Real-time indoor environment quality assessment of sports facilities

Abstract

As a part of condition-based property maintenance strategies, real-time indoor environment quality (IEQ) assessments may be utilized in providing safe and comfortable indoor environments for the end-users. State-of-art technologies enable largely automated and comprehensive IEQ measurements at reasonable costs, but it is not entirely clear how the masses of measurement data should be interpreted. Intuitive and effortless applications are developed based on the needs of property owners and operators, but the simplified and streamlined user interfaces effectively conceal the complexities and ambiguities behind the polished façade.

The thesis at hand aims at filling such existing gaps in knowledge, scrutinizing the questions related to real-time indoor environment assessment specifically from the perspectives of climatic aspects and indoor sports environments. First, systematic reviews of 1) previously executed studies regarding the indoor air quality in sports environments, and 2) the existing reference values for real-time IEQ measurements are conducted. Second, a set of reference values for the real-time IEQ assessment is compiled with a focus on selected types of indoor sports environments. The reference values are then applied in a real-life case study, covering a one-year-long period of real-time IEQ follow-up in an indoor sports centre.

The reference values are given for five climatic IEQ parameters: 1) temperature, 2) relative humidity, 3) carbon dioxide, 4) particulate matter, and 5) total volatile organic compounds. In general, three different interpretative classes (“Comfortable”/“Normal”, “Noticeable”, “Alarming”) are given per parameter, referring either to a desired state of affairs, a relatively minor deviation, or a deviation notable enough to cause further actions. An additional fourth class (“Critical”) for PM is also introduced.

Summarizing, real-time assessments can be useful, but one must be cautious in interpreting them and drawing any far-reaching conclusions on their basis. The focus of assessments should be on long-term follow-up, and on taking the right action – such as further investigations – at the right time. The proper evaluation of the quality and the healthiness of indoor air must always be grounded on more solid, precise, and verified measurement technologies and standardized methods.

Osana ennakoivan kiinteistönpidon strategioita voidaan hyödyntää jatkuvatoimisia sisäympäristön laadun mittauksia, joilla varmistetaan turvallinen ja miellyttävä sisäympäristö loppukäyttäjille. Nykyteknologia mahdollistaa pitkälti automatisoidut ja kattavat sisäympäristömittaukset kohtuullisin kustannuksin, mutta runsaan mittausdatan tulkintaan sisältyy avoimia kysymyksiä. Intuitiivisia ja vaivattomia sovelluksia kehitetään kiinteistönomistajien ja operaattorien tarpeiden pohjalta, mutta yksinkertaistetut ja virtaviivaistetut käyttöliittymät hämärtävät tulosten taustalla olevien mekanismien monimutkaisuutta ja monitulkintaisuutta.

Tämän diplomityön tavoitteena on korjata aiheeseen liittyviä tiedollisia puutteita tutkimalla jatkuvatoimisia sisäympäristömittauksia erityisesti sisäilmaston ja sisäliikuntatilojen näkökulmista. Työ koostuu osaltaan systemaattisista katselmuksista, joissa keskitytään 1) aikaisempiin sisäliikuntatilojen ilmanlaatua käsitteleviin tutkimuksiin ja 2) jatkuvatoimisia mittauksia varten laadittuihin viitearvoihin. Tältä pohjalta määritetään uusi viitearvojen kokonaisuus, joka soveltuu valikoitujen sisäliikuntatilojen tutkimiseen. Viitearvoja sovelletaan tapaustutkimuksessa, jossa tarkastellaan sisäliikuntakeskuksesta saatua mittadataa vuoden ajalta.

Viitearvot määritetään viidelle ilmastolliselle sisäympäristön parametrille: 1) lämpötila, 2) suhteellinen kosteus, 3) hiilidioksidi, 4) pienhiukkaset, ja 5) haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kokonaispitoisuus. Yleisesti ottaen määritetään kolme tulkintaluokkaa (”Miellyttävä”/”Normaali”, ”Huomattava”, ”Hälyttävä”) per parametri, osoittaen joko tavoitetilan, vähäisen poikkeaman, tai toimenpiteitä edellyttävän poikkeaman. Hiukkaspitoisuuksille määritetään lisäksi neljäs tulkintaluokka (”Kriittinen”).

Yhteen vetäen, jatkuvatoimiset mittaukset voivat olla hyödyllisiä, muuta niiden tulkinnassa ja johtopäätösten tekemisessä on noudatettava varovaisuutta. Mittausten painopisteen tulisi olla pitkän aikavälin seurannassa ja tarvittavien toimenpiteiden – kuten tarkempien sisäilmamittausten toteuttaminen – oikea-aikaisuuden määrittämisessä. Sisäilman laadun ja terveellisyyden varsinaisen arvioinnin tulee aina perustua luotettavampiin, tarkempiin ja verifioituihin mittausteknologioihin ja standardoituihin menetelmiin.