GREEN ARCHITECT & ENGINEER MAGAZINE

Buildings – Buildingproducts – Resources

Bygningsrelaterte helseproblemer og løsninger. Vitenskap.

Foto: The okohaus : Referenced as Case Study 7.9 Sustainable Constrution 2nd audition. Sandy Halliday. «An Alternative Business Premises». Architects Sambeth and Eble. 

Å skape et godt inneklima er avgjørende for helse og velvære. Eliminering av forurensning ved kilden og god ventilasjon er grunnleggende for å opprettholde livskvaliteten for alle.

Sandy Halliday ressursgruppe GreenbuiltAv: Professor i ingeniørfag Sandy Halliday. Oversatt fra engelsk.

Det er kjent at inneklimaet har høyere konsentrasjoner av forurensninger enn uteklimaet. Dette gjelder spesielt for de mest sårbare som tilbringer mer tid innendørs og også kan ha mindre evne til å håndtere sitt miljø eller å kommunisere ubehag.

Bygningsrelaterte helseproblemer (BRI) Bygningsrelaterte helseproblemer (BRI) beskriver en kollektiv negativ reaksjon på et innemiljø. En gang avvist som psykosomatisk, ble det identifisert som et reelt, alvorlig problem på 1980-tallet, hovedsakelig, men ikke utelukkende, knyttet til tett kontrollerte og mekanisk ventilerte (MV) bygninger.

Symptomer inkluderte tette neseganger, betente øyne, gane og svelg, tørr hud, hodepine, tretthet og konsentrasjonsvansker.

Til tross for forskning og korrelasjon med flyktige organiske forbindelser (VOC) og høye temperaturer, var det vanskelig å identifisere en spesifikk årsak eller å forutsi sykdomsforekomst. Imidlertid ble tilknytningen til VOC, tett kontroll og MV opprettholdt.

Mange designere søkte løsninger i naturlig ventilasjon (NV), som også viste seg å være vanskelig. Hvis det er dårlig designet, kan det introdusere ekstern forurensning, sløse varme og skape uakseptabel variasjon i innendørs temperatur, luftbevegelse og fuktighet.

Utslipp fra byggeprodukter

Situasjonen forverres da materialene som brukes i bygging er en potensiell kilde til forurensninger og de har gjennomgått kanskje større endringer enn noe annet aspekt av konstruksjon.

På begynnelsen av det tjuende århundre ble omtrent 50 materialer brukt i bygninger. Nå er mer enn 70 000 tilgjengelige, og de fleste er menneskeskapte.

Det har også vært en dramatisk økning i forekomsten av syntetiske kjemikalier innendørs på grunn av avgassing fra strukturelle komponenter, inventar, overflater og møbler, oppvarmingsutstyr og rengjøringsmaterialer.

Konsentrasjoner av mer enn 35 flyktige organiske forbindelser (VOC), inkludert vinylklorid, benzen, bisfenolformaldehyd og toluen, kan være ti ganger høyere innendørs enn utendørs.

Mange av disse VOCene er identifisert som stammende fra byggeprodukter og er assosiert med en rekke skadelige helseeffekter hos mennesker og dyr (inkludert kreft, svulster, irritasjon og immunsuppresjon). Jo høyere temperaturen er, desto flere VOCer opptrer i gassfase.

Det er også vist at gasskonsentrasjonene av mange VOCer er direkte proporsjonale med luftfuktighet (selv om dette ikke gjelder for formaldehyd). Informasjon er tilgjengelig om kilder til VOCer, omfanget av utslipp og vurdering av utslippsrater og innendørs luftkvalitet, selv om unngåelse er den beste strategien.

Luftkondisjonering vs. naturlig ventilasjon og blandet modus

Studier av Bordass & Leaman sammenlignet luftkondisjonerte, assisterte NV, blandet modus og NV-bygninger, og identifiserte at tilfredshet blant beboerne stort sett var uavhengig av ventilasjonsstrategien.

Det viste seg at rommene måtte være bedre designet med mer oppmerksomhet på detaljer, og enkle løsninger som er lett forståelige og kontrollerbare av beboerne, er foretrukket.

I de senere årene har hybride/blandet-modus strategier blitt etablert for å kombinere tilnærminger. De oppfordrer til at ventilasjon skal designes på rom-til-rom basis for å møte behovene til forskjellige brukere til forskjellige tider og steder i en bygning.

Ventilasjonsstrategien bør gjennomtenkes fra prosjektets start og ta hensyn til beliggenhet, beleggsmønstre, hvordan rommene vil bli brukt, håndterbarhet, reparasjon, rengjøring, innredning og kontroll. Den påvirker alle aspekter av designet.

Det er viktig å eliminere unngåelige varmetilføringer og forurensninger.

Vinduer er avgjørende, uansett strategi, fordi de må oppfylle et stort antall krav. Verdien av å investere i et bedre innendørsklima er udiskutabel – en økning i produktivitet eller reduksjon i fravær på 0,6% er tilstrekkelig for å rettferdiggjøre en 60% økning i utgifter til innendørs luftkvalitet.

Fuktighetsstyring

Fuktighetsnivåer kan også påvirke innendørs luftkvalitet. Vanlige helseplager, som astma, forverres av høy og lav luftfuktighet. (Dette vil si, grovt sett RF under 20 eller over 70).

Byggemetoder de siste 100 årene har søkt å løse problemer med oppstigende fukt og fuktinntrengning. Imidlertid har endring i materialspesifikasjoner også hatt innvirkning på varme- og fuktighetsrelaterte egenskaper til bygninger.

Moderne materialer, for eksempel plastbaserte malinger og overflater, har en tendens til å være mindre hygroskopiske og gir mindre buffering av fuktighet.

Etter hvert som forståelsen av hvordan huden vår håndterer fuktighet har økt, har designen av klær blitt mer slik at fuktighet slipper ut, og bygninger blir også designet for å være fukttransmissive.

Termisk masse har også en innvirkning på fuktighetsstyring. I lette bygninger, uten hensyn til fuktighetsstyring, gir rask avkjøling opphav til en rask økning i relativ fuktighet (RH) som er skadelig for både bygning og beboere.

Hygroskopisitet beskriver evnen til noen materialer til å absorbere fuktighet når luftfuktigheten stiger og avgi den når luften blir tørr. Avhengig av faktorer som isolasjon, materialer, «kalde broer» og luftlekkasjer, kan en bygning håndtere mer eller mindre fuktighet i luften.

Hygroskopiske materialer stabiliserer RH og hjelper til med å forhindre fuktighetsrelaterte skader. Noen porøse materialer kan holde ganske store mengder fuktighet uten biologisk aktivitet eller nedbrytning.

Materialer som tre, gips, jord og tekstiler har hygroskopiske egenskaper så lenge de ikke får ugjennomtrengelige belegg. Fluktuerende forhold fører til de verste effektene av mikrobiell aktivitet.

Rom som utsettes for plutselige endringer i fuktighetsbelastning, inkludert våtrom og skoler, kan ha problemer med å håndtere midlertidige økninger i fuktighetsbelastning.

Fuktfilmer dannes på ikke-hygroskopiske overflater, og når næringsstoffer løses opp i fuktigheten, formerer mikroorganismer seg. Når filmene tørker, produserer de sporer og frigir giftstoffer.

Noen materialer kan opprettholde svært store populasjoner av mikroorganismer; for eksempel kan plastmembraner og glassfiber ha kolonier av sopp og bakterier som er 1 000 til 50 000 ganger større enn naturlige materialer.

Dermed, hvis et innemiljø sannsynligvis vil bli utsatt for plutselige fuktighetsbelastninger, blir den fuktighetsbufferende kapasiteten til materialene særlig viktig for å opprettholde en sunn relativ fuktighet.

Hygroskopiske materialer versus mekanisk ventilasjon

En gyldig løsning på problemer med opphopning av fuktighet i luften er å øke ventilasjonshastighetene, og i økende grad har responsen vært å mekanisk ventilere. Imidlertid har finsk forskning vist at hygroskopiske materialer kan være mer enn ni ganger mer effektive enn mekanisk ventilasjon til å håndtere innendørs fuktighet.

Grenseverdiene for forurensinger innendors  varierer sterkt mellom landene.

Her er ett eksempel.

Living Building Challenge – Luftkvalitetstesting Maksimalt tillatte konsentrasjoner

Formaldehyd: 50 ppb (deler per milliard)

PM 2.5: 12 mikrogram/meter kubikk

PM 10: 150 mikrogram/meter kubikk

Total Volatile Organic Compounds: 500 mikrogram/meter kubikk 4-fenylcylokloheksan: 3 mikrogram/meter kubikk

Karbonmonoksid: 9 mikrogram/meter kubikk

Ozon: 51 deler per million

CO2: 750 deler per million (disse tallene bestrides av noen som aksepterer et høyere nivå)

NO2: 0,053 deler per million over en 24-timers periode

Du er velkommen til å kontakte Sandy Halliday: sandy@gaiagroup.org

Bibliography

Professor Halliday’s book contains a thorough bibliography Sustainable Construction – 2nd Edition – Sandy Halliday – Routledge Bo

and these may also be of interest

Chris Butters: Materials and health: The seven sisters of indoor environment. Science. (greenbuilt.no)

Vertikal Nydalen i Oslo med naturlig klimatisering – Radikal miljøteknologi på Vertikal Nydalen. (greenbuilt.no)

Sani Dimitroulopoulou et.al (2023): Indoor air quality guidelines from across the world: An appraisal considering energy saving, health, productivity, and comfort – ScienceDirect

Haihua Zhang et.al. 2021 A critical review of combined natural ventilation techniques in sustainable buildings – ScienceDirect

S.Tham et.al. 2019: Indoor temperature and health: a global systematic review – ScienceDirect

Juha Vinha et.al. 2018 (PDF) Internal moisture excess of residential buildings in Finland (researchgate.net)

Petri J- Annila et.al 2017 Need to repair moisture- and mould damage in different structures in finnish public buildings – ScienceDirect

Leena E. Thomas 2016 Full article: Combating overheating: mixed-mode conditioning for workplace comfort (tandfonline.com)

Mihkel Kvisite and Juha Vinha 2016 Air pressure difference measurements in Finnish municipal service buildings – ScienceDirect

Bordass, Leaman & Ruyssevelt 2010 Assessing building performance in use 5: conclusions and implications: Building Research & Information: Vol 29, No 2 (tandfonline.com)