Insener Merle Kurvits võttis lahendamiseks hoonete demonteeritavust käsitleva teema. Magistritöö otsis vastust küsimusele, kuidas mitmetahulist näitajat objektiivselt kalkuleerida.

TalTechi ehituse ja arhitektuuri instituudis õppiv Merle Kurvits tõdes, et demonteeritavus ehk hoonete osadeks lahtivõetavus pole ehitusmaailmas veel laialt kasutatav mõiste. Erinevalt energiatõhususest või süsinikujalajälje arvutusest ei ole demonteeritavuse hindamiseks tunnustatud metoodikat.

Tulevikus võiks Kurvitsa sõnul DAS ehk Disassembly Assessment Score olla aga osa hoone süsinikujalajälje arvutusest. Ta peab oluliseks juba kavandamisfaasis mõelda kogu elutsükli peale: kuidas hoonet renoveerida, lahti võtta, ümber ehitada ning materjale uuesti kasutada, et majanduslikke ja keskkonnakulusid minimeerida.

“Kõige täpsemaid juhiseid ja üksikasjalikumat metoodikat pakkus üks 2015. aastal Bristoli Lääne-Inglismaa ülikooli innovatsioonikeskuses BERIC tegutsenud uurimisrühm,” selgitas Kurvits. “Kõik järgnevad, kes olid asja edasi arendanud, leidsid sealt aga mõne puuduse, mis valemites ei klappinud. Keegi ei ole päriselt seda metoodikat kasutusele võtnud.”

Indeksi põhimõte

Kurvitsa magistritöö peamine eesmärk on hoonete demonteeritavuse indeksi (D) arvutusmetoodika kohaldamine ja katsetamine. Selleks kaardistas ta varasemalt piloteeritud hindamismetoodikaid ning valis neist sobivaima, mille põhjal koostas võrdleva analüüsi hoonemudelite põhjal kolmest peamisest ehitusmaterjalist: poorbetoonist, betoonist ja puidust. Uurimismeetod oli juhtumiuuring.

Kurvits võttis töö aluseks neljakorruselise puitkarkassmaja, mis püstitati Tallinna lähedal. “Kasutasime sama hoonemudelit ja fassaadilahendust, aga muutsime konstruktsioonid nii, et teine hoone variant oleks demonteeritavatest betoonelementidest ja kolmas poorbetoonist,” kirjeldas ta. Nende põhjal sündis võrdlus, kuidas erineb hoonemudelite demonteeritavus.

Indeks koosneb kahest põhiosast. Esimene annab hinnangu, kui hästi on hoone lahti võetav, teine hindab, kui taaskasutatavad või ümbertöödeldavad on hoones kasutatud materjalid ja komponendid. Indeksi valemis on iga materjali puhul hinnatud mitmeid tunnuseid: kas materjal on taaskasutatav, ümbertöödeldav või toksiline.

Viimistluskihiga kaetud materjalid saavad kehvema tulemuse, sest neid on keerukam taaskasutada. Rolli mängib ka see, millise ühendusviisiga elemendid on kinnitatud. Kruvid ja teised mehaanilised liited on paremad kui näiteks liimitud plokid.

Arvutused tegi Kurvits, võttes mahtude kokkuvõtted otse BIM-mudelist. “Mul ei olnud sel hetkel IT-tuge, kes aidanuks kõiki andmeid mudelisse sisestada. Nii tegingi arvutused käsitsi Excelis,” selgitas ta. Töö käigus koostati piloothoonete BIM-mudelid, katsetati metoodika toimivust ning esitati soovitused demonteeritavate hoonete kavandamiseks.

Puidu head ja betoonploki vead

Arvutused näitasid eri ehitusmaterjalide vahel selgeid erinevusi juba tarindite lõikes. Näiteks puitkarkassiga hoone kandev sisesein sai kõrgeima demonteeritavuse indeksi 0,642, välissein 0,537, vahelagi 0,533 ning katuslagi 0,477. Nõrgemad tulemused tulid põrandal (0,417) ja plokkidest sokliseinal (0,257). Need olid tugevamalt fikseeritud.

See, kui palju mingi osa majast kogu hoone D-indeksi määramisel mängib, oleneb aga osakaalust. “Sokliseina osakaal kogu hoonest oli väike, seega see mängib väga vähe rolli,” selgitas Kurvits. Nii on iga osa kohta valemisse lisatud ka selle protsent maja materjalimahust.

Kogu hoone D-indeksiks kujunes valdavalt poorbetoonist maja puhul 0,41, betoonpaneelidest hoonel 0,47 ja algsel puitmajal 0,53. “Puit sai kõrge hinnangu, villaga soojustatud puidust karkass on kinnitatud kruviühendustega,” märkis Kurvits.

“See on hea lahendus demonteeritavuse vaatest: vill on karkassi vahelt lihtsasti eemaldatav ja puit lahti kruvitav, mõlemaid materjale on võimalik taaskasutada ning ka ringlusse saata,” selgitas Kurvits. Samas võivad ka puitmajad olla erinevate konstruktsioonide ja liidetega ning saada erinevaid tulemusi.

Poorbetooni nõrkuseks osutus see, et plokid liimitakse omavahel kinni. “Poorbetoonseina on võimalik taaskasutada ainult nii, kui lõigata suured tükid välja ja rakendada neid siis kuskil vaheseinana või purustada ära ning kasutada täiteks,” ütles Kurvits. “Kui seinad on aga pahteldatud, krohvitud, värvitud, siis ei sobi need enam uue poorbetooni täiteaineks, sees on liiga palju muud materjali.”

Betoonpaneelidest välissein sai aga hea tulemuse, sest koosneb demonteeritavatest elementidest, mida saab kraanaga eemaldada.

Kurvitsa olulisemaid leide oli see, et D-indeks ei saa kunagi maksimaalset väärtust ehk 1,0 saavutada. “Tegin töös kasutatud arvutusmetoodikale kontrollarvutuse, muutsin kõikide materjalide andmed nii, et need oleks ideaalsed — taaskasutatavad, ümbertöödeldavad, mehaaniliste ühendustega, mittetoksilised — aga tulemust 1,0 ei saa valemist kätte,” selgitas Kurvits.

Matemaatilisele iseärasusele on eluline ja praktiline selgitus. “Kui võtta maja osadeks ja panna teises kohas täpselt samamoodi kokku, siis midagi läheb ikka valesti, kümnest kruvist üks läheb näiteks pooleks,” lisas Kurvits.

Eelduseks on materjalipassid

Kurvitsa hinnangul võiks tulevikus neid tulemusi kasutada Eesti hoonete süsinikujalajälje ühe arvutusmooduli D sisustamisel. See aitaks kvantitatiivselt hinnata hoonete elukaare lõpp-perioodi ja materjalide taaskasutuse mõju. Samas nõuaks indeks ka laiema süsteemi rakendamist, mis digitaliseeriks hoonete materjali info.

“Igal hoonel peaks olema digitaalne materjalipass,” rõhutas Kurvits. “Kui hoone läheb lammutamisele, saab sealt vaadata, milliseid materjale millistes mõõtmetes sealt kätte saab. Kui info programmide vahel jookseks, et arhitekt ei peaks ükshaaval infokilde taga otsima, oleks see ideaalne sisend. Eestis nõuaks see ühtset keskkonda, kus kõik andmed sees, mis oleks juba suurem digiarendusprojekt.”

Vältimatu on aga BIM-mudelite kasutamine, mis uute ehitatavate hoonete puhul on tavaline. Vanade majade kohta digitaliseeritud infot aga reeglina napib. Kurvits tõi samas välja, et seda lünka leevendab järjest levinum hoonete 3D-mõõdistamine. “Tehakse punktipilved vanadest majadest, mõõdistatakse üles. Siis saab vaadata, mis materjalid on kasutuskõlblikud,” märkis ta.

Enamasti kasutatakse taaskasutatud materjale praegu mittekandvates vaheseinades, abihoonetes või disainielementidena, mitte kandvates konstruktsioonides. See oleks tõenäoline ka taaskasutuse laiemal rakendusel.

Ehitussektori vastuseis ja innovatsioon

Praegu on D-indeks veel lõplikult vormistamata ja Kurvitsa hinnangul peaks seda edasi uurima ning kalibreerima. Samuti ei ole lähiajal realistlik demonteeritavust uue hoone ehitamise nõudena rakendada, kuigi tulevikus võiks seda teha.

Seda suunda edendavad standardid on juba sõnastatud, näiteks ISO 20887 (Sustainability in buildings and civil engineering works: Design for disassembly and adaptability), mis käsitleb ringmajandust ehitusvallas.

Kurvits usub, et demonteeritavus ei peaks olema eraldiseisev parameeter, vaid üks osa laiemast eluringi- ja süsinikujalajälje arvutusest. “Sõnum on jäätmeteket vähendada ja juba ringluses olevaid materjale korduvkasutada,” rõhutas ta. “Nagu kunagi kasutati ilma igasuguste määrusteta paljusid materjale. See oli lihtsalt ratsionaalne ja mõistlik.”

Kurvits näeb potentsiaalset demonteeritavuse nõuet aga positiivse ajendina innovatsiooniks ehitusvallas. “Ehitajatele võiks see kasulik olla, kuna sõlmed peaksid olema kergemini monteeritavad ja demonteeritavad, mis tähendab väiksemat ajakulu montaažil,” ütles ta. “Isegi kui see lõpuks ei vii konkreetse hoone demonteerimiseni, suunab see mõtlema, kuidas liiteid lahendada selliselt, et ei peaks jäikuse tagamiseks kasutama ainsa lahendusena täitebetooni ja ootama betooni väljakuivamise ning piisava tugevuse saavutamise järel.”

Selle suuna väljakutseks on samas praeguste normide ja sertifitseerimisnõuete süsteem. “Siiamaani on nii, et kõik peab olema uus, igal tootel oma sertifikaat tugevusnõuetega,” tõdes Kurvits. “Kui meil jõustada aga tootepassid, siis ongi jälgitavus võimalik. Teame, millal materjal mis mahus paigaldati, millistes tingimustes oli, kuidas omadused on aja jooksul muutunud.”

Kurvits tunnistas, et vastuseis ehitussektoris ei tohiks tulla üllatusena: “Kui see nõudena kirja panna, on alguses kindlasti suur vastuseis, nagu ka energiatõhususe arvutuse peale oli,” ennustas ta. “Aga pikemas plaanis soodustab see progressi: hakatakse kasutama lahendusi, mis teevad hooned demonteeritavaks, paremini hooldatavaks ja lahtivõetavaks.”