Toivomusponsi, selvitys tehostetun painovoimaisen ilmanvaihdon kustannus- ja terveyshyödyistä julkisten rakennusten remonteissa

Kaupunkiympäristölautakunnan rakennusten ja yleisten alueiden jaosto antoi kaupunginhallitukselle seuraavan lausunnon:

Kaupunginvaltuusto pyytää Petrus Pennasen toivomusponnen johdosta selvittämään mahdollisuudet kustannus- ja terveyshyötyihin tehostetun painovoimaisen ilmanvaihdon käyttämisellä tulevissa julkisten rakennusten remonteissa.

Julkisten palvelurakennusten perusparannusten suunnittelu

Julkisissa palvelurakennuksissa, kuten kouluissa ja päiväkodeissa, on yleensä suuri henkilötiheys. Ihmisten sisäilmaan tuottamien epäpuhtauksien, kuten hiilidioksidin, muiden aineenvaihduntatuotteiden, virusten ja bakteerien sekä toiminnasta aiheuttavien esimerkiksi kemiallisten päästöjen määrä sisäilmaan on selvästi suurempi kuin tavanomaisessa asuinhuoneistossa. Julkisten palvelurakennusten tiloissa on ensisijaisen tärkeää ylläpitää riittävä ilmanvaihtuvuus, jotta sisäilman laatu on hyvä oppimista, leikkimistä ja liikkumista varten, eivätkä tartuntataudit leviä.

Ympäristöministeriö on asetuksessaan uuden rakennuksen sisäilmastolle ja ilmanvaihdolle (1.1.2018) asettanut tavoitearvot rakennuksen ilmanvaihdon suunnittelua varten /1/. Kun rakentamisen suunnitteluvaiheessa huomioidaan nämä tavoitearvot, varmistetaan, että myös perusparannettu rakennus, eikä ainoastaan uudisrakennus, täyttää STM:n asetuksen vaatimukset asunnon ja muun oleskelutilan terveydellisistä olosuhteista (2015) /2/.

Rakennusvalvontaviranomainen valvoo, että rakentamismääräykset toteutuvat niin uudisrakennus- kuin perusparannushankkeissa. Rakennusvalvonta ei anna rakennuslupaa, mikäli on todennäköistä, että suunnitellulla ilmanvaihtojärjestelmällä ei täytettäisi rakentamismääräysten vähimmäisvaatimuksia.

Tehostettu painovoimainen ilmanvaihto

Tehostettua painovoimaista ilmanvaihtoa eli hybridi-ilmanvaihtoa on suunniteltu Helsingin kaupungilla kahdessa uudisrakennushankkeessa, mutta ei perusparannushankkeissa. Hybridi-ilmanvaihtojärjestelmässä painovoimaista ilmanvaihtoa tehostetaan koneellisen ilmanvaihdon komponenteilla. Tavoitteena on, että hybridi-ilmanvaihtojärjestelmässä yhdistyisivät painovoimaisen ja koneellisen ilmanvaihdon hyvät puolet, pienemmällä energiankulutuksella /3/. Tämä lisäksi ilman jakoa pidetään hybridi-ilmanvaihtojärjestelmässä tasaisempana ja miellyttävämpänä kuin tavanomaisessa koneellisessa tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmässä.

Jotta ilmanvaihtojärjestelmän energiankulutus saataisiin pieneksi, ilmanvaihtokanavien tulee olla mahdollisimman väljiä, jotta niiden kitkavaikutus olisi mahdollisimman pieni ja ilmanvaihtojärjestelmän painehäviöt lähes yhtä pienet kuin painovoimaisessa ilmanvaihtojärjestelmässä /3 ja 7/. Tavanomaista ilmanvaihtojärjestelmää suuremmat tilatarpeet on integroitava hyvin koko rakennuksen suunnitteluun. Tämä onnistuu uudisrakennushankkeessa, mutta huonosti perusparannushankkeessa.

Julkisten rakennusten peruskorjaukset

Helsingin kaupunki on selvittänyt kahdessa perusparannettavassa koulurakennuksessa painovoimaisen ilmanvaihdon toteuttamismahdollisuutta. Ensimmäisenä teetettiin selvitys KOY Helsingin toimitilojen omistamaan Minervaskolaniin ja toisena teetettiin selvitys Helsingin kaupungin omistamaan Tehtaankadun ala-asteeseen.

Minervaskolanin painovoimaisen ilmanvaihdon selvitys

Minervaskolanin painovoimaisen ilmanvaihdon selvityksessä oli tavoitteena saada tietää, minkälaisia toiminnallisia ja taloudellisia seurauksia painovoimaisen ilmanvaihdon säilyttäminen rakennuksessa on nykymääräykset huomioiden /4/.

Painovoimaisen ilmanvaihdon kanavat olisivat vieneet opetustiloissa tilaa niin paljon, että koulurakennukseen olisi mahtunut peruskorjauksen jälkeen enää 100 oppilasta aiemman 166 oppilaan sijaan. Noin 40 %:lle koulun oppilaista olisi pitänyt etsiä korvaavat opetustilat ja opetushenkilöstö /4/.

Kustannukset (alv 0 %), kustannuskausi 3/2013 /4/:

Paranneltu tai uusi painovoimainen ilmanvaihto osoittautui kustannuksiltaan 55 % kalliimmaksi vaihtoehdoksi uuteen koneelliseen ilmanvaihtoon verrattuna.

Tehtaankadun ala-asteen painovoimaisen ilmanvaihdon selvitys

Tehtaankadun ala-asteen painovoimaisen ilmanvaihdon selvityksessä kävi myös ilmi, että painovoimaisen ilmanvaihdon toteuttaminen edellyttäisi mittavia ja kalliita rakennustoimenpiteitä, jotka vähentäisivät huoneistoalaa enemmän kuin koneellinen tulo- ja poistoilmanvaihto. Ympäristöviranomainen vaati tuloilman suodatuksen ja äänenvaimennuksen, mitkä olisivat painehäviöiden suurenemisena heikentäneet painovoimaisen ilmanvaihdon toimintaa niin paljon, että yhdessä julkisivun aukotuksen suurentamisen kanssa, painovoimaisen ilmanvaihdon selvitystyö keskeytettiin ennen kuin mallinnukset ja simuloinnit oli tehty /5/.

Selvityksen lopussa tehtiin seuraava johtopäätös: mikäli koulurakennuksen ilmanvaihto halutaan toteuttaa painovoimaisena, tulisi se ottaa huomioon rakennuksen suunnittelussa alusta alkaen. Käyttö tulisi suunnitella painovoimaisen ilmanvaihdon ehdoilla, ei toisinpäin. Tämä onnistuu parhaiten uudisrakennuksessa /5/.

Grundskolan Norsen, Cygnaeus-enheten, lausunto

Grundskolan Norsen, Cygnaeus-enheten perusparannushankkeen hankesuunnitelman valmistuttua Helsingin kaupunki antoi lausunnon valitukseen, joka koski Helsingin kaupunginvaltuuston päätöstä 21.10.2020 § 17 hyväksyä Grundskolan Norsen, Cygnaeus-enhetenin perusparannuksen hankesuunnitelma /6/.

Lausunnossa muistutettiin, että koulurakennuksen perusparannuksessa ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelussa rakennushankkeeseen ryhtyvän tulee täyttää STM:n ja YM:n asetuksissa asetetut tavoitearvot hyvälle sisäilman laadulle. Hyvin toimivan painovoimaisen ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelun ja toteuttamisen haasteet suojellussa rakennuksessa esitettiin selkeästi: ”Cygnaeus enhetenissä ei ole tilaa rakentaa niin suuria kanavia, että tarvittava määrä ilmaa liikkuisi ulko- ja sisäilman välisen lämpötilaeron aiheuttamalla paine-erolla.”

Yhteenveto

Kaupunki on selvittänyt painovoimaisen ilmanvaihtoratkaisun perusteellisesti, alan parhaiden asiantuntijoiden avulla Minervaskolanin peruskorjauksen yhteydessä vuonna 2013 ja Tehtaankadun ala-asteen perusparannuksen yhteydessä vuonna 2018.

Kaupungin rakennushankkeiden toteuttamisen lähtökohtana ovat lait, määräykset ja kaupunginvaltuuston hyväksymän kaupunkistrategian tavoitteet kuten turvallisuus, terveellisyys, ekologinen kestävyys ja tilojen monipuolinen käyttö. Toiminta kouluissa on muuttunut ja koulujen tilatehokkuus on merkittävästi kasvanut. Tiloissa oleskelee suuria määriä oppijoita pitkiä aikoja kerrallaan. Turvallisten ja terveellisten sisäilmasto-olosuhteiden varmistaminen tämän päivän toiminnalle asettaa suuria vaatimuksia ilmanvaihdolle.

Kaupungin teettämien selvitysten perusteella on todettu, että turvallisen ja terveellisen sisäilmaston saavuttamista painovoimaisella tai tehostetulla painovoimaisella ilmanvaihdolla ei perusparannushankkeissa pystytä takaamaan. Lisäksi selvitykset osoittavat, että tehostetun painovoimaisen ilmanvaihdon ratkaisu vaikeuttaa rakennushistoriallisten arvojen säilyttämistä, koska rakennustekniset toimenpiteet (mm. tarvittavine suurine korvausilma-aukkoineen, kanavineen ja kuiluineen) ovat suojelluille rakennuksille erittäin raskaita. Koska selvitysten johtopäätökset ovat yhdenmukaisia ja selkeitä ja niiden teettäminen vie aikaa ja kustannuksia, ei kaupunki ole katsonut tarkoituksenmukaiseksi teettää selvityksiä saman tyyppisissä hankkeissa uudestaan ennen kuin lähtökohdat, esimerkiksi rakennuksen käyttö tai lait ja määräykset, oleellisesti muuttuvat.

Lähdeviitteet