästön tavoittelema huonelämpötilan alentaminen ja turhan jäähdytyksen välttäminen vaativat lämpöviihtyvyyden tarkkaa huomioimista. Tekniikan tohtori Miimu Airaksinen toimii VTT:llä tutkimusprofessorina ekotehokkaan rakennetun ympäristön ryhmässä. Hän kertoo, että ryhmän tehtäviin kuuluvat sekä rakentamisen että alueiden ekologiset kysymykset. VTT tekee paljon tutkimusta tällä tärkeällä alueella ja on osallistunut muun muassa valtakunnalliseen ilmastopaneeliin.
– VTT panostaa sisäilmaston laadun tutkimukseen. Ihmisten todelliset reaktiot on tunnettava ja tutkittava milloin todella ollaan olosuhteisiin tyytyväisiä. Olemme mukana myös monessa kansainvälisessä hankkeessa, Airaksinen sanoo.
Suomessa on aiemmin tutkittu lämpöviihtyvyyttä ihmistä simuloivan lämpönuken avulla muun muassa TKK:lla. VTT ei käytä tutkimuksissaan nukkea, vaan omaa (HTM) Human Thermal Model – tietokonemallia. Malli perustuu tunnettuihin yhtälöihin ihmisen reaktioista eri lämpötiloihin. Ihminen on siinä jaettu lämpöteknillisiin osiin, joihin voidaan liittää myös vaatetuksen osuus. Vastaavia malleja on aikaisemmin kehitetty ja käytetty muun muassa NASAn tutkimuksissa, mutta näistä poiketen VTT:n mallissa on mukaan otettu myös rakennuksen malli.
– Näin saadaan mukaan todelliset käytännön olosuhteet.
Uutta HTM-mallia on käytetty muun muassa sisäilmastoseminaarissa esitellyssä Riikka Holopaisen väitöskirjatyössä. Se hyväksyttiin Aalto-yliopistolla viime syksynä.
– Siinä tuli esille, että tanskalaisen professori Fangerin jo lähes 50 vuotta sitten esittämät laskelmat termisestä viihtyvyydestä ovat hyviä arvioita tietyissä rajatuissa olosuhteissa, mutta lisätarkennusta tarvitaan. On pystytty osoittamaan, että niiden avulla lasketut PPD-indeksin arvot poikkeavat selvästi mitatuista ja tarkemman laskennan tuloksista muuttuvissa olosuhteissa. Näin voidaan ihmisen lämpöaistimus laskea tarkemmin ja ottaa suunnittelussa paremmin huomioon.
Airaksinen kertoo, että Fangerin malli ei pysty ottamaan huomioon ihmisen omaa lämmönsäätelyjärjestelmää ja tämän vuoksi sillä lasketut viihtyvyydet antavat liian suuria tai pieniä arvoja.
– Tutkimuksessa se antoi aina selvästi suurempia arvoja tyytymättömyydelle kuin HTM-malli. Erityisesti kesäaikana Fangerin malli antoi erittäin suuria tyytymättömyyden arvoja verrattuna HTM-malliin, mikä voi johtaa helposti jäähdytyksen ylimitoittamiseen tai liian aikaiseen käyttämiseen ja lisätä näin turhaan energiankulutusta parantamatta kuitenkaan lämpöviihtyvyyttä.
Mallia verrataan käytäntöön
Mallitutkimukseen liittyneen kyselytutkimuksen perusteella tilan käyttäjät olivat työympäristöönsä ja lämpöolo-suhteisiin kohtuullisen tyytyväisiä. Vaihtelu vastaajien välillä oli kaikissa kysymyksissä suurta.
– Lämpöoloihin oltiin selvästi tyytymättömämpiä kuin yleisesti työympäristöön; tämä tulos on sopusoinnussa aiempien tutkimusten kanssa. Kyselytutkimuksen ja laskennallisen tarkastelun välille ei pystytä kuitenkaan kertaluontoisella yleistasoisella kyselyllä toteamaan yhteyttä. Airaksinen kertoo, että kyselyn tulisi vastata samaa ajanhetkeä, jolla simuloitu tulos arvioidaan.
– Vuorokauden ajan väliset erot laskennallisessa viihtyvyydessä ovat suuria. Lisäksi kyselyyn osallistuneiden henkilöiden välillä erot olivat erittäin suuria ja tässä tutkimuksessa tarkasteltu vastaajajoukko kohtuullisen pieni. Yhteyden selvittämiseen todellisissa työolosuhteissa tarvitaan vielä tarkennusta.
Teksti: Esko Kukkonen