TalTechi hoonete tehnosüsteemide professor Martin Thalfeldt usub, et ülikool saaks olla parem partner avalikule ja erasektorile ning kui kool suudaks koolitada piisavalt doktoreid, et neid jaguks ka teistesse sektoritesse, looks see omakorda paremad eeldused tõhusaks koostööks akadeemilise, era- ja avaliku sektori vahel.

Kirjeldage oma teekonda teaduse juurde: kuidas teist sai teadlane?

Alustasin Tallinna Tehnikaülikoolis õppimist 2004. aastal keskkonnatehnika erialal. See oli viieaastane integreeritud õpe ja õppekava nimi on täna hoonete sisekliima ja veetehnika — sama, mida ma praegu juhin. Kolmandal kursusel läksin tööle projekteerijana ja 2009. aastal õnnestus nominaalajaga ülikool lõpetada. Töötasin projekteerimises edasi umbes aasta.

Tollal olid kaks kursusvenda, Mikk Maivel ja Kalle Kuusk, alustanud doktorantuuris. Mul tekkis samuti huvi teadust teha. Küsisin neilt, kas nad soovitaksid, ja nad kinnitasid, et tasub proovida – stipendiumi saab ka. Kirjutasin toonasele õppetooli juhile ja asjad said korraldatud. 2010. aastal astusin doktorantuuri.

Telli uudiskiri ja saadame sulle kord nädalas ülevaate Ehituslehe olulisematest lugudest.

Täname, et liitusite meie uudiskirjaga.

Palun sisesta korrektne e-posti aadress

Liitun

“Alguses oli doktorantuur pigem hobi.”

Alguses oli doktorantuur pigem hobi. 2012. aastal tuli Eestisse Jarek Kurnitski, kes oli juba rahvusvaheliselt tunnustatud teadlane. Tema projektid ja tegevused olid nii põnevad, et otsustasin pühenduda täielikult akadeemilisele karjäärile ja 2013. aastal tõmbasin viimastes projektides otsad kokku ning pühendusin täiskohaga doktorantuurile.

Te juhite hoonete tehnosüsteemide professorina TalTechi hoonete sisekliima ja veetehnika õppekava. Millised on üldistanuna teie valdkonna olulisemad uurimisküsimused täna?

Ehituses üldiselt on oluline andmete rakendamine ja modelleerimine nii projekteerimises kui kogu hoone elukaare jooksul – nii ehitusinfo kui ka hoonete energiatõhususe ja sisekliima modelleerimise meetodid, nende rakendamine ning arendamine.

Hoonete tehnosüsteemide valdkonnas tegelen peamiselt sisekliima ja energia poolega – olen taustalt kütte-, ventilatsiooni- ja jahutusinsener. Arendame hooneautomaatikaga seotud rakendusi ning hoonete seire ja toimivuse hindamise meetodeid. Liginullenergiahoonete uurimisrühmas uurime tehnosüsteemidega seotult erinevaid ventilatsioonilahendusi ja näiteks soojuspumpade juhtimise meetodeid.

Üldine uurimisküsimus on kuidas rakendada paljudes hoonetes juba olemasolevaid andmeid, et mõista, kas hoone toimib nõuetekohaselt, ja kuidas süsteemi juhtida nii, et energiaarved oleksid väiksemad, kuid hoone funktsionaalsus, näiteks sisekliima, oleks tagatud.

Mis on teie uusimate teadusprojektide sisu?

Osalen aktiivselt kolmes teadusprojektis, mis tegelevad andmepõhise energiasäästu ja paindlikkusteenuste koostööprojektidega. Üks tegeleb õhukvaliteedi andmepõhise hindamisega, teine hoonete andmepõhiste energiasäästu ja paindlikkuse uute rakendustega ning kolmas sellega, kuidas andmepõhiselt kavandada mitte-eluhoonete parendustöid nii, et nad oleks energiatõhusamad ning paindlikkumad. Kõigis on oluline roll andmetel.

Oleme lubanud välja töötada juhised, mida saaks rakendada standardites ja juhendmaterjalides — kuidas hooneid kavandada nii, et andmepõhine energiasääst või paindlikkuse rakendamine oleks võimalik ja arvestame ka teiste valdkondade inseneridega. Näiteks elektroenergeetika insener, kes teab energiaturgudest ja paindlikkusturgudest, saab meie materjalidest aimu, kuidas toimivad hooned, mis on sisekliima ja kuidas seda mõõdetakse. Vastupidi, kütte- ja ventilatsiooninsener saab teada, mis on energiaturud, sagedusreservide turg ja kuidas need toimivad. Meeskonnatöö oskus on inseneridele ülioluline ning tõhusa koostöö jaoks on vaja teistest valdkondades üldpilti omada.

Klassikaliste teadus- ja arendusprojektide kõrval tooksin väga olulise projektina esile Inseneriakadeemia, mis on loonud head tingimused õppetöö kvaliteedi arendamiseks ja paremaks tööturu vajadustega vastavusse viimiseks. Arendame õppematerjale kaasaegsete tarkvarade kasutamiseks, õppestende ning uuendame õppeainete sisu nii, et tudengid omandaksid erialased teadmised päriselule sarnastes olukordades.

Projekt annab võimaluse arendada lõputööde tegemise korraldust nii, et tänasel tudengil ei jääks kaitsmine selle taha, et lõputöö tegemine ei õnnestu. See on vähemalt sama oluline projekt kui teised teadus-arendustööd minu töölaual.

Milliseid konkreetseid lahendusi arendate?

Ma olen peamine või kaasjuhendaja seitsmele doktorandile ning igaühe töö tulemusel peaks valmima midagi praktikas rakendatavat. Sel aasta võeti hoonete energiaarvutustes kasutusele uudse metoodika alusel tehtud kliima baasaasta ning retsensentide tagasisidet ootavad jahutuse arvutuslike välistingimuste teadusartiklid. Oleme andnud sisendit, kuidas hinnata olemasolevate hoonete energiatõhusust arvestades tegelikku kasutusaega ja see määrus peaks varsti tulema kooskõlastusringile.

Üks näide algusjärgus olevatest uuringust on koostöö kaugkütteettevõtetega. Nemad sooviksid võimalikult palju rakendada odavamaid ja keskkonnasõbralikumaid soojusallikaid, näiteks puiduhakkel töötavaid koostootmisjaamu.

“Kevadel ja sügisel võiksid hooned ööpäev läbi hakkama saada taastuvate allikatega.”

Kevadel ja sügisel võiksid hooned ööpäev läbi hakkama saada taastuvate allikatega, kuid hommikuti ja õhtuti, kui inimesed ärkavad või tulevad töölt, tekib suur soojaveevajadus. Nende tippude pärast tuleb tööle panna kallid gaasijaamad.

Kui suudaksime välja arendada lahenduse, kus tiputundidel saaks teatud osal hoonetest kütte välja lülitada, püsides kindlad, et ruumitemperatuur säilib soovitud tasemel, võimaldaks see pakkuda odavamat kaugkütet ja vältida gaasijaamade sisselülitamist. See on üks konkreetne näide paindlikkusest, mida täna turul veel ei ole. Tehniliselt oleks täna sellised lülitused võimalikud, aga peame oleme veendunud, et nii ei tekitata klientidele ebamugavust. Samuti tuleks välja mõtelda, kuidas kaugkütte piirhinna arvutamise metoodika soodustaks selliste lahenduste turule tulekut.

Milline võiks olla projektide mõju?

Sisendid määrustesse ja juhendmaterjalidesse mõjutavad otseselt hoonete kavandamist ja ehitamise ning kajastame oma töö tulemusi ka igapäevases õppetöös. Teadustöö käigus arendatud lahendustel on potentsiaal jõuda läbi ettevõtete turule. Teadustöö käigus suudame viia lahendused teel müügikõlbulikkusele umbes poolele teele või veidi kaugemale.

Andmepõhiste hoonete energiasäästu- ja paindlikkustehnoloogiate arendamiseks ettevõtetes teeme Tallinna Tehnikaülikooli hoonetest kogutud andmed avalikuks – igaüks saab need alla laadida ja katsetada juhtalgoritme või analüütikatööriistu.

Loome mudelid, mille põhjal ettevõtted saavad kliendile näidata, et hooneautomaatika optimeerimine tõi X-protsendilise säästu. Ülikoolis välja töötatud metoodika mõjub kliendi jaoks usaldusväärsemana kui ettevõtte enda loodud lahendused.

Millised on olnud kõige keerulisemad väljakutsed?

Andmete kättesaamine erinevatest süsteemidest on olnud suur väljakutse. 2020. aastal alustasime hoonete toimivuse analüüsi platvormi Digiaudit arendamist, mis kogub kokku hoone energiakasutuse ja sisekliima andmed ning arvutab energiatõhususe ja sisekliima klassid.

Projektis kulus palju aega hangete läbiviimiseks, energiaarvestite ja sisekliimaandurite paigaldamiseks ning andmete ühisesse andmebaasi koondamiseks.

Teine väljakutse on täpselt defineerida probleem, mida lahendama hakkame – mis on hooneomaniku ja kasutaja jaoks aktuaalne. Lahenduse pakendamine selliselt, et hooneomanik tunneks huvi ja hakkaks seda kasulikult rakendama, on paras väljakutse. Lõppkokkuvõttes oleme teadlased, mitte ettevõtjad ja lõpptoote arendamine nõuab veidi teistsuguseid oskusi ja fookust igapäevaselt asjaga tegeleda.

“Igapäevased administratiivsed ülesanded kipuvad suruma pikemate tähtaegadega õppe- ja teadustöö tahaplaanile.”

Laiemalt on kriitilisim ressurss aeg. Tihtipeale kurdetakse raha või vahendite puudumise üle, aga teadlasena on tasakaalu leidmine õppe- ja teadustöö ning administratiivsete ülesannete vahel suur väljakutse. Igapäevased administratiivsed ülesanded kipuvad suruma pikemate tähtaegadega õppe- ja teadustöö tahaplaanile.

Millised on olnud põnevamad hetked teadlasena?

Doktorantuuri ajal olid konverentsidel ja koolitustel käimised väga põnevad. Tegime asju, mis läksid päriselus rakendusse – erinevaid juhendmaterjale.

Doktorantuurile järgnes kaheaastane järeldoktorantuur Norra Trondheimis. Võõrkeelses riigis elamine on iseenesest põnev. Kolisin arvutiekraani tagant laborisse ja tegin reaalseid mõõtmisi – uurisin temperatuuri erinevatel kõrgustel valumalmist ahju imiteeriva küttekeha juures, mille ise uuringu jaoks projekteerisin, tellisin komponendid ja ehitasin laboritehnikute abiga.

Pärast järeldoktorantuuri naastes Tallinna Tehnikaülikooli sain kiiresti õppekava programmijuhiks ning professoriks ja hakkasin värbama doktorante. Seni viimases karjäärietapis on kõige põnevamad hetked, kui nooremad võtavad initsiatiivi, hakkavad iseseisvalt tööle ja genereerivad täiesti uusi ideid.

Programmijuhina on põnev ka see, kuidas oleme käima tõmmanud veetehnika ja sisekliima inseneeria tudengite kogu VESKI. Minu roll on jälgida, et neil oleks ressursid tegevuseks olemas.

Millised on teie isiklikud eesmärgid teadlasena?

Teadlasi hinnatakse paljudes kategooriates: publikatsioonid, rahataotlused, noorte juhendamine, õpetamine, erialane korralduslik tegevus ja avalikkusele suunatud tegevus. Mulle on seni suurimaks väljakutseks olnud doktorantide juhendamine. Teadlaste töö tulemuslikkust hinnatakse põhjalikult iga kolme kuni viie aasta tagant ning viimati jäi kaasprofessoriks edutamine ootama seda, et esimene doktorant oma töö ära kaitseks.

Administratiivseid rolle ja projekte on palju, mistõttu publitseerimine kipub tahaplaanile jääma. Minu eesmärk on viia ambitsioonikad ja säravad noored doktorikraadini ning luua neile tingimused, et nad saaksid iseseivateks ja algatusvõimelisteks teadlasteks – olgu siis ülikoolis või mujal.
Soovin, et minu juhendatud inimesed oleksid valdkonnas ja ühiskonnas säravad insenerid ja teadlased. See pakub kõige rohkem rahuldust.

Millisena näete TalTechi rolli tuleviku teaduses Eestis ja maailmas?

Ülikooli roll ei piirdu ainult teadusega – väga suure mõjuga on õppetöö kvaliteet. Omame valdkonna parimat kompetentsi, mida vajadusel jagame.

“Jagan ülikooli üldist visiooni, et TalTech on Eesti majanduse mootor ja oma valdkonna teaduslik lipulaev.”

Jagan ülikooli üldist visiooni, et TalTech on Eesti majanduse mootor ja oma valdkonna teaduslik lipulaev. See juba on nii, kuid alati on arenguruumi, kui meie õpe on teaduspõhine ja kaasaegne ning tudengid saavad pühenduda õppimisele kõigil tasemetel.

Väga loodan, et Hendrik Volli juhitav Insenerihariduse Sihtkapital suudab parandada insenerihariduse rahastust tudengite vaatenurgast nii palju, et neil tekiks aeg pühenduda õppimisele, mis täna kipub kuluma mujal töötamisele.

Saame olla parem partner avalikule- ja erasektorile, kui koolitame piisavalt doktoreid, et neid jaguks ka teistesse sektoritesse. See loob paremad eeldused tõhusaks koostööks akadeemilise, era- ja avaliku sektori vahel.

Milline on olukord akadeemilist järelkasvu silmas pidades?

Soovin vastu vaielda tihti esinevale arvamusele, et ülikool ei suuda tööturul konkureerida erasektoriga. Tänased tudengid mõtlevad juba, mida teha pärast magistrikraadi kaitsmist ja olen kogenud, et mitmed mõtlevad doktorantuuris jätkamisele. Mina leian, et täna suudame edukalt väravata noori panustama uuringutesse kas doktorandi või insenerina. Minimaalne brutopalk, mida Tallinna Tehnikaülikoolis alustavale doktorandile makstakse, on 2300 eurot. Rahastuse olemasolul võib maksta rohkem, kui töötulemused on head ja sõltuvalt töö edukusest tihti seda teeme. Sellised tingimused on täiesti piisavad, et värvata noori, kellele pakub teadus- ja arendustöö huvi.

Kui mina alustasin, oli igakuine stipendium 6000 krooni ehk umbes 383 eurot. Nominaalne erinevus on mitmekordne, aga ka reaalpalk on täna kordades parem. Lisaks on töökeskkond mõnus, väljakutsed huvitavad ja töö iseloom erineb ehitussektoris tavapärasest. Aeg-ajalt tuleb noorele teadustöö huvilisele üllatusena, et doktoriõppe hõlmab tegelikult ainult 30 EAP ehk ühe semestri jagu õppeaineid ning kolm ja pool õppeaastat ehk 210 EAP kuulub lõputöö ehk uuringute tegemisele ning tulemuste avaldamisele.

“Meie uurimisrühma mõnus õhkkond paistab välja ka tudengitele loengutes ja õppetöös.”

Meie uurimisrühma mõnus õhkkond paistab välja ka tudengitele loengutes ja õppetöös. Täna on meil kaasaegne taristu, U03 õppehoone läheb loodetavasti varsti rekonstrueerimisele. Meie võrgustik hõlmab valdkonna tippteadlasi ja rahvusvahelised koostööprojektid ei ole lihtne põlve otsas nokitsemine. Oluline võrgustiku osa on ka need doktorid, kes on ülikoolist liikunud avalikku või erasektorisse ja on seal hinnatud tööjõud.