Põhk, mustersüsteem ja „1 + x“

Augustis jõudis lõpusirgele projekti „1 + x“ uurimisrühma 15 kuud kestnud teadus-arendusprojekt, mille käigus uuriti põhust ehitamist ja mustersüsteemis projekteerimist.

TRIINU AMBOJA, ANETH TRAUMANN, ROOSMARII KUKK, VALERII KRINBERG, LIISPET VIIRA, RASMUS MEEMA

Augustis jõudis lõpusirgele uurimisrühma teadus-arendusprojekt „Moodulsüsteemi 1+x arendus, tehnomooduli väljatöötamine ja põhu kui materjali kasutamise uurimine“. Artikli autorid arhitektid Triinu Amboja, Aneth Traumann, Roosmarii Kukk, Valerii Krinberg, Liispet Viira ja insener Rasmus Meema kuuluvad majandus- ja kommunikatsiooniministeeriumi, Ettevõtluse Arendamise Sihtasutuse (EAS) ja Kredexi insenerivaldkonna arendusprojekti toetuse saanud uurimisrühma. 15 kuu vältel uuriti mustris projekteerimist, arendati tehnomoodulit ning otsiti viise, kuidas kasutada ehitussektoris põhku. Projekti tulemina valmisid põhjalikud aruanded, näitus ning installatsioon arvamusfestivali ajal Paide vallimäel.

Põhk ja mustersüsteem

Uurimisrühma teekond sai alguse 2022. aasta novembris, kui meeskond võitis Eesti kunstiakadeemias toimunud arendusnädalavahetuse make­athoni  „Garage48. Future of Wood“. Projekt seisnes mustri 1+x rakendamises ja põhu kasutamises ehitusmaterjalina. 1 tähistab tehnilist ehk tarka moodulit, kus asuvad märjad ruumid, köök ning tehnosüsteemid. Targa mooduli ümber saab rajada eluruumimooduleid, mida tähistab x. „Garaaž48“ võit andis julgust, et idee väärib uurimist ja edasiarendamist. Seega kandideerisime EASi ja Kredexi välja kuulutatud tudengite inseneriteaduste valdkonna arendusprojektide toetusele. „1 + x“ valiti kümne projekti hulka, mis said grandi, ning 2023. aasta juunis alustasime tööd.

Projekti esimeses etapis käsitlesime projekti kahte põhilist suunda: tarka moodulit ja ruumimooduleid. Targa mooduliga seoses uurisime taastuv­energia tootmise ja salvestamise, hallvee filtreerimise ning vihmavee kogumise ja kasutamise võimalusi isemajandava hoone puhul. Lisaks analüüsisime vee, elektri ja soojusenergia tarbimist Eestis. Neile andmetele toetudes pakkusime välja kolm erinevat targa mooduli eskiislahendust. Esiteks selline, kus hoone toimib võrguväliselt, see tähendab ühis­võrgust sõltumata, elektrienergiat toodetakse taastuvatest allikatest, kogutakse vihmavett ning reovesi filtreeritakse tarbeveeks. Teiseks selline hoone, mis sõltub ühisvõrgust: majas kasutatakse võrgust saadavat elektrit, soojusenergiat, kanalisatsiooni ja vett. Kolmandas ehk hübriidhoones on valmidus taastuva energia kogumiseks olemas, kuid mittetootlikul aastaajal toimib see tsentraalse kütte- või elektrisüsteemi toel.

Ruumimooduli puhul oli keskmes põhu kui ehitusmaterjali ning moodulsüsteemis projekteerimise ja ehitamise uurimine. Uurimuse kuues osas käsitleti mustrit, ökoloogilisi ehitusmaterjale, Eesti ja välismaa põhumajade näiteid, tehases tootmist ja ehituselementide transporti. Kuna teooria puhul on oluline ka praktika, külastas uurimisrühm 2023. aasta augustis Eesti põhumaju, nagu Nina puhkemajad Peipsi ääres, Tammistu Agro kontorihoone Tartumaal ja Hobukooli park Paides, kus asub loodusehituse akadeemia.

Seejärel keskendusime kolme kuu jooksul kolme eskiisi väljatöötamisele, et teadmised jõuaksid esimeste ruumiliste katsetusteni. Eskiiside arendamise etapis tegime kolm põhuehitise varianti: moodulitest koosneva, elementidest koosneva ja traditsioonilise põhupakkidest ehitise. Kõigil juhtudel projekteeriti hoonetüübina elamuid, mis vastavad SOS-lasteküla asenduskodu nõuetele.

Moodulite kasutamisel on eesmärk tagada kiire hoone monteerimine, paindlik laiendamine või kahandamine ilma tugikonstruktsiooni kahjustamata ning pakkuda ringmajanduse põhimõtteid järgiv ja energiasõltumatu lahendus kuni 50ruutmeetrise elamispinnaga 1,5korruselisele majale. Postidele ja paneelidele toetuv hoone on paindlik ja nii saab ehitada eri tüüpi hooneid. Selle idee edasiarendamisel töötasime välja fassaadielementide kataloogi, kusjuures need sobivad nii uute hoonete projekteerimiseks kui ka vanade renoveerimiseks. Lahenduste väljatöötamisel järgisime nii transpordipiiranguid kui ka mustri 1+x põhimõtteid. Põhupakkidest ehitamisel ühendasime traditsioonilise põhuehituse nüüdisaegsete arhitektuurivormide ja tehnoloogiatega, eesmärk oli anda võimalus rajada vabavormilisi hooneid ning pakkuda seesuguseid lahendusi, et inimesed saaksid põhust ja mustrile toetudes ka ise ehitada.

Head näited

Valminud kavandeid tutvustasime mitmete erialade spetsialistidele, et saada tagasisidet. Inseneridest kaasati tehnikaülikooli õppejõud Kristo Kalbe ja Eero Tuhkanen, arhitektidest kutsuti kaasa mõtlema Sille Pihlak, Siim Tuksam, Renee Puusepp ning Roland Reemaa, kes on seotud kunstiakadeemiaga. Lisaks andis nõu puitarhitektuuri kompetentsikeskuse juht Anna Tomingas. Põhu kui ehitusmaterjali koha pealt nõustasid Mikk Luht Eestimaaehitusest ja Sven Aluste loodusehituse akadeemiast. Arutati nii kavandite tugevuste kui ka kitsaskohtade üle ning jõuti algsete põhimõtete juurde. Erialaprofessionaalide tagasiside ja uurimisrühma liikmete analüüsi põhjal liikusime edasi, põimides kõigi eskiiside tugevused.

Projekti edasiarendamiseks sõitsime ka Austriasse, et koguda teadmisi, tutvuda näidetega ja kohtuda spetsialistidega. Külastasime selliseid hooneid nagu moodulitest Ikea kauplus Viini kesklinnas ja Alt-Erlaa ligi 10 000 elanikuga modernistlikku elukompleksi, kus elupindade kõrvale on kavandatud kool, kirik, söögikohad, spaa ja lasteaiad.

Samuti kohtusime arhitektuuri­büroo Heri&Salli arhitekti Josef Salleriga, kes jagas põhust ja ka moodulitest ehitamise kogemusi. Ta tutvustas põhuruumi projekti (Vienna Straw Room, 2020–2022): endise äädikatehase laoruumi on rajatud põhuga vooderdatud majutusruumid. Põhuruum tõi ühtlasi välja põhu kui ehitus­materjali kasutamise suurima väljakutse – tuleohutuseeskirjad. Standardiseerimata materjali puhul võib nendele vastamine osutuda keeruliseks. Põhu kasutamine on loonud aga uudse esteetika, kuna põhuruumis on materjal oma eheduses eksponeeritud.

Vivihouse’i näidismaja Viini äärelinnas osutus kontseptsiooniga 1+x kõige lähedasemaks just moodulipõhisuse ja materjalikasutuse poolest. Vivihouse’i ehitised on energiatõhusad ja taskukohased ning rajada saab väikese paari­kümneruutmeetrise hoone maapiirkonda, aga ka kuni kuuekorruselise hoone linna. Hoone puitkarkassi võib vastavalt vajadusele täita eri fassaadi­elementidega.

Sõitsime ka Viinist välja, et külastada Iso-Strohi tehast, mis on spetsialiseerunud puistepõhu tootmisele. Puistepõhk on uudne lahendus: põhupakkide asemel saab kasutada puhastatud põhupuru, mis paigaldatakse konstruktsiooni sisse voolikust puhudes nagu puistevill. Puistepõhku saab kasutada ehitusplatsil kohapeal, aga see võib olla juba ka tehases töödeldud paneelides. Iso-Strohi külastus andis julgust kasutada ka projektis „1 + x“ soojustusmaterjalina just puistepõhku, sest tehases toodetud materjali puhul saab olla kindel põhu kvaliteedis ning see on ka kiirem ehitusviis, võrreldes põhupakkidest ehitamisega.

Iso-Strohi tehase lähistel külastasime Sankt Pölteni linnas ka 2018. aastal valminud Gesa õppemaja, kus pakutakse töökodades oskuste omandamise võimalust neile, kes on pikka aega tööta olnud. Maja on 90 protsendi ulatuses ehitatud ökoloogilistest ja taastuvatest materjalidest. Konstruktsioonis on kasutatud ristkihtpuitu ning soojustusena põhupakke, mis on siseruumis kaetud savikrohvi või puiduga ning fassaadil lubikrohviga. Hoonel on ka rohekatus. Väljasõit Austriasse kinnitas, et projektis „1 + x“ käsitletavad teemad on aktuaalsed ka mujal Euroopas.

Paindlikkus

Eestis jätkasime projekti „1 + x“ arendamist: ühendasime väikese süsinikujalajäljega hoone keskme ehk tehnilise mooduliga ehituselemendid, et saaks rajada erineva suuruse, välimuse ja funktsiooniga hooneid. Kavandamisel pidasime silmas paindlikkust, s.o hooneid peab saama laiendada või kahandada vastavalt muutunud vajadustele. Selleks töötasime välja puidust raamielemendid hoone kandva konstruktsiooni tarvis. Puitkarkassist raamile on võimalik n-ö riputada puistepõhuga soojustatud välisseina paneele. Välisseina paneelide suurus varieerub ja sõltub hoone suurusest. Ka põranda-, vahelae-, katuslae- ja siseseinapaneelid on biogeensetest materjalidest. Samuti töötasime välja tehnomoodulid vastavalt tarbimisvajadusele ja eluruumide hulgale. Projekti vältel konsulteeriti nädalast nädalasse inseneridega, et veenduda lahenduste ehitustehnilises vettpidavuses. Kavandatud võimaluste näitlikustamiseks on Creatomuse keskkonnas vabavarana saadaval digitaalne lahenduste visualiseerimise tarkvara, nii et igaühel on võimalik hoonetüüpide vahel valida, muuta fassaadi ning arvutada hoone pindala.

Põhula(va)

Peale uurimuste ja projekteerimise ehitas projekti „1 + x“ meeskond lihtsustatud installatsiooni, et põhuehituse võimalusi laiemalt tutvustada. Arvamusfestivali tarbeks projekteerisime ja ehitasimegi Paide vallimäele energilise majanduse ala ehk Põhula(va). Installatsioon-lava oli mitmeotstarbeline, kasutusel arvamusruumi, lava, paviljoni, galerii, kooliruumi jms. Põhula(va) püüdis juba kaugelt pilku oma kuldse kuuega. Põhust seinad kutsusid tutvuma, seda nii nägemis-, haistmis- kui ka kompimismeele abiga. Installatsioon oli läbipaistvuse ja avaruse tagamiseks igast küljest avatud, külgedelt said festivali külastajad läheneda lavale. Ka katusekattematerjali valisime läbipaistvuse toetamiseks ja ruumi valgusküllasuse tagamiseks. Ilma põhuta paneelid toimisid justkui aknana, millest avanes maaliline vaade Paide vallimäele.

Põhula(va) installatsiooni võib käsitleda kui arendusprojekti „1 + x“ prototüüpi. Ehitusaja vähendamiseks platsil valmistati puitkarkassiga ja põhu­pakkidega täidetud paneelid Paide lähistel Hobukooli pargis. Seejärel viidi paneelid platsile, kus need asetati enne rajatud vaivundamendile. Viimasena ehitati katus ning paviljon sisustati põhupakkidest istekohtadega. Kogu ehitusprotsess oli hea kool noortele arhitektidele ja insenerile, et tundma õppida materjali, mida võiksid rakendada ka kogenud tegijad, et liikuda süsinikneutraalsete ehitusmaterjalide kasutamise suunas.

Arvamusfestival toimus augusti keskel. Põhula(va) tõmbas külastajate tähelepanu nii oma vormi kui ka materjalikasutusega ega jätnud külmaks ka suuri betooniarmastajaid. Uurimisrühm sai võimaluse korraldada säästlike ehitusmaterjalide teemal ka arutelu „Minevikust tulevikku. Innovatsioon ehituses“.

Pärast arvamusfestivali avati projekti lõpunoodina näitus kunstiakadeemias. Näitusel eksponeeriti põhupaneeli näidislahendust, sai tutvuda põhu kui materjali ning süsteemiga 1+x, sirvida kõikide projektiosade aruandeid ning vaadata Põhula(va) valmimisest videot. Pärast teadus-arendusprojekti on aeg keerata uus lehekülg ning uurida edasi teemasid, mille „1 + x“ on avanud. Näiteks puistepõhk kui ehitusmaterjal, tark moodul või riputatav seinapaneel. Aeg näitab, millega ja kuidas edasi liigutakse, kuid „1 + x“ uurimisrühma jaoks on tulevik põhune.