Energiatehokasta lunta

Kirjoittaja: Elisa Maljamäki.

Vuosi 2020 ei ole edes lopuillaan, mutta silti uskallan väittää sen olevan monella tapaa historiallinen. Ennen kuin covid-19 -tauti kaikkine vaikutuksineen muutti arkemme ja valtasi uutiset, puhuimme jostain tutummasta. Keskustelimme säästä, talvesta tai sen puuttumisesta. Mennyt talvi oli sään puolesta tiiviisti otsikoissa eri puolella Suomea. Eteläisessä Suomessa talven pisin yhtäjaksoinen pakkaskausi kesti vain viisi vuorokautta, mikä aiheutti päänvaivaa myös termisen talven määrittämiseen. Missä vaiheessa terminen syksy muuttuu kevääksi, jos vaadittua kymmenen vuorokauden pakkasjaksoa ei tulekaan? (Kortelainen 2020). Myös lumipeitteestä sai Etelä-Suomessa lähinnä haaveilla. Talven lumiennätys rikottiin Helsingin Kaisaniemessä huhtikuussa, kun maahan satoi lunta 3 cm (Nironen 2020). Lapissa lunta satoi senkin edestä ja esimerkissä Sodankylässä tehtiin koko mittaushistorian lumiennätys lumen syvyyden ollessa yli 120 cm (Hiltunen 2020). Koko maan osalta talven keskilämpötila oli mittaushistoriamme lämpimin. Paikkakuntia ja alueita tarkasteltaessa Lapissa jäätiin ennätyksistä lämpötilojen kivutessa silti 2–3 astetta keskiarvoa korkeammiksi (Ilmatieteenlaitos 2020). Tätä kirjoitettaessa jännitetään, rikommeko kevään aikana vielä uusia ennätyksiä jokien tulviessa sulamisvesistä. Sää ja vuodenajat ovat luonnonvoimia. Ne luovat mahdollisuuksia ja rajoitteita. Tuuli ja auringonpaiste tuottavat sähköä, mutta myös myrskyvaurioita ja kuivuutta. Talvi mahdollistaa pohjoisen Suomen lumimatkailun, mutta asettaa myös merkittäviä vaatimuksia rakentamiselle.

Ihmisen tekemää lunta

Suomalaiset ovat tottuneet vuosisatojen saatossa liikkumaan lumessa monin eri tavoin. Nykyisin emme tarvitse hiihtotaitoa pystyäksemme liikkumaan riistan perässä. Silti monet meistä kiinnittävät edelleen sukset jalkoihinsa ja suuntaavat ladulle jahtaamaan hiihtokilometrejä. Olemme säilyttäneet kykymme nauttia lumen suomista liikuntamahdollisuuksista ja elämyksistä. Ilmaston muuttuessa myös tämä osa kulttuurihistoriaamme ja arkea on vaarassa poistua tai ainakin muuttua. Yhä useammin sivakoimme luonnonlumen sijaan ihmisen tekemän valkean materiaalin päällä. Lumella ja sen tuottamisella on merkittävä rooli monen yrityksen toiminnassa. Sillä, miten lunta tehdään, on merkitystä myös ympäristölle.

Harva tulee syksyllä ensilumen ladulla sivakoidessaan ajatelleeksi, että ”ensilumen” asemesta alla onkin menneen talven lumia. Rovaniemellä, kuten myös muissa hiihtourheilun keskittymissä, lumilajien kausi avataan säilölumen turvin. Sen lisäksi, että säilölumi on toistaiseksi varmin tapa saada hiihtokausi avattua suunnitellussa aikataulussa, vuodesta riippumatta, sen käyttöön on muitakin syitä. Lähes kaikki Suomen kaupalliset laskettelurinteet luottavat keinolumeen. Lumitykeillä tehdyn lumen ominaisuudet poikkeavat luonnonlumesta merkittävästi ja siitä saadaan helpommin tasalaatuista. Taivaalta satavan, kevyen pakkaslumen ominaisuudet ovat aivan erilaisia kuin kosteassa +1 °C:n säässä sataneen lumen. Toki myös ”tykkilumen” ominaisuudet vaihtelevat mm. käytetyn veden mukaan. Vesijohtoveden lisäaineet ja puhtaus vaikuttavat syntyvään lumeen, kuten myös joki- tai järviveden seassa olevat mineraalit ja epäpuhtaudet. Keinolumen laatua on silti helpompi ennakoida ja sen ominaisuudet tunnetaan. Keinolumi on pienikiteistä ja tiivistä materiaalia, joka paikoilleen laitettuna kestää hyvin erilaisia sääolosuhteita (Suomen Hiihtokeskusyhdistys ry 2017).

Kuvio 1. Talvella 2019–2020 Ounasvaaralla tykitettiin lunta 50 000 m3. Lumi säilötään kevään ja kesän yli peitteen alla. Syksyllä 2020 lumesta pitäisi olla jäljellä 40 000 m3.
Kuvio 1. Talvella 2019–2020 Ounasvaaralla tykitettiin lunta 50 000 m3. Lumi säilötään kevään ja kesän yli peitteen alla. Syksyllä 2020 lumesta pitäisi olla jäljellä 40 000 m3.

Talvella 2019–2020 Rovaniemen Ounasvaaralla lunta tehtiin tykkien voimin 50 000 m3. Tavoitteena on, että tästä lumesta olisi jäljellä marraskuussa 2020 jopa 40 000 m3. Tämän lumimäärän turvin saadaan Rovaniemelle rakennettua muun muassa noin 2 km ensilumenlatua. Lunta säilöttäessä merkittävä tekijä on se, miten ja millä syntynyt lumikasa peitetään. Toki myös lumikasan sijainnilla on merkitystä, mutta käytettävän peitteen valinnalla on suuri merkitys lumen säilymiseen. Jos kasan peittämiseen käytetään muhaa, kansanomaisemmin sahanpurua, päästään parhaimmillaan 10 prosentin hävikkiin. Erilaisia peitteitä käytettäessä hävikin määrä vaihtelee ollen 10–40 %. Energiankäytön ja talouden näkökulmasta ero on merkittävä! Jos hävikki kasvaa 5 %, tulee lunta tehdä lähes 7 % enemmän. 50 000 m3 lisäksi pitäisi tehdä vielä 3500 m3 lisää lunta. Energiankulutuksessa tämä tarkoittaisi 24,1 megawattitunnin sijaan 25,8 megawattituntia, 20 485 € sijaan 21 919 € (Motiva 2010). Kun lunta tarvitsee tehdä vähemmän, säästyy tietenkin myös vettä ja muita resursseja. Sähkön säästyminen konkretisoituu suoraan säästettyinä euroina ja on helppo mittari. Mutta sen ei pitäisi olla ainoa tai tärkein mittari. Säästetty sähkö, vesi ja muut resurssit tarkoittavat säästettyjä luonnonvaroja ja pienempää hiilijalanjälkeä. Ne auttavat meitä takaamaan, että myös tulevat sukupolvet voivat päästä nauttimaan lumesta ja lumisesta talvesta.

Kuvio 2. Kuutiomallit kolmesta eri lumimäärästä.
Kuvio 2. Talvella 2019–20 lunta tehtiin 50 000 m3 (keskellä). Jos lumesta tekisi 36 x 35 metrin kokoisen särmiö, se olisi 40 metriä korkea. Syksyllä 2020 lunta pitäisi olla jäljellä 40 000 m3 (oik.), särmiö on madaltunut 32 metriin. Jos hävikki lumen säilömisessä kasvaa 5 %, lunta täytyisi tehdä 53 500 m3 (vas), jolloin särmiöllä olisi korkeutta 42,5 metriä.

Energiatehokkaampaa toimintaa, yhdessä

Energiatehokas arktinen lumi -hanke pyrkii tukemaan lappilaisia yrityksiä ja muita toimijoita lumen energiatehokkaassa käytössä ja valmistamisessa sekä luomaan kestävää, omavaraista lumiosaamista Lappiin. Tavoitteiden saavuttamiseksi Lapin ammattikorkeakoulun vetämässä hankkeessa hyödynnetään useita erilaisia keinoja: käytännön tutkimusta, verkostoja ja niissä olevaa tietoa ja osaamista sekä viestinnän erilaisia keinoja. Käytännön tutkimuksen osalta ammattikorkeakoulu pystyy hyödyntämään omien asiantuntijoidensa lumeen liittyvää osaamista ja alueen lumitoimijoiden yhteistyötä. Tämä tarkoittaa esimerkiksi Ounasvaaran hiihtokeskuksen alueelle tykitettyjen lumikasojen seurantaa ja mittaamista. Tavoitteena on saada uutta, mitattua tietoa eri peitemateriaalien vaikutuksesta lumen säilymiseen kevään ja kesän yli. Verkostojen kautta pystytään varmistamaan, millaisia todellisia tarpeita alueen yrityksillä ja organisaatioilla on ja mitä jo olemassa olevaa tietoa voimme saattaa hyötykäyttöön.

Yksi hankkeen merkittävä toimenpide on viestintä. Arktisilla alueilla asuville lumi on arkipäiväinen asia, jonka taloudellisia ulottuvuuksia ei aina tulla ajatelleeksi. Lumi voi näyttäytyä lähinnä parkkipaikan tukkeena tai odotettuna valontuojana syksyn pimeään. Toki alueella tiedostetaan monien alojen riippuvuus lumesta. Matkailun huippusesonki keskittyy edelleen pääosin lumiseen aikaan ja autovalmistajien lumitestaustakin on hankala toteuttaa kesällä. Lumen käyttöön ja sen tekemiseen liittyy monia ekologisia ja ekonomisia ulottuvuuksia, joita on tärkeä viestiä hankkeen kohderyhmille. Yrityksille tarjotaan tietoa ja apua energiatehokkuuteen liittyvissä asioissa. Verkostojen muille toimijoille, kuten lunta käyttäville seuroille ja muille organisaatioille mahdollistetaan osaamisen jakamista ja kannustetaan luomaan uutta yhteistyötä. Viestinnässä tärkeäksi tavoitteeksi on nostettu sen konkreettisuus ja ymmärrettävyys. Kun lunta valmistavan toimijan kanssa puhutaan megawattitunneista ja tuhansista kuutioista lunta, ei samaa informaatiota voi sellaisenaan tarjota ”suurelle yleisölle”. On syytä asettaa asiat konkreettiseen, tuttuun viitekehykseen ja huomioida kohderyhmä: jos 50 000 m3 lunta levitetään jalkapallokentän kokoiselle alueelle, lopputuloksena on 7 metriä paksu kerros. Isomman mallinen pihatrampoliini taas on halkaisijaltaan noin 4 metriä. Jos lumesta muotoiltaisiin tällaisen trampoliinin kokoisia sylintereitä, niitä tarvittaisiin 1475 kappaletta jotta lunta olisi 50 000 m3.

Kuvio 3. 50 000 m3 lunta mahtuisi samaan tilaan, jonka vie 1475 isohkoa trampoliinia.
Kuvio 3. 50 000 m3 lunta mahtuisi samaan tilaan, jonka vie 1475 isohkoa trampoliinia.

Tulevaisuuden lumiasiantuntijat

Ilmastonmuutoksen myötä nykyiset nuoret ja tulevat sukupolvet tulevat toimimaan hyvin erilaisissa toimintaympäristöissä kuin mihin me tällä hetkellä olemme tottuneet. Ilmaston lämmetessä erityiset vuodet ja vuodenajat Suomessa lisääntyvät. Erityisen lämpimät, erityisen lumiset, erityisen kylmät ja erityisen sateiset kaudet yleistyvät ja vaikuttavat eri tavoin myös moniin elinkeinoihin. Talvesta ja lumesta riippuvaisille urheilulajeille ja elinkeinoille tämä tarkoittaa epävarmuuden ja riskien kasvua. Jos haluamme nauttia lumilajeista ja tarjota esimerkiksi lumisia matkailuelämyksiä myös tulevaisuudessa, tarvitsemme innovaatioita ja uusia oivalluksia lumeen ja energiatehokkuuteen liittyen. Tässä luotamme nykyisten toimijoiden lisäksi myös tämän hetken lapsiin ja nuoriin.

Alkuvuodesta 2020 Arktinen lumi -hankkeessa käynnistyi yhteisen toiminnan suunnittelu kahden rovaniemeläisen peruskoulun kanssa. Ideana on yhdessä koulujen oppilaiden ja opettajien kanssa tutustua lumeen, sen eri ominaisuuksiin ja käyttöön. Ilmiöoppimisen periaatetta hyödyntäen koululaisille pyritään tarjoamaan mahdollisuutta tarkastella tätä valkeaa ainetta ja siihen liittyviä ilmiöitä ja ulottuvuuksia eri oppiaineiden näkökulmista. Voimme yhdessä mitata lumen painoa ja tiivistymistä, seurata sään vaikutusta lumen sulamiseen, pohtia mitä kaikkea lumesta voi rakentaa ja miten se liittyy eri ammatteihin ja elinkeinoihin. Yhdessä oppimalla voimme tehdä osallistavaa viestintää, joka parhaimmillaan jättää muistijäljen pitkälle tulevaisuuteen. Innostamalla oppilaita tutustumaan lumeen, energiaan ja vähähiilisyyden mahdollisuuksiin toivomme onnistuvamme istuttamaan osaan heistä kipinän, joka kantaa myös seuraavina vuosikymmeninä. Kun nyt koulun penkkiä kuluttavat sukupolvet siirtyvät työelämään, energiatehokkuuden vaatimus ja hiilitehokkuus ovat luultavasti arkipäivää. Parhaimmillaan ne eivät näyttäydy vain rajoitteina ja esteinä, vaan myös mahdollisuuksina uuteen. Lumen tekeminen ja säilöminen kehittyvät myös tulevina vuosina. Jos saamme alan pariin motivoituneita nuoria, voidaan lumen monista mahdollisuuksista nauttia myös vuosikymmenten päästä, energiatehokkaasti ja vastuullisesti. Ammattikorkeakoulun toimijoina olemme tottuneet toimimaan yritysten ja aikuisten ihmisten kanssa. Tulevaisuutta meidän on syytä tehdä yhdessä myös nuorten ja lasten kanssa, kaikki yhdessä oppien.

 

Energiatehokas arktinen lumi -hanke tutkii ja kehittää lumen energiatehokasta ja taloudellista käyttöä. Hankkeessa vastataan ennakoivasti lumettomiin syksyihin ja talviin. Hanke tuottaa arktista olosuhdeosaamista ja verkostoi alan yrityksiä. Hanketta rahoittaa Euroopan aluekehitysrahasto (EAKR).

Kirjoittaja

Elisa Maljamäki, TaM, projektisuunnittelija, Lapin AMK, elisa.lahti(at)lapinamk.fi


Hiltunen, V-P. 2020. Sodankylässä rikottiin paikan kaikkien aikojen lumiennätys, Kittilässä satanut silti vielä enemmän – lisää lunta tupruttaa miltei koko viikon. Lapin Kansan Digi 13.4.2020. Haettu 29.4. osoitteesta https://www.lapinkansa.fi/sodankylassa-rikottiin-paikan-kaikkien-aikojen-lum/782844

Ilmatieteenlaitos, 2020. Lauha helmikuu päätti ennätyksellisen lauhan talven. Tiedote päivätty 2.3.2020. Haettu 20.3.2020 osoitteesta https://www.ilmatieteenlaitos.fi/tiedote/1254769397

Kortelainen, M. 2020. Meteorologi Kerttu Kotakorpi: ”Tämä talvi oli meille järkytys”. HS Digi 24.3. Haettu 29.4.2020 osoitteesta https://www.hs.fi/koti/art-2000006450878.html

Motiva 2010. Energiatehokas hiihtokeskus. Julkaisu saatavilla verkossa. Haettu 13.4.2020.
https://www.motiva.fi/files/3227/Energiatehokas_hiihtokeskus.pdf

Nironen, S. 2020. Vuoden lumiennätys rikottiin pääkaupunkiseudulla – lumeton talvi muuttui lumiseksi kevääksi. Yle Uutiset verkossa 16.4.2020. Haettu 16.4.2020 osoitteesta https://yle.fi/uutiset/3-11307709?fbclid=IwAR1ugGoXRy2uIpSPlHWgpS8fVG6fSH-nmCUTyQMh496rKNUUG9emPIgolL0

Suomen Hiihtokeskusyhdistys ry 2017. Tykkilumi mahdollistaa pitkän talven – mutta vaatii aikaa. Artikkeli Ski.fi sivustolla, päivätty 29.12.2017. Haettu 29.4. osoitteesta https://www.ski.fi/artikkelit/tykkilumi-mahdollistaa-pitkan-talven-mutta-vaatii-aikaa/

Tulevaisuuden talo on energiatehokas ja vähähiilinen

Kirjoittajat: Mari Kujala & Sanna Lindgren.

Mikä on rakennuksen hiilijalanjälki?

Oletko koskaan miettinyt, että rakennusmateriaalin tai rakennuksen lämmitysjärjestelmän valinnalla on merkitystä myös ympäristön kannalta? Nämä molemmat vaikuttavat siihen, kun tutkitaan rakennuksen elinkaaren tai energiankulutuksen hiilijalanjälkeä. Hiilijalanjälkiajattelu on nyt paljon esillä, sillä esimerkiksi uudessa hallitusohjelmassa tavoitteena on ohjata hiilijalanjäljen pienentämistä rakentamisessa ja asumisessa sekä parantaa jo olemassa olevan rakennuskannan energiatehokkuutta sekä päästötöntä lämmöntuotantoa (Pääministeri Sanna Marinin hallituksen ohjelma 10.12.2019).

Vähähiilisyys, hiilineutraali, hiilijalanjälki… Hiilidioksidilla ja muilla kasvihuonekaasuilla on vaikutusta ilmastonmuutokseen. Tätä muutosta yritetään konkretisoida erilaisilla mittauksilla ja laskelmilla, joiden perusteella voi arvioida esimerkiksi oman toimintansa vaikutusta hiilidioksidin määrään. Yksi keino tähän vertailuun on hiilijalanjäljen laskeminen. Hiilijalanjälki kuvaa rakennuksen elinkaaren aikaista vaikutusta ilmastoon. Hiilijalanjälki siis tarkoittaa jonkin tuotteen, toiminnan tai palvelun aiheuttamaa ilmastokuormaa eli sitä, kuinka paljon kasvihuonekaasuja tuotteen tai toiminnan elinkaaren aikana syntyy. Hiilijalanjäljen laskemisessa huomioidaan rakennuksen elinkaaren aikana syntyneet kasvihuonekaasupäästöt laskemalla niistä hiilidioksidiekvivalentti, joka kuvastaa kaikkien kasvihuonekaasujen yhteisvaikutusta. Rakennusten hiilijalanjäljessä tarkastellaan sekä rakennusmateriaalien että rakennuksen energiankulutuksen vaikutuksia kasvihuonekaasupäästöihin (Ympäristöministeriön Vähähiilisen rakentamisen www-sivut).

Ihmisen neljä suurinta hiilijalanjälkeen vaikuttavaa toimintaa ovat asuminen, ruokailu, liikkuminen sekä tavaroiden ja palveluiden kulutus (WWF:n www-sivut). Näihin vaikuttamalla vaikutamme eniten omaan hiilijalanjälkeemme. Asumiseen kuuluu sekä rakentaminen että energiankulutus. Rakennuksen suunnitteluvaiheen ratkaisuilla vaikutetaan rakentamisen kustannuksiin ja hiilijalanjälkeen. Energia- ja käyttökustannukset määräytyvät suurelta osin suunnittelun aikaisten valintojen perusteella.

Suunnittelijan on hyvä tietää, mitkä asiat vaikuttavat vähähiiliseen rakentamiseen. Kuitenkin viime kädessä tilaaja tekee päätöksen, painotetaanko suunnittelussa vähähiilisiä ratkaisuja vai ei. Sen vuoksi on tärkeää, että rakentamisen ympäristövaikutuksista puhutaan monille erilaisille kohderyhmille. Vähähiilisyysteema on tärkeää nostaa esille jo hankesuunnitteluvaiheessa, jolloin tehdään tärkeimmät valinnat, jotka vaikuttavat rakennuksen suunnitteluun ja itse rakentamiseen. Lisäksi on tärkeää, että rakennuksen käyttäjiä opastetaan energiatehokkaaseen asumiseen, jolloin koko elinkaaren aikaisten päästöjen minimoiminen on mahdollista.

Kuva 1. Hiilijalanjälkilaskennan avulla saadaan kierrätysajattelu mukaan kaikkiin rakennushankkeen vaiheisiin tarveselvityksestä eteenpäin.
Kuva 1. Hiilijalanjälkilaskennan avulla saadaan kierrätysajattelu mukaan kaikkiin rakennushankkeen vaiheisiin tarveselvityksestä eteenpäin.

Porin asuntomessualueen omakotitalot toimivat pilottikohteina

Satakunnan ammattikorkeakoulussa oli kaksivuotinen Vähähiiliset ratkaisut nollaenergiarakentamisessa eli Vähä0-hanke, joka päättyi kesällä 2019. Vähä0-hankkeessa päätavoitteena oli tiedon tuottaminen eri rakennusmateriaali- ja energiavaihtoehtojen vaikutuksesta energiatehokkaaseen rakentamiseen ja rakennuksen hiilijalanjälkeen. Tutkimuksessa käytettiin pilottikohteina Porin vuoden 2018 asuntomessualueen omakotitaloja. Pilottikohteisiin laskettiin hiilijalanjälki sekä tutkittiin eri materiaalien, rakenteiden ja lämmitysjärjestelmien vaikutusta rakentamisen ja asumisen hiilijalanjälkeen. Laskennat toteutettiin yhdessä Satakunnan ammattikorkeakoulun rakennus- ja yhdyskuntatekniikan opiskelijoiden kanssa. Esimerkiksi hiilijalanjälkilaskennassa tarvittavia rakennusmateriaalien määriä laskettiin Rakennusmateriaalit-opintojaksolla ja Talonrakennus-opintojaksolla laskettiin koko rakennuksen hiilijalanjälki. Työntekijöinä hankkeessa oli SAMKin Teknologia-osaamisalueen henkilökuntaa sekä rakennus- ja LVI-tekniikan opiskelijoita. Näin opiskelijat pääsivät mukaan todellisiin rakennushankkeisiin ja tekemään käytännössä todellisia laskelmia. Opiskelijat kohtasivat käytännön laskennan haasteet. Tämänkaltainen lähestymistapa herätti keskustelua, kyseenalaistamista ja kehitysideoita vähähiilisen rakentamisen ohjauksen suhteen. Opiskelijoiden kautta alan uusinta tietoa saadaan vietyä alan yrityksiin, joissa opiskelijat voivat tulevaisuudessa olla suunnannäyttäjinä ympäristötietoiseen rakentamiseen. Lisätietoa Vähä0-hankkeessa tehdyistä laskelmista on hankkeen blogissa.

SAMK jatkaa yhä työtään vähähiilisen rakentamisen parissa vieden tietämystä vähähiilisestä rakentamisesta rakennusalan toimijoille Satakunnassa. SAMKissa käynnistyy kesällä 2020 uusi EU-rahoitteinen KOHISTEN – Kohti hiilineutraalia rakentamista Satakunnassa -hanke. Hankkeen päätavoitteena on jalkauttaa hiilijalanjälkilaskennan osaaminen alueen yrityksiin sekä edistää energiatehokasta rakentamista ja asumista Satakunnassa.

Kuva 2. Lisää vähähiilisestä rakentamisesta voit lukea SAMKin rakennustekniikan blogista https://tulevaisuudenrakentaminen.samk.fi/

Miten voit pienentää asumisen hiilijalanjälkeä?

Lämmitysjärjestelmän valinta on yksi tärkeimmistä asioista, kun mietitään rakentamista vähähiilisyyden kannalta. Rakennuksen lämmitysjärjestelmän valinnalla pystyy suoraan vaikuttamaan käytön aikaiseen hiilijalanjälkeen, sillä veden ja rakennuksen lämmitys aiheuttavat suurimman osan rakennuksen käytön kokonaishiilijalanjäljestä. Seuraavassa on kuva postikortista, jossa on listattuna vinkkejä, joiden avulla jokainen voi omassa kodissaan pienentää asumisen hiilijalanjälkeä. Postikortti toteutettiin SAMKissa Vähä0-hankkeessa reilu vuosi sitten ja sitä on sen jälkeen jaettu kävijöille eri tilaisuuksissa esim. rakennusmessuilla Porissa ja koululaisvierailuissa Raumalla.

Kuva 3. Vähä0-hankkeessa tuotettiin postikortti, jossa on listattuna ideoita oman asumisen hiilijalanjäljen pienentämiseen.
Kuva 3. Vähä0-hankkeessa tuotettiin postikortti, jossa on listattuna ideoita oman asumisen hiilijalanjäljen pienentämiseen.

Rakennuksen käyttöikä vaikuttaa rakennuksen aiheuttamiin päästöihin. Oleellista on miettiä rakennusten muuntojoustavuutta, jolloin rakennus palvelee mahdollisimman pitkään. Rakennuksen elinkaaren loppuvaiheessa on hyvä miettiä rakennusmateriaalien kierrätyksen toteutus ja se, että rakennusjätteestä päätyy mahdollisimman vähän kaatopaikalle. Tavoitteena on, että purkuvaiheessa mahdollisimman suuri osa rakennusmateriaaleista saadaan kierrätettyä tai hyödynnettyä uusiokäyttöön. Hiilijalanjälkilaskennan avulla saadaan kierrätysajattelu mukaan kaikkiin rakennushankkeen vaiheisiin tarveselvityksestä eteenpäin.

Hiilijalanjälki- ja hiilikädenjälkilaskelmat tulossa mukaan kaikkeen rakentamiseen

Ympäristöministeriön tavoitteena on, että rakennusten hiilijalanjälki otetaan huomioon rakentamisen säädöksissä 2020-luvun puoliväliin mennessä. Uutena käsitteenä mukaan on tullut hiilikädenjälki. Hiilikädenjälki kuvaa sellaisia ilmastohyötyjä, joita voidaan saavuttaa rakennuksen elinkaaren aikana. Hiilikädenjälkeen sisältyy muun muassa materiaalien uusiokäyttö, materiaaleihin varastoitunut eloperäinen hiili sekä elinkaaren aikana materiaaleihin mahdollisesti sitoutuva hiilidioksidi. Tällaisia hyötyjä voidaan saavuttaa esimerkiksi käyttämällä puuta. Puu sitoo kasvaessaan hiilidioksidia, jolloin käyttämällä puuta rakennusmateriaalina saavutetaan ilmastohyötyjä.  Jo nyt pitäisi julkisissa hankinnoissa ottaa ympäristöasiat huomioon valtioneuvoston periaatepäätöksen mukaisesti. Ympäristöministeriö on kehittänyt uuden laskentamallin ja luonut työkalun rakennusten hiilijalanjäljen laskentaan. Tämä uusi malli on tällä hetkellä pilotointivaiheessa (Ympäristöministeriön Vähähiilisen rakentamisen www-sivut). Myös Satakunnan ammattikorkeakoulu osallistuu vuoden 2020 aikana tämän uuden laskentamallin testaamiseen laatimalla hiilijalanjälkilaskelmat MVR-Yhtymä Oy:n rakenteilla olevaan Porin Karhukorttelin As Oy Karhunpesään.

Yhteenveto

Hiilijalanjälkiajattelu tulee nostaa osaksi rakentamista ja panostaa tiedottamiseen. Me kaikki voimme omilla valinnoillamme vaikuttaa rakennuksen ja sen käytön hiilijalanjälkeen ja hiilikädenjälkeen. On tärkeää tutkia eri ohjausmenetelmien käytettävyyttä, valintojen vaikuttavuutta ja sitä, miten kaiken saa sujuvaksi osaksi rakennuksen suunnittelu- ja rakennusprosessia. Tärkeää on myös muistaa rakennuksen käytön aikaisten toimien eli energiankulutuksen suuri merkitys vähähiilisen rakentamisen toteutumisessa.

Kirjoittajat

Mari Kujala, lehtori DI, Satakunnan ammattikorkeakoulu, mari.kujala(at)samk.fi

Sanna Lindgren, projektityöntekijä LVI-tekniikan opiskelija, Satakunnan ammattikorkeakoulu, sanna.k.lindgren(at)samk.fi


Pääministeri Sanna Marinin hallituksen ohjelma 10.12.2019. Osallistava ja osaava Suomi. Valtioneuvoston julkaisuja 2019:31. Haettu 21.4.2020 osoitteesta http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-287-808-3.

Tulevaisuuden rakentaminen -blogi. Haettu 21.4.2020 https://tulevaisuudenrakentaminen.samk.fi/

WWF:n www-sivut. Haettu 21.4.2020 osoitteesta https://wwf.fi/uhat/ilmastonmuutos/

Ympäristöministeriön Vähähiilisen rakentamisen www-sivut. Haettu 21.4.2020 osoitteesta https://www.ym.fi/vahahiilinenrakentaminen.

SAMKin opiskelijat ratkomassa energiatehokkuushaasteita

Kirjoittajat: Teija Järvenpää & Minna M. Keinänen-Toivola.

Maailman kaupasta 90 prosenttia tapahtuu meriteitse ja kansainvälinen meriklusteri tuottaa 3,1 prosenttia maailman CO2-päästöistä. Alan kasvihuonekaasupäästöt kasvavat nopeasti, sillä päästöjen on arvioitu kasvavan jopa 5 prosenttiin vuoteen 2030. Ilmastonmuutosta korostavan ympäristösääntelyn merkitys korostuu ja toisaalta energiantehokkuuden vaatimukset kasvavat niin satamatoiminnoissa kuin telakoilla. EAKR-rahoitteisessa kolmivuotisessa (2018–2020) SataMari-hankkeessa tutkitaan käytännön toimia meriklusterin energiatehokkuuden parantamiseksi Satakunnassa. Hankkeessa tehdään tiivistä yhteistyötä yritysten kanssa, erityisesti hankkeen pilottiyritysten, SeaSide Industry Parkin, Rauman Satama Oy:n sekä Euroports Rauma Oy:n kanssa. Pilottiyritykset kattavat meriklusterin toimintoja telakka-alueesta satamaan ja satamaoperaattoriin ja tarjoavat monipuolisen alustan kehitystyölle – niin tutkijoille kuin opiskelijoille.

Satakunnan ammattikorkeakoulussa opiskelijoilla on mahdollisuus edistää opintojaan hankkeiden kautta. Hankkeessa opiskelijan on mahdollista suorittaa kursseja, kurssin osia, harjoitteluita tai tehdä opinnäytetyö. SataMari-hankkeessa on ollut useita Satakunnan ammattikorkeakoulun opiskelijoita mukana. Hanketiimi toimii linkkinä opiskelijan, opettajien ja yrityksen välissä, tukien opiskelijaa sekä varmistaen opiskelijatyön soveltuvuuden myös hankkeen tavoitteisiin. Opiskelija ei jää yksin pulmiensa kanssa, vaan hanketiimi on aktiivisesti mukana toiminnassa. SataMari-hankkeen ammattilaiset ovat myös toimineet opinnäytetöiden ohjaajina. Hanketiimin tärkeä tehtävä on koordinoida kokonaisuutta ja taata toiminnan jatkuvuus. Yksi opiskelija tekee itselleen sopivan palasen ja hanke huolehtii kokonaisuudesta sekä tulosten viestinnästä laajemmalle joukolle.

Opiskelijat ovat laatineet selvityksiä ja tehneet mittauksia valaistuksen muuttamisesta energiatehokkaammaksi, rakentaneet lämpötilan mittausanturinarua teollisuushallin lämpötilajakauman selvittämiseksi, selvittäneet aurinkoenergian hyödyntämistä (Granfors 2018, 5) ja selvittäneet sähkötrukkien kannattavuutta satamaoperaattorille. Näiden töiden avulla opiskelijat ovat edistäneet opintojaan, joko energia- ja ympäristötekniikan tai sähkö- ja automaatiotekniikan koulutusohjelmissa. Kokemukset ovat olleet hyviä kaikilta osapuolilta; opiskelijat pitävät työelämälähtöisyydestä ja konkreettisista töistä, yritykset arvostavat puolueettomia selvityksistä ja työtä kehittämiskohteidensa eteen. Hanke saa lisäarvoa ja lisäresursseja, jolloin saadaan syväluotaavampia selvityksiä kuin mitä hanketiimillä olisi resursseja käyttää yhteen kohteeseen. Opiskelijat tuovat myös uusia raikkaita ajatuksia perinteiselle alalle (Kuva 1).

Kuva 1. SataMari-hankkeessa meriklusterin toimintaympäristö tarjoaa monipuolisia kehitystöitä myös opiskelijoille. Kuva: Teemu Heikkinen.

Dieseltrukkien sähköistäminen mietitytti satamaoperaattoria – opiskelijat tarttuivat haasteeseen

Satakunnan ammattikorkeakoulun energia- ja ympäristötekniikan insinööriopiskelijat Henna Puromäki ja Emma Selin tekivät käytännön töitä SataMari-hankkeessa yritysyhteistyössä saaden opintopisteitä. Hankkeen pilottikohteessa Euroports Rauma Oy:llä pohdittiin dieseltrukkien sähköistämistä. Voisiko dieseltrukkien vaihtaminen sähköisiin olla kannattavaa? Yritys halusi puolueettoman selvityksen asiasta, ja Puromäki sekä Selin tarttuivat haasteeseen. Opiskelijat selvittivät opinnäytetöinään dieselkäyttöisten vastapainotrukkien vaihtamista sähköisiin vastaaviin ja vaihdon kannattavuutta eri kokoluokan trukkien osalta. Puromäki selvitti nostokyvyltään 3,5 tn ja 5 tn sähkötrukkien ja Selin isompien, 16 tn trukkien kannattavuutta ja ympäristöhyötyjä (Puromäki 2019, 5; Selin 2019, 6). Töissä keskityttiin kahden Euroports Rauma Oy:n paperirullavarastona toimivan varastohallin toimintoihin ja hallissa käytössä oleviin trukkeihin (Kuva 2). Opiskelijat pyysivät tarjouksia sähkötrukkitoimittajilta ja vertailivat käyttövoimakustannuksia sekä leasing-hintoja trukkien välillä. Tarjoukset saatiin vain pienemmän kokoluokan trukkeihin ja isompien, 16 tn trukkien kohdalla leasing-hintavertailu jäi työstä uupumaan.

Selvityksien tuloksena sähkötrukit ovat kilpailukykyinen vaihtoehto. Sähkötrukin puolella ovat edulliset käyttökustannukset, sillä sähkökäyttöisten trukkien lataamiseen tarvittava sähköenergia on huomattavasti edullisempaa kuin dieseltrukkien tarvitsema dieselpolttoaine. Lisäksi huomioitiin se, että sähkötrukit kuluttavat energiaa vain, kun niillä tehdään aktiivista ajo- tai nostotyötä, kun taas dieseltrukit kuluttavat polttoainetta myös tyhjäkäyntiaikanaan. Puromäki ja Selin totesivat myös, että vaihtamalla sähkökäyttöisiin trukkeihin, saavutetaan sekä ilmaston että paikallisen työympäristön kannalta positiiviset vaikutukset.

Kuva 2. Opiskelijat selvittivät satamaoperoinnissa käytettävien dieseltrukkien korvaamista sähkökäyttöisillä SataMari-hankkeen pilottikohteessa Euroports Rauma Oy:ssä. Kuva: Teemu Heikkinen.

Hanke mahdollistajana AMK:n ja yritysten välillä

Hanke on menestyksekkäästi saattanut yhteen yrityksiä ja opiskelijoita, tarjoten mahdollisuuksia opintojen opinnollistamiseen sekä yrityksille ratkaisijoita, tuoreita silmiä ja tekeviä käsiä. Hankkeen tavoitteena on parantaa yritysten energiatehokkuutta, mutta hanke on onnistunut toimimaan myös opiskelijoiden ja yritysten rajapinnassa työelämäyhteistyössä SAMKissa. Yhteistyön kautta on myös mahdollista, että yritys huomaa opiskelijan osaamisen ja näin tarjoaa työmahdollisuutta opiskelijalle.

Parhaillaan sähkö- ja automaationtekniikan opiskelija selvittää satama-alueen ulkovalaistuksen muuttamista energiatehokkaammaksi. Toimenpiteessä opiskelija mittaa valaistusvoimakkuudet sekä sähkönkulutukset ennen ja jälkeen suunnitellun valaistuksen modernisoinnin. Energia- ja ympäristötekniikan opiskelija selvittää opinnäytetyönään paineilman tuotannon nykykulutusta sekä säätöpotentiaalia SataMari-hankkeen pilottikohteessa ja lisäksi toinen opiskelija selvittää öljylämmityksen korvaamista meriklusterin yrityksessä. Opiskelijat pääsevät tekemään käytännön töitä ja edistämään opintojaan sekä tarjoamaan tietoa yritykselle. Tilaaja saa todennettua, mitattua ja riippumatonta tietoa. Sitä yritykset arvostavat. Lisäksi hanke saa todennettua tietoa mm. ulkovalaistuksen modernisoinnin vaikutuksista ja voi jakaa sitä edelleen muille vastaavaa energiatehokkuustoimenpidettä suunnitteleville yrityksille.

Hankkeen merkittävänä tuloksena kehitetään ohjeistus- ja päätöksentekotyökalu, jonka avulla meriklusterin yritykset saavat apuja energiatehokkuuden parantamiseksi. Päätöksentekotyökalu julkaistaan hankkeen nettisivuilla https://sub.samk.fi/satamari/ ja se toimii tietopankkina energiatehokkuuden parantamiseksi ja uusiutuvan energian lisäämiseksi meriklusterin yrityksissä. Hankkeessa tuotettu tieto, sisältäen myös opiskelijoiden työt, tulevat näin hyödynnettäväksi mahdollisimman laajasti.

Kirjoittajat

Teija Järvenpää, insinööri (AMK), projektitutkija, Satakunnan ammattikorkeakoulu, teija.jarvenpaa(at)samk.fi

Minna M. Keinänen-Toivola, FT, tutkimuspäällikkö, Satakunnan ammattikorkeakoulu, minna.keinanen-toivola(at)samk.fi


Granfors, A. (2018). Aurinkoenergia hyödyntäminen Euroports Rauma Oy:llä. Satakunnan ammattikorkeakoulu. Haettu 13.1.2020 osoitteesta http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018110616745

Puromäki, H. (2019). Selvitys dieseltrukkien korvaamisesta sähkötrukeilla ja vaihdon kannattavuus. Satakunnan ammattikorkeakoulu. Haettu 8.1.2020 osoitteesta http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019112121846

Selin, E. (2019). Selvitys dieseltrukkien korvaamisesta sähkötrukeilla ja vaihdon kannattavuus sekä ympäristöhyödyt. Satakunnan ammattikorkeakoulu. Haettu 8.1.2020 osoitteesta http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019112522289

SataMari. (2020). Smart Urban Business -tutkimusryhmän www-sivut. Haettu 20.1.2020 osoitteesta https://sub.samk.fi/projects/satamari/

Merialalle tehokkuutta Satakunnassa ja eteläisessä Afrikassa

Kirjoittajat: Teija Järvenpää, Nina Savela & Minna Keinänen-Toivola.

Muuttuva ympäristö, teknologian nopea kehittyminen ja ilmaston muuttuminen lisäävät painetta tuottaa moniosaavaa henkilökuntaa Satakuntaan. Lisäksi alueen monipuolinen elinkeino- ja toimialarakenne edellyttää korkeakoululta muun muassa laajaa tekniikan ja liiketalouden koulutusta ja tutkimusta. Satakunnan ammattikorkeakoulussa koulutetaan osaajia monipuolisesti muun muassa merenkulkuun, energia- ja ympäristötekniikkaan sekä liiketalouteen. Merenkulun koulutusta on tarjottu Raumalla jo vuodesta 1880, josta nykypäivänä korostuu alan digitalisoituminen. Merenkulun koulutukseen sisältyy muun muassa simulointia, luotsitutkintoja ja jäänavigointia. Uudet simulaattorit ovat osoittautuneet luotettaviksi koulutuksen apuvälineiksi ja ne ovat mukana uusissa hankkeissa ja täydennyskoulutuksessa. Valmistuneista jopa 75 prosenttia työllistyy Satakuntaan.

Koulutuksen lisäksi SAMKilla on laajat verkostot useisiin meriklusterin toimijoihin, Satakunnan alueen päättäjiin ja elinkeinoelämän toimijoihin. Yrityksiä ja yhteisöjä, jotka tekevät yhteistyötä SAMKin kanssa, on yli 500. Yhteistyö on myös maantieteellisesti läheistä, esimerkiksi Rauman SAMKin kampuksella ikkunasta näkyvät tärkeät yhteistyökumppanit, SeaSide Industry Park ja Rauman sataman alue. Laajojen verkostojensa, koulutusvalikoimansa ja kansainvälisyytensä vuoksi SAMK toimii tärkeässä roolissa Rauman tehokkaan meriklusterin kehittämisessä koulutuksen ja osaavan henkilökunnan avulla.

Energiatehokkuutta meriklusteriin

Meriteollisuudessa energiaa kuluu paljon niin sähkön, lämmön, veden kuin polttoaineidenkin muodossa. Kun energiankulutus on suurta, on myös energiansäästöpotentiaali suuri. Energiatehokkuustoimien taloudellinen vaikutus voi olla merkittävä, sillä säästetty energia on säästettyjä euroja. Energiatehokkuus kulkee käsikädessä ympäristöystävällisyyden kanssa, ja energiaa säästävät ratkaisut säästävät myös luonnonvaroja ja vähentävät päästöjä. On yhä tärkeämpää ottaa huomioon energian säästö, päästöjen vähennys ja ympäristön huomiointi kaikessa toiminnassa. Energiatehokas toiminta ja ympäristöystävällisyys ovat myös kilpailuetuja.

Satakunnan meriklusterissa on tarve energiatehokkuuden lisäämiselle ja SAMKin EAKR-rahoitteinen SataMari-projekti (2018–2020) vastaa tähän kehittämistarpeeseen. Projektissa keskitytään erityisesti löytämään käytännön toimia meriklusterin energiatehokkuuden parantamiseksi Satakunnassa. Kiristyvään ympäristösääntelyyn vastaaminen sekä energiatehokkuuden kehittäminen lisäävät alueen osaamista ja mahdollistavat uuden liiketoiminnan syntymisen. Hankkeessa energiatehokkaita ratkaisuja pilotoidaan meriteollisuudessa teknologian, kustannustehokkuuden ja lainsäädännön näkökulmista. Hankkeessa osallistetaan pilottikohteita (SeaSide Industry Park, Rauman Satama Oy sekä Euroports Rauma Oy) sekä alueen yrityksiä energiatehokkuuden kehittämiseen. Lisäksi opiskelijat osallistuvat hanketoimintaan edistäen opintojaan, saaden kokemusta sekä yrityskontakteja. Parhaillaan energia- ja ympäristötekniikan opiskelijat tekevät selvitystä valaistuksen muuttamisesta energiatehokkaammaksi sekä rakentavat anturinauhoja lämpötilaerojen mittaamiseksi pilottikohteen halleissa. Hankkeeseen on toteutettu myös jo opinnäytetyö liittyen aurinkoenergian hyödyntämiseen meriklusterissa (Granfors 2018). Yhtenä SataMari-projektin tuloksena kehitetään ohjeistus- ja päätöksentekotyökalu yritysten avuksi energiatehokkuuden parantamiseksi. Rakennusten energiatehokkuutta voidaan parantaa, laitteita voidaan uusia vähemmän energiaa kuluttaviksi ja toimintatapoja voidaan optimoida (Kuva 1).

Kuva 1. Yksi esimerkki energiatehokkaasta ratkaisusta on Raumalla SeaSide Industry Parkiin valmistuva aurinkosähkövoimala. Kuva: Kristiina Kortelainen.

Yhteistyöllä Satakunnan meriklusteriyritysten kanssa muodostetaan kuva alueen nykyisestä tilanteesta ja tarpeista energiatehokkuuteen liittyen. Nykytilanteen ja tarpeiden kartoittaminen mahdollistavat käytännön ratkaisujen luomisen. SataMarin ideana on nimenomaan vastaaminen tähän tarpeeseen, ratkaisujen löytäminen ja sitä kautta energiatehokkuuden parantaminen meriklusterissa. Kun energialasku pienenee, voi säästyneet varat käyttää liiketoiminnan kehittämiseen. Satakunnassa meriklusterin toiminnasta tulee kannattavampaa, kilpailukyky paranee ja alueen elinvoimaisuus lisääntyy. Visiona SataMari-hankkeessa on, että Satakunta on Euroopan johtava alue meriteknologia-alan energiatehokkuusosaamisessa vuoteen 2022 mennessä.

Vientiä eteläiseen Afrikkaan

Elinvoimainen maakunta edesauttaa yritysten liiketoiminnan laajentumista. Energiatehokkuuden kehittäminen satakuntalaisissa meriklusteriyrityksissä tukee myös yritysten vientiä ulkomaille. Satakunnan meriklusteri on vahvasti vientivetoinen. Vuoden 2017 yritysbarometrin mukaan yli 40 prosenttia maakunnan kansainvälisillä markkinoilla toimivista yrityksistä aikoo kasvattaa panostusta kansainvälistymiseen. Halu kasvuun näiden yritysten keskuudessa on kova. Satakunnassa on runsaasti suhteellisen pieniä, innovatiivisia ja menestyviä pk-kasvuyrityksiä, joilla on potentiaalia lähimarkkinoiden lisäksi ulkomaalaisille markkinoille (Satakunnan yrittäjät 2017). Kasvuhalukkuus edesauttaa työpaikkojen luontia, pk-yritysten kasvua sekä lisää alueen kansainvälistä tunnettavuutta, ideoiden vaihtoa ja teknologioiden kehitystä.

Tulevaisuudessa eteläinen Afrikka (SADC-alue, Southern African Development Community) tulee olemaan yhä kasvavien investointien kohde. Markkinat muodostuvat jopa 300 miljoonan kuluttajan alueesta. Monissa SADC-maissa liiketalouden mahdollisuudet maiden sosioekonomisessa kehityksessä on jo huomioitu ja kehitys on jossain maissa jopa huomattavan nopeaa. Moni maista on vasta hiljattain toipumassa historiallisista sisällissodista sekä poliittisista ja sosiaalisista epävakauksista. Satakunnan ammattikorkeakoulun vetämä Central Baltic -rahoitteinen projekti SME Aisle (2018-2021) tukee pk-yritysten vientiä Suomesta, Virosta, Latviasta ja Ruotsista eteläisen Afrikan markkinoille käyttäen Namibiaa porttina tälle alueelle. SAMKilla on kokemusta yhteistyöstä namibialaisten toimijoiden kanssa jo vuodesta 2012. SME Aislen hanketoiminnassa on mukana projektitutkijoiden lisäksi mm. yrittäjyyttä, johtamista, kansainvälistä kauppaa opettava lehtori, jonka asiantuntemusta hyödynnetään yritysten ohjaamisessa ja valmentamisessa kohdemarkkinoille. Kontaktien luomisen lisäksi projekti edesauttaa tietämyksen lisäämistä sekä Namibian, että laajemmin SADC-alueen liiketoimintamahdollisuuksista. Lisäksi paikalliset verkostot ovat tärkeitä, sillä yritykset toimivat SADC-maissa etupäässä paikallisten kumppanien kautta (Kuva 2).

Kuva 2. SME Aisle -tiimiä ja suurlähettiläs Pirkko Kyöstilä Doing Business with Finland -tapahtumassa Namibiassa huhtikuussa 2018. Kuva: Minna Keinänen-Toivola.

Eteläisessä Afrikassa potentiaalisia tulevaisuuden sektoreita Satakunnan pk-yrityksille ovat muun muassa meriteollisuus, cleantech ja kiertotalouden mahdollisuudet. Monissa SADC-maissa on tarvetta myös koulutukselle, sillä koulutetun työvoiman puute heikentää talouskasvua. Tämä tarjoaa vientimahdollisuuksia oppilaitoksille sekä opetusalan yrityksille. Pitkään valmistellut merkittävät laivanrakennusprojektit satamakaupungeissa SADC-alueella vaativat ulkomaalaisten toimittajien panosta. Uusiutuvaan energiaan sekä vesivarantojen hallinnointiin ja tehokkaampaan käyttöön liittyville ratkaisuille tulee olemaan tarvetta monessa alueen maassa.

Osaaminen, digitaalisuus ja ympäristöystävällisyys ovat nouseva trendejä Satakunnan meriklusterin aluekehittämisessä, SAMKin ja alueen yritysten ja muiden toimijoiden yhteistyönä.

Artikkelin pääkuva: Energiatehokkuutta kehitetään SataMari-hankkeen pilottikohteissa SeaSide Industry Parkissa (vas.) ja Rauman Satama Oy:ssä sekä Euroports Rauma Oy:ssä (oik.). Kuva: Minna Keinänen-Toivola.

Kirjoittajat

Teija Järvenpää, insinööri (AMK), projektitutkija, Satakunnan ammattikorkeakoulu, teija.jarvenpaa(at)samk.fi

Nina Savela, VTM, projektitutkija, Satakunnan ammattikorkeakoulu, nina.savela(at)samk.fi

Minna Keinänen-Toivola, FT, tutkimuspäällikkö, Satakunnan ammattikorkeakoulu, minna.keinanen-toivola(at)samk.fi

Granfors, A. (2018). Aurinkoenergia hyödyntäminen Euroports Rauma Oy:llä. Satakunnan ammattikorkeakoulu. Haettu 9.11.2018 osoitteesta http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018110616745

Satakunnan yrittäjät. (2017). Satakunnan pk-vientiyritykset hakevat voimakasta kasvua. Satakunnan Yrittäjät. Haettu 11.10.2018 osoitteesta https://www.yrittajat.fi/satakunnan-yrittajat/a/uutiset/562217-satakunnan-pk-vientiyritykset-hakevat-voimakasta-kasvua

SataMari. (2018). Smart Urban Business. Haettu 11.10.2018 osoitteesta http://smarturbanbusiness.samk.fi/fi/satamari/

SME Aisle. (2018). Smart Urban Business. Haettu 11.10.2018 osoitteesta http://smarturbanbusiness.samk.fi/smeaisle/

TAMK-kampus koulutusympäristönä energiatehokkuusopinnoissa

Tulevien rakennus-, talo- ja sähkötekniikan insinöörien on tärkeää hallita mm. energiatehokkuuteen liittyvät asiat myös käytännössä. Usein hyvien korjaussuunnittelukohteiden löytäminen on kuitenkin ongelmallista. Tampereen ammattikorkeakoulussa energiakatselmoinnin kohteena on käytetty TAMKin Kuntokadun kampusta. Näin noin 9 000:n opiskelijan kampus toimii kestävien ratkaisujen living labina, ja opiskelijat pääsevät työskentelemään aidossa kohteessa.

TAMKin kampuksella on lämmintä rakennustilavuutta yhteensä reilu 260 000 rm3, mikä vastaa 600 keskikokoista omakotitaloa (kuva 1). Lisäksi kiinteistökokonaisuus on hyvin monimuotoinen, ja rakennukset ovat eri vuosilta (1961–2016). Vuosien varrella kampuksella on tehty monenlaisia muutoksia ja perusparannuksia. Niin taloteknisten kuin rakennusteknistenkin ratkaisujen kirjo on runsas.

pihlajamaa_kuva1_tamk-kampus
Kuva 1. TAMK-kampus on monirakennuksinen noin 9 000 opiskelijan ja noin 700 henkilökuntaan kuuluvan päivittäinen oppimis- ja työympäristö lähellä Tampereen keskustaa.

Energiakatselmointi avuksi

TAMK solmi v. 2012 vapaaehtoisen elinkeinoelämän energiatehokkuussopimuksen koskien ajanjaksoa 2008–2016. Sopimustoiminta on keskeisessä asemassa toimeenpantaessa EU:n energiatehokkuusdirektiiviä (2012/27/EU). Sopimusjärjestelmällä on kansallisen ilmasto- ja energiastrategian mukaisesti tarkoitus osaltaan vastata kansainvälisiin sitoumuksiimme ilmastonmuutoksen vastaisessa työssä. Sopimustoiminnalla halutaan vauhdittaa myös uuden energiatehokkaan teknologian käyttöönottoa sekä lisätä uusiutuvan energian käyttöä. Sopimusjaksossa 2008-2016 tavoitteena on kaikkiaan yhdeksän prosentin suuruinen energiansäästö vuoteen 2016 mennessä (tavoite lasketaan vuosien 2001–2005 keskimääräisestä energiankäytöstä). Valtio (Työ- ja elinkeinoministeriö TEM) tuki sopimuksiin liittyneiden pk-yritysten ja yhteisöjen energiakatselmuksia ja -analyyseja sekä tapauskohtaisesti myös yritysten energiatehokkuusinvestointeja ja uuden energiatehokkaan teknologian käyttöönottoa. Sopimustoiminnan ansiosta Suomessa säästyi vuoden 2015 lopussa energiaa vuositasolla yli 14 TWh. Sopimus edellyttää energiakatselmuksen tekoa MOTIVAn ohjeistamalla tavalla ja jatkossa vuosittaista energiankulutusraportointia. Uusi käynnistyvä sopimusjakso 2017–2025 on lähestymässä.

Katselmointityön toteutustapaa mietittäessä oivallettiin, että olisi viisasta yhdistää TAMK-kiinteistönpito ja eri koulutukset. Syntyi ajatus, että rakentamisen tulevat ammattilaiset voisivat yhdessä pätevöityneiden katselmoijien kanssa tutkia, selvittää ja ideoida kampusta energiatehokkuusnäkökulmasta. Näin yhdistettäisiin korkeakoulukampuksella kiinteistöpalvelujen yksikön tehtäviä ja koulutuspuolen oppimistapahtumia. Yhteen liimaaviksi tekijöiksi tarvittiin toisaalta energiankäytöstä valveutunut kiinteistöpäällikkö alaisineen, MOTIVA-pätevöitynyt katselmoijaopettaja ja aiheeseen paneutuneet muut opettajat innostuneiden ja sitoutuneiden opiskelijoiden lisäksi.

Yhteistyöstä vastaavien ensimmäiseksi haasteeksi tuli löytää energiatehokkuusopinnoille vaihtoehtoinen tai täydentävä suoritustapa, sillä em. opintoja oli sisällytettynä useisiin koulutusaloihin. Katselmointiin osallistui yli 50 opiskelijaa mm. LVI- ja sähköisestä talotekniikasta, kiinteistöpitotekniikasta, sähkötekniikasta ja rakennusmestarikoulutuksesta erisuuruisilla työpanoksilla. Opettajista, kiinteistöhenkilökunnasta ja 10 opiskelijasta muodostettiin tiivis ydintyöryhmä (kuva 2). Em. ydintyöryhmä kokoontui viikoittain lukuvuonna 2012 -2013. Opiskelijat selvittivät, kartoittivat ja mittasivat ohjatusti ja aikataulutetusti olosuhteita ja energiankulutuksia sekä tekivät havaintojensa perusteella parannusehdotuksia kannattavuuslaskelmineen. Energiakatselmoinnin lopputuotteena laadittiin aina MOTIVAn määrittelemä raportti. Yli 100-sivuinen raportti valmistui joulukuussa 2013.

Katselmointityössä on melko helppoa sovittaa osatehtäviä erilaisiksi täydentäviksi oppimistehtäviksi eri opintojaksoille. Esimerkiksi rakennusmestariopiskelijat pystyivät tekemään erilaisia rakenteiden kartoitus- ja selvitystöitä, kunnossapidon ja huollon opintojakson opiskelijat selvittivät taloteknisten laitteiden kuntoa ja toimintaedellytyksiä, ja valaistustekniikan opintojaksolla selvitettiin valaistuksen erilaisia toteutus- ja ohjaustapoja sekä osoitettiin niihin parannusehdotuksia kannattavuuslaskelmineen. Sähkötekniikan opiskelijoiden oli opettavaista selvittää koulun sähköverkon kunto.

Kuva 2 Monikoulutustaustainen 10-henkinen opiskelijaryhmä oli oleellisen tärkeä osa katselmoinnin ydintyöryhmää. Opinnäytetöitä valmistui aihepiiristä useita. Kuvassa on opiskelijoiden rinnalla katselmointia vetänyt LVI-lehtori Pirkko Pihlajamaa.
Kuva 2. Monikoulutustaustainen 10-henkinen opiskelijaryhmä oli oleellisen tärkeä osa katselmoinnin ydintyöryhmää. Opinnäytetöitä valmistui aihepiiristä useita. Kuvassa on opiskelijoiden rinnalla katselmointia vetänyt LVI-lehtori Pirkko Pihlajamaa.

Energiatehokkuuspotentiaalia löytyi ja löytyy

Katselmustoiminnan päätavoitteena on löytää energiatehokkuutta edistäviä ratkaisuja tilojen sisäilmaolosuhteita ja toimintoja heikentämättä. Usein lopputuloksena saadaan aikaan entistä selvästi kattavampi tietopankki kiinteistöstä tukemaan energiatehokasta kiinteistönpitoa ja –hallintaa.

Katselmoinnin raporttiin on keskitetysti koottu kampuksen kiinteistötietojen lisäksi analysoidut ja eritellyt energiankulutuskohteet sekä ideat ja ratkaisut energiansäästötavoista takaisinmaksuaikoineen. Säästöpotentiaalia energiakuluissa löytyi 11% eli selvästi enemmän kuin tehdyssä energiatehokkuussopimuksessa luvattiin. Löydetyillä säästöehdotuksilla ei ainoastaan säästetä energiaa vaan joissain kohdissa saatiin aikaan jopa olosuhdeparannuksia.

Energiankulutuksen jatkuva seuranta on avain kiinteistöjen energiatehokkuuden parantamiseen ja säilymiseen. Katselmoinnin aikana kirkastui opiskelijoille ja projektiin osallistujille, että kertaluonteisella katselmuksella ei taata vielä kiinteistön energiatehokkuutta, vaikka kaikki ehdotukset toteutettaisiinkin. Useita asioita jäi odottamaan tarkempaa analyysiä. Seuraaville lukuvuosille ja uusille opiskelijaryhmille onkin tarjolla oppimistapahtumia omassa koulukiinteistössä, tutkimisen ja kulutusseurannan parissa.

Yhteistyö jatkuu katselmoinnin jälkeenkin

Yhteistyö koulutuksien ja kiinteistöpalvelujen kesken on jatkunut. Mukaan on erilaisten kiinteistöön liittyvien selvitystöiden lisäksi otettu myös hankesuunnitteluvaiheen ideointia ja taustaselvitystyötä. Yhteiseksi uudeksi hankkeeksi vuosille 2014–2016 sovittiin kampuksen liikuntahalliin kohdistuva perusparannus- ja laajennushanke, jossa liikuntahallin koko kaksinkertaistettiin ja sen vanha osa perusparannettiin. Syksyllä 2016 valmistuneen TAMKin liikuntahallin esiselvitys-, suunnittelu- ja toteutusvaiheessa oli mukana useita TAMKin opiskelijoita ja opettajia. Ideointipajoja pidettiin yhdessä suunnittelijoiden kanssa. Liikuntahalliin tuli paljon innovatiivista uusiutuvien energioiden käyttöratkaisuja ja energiatehostamistapoja. Tavoitteena oli, että liikuntahallin vuotuinen ostoenergiankulutus ei kasvaisi, vaikka liikuntahallia laajennettiinkin kaksinkertaiseksi. Siellä hyödynnetään nyt mm. aurinkoenergiaa (kuva 3), sekä maalämpöä ja –kylmää perinteisten ilmanvaihdon lämmöntalteenottojen lisäksi. Valaistuksenohjaus toteutettiin pääosin modernilla DALI-reititinjärjestelmällä, ja tiloissa hyödynnetään sekä läsnäolo- vakiovalo- että tilanneohjauksia. Monitoimi- ja kuntosalissa on myös hyvinvointia edistävä, värilämpötilaltaan ja valaistusvoimakkuudeltaan vuorokaudenaikojen ja käyttötarpeen mukaan mukautuva dynaaminen valaistus. Ikkunoiden automaattinen, valaistuksen ohjaukseen integroitu aurinkosuojaus ja luonnonvalon harkittu ja hallittu hyödyntäminen saatiin myös mukaan. Liikuntahalli otettiin opiskelijoiden ja henkilökunnan käyttöön syksyllä 2016. Liikuntahallin ja sen järjestelmien vastaanoton jälkeinen toimivuuden ja energiatehokkuuden testausvaihe on nyt meneillään. Mahdollisten alkuvaiheen vikatilanteiden selvittäminen ja seuraaminen takuuaikana ja myöhemminkin vahvistavat edelleen energiatehokkuusoppimista, ja seurannat tuovat toimivuushaasteet näkyviksi. On tärkeätä oppia, että vain toimivilla ratkaisuilla voidaan päästä tavoiteltuun energiatehokkuuteen.

pihalajamaa_kuva3
Kuva 3. Uusi 2016 laajennettu TAMKin liikuntahalli koulukampuksen laidalla hyödyntää aurinkoa sekä maalämpöä ja –kylmää. Ikkunoiden aurinkosuojaus ja päivänvalon hyödyntäminen ovat myös hallitusti mukana. Opettavaiset toimivuustarkastelut ovat meneillään.

Kirjoittaja

Pirkko Pihlajamaa, DI, LVI-lehtori, Talotekniikan koulutus, Tampereen ammattikorkeakoulu pirkko.pihlajamaa(at)tamk.fi

Motiva. Energiatehokkuusdirektiivi. Haettu 8.12.2016 osoitteesta http://www.motiva.fi/taustatietoa/ohjauskeinot/direktiivit/energiatehokkuusdirektiivi

Energiatehokkuudella parempaa kannattavuutta maitotiloille – ERKKA-hankkeesta työkaluja navettainvestointeihin

Oikeista energiaratkaisuista säästöä pitkällä tähtäimellä

Energiahuollolla ja siihen liittyvillä teknisillä ratkaisuilla on keskeinen vaikutus lypsykarjatalouden kannattavuuteen. Välittömät suorat energiakustannukset maidon tuottajahinnasta ovat merkittävät. Esim. sähköä kuluu navetassa 0,08 – 0,12 kWh tuotettua maitokiloa kohti (Grönroos ja Voutilainen 2001). Tämän lisäksi tuotantorakennuksen rakenteiden ja toimintatapojen sekä energian tuotanto- tavan valinnoilla ja käytöllä vaikutetaan välillisesti muodostuviin yksikkökustannuksiin ja kannattavuuteen.

Merkittävät lypsykarjarakennukseen rajoittuvat energiankulutuskohteet ovat tuotantoeläinten ja toiminnan ylläpitoon, maidon tuotantoketjuun ja käsittelyyn, ilmanvaihtoon sekä käyttöveden ja tuotantorakennuksen lämmitykseen kuluva energia. Tähän saakka tuotantorakennusten osalta säästöä on haettu pääasiassa rakennuskustannuksista.

Energiankulutuksessa on suuria vaihteluja tilojen välillä, vaikka tuotantosuunta ja kokoluokka olisivat samat. Esimerkiksi lypsykarjakokoluokassa 50-70 lehmää sähkön käytön vaihtelu eri tiloilla oli 20 ka 200 MWh välillä. Maitotiloilla on paljon tuotannossa käytössä olevia sähkömoottoreita. Yleensä lypsykarjatiloilla on 5-10 jatkuvasti päällä olevaa sähkömoottoria ja 7-10 päivittäin tuotannossa tarvittavaa sähkömoottoria (Kirkkari ja Lehtinen 2005).

Suurten tilojen osuus maidontuotannossa on koko ajan nousussa (Pyykkönen et al. 2010), ja odotet- tavissa on, että vuoteen 2016 mennessä puolet maidosta tuotetaan Suomessa yli 50 lehmän tiloilla. Vuonna 2010 yli 50 lehmän karjojen osuus oli 26 % (Lehtonen ja Pyykkönen 2005). Myös energian- kulutuksen ja energiahuollon merkitys korostuvat entisestään.

Tuotantoyksikön toiminnan ja kannattavuuden kannalta optimaalisten olosuhteiden aikaansaaminen tulee ottaa huomioon tuotantorakennuksen suunnitteluvaiheessa. Tuotannollisten ja rakennus- teknisten ratkaisuiden lisäksi tulisi kiinnittää huomio myös energiantuotantomuodon valintaan, prosessien ja laitteiden energiatehokkuuteen sekä hukkalämpövirtojen hyödyntämiseen lämmön- talteenottojärjestelmiä hyödyntäen. Rakennuksessa vallitsevan ilman laadulla on suuri merkitys eläinten ja tilassa työskentelevien ihmisten hyvinvointiin sekä tuotantotilan rakenteiden ja laitteiden kuntoon. Lypsykarjan tuotantotiloissa ilman olosuhteita hallitaan ilmanvaihdon avulla. Ilmanvaihdon tarvetta määrittäviä tekijöitä ovat ilman lämpötilan ja kosteuden hallinta sekä tiettyjen kaasu- komponenttien pitoisuuden pitäminen sallittujen raja-arvojen sisällä.

Energiakustannusten oletetaan nousevan tulevaisuudessa edelleen, minkä vuoksi lypsykarja- taloudessakin energiatehokkuuden merkitys korostuu entisestään. Lisäksi kansallisen energia- ja ilmastostrategian mukaisesti on tavoitteena siirtyä energiantuotannossa uusiutumattomista fossiilisista polttoaineista uusiutuvien energialähteiden käyttöön.

Maitotilojen tuotantorakennusten energian tuotannontavan valintoihin ja energiatehokkuuteen vaikuttavien tekijöiden kartoitus sekä neuvontatyön ja investointipäätöksien tueksi kehitettävät suunnittelu- ja laskentatyökalut ovat ERKKA-hankkeen keskeisimpiä tavoitteita. Hankkeen tuloksia hyödyntäen on tavoitteena parantaa lypsykarjatilojen taloudellista kannattavuutta vähentämällä energiankäytöstä ja -tuotannosta aiheutuvia kustannuksia. Kohderyhmänä ovat pääasiassa keskimääräistä suuremmat lypsykarjatilat ja niiden energiansäästö uudisrakentamisen osalta mutta
myös jo olemassa olevissa tuotantorakennuksissa. Keskeisenä osana hanketta on tuotetun ja kootun tiedon välittäminen tiloille ja tilojen kanssa toimiville neuvojille ja muille alan asiantuntijoille. Hankkeessa tehdään mittauksia tuotantorakennusten laitteistojen energiankulutuksesta, lämpö- vuodoista sekä ilmanlaadusta.

Maalämpö kiinnostaa maitotiloja

Maitotilojen energiatietotarpeita kartoitettiin kyselyllä, joka toteutettiin keväällä 2012. Kysely lähettiin 82 pohjoissavolaiselle maitotilalle, ja siihen oli mahdollisuus vastata sekä postitse että sähköisesti. Vastauksia saatiin 22 kappaletta. Vastausprosentiksi muodostui 26,8 %.

Kysely osoitti, että tuottajat ovat kiinnostuneita vähentämään energiankulutusta laitevalinnoilla ja muuttamalla työtapoja energiatehokkaammaksi. Koneiden ja laitteiden energiankulutus, pienen kokoluokan sähköntuotannon ja lämmöntuotannon tekniikka ja kannattavuus koettiin sellaisiksi, että niistä haluttiin lisää tietoa. Omavaraiseen energian- ja lämmöntuotantoon on kiinnostusta ja lisätietoa kaivataan.

Energiamuodoista eniten yrittäjiä kiinnostaa tällä hetkellä maalämpö (Kuvio 1). Maalämmön hyödyntämisessä tarvittava investointi on korkea. Laiteinvestoinnin yhteydessä tarvikkeiden hankinta ja lämpökanaalien suunnittelu ja kaivu tuovat eniten kustannuksia, mutta sen jälkeen käyttökustannukset jäävät alhaisiksi ja huollon tarve on vähäinen. Toiselle sijalle kiinnostuksen kohteena nousivat biokaasu ja pientuulivoima. Biokaasuteknologia on ollut runsaasti esillä ja yrittäjiä kiinnostanee myös käytettävän teknologian vaikutukset lannan jatkokäsittelyyn ja käyttöön.

Kuvio 1. Maidontuottajien kiinnostus (% vastaajista) hankkia lisää tietoa energian tuotantomuodoista (n=23).

Kiinnostuneimpia energian käyttöön liittyvän tietämyksen lisäämisestä olivat 40 – 50 vuoden iässä olevat tuottajat (Taulukko 1). Hieman yllättävää oli, että vain puolet alle 30-vuotiasta yrittäjistä oli kiinnostuneita lisätiedosta.

Lehmien lukumäärällä mitattuna pienet tilat olivat kaikkein kiinnostuneimpia saamaan lisätietoa energiaratkaisuista (Taulukko2). Tämä saattaa johtua siitä, että pienillä tiloilla ei ole ollut tarvetta pohtia erikseen energiaratkaisuja. Kustannusten nousun myötä se on kuitenkin noussut esille potentiaalisena kohteena, jossa voidaan saada aikaan säästöjä. Suuret tilat ovat joutuneet paneutumaan tarkemmin energiankäyttöön jo investointien yhteydessä.

Lämminpihatto-tiloista 72,2 %, ovat kiinnostuneet samaan lisätietoa (Taulukko 3). Puolilämpimän pihaton omistajat olivat vähiten kiinnostuneita (50 %) energiaan liittyvästä lisätietämyksestä. Energiankulutus puolilämpimässä on pienempi, koska lämmitykseen ei mene niin paljoa energiaa. Parsinavetan omistavilla viljelijöillä oli eniten kiinnostusta energiamuotojen kustannuksia sekä energiatehokkaita ratkaisuja kohtaan kuin muilla (90,9 %). Tämä saattaa johtua siitä, että parsinavetat ovat usein lämpimiä. Uusia parsinavetoita ei juurikaan enää rakenneta, joten nämä yrittäjät voisivat olla sellaisia, jotka suunnittelevat investointia.

Työkaluja ja tietoa käytännön toimijoille

ERKKA-hanke tuottaa tietoa siitä, kuinka lypsykarjatilat voivat vähentää uusiutumattoman energian käyttö laiteteknisillä valinnoilla ja uusiutuvien energianlähteiden käytöllä ja rakennusteknisillä ratkaisuilla.

Hankkeen tuloksena syntyy suosituksia käytännöistä lypsykarjatilojen tuotantorakennusten lämmön- ja sähkönkulutuksen vähentämiseksi sekä ratkaisuiksi, jotka vähentävät tuotantorakennusten lämpöhäviöitä, ilmanvaihtoon kuluvaa energiaa tai edistävät rakennusten energiatehokkuutta.

Hankkeen tavoitteena on tuottaa tietoa Maatilojen energiaohjelman kehittämiseen. Hanke toteutetaan monialaisena tutkimuksena, jossa hyödynnetään ympäristötekniikan-, luonnonvara- alan-, energiatekniikan- sekä sähkö- ja rakennustekniikan osaamista. Hanke toteutetaan ajalla 1.9.2011-31.12.2013.

Kirjoittajat

Projektipäällikkö Teija Rantala, yliopettaja Risto Kauppinen, tutkimuspäällikkö Eero Antikainen, tutkimuspäällikkö Raija Lankinen
Savonia-ammattikorkeakoulu, Iisalmi, etunimi.sukunimi@savonia.fi

Grönroos, J. ja Voutilainen, P. 2001. Maatalouden tuotantotavat ja ympäristö – Inventaarioanalyysin tulokset. Suomen ympäristökeskus 231. 65 s.

Kirkkari, A-M ja Lehtinen, R. 2005. Energiankäyttö maito-, nauta- ja sikatiloilla. Työtehoseuran maataloustiedote, 12/2005 (585). 6 s.

Perttu Pyykkönen, Heikki Lehtonen ja Anu Koivisto. 2010. Maatalouden rakennekehitys ja investointitarve vuoteen 2020. PTT työpapereita 125 (www.ptt.fi).

Heikki Lehtonen ja Perttu Pyykkönen. 2005. Maatalouden rakenne kehitysnäkymät vuoteen 2013. MTT:n selvityksiä 100. 40 s.