Olulisemad teadusuuringud
Kaubanduskeskuste puhta õhu märgis, mis on loodud kaupmeeste liidu poolt vastavalt TTÜ ja TTJA koostöös välja töötatud ventilatsiooni juhendiga
https://kaupmeesteliit.ee/kaubandusest/puhas-ohk/
Euroopa post-COVID ventilatsiooni projekteerimismeetodi ettepanek, mille eesmärk on tuua Euroopa standardisse nakatumisriski kontrolliv ventilatsiooni projekteerimismeetod mitteeluhoonetele.
2022 aastal toimusid olulised arengud koroonaviiruse eralduse kvantifitseerimisel ja samuti ventilatsiooni efektiivsuse määramisel nakatumist levitavale inimesele vastava punktsaasteallikaga. Pannes need kokku sündis detsembris uus Euroopa post-COVID ventilatsiooni projekteerimismeetodi ettepanek, mis on avaldatud Kurnitski juhtautorlusel Euroopa erialaliidu REHVA poolt. Viiruse leviku tõendamine õhu kaudu ja uus projekteerimismeetod on toonud paradigma muutuse ventilatsioonisüsteemide kavandamisse. Kui varem kujundati ruumide õhujaotussüsteem lähtudes ühtlaselt paiknevate inimeste CO2 ja lõhnade eralduse võimalikult efektiivsest eemaldamisest, siis viiruse puhul on oluline ühe nakkust kandva inimese poolt eraldatud viiruseosakeste eemaldamine. Probleemi lahendamiseks ei ole vaja mitte ainult rohkem ventilatsiooni vaid ka varasemast olulisemalt tõhusamat õhu jaotamist. Tasapisi hakkab see meetod mõjutama hoonete ventilatsiooni projekteerimist, esialgu sellises tempos nagu insenerid paradigma muutusest aru saavad ja uusi oskusi omandavad. Läheb veel mitu aastat, kui ettepanek võiks jõustuda standardina, aga see protsess on käivitatud. Eestis, Soomes ja mitmetes teistes riikides juba tegeletakse sisekliimamääruste ja -standardite ülevaatamisega ning muudatused on võimalikud. Igal juhul on oluline, et uus oskusteave jõuab hooneid projekteerivate inseneride ja arhitektideni, samuti tellijateni, siis saavad tulla ka tänasest tõhusamad ja ohutumad lahendused, mis võimaldavad hooneid kasutada kontrollitud riskitasemega ka pandeemia tingimustes.
Ettepanek on avaldatud Euroopa ja Skandinaavia erialaorganisatsioonide poolt:
https://www.rehva.eu/activities/post-covid-ventilation
Puit ehitusmaterjalina omab kliimaneutraalsuse poole pürgivas maailmas suurt tähtsust. Kogu maailmas ehitatakse puidust üha suuremaid ja kõrgemaid hooneid. Nende ohutuse tagamisel on olulisel kohal tulepüsivus.
Ehituskonstruktsioonide uurimisrühmas arendatakse ja täiustatakse puitkonstruktsioonide tulepüsivuse arvutus- ja katsemeetodeid. Uuringute tulemused on aluseks praegu koostatavatele uue põlvkonna Euroopa projekteerimisstandarditele, mis võimaldavad projekteerida ressursisäästlikke ja turvalisi ehitisi. Välja on töötatud või täiendatud tulepüsivuse arvutusmeetodid järgmiste puitkonstruktsioonide jaoks: puidust I-taladest, liimpuidust ja ristkihtpuidust kandekonstruktsioonid, isolatsiooniga puitkarkass-seinad ja -vahelaed, savi- ja lubikrohviga kaetud puitkonstruktsioonid. Samuti on arendamisel liimide ja isolatsioonimaterjalide tulepüsivust käsitlevad katsemeetodid ning protseduur uute materjalide rakendamiseks Euroopa tulepüsivuse arvutusmeetodites. Uurimisrühma osalusel valmis 2022 aastal ka ülemaailmne käsiraamat Fire Safe Use of Wood – Global Design Guide.
Vajalikke andmeid puitkonstruktsioonide tulepüsivuse hindamiseks on saadud suuremahulistest konstruktsioonide tulekatsetest, mida edaspidi saab üha enam arvutustega asendada. Usaldusväärsete ja optimaalsete arvutusmeetodite arendamine võimaldab vähendada tulekatsetest keskkonnale jäetavat jalajälge ning nendele tehtavaid suuri kulutusi.
Tallinna Tehnikaülikooli Teedeehituse ja geodeesia uurimisrühm koostöös ettevõttega Fibenol OÜ uuris, kas ja millises ulatuses on võimalik asendada asfaltsegudes tavapäraselt kasutatav naftatööstusest tulenev bituumensideaine ligniiniga. Ligniin on biopolümeer, mis on üheks taimede rakukesta komponendiks. Fibenol OÜ eraldab ligniini puidutööstuses tekkivatest lehtpuu jääkidest. Ligniini kasutamist asfaltsegudes bituumeni asendajana on uuritud ka mujal maailmas, kuid väga vähe piirkondades, kus talvel esineb 0°C-st madalamaid temperatuure. 2022. aastal tegime esmased laboratoorsed uuringud ligniini sisaldavatele asfaltsegudele, uurisime ligniini sisaldava asfaltsegu tootmis- ja paigaldustehnoloogiate eripärasid ning jõudsime esimese katselõiguni, kui Fibenol OÜ demotehase kõrval asfalteeriti ca 100-meetrine lõik ligniini sisaldavate asfaltsegudega.
Joonis 2. Ligniini sisaldava asfaltsegu paigaldamine ei nõua teistsuguseid paigaldustehnoloogiaid
Joonis 2. Ligniini turustatakse hetkel pulbrilisel kujul
Koostöö Tallinna Tehnikaülikooli ja Fibenoli vahel jätkub ka 2023. aastal, et uurida võimalusi, kuidas veel kasvatada bituumeni asendusmäära, ilma et see kahjustaks asfaltkatte vastupidavust põhjamaises kliimas.
Tallinna Tehnikaülikooli Liginullenergiahoonete uurimisrühm on rahvusvaheliselt tuntud Euroopa liginullenergiamääratluste ning Eesti ja Soome energiatõhususe summaarse energiakasutuse metoodikate loojana, mis on tänaseks teostanud energiapöörde mõlema riigi ehituses. Jarek Kurnitski juhtimisel 2012 a loodud REHVA liginullenergiadefinitsioon ja süsteemipiirid jõudsid 2017 a kasutusele Euroopa energiatõhususe raamstandardisse EN ISO 52000-1 ning on leidnud järgmist ka USA (US DOE 2015) ja Jaapani poolt. Summaarse energiakasutuse metoodika tuli Eestis kasutusele 2008 a ja Soomes 2012 a. Need nn sooritusvõimepõhised metoodikad on unikaalsed, sest põhinevad dünaamilisel energiasimulatsioonarvutusel ja võimaldavad ehitajal vabalt valida tehnilised lahendused summaarse energiakasutuse näitaja ehk energiatõhususarvu piirväärtuse saavutamiseks. Täiendava nõudena tuleb vältida ruumide suvist ülekuumenemist, mida hinnatakse Raimo Simsoni poolt loodud temperatuurisimulatsiooniga, mille üheks uudsuseks on võimalus võtta arvesse akende avamist tuulutusasendisse. Eesti metoodika on kasutusel kolme määrusena: energiatõhususe nõuded MKM nr 63, arvutusmetoodika MKM nr 58 ja energiamärgis MKM nr 36. Metoodikat täiendades ning kuluoptimaalsuse energiatõhususe taseme arvutustele tuginedes töötas uurimisrühm välja Eesti liginullenergiahoonete nõuded, mis rakendusid 2020 a algusest. Eesti liginullenergianõuded on osutunud rahvusvahelises võrdluses Euroopa ühtedeks kõige ambitsioonikamateks, olles kõige rangemad külma kliima tsoonis. Näiteks, kui 2013 a olid Eesti nõuded enamikest Põhjamaadest sammu maas, siis 2020 a juba sammu ees. See on viinud Eestis tipptasemel energiatõhususe ja sisekliimaga hoonete ehitamiseni.
Superministeeriumi hoone esindab omapärast ligininullenergia maailmarekordit.
Superministeeriumi hoone energiamärgis. Ministeeriumid kolisid A klassi hoonesse F, G ja H klassi pindadelt, energiakasutuse kokkuhoid oli 71%.
Liginullenergiahoonete ehituse edukale üleminekule 2020 a alguses aitas kaasa KredEx-i ja MKM-i tellimusel koostöös arhitektide, inseneride, ehitusettevõtete, majatehaste ja kinnisvaraarendajatega Endrik Arumägi juhtimisel välja töötatud eluhoonete liginullenergia oskusteave, mis on saadaval KredEx-i kodulehel ca 1000 lk mahus olevate näidisprojektide ja juhendite kujul.
Tallinna Õpetajate Kodu (Uuslinna 3a) on 2017 a valminud Eesti esimene liginullenergia korterelamu.
Kliimaneutraalses ehituses on uute liginullenergiahoonete kõrval ülimalt tähtis olemasoleva hoonefondi energiatõhususe parandamine. Tehnikaülikoolis välja töötatud korterelamute rekonstrueerimise lahenduste abiga jõuti 2019 a riigieelarveneutraalse rekonstrueerimiseni, mille juures 32% suurune maksutulu riigieelarvesse Ergo Pikase poolt teostatud arvutuste järgi ületas esmakordselt 30%-ni vähendatud toetusmäära. Tehnikaülikoolis välja töötatud korterelamute tüüplahendused ja renoveerimise nõuded on aluseks KredEx-i poolt väljastatavatele rekonstrueerimistoetuste tehnilistele tingimustele, mis on olnud kasutuses alates 2010 a ning iga toetusvooru puhul kehtestatud eraldi määrusega. Eestis kasutatavad KredEx-i rekonstrueerimistoetused on pälvinud Euroopas tähelepanu kui ühed kõige terviklikumat renoveerimist võimaldavad, st nende abil parandatakse energiatõhususele lisaks hoone ventilatsiooni ja sisekliimat ning pikendatakse hoone kasutusiga jätkusuutlikul viisil, mis on hästi tõendatud Alo Mikola poolt. Tehnikaülikool on tervikliku renoveerimise tehnoloogiat edasi arendanud tehaselise renoveerimise kujul, mille puhul hooned renoveeritakse tehases toodetud elementidega, mis võimaldab tööjõu efektiivsemat kasutamist. Esimene tehases toodetud elementidega renoveeritud maja Eestis on Tehnikaülikooli ühiselamu Akadeemia tee 5a, mis renoveeriti 2017 a Targo Kalamehe juhtimisel MORE-CONNECT projekti osana A klassi liginullenergiahooneks. Selle töö tulemusel käivitas KredEx 2021 a pilootprojekti, milles renoveeritakse tehases toodetud elementidega 20 korterelamut.
Liginullenergiahooneks renoveeritud Tehnikaülikooli ühiselamu Akadeemia tee 5a.
Rohepööre on viinud erineva suurusega päikese- ja tuuleelektri tootmise mahtude kiire kasvuni. Tehnikaülikool on Martin Thalfeldti juhtimisel koostöös Eesti Energiaga arendanud paindlikkusteenust, mille tulemusena hooned suudavad vähendada või suurendada tarbitavat elektrivõimsust vastavalt elektrivõrgus olevatele taastuvenergiavõimsustele, mis ei ole juhitavad. Tulemuste järgi peab kliimaneutraalne hoone lisaks energiatõhususele ja taastuvenergia tootmisele suutma ka juhtida teatud mahus elektrilisi koormusi, et võimaldada tsentraalse elektritootmise kiiremat üleminekut taastuvenergiale.
Hoonefondi rekonstrueerimise mastaapsust ja mõju näitab 2020 a valitsuse poolt heaks kiidetud MKM-i ja Tehnikaülikooli koostöös valminud Hoonete rekonstrueerimise pikaajaline strateegia, mille peamine eesmärk on enne 2000 aastat ehitatud hoonefondi terviklik rekonstrueerimine aastaks 2050. Strateegia järgi renoveeritakse Kalle Kuuse poolt teostatud arvutustel energiamärgise C klassi tasemele 30 a jooksul 141 000 hoonet, kokku 54 mln m2 kogumaksumusega 24 mld €, mille tulemusel hoonete KHG heide väheneb koos energiatootmise eriheite vähenemisega ligi 90% võrra.
Eesti innovatsioon 2015 korterelamute renoveerimises: ventilatsioonitorustik paigaldatakse fassaadile soojustuskihi sisse, millega saavutatakse taskukohaselt hea energiatõhusus ja sisekliima.
KHG heite edasiseks vähendamiseks käivitati 2021 a MKM-i tellimusel hoonete süsinikujalajälje arvutusmetoodika loomine Kimmo Lylykangase juhtimisel, mis võimaldab arvestada ja optimeerida hoone 50 a elutsükli süsinikujalajälge, võttes arvesse nii ehitusmaterjalide ja -toodete valmistamise kui ka hoonete energiakasutuse emissioone. Metoodika loob aluse Eesti regulatsioonile, mis võimaldab Eestil kehtestada elutsükli süsinikujalajälje nõuded samaaegselt Põhjamaadega, ehk Euroopa esimeste riikide seas.
Uuringu „Eesti Energia Estonia kaevanduse lubjakivi killustiku ning tuha tehniline sobivus ja majanduslik põhjendatus RailBaltic muldkeha ja kõrvalteede alusmaterjalina või stabiliseerimiseks“ eesmärk oli hinnata Eesti Energia Enefit Kaevandused Estonia kaevanduse lubjakivikillustiku fr 0/90 mm sobivust RailBaltic raudtee muldkeha ning kõrval-ja hooldusteede ehitusel. Varasemalt puudus ülevaade, kuidas vaatluse all olev lubjakivikillustik peab ajas vastu klimaatilistele tingimustele ja kasutuskoormusele ning vastamist vajas ka küsimus lubjakivikillustiku külmakindluse (mis on suhteliselt nõrk) ja orgaanilise aine sisalduse (mis on suhteliselt kõrge) kohta. Küsimuste lahendamiseks analüüsiti erinevaid raudtee- ja teelõike võttes nendest katsetamiseks proove, lisaks viidi läbi täismõõdulise teekonstruktsiooni katsetus heavy vehicle simulator (HVS) seadmega. Uuringu tulemusel leiti, et lubjakivikillustikku on võimalik kasutada RB muldkeha ehituses segades materjali kvartsliivaga suhtes 70:30, mis tagab segu pikaealisuse ja täidab vajalikud nõuded raudteelõigu ehitamiseks. Täiendavalt pakuti lahendusi ja võimalusi ka põlevkivituha kasutamiseks. Kokkuvõtteks annavad uuringu tulemused võimaluse kasutada RB ehitusel ringmajanduse põhimõtteid ja säästa looduskeskkonda.
Nüüdisajal kasutatakse asukohamääranguks GNSS (Global Navigation Satellite System, mille vanim ja tuntuim komponent on GPS – Global Positioning System) satelliit-navigatsioonisüsteeme. GNSS-vastuvõtjaga saab määrata asukoha geograafilised koordinaadid ja kõrgus, mis kuvatakse rahvusvahelise maaellipsoidi suhtes. Paraku ei oma kõrgused maaellipsoidi kui „tehisliku“ matemaatilise pinna suhtes mingit praktilist väärtust, kuna loodusnähtuste uurimisel ja paljudes inseneriülesannetes on hoopis olulisem teada kõrgust merepinnast ehk absoluutkõrgust. Absoluutkõrguseid saab määrata ajamahuka ja kalli geomeetrilise nivelleerimisega (loodimisega), mille lähtepunktid on tavaliselt seotud kokkuleppelise keskmise merepinna tasemega. Seda Maa gravitatsioonivälja ekvipotentsiaalpinda nimetatakse geoidiks, mis ongi kõrguste ja sügavuste määramise lähtenivoopind. Tallinna Tehnikaülikooli teedeehituse ja geodeesia uurimisrühma poolt modelleeriti Eestit ja selle lähipiirkonda kattev 5 mm täpsuselist kõrgusmäärangut võimaldav EST-GEOID2017 mudel.
Esmajoones on tulemused kasulikud geodeetiliste inseneriülesannete lahendamisel kogu riiki hõlmavate objektide (näiteks raud- ja maanteed, side- ja jõukaablid jne) rajamisel ja haldamisel GNSS-tehnoloogiaga. Usaldusväärse geoidimudeli olemasolu on eelduseks inseneritööde kulutuste vähendamiseks, lisaks on sel oluline roll rajatiste ekspluateerimisel ja ohutuse tagamisel. Geoidi mudeli kasutuslitsentsi on praeguseks taotlenud ligi 200 välis- ja kodumaist ettevõtet ja uurimisasutust.
Mudelpind EST-GEOID2017 (koos suuremate asulate ja peamiste maanteedega), mis on rakendatav GNSS kõrgusmäärangu tulemuste ümberarvutamiseks absoluutkõrgusteks ja vastupidi. Isojoonte vahe on 0,1 m.
Viimastel aastakümnetel on inimtekkeline veealune heli ja selle krooniline mõju mereliikidele tunnistatud tähtsaks keskkonnakaitse probleemiks. Samal ajal puudusid uuringud Läänemere allvee ümbrusheli ajalise ja ruumilise muutlikkuse kohta. Artiklis on esitatud suuremahulise ja pikaajalise veealuse heli seire mõõtmistulemuste analüüs. Seire toimus 2014.aastal Läänemere 38 mõõtepunktis (vaata kaardil) BIAS projekti raames.
On näidatud et allveeheli muutlikkus erinevate merealade vahel on suur, samas kui ajaline muutlikkus kasvab, kui keskmistamisperiood lüheneb. Asukohtade hinnangulised tõenäosustiheduse funktsioonid kahe aastase perioodi kohta näitavad tugevat sarnasust. Joonisel on toodud empiirilised tõenäosustiheduse funktsioonid, mis näitavad ühe aasta helirõhutaseme jaotust tertsribas 63 Hz kuuetestkümnes Läänemere erinevas paigas. Mõõtmispaikade asukohad on näidatud kaardil numbritega.
Teedeehituse ja geodeesia uurimisrühma liige Sander Sein on alates 2015. aastast aktiivselt panustanud olemasolevate rajatiste kvaliteedikontrolli parendamisele ning välja töötanud metoodika, mille abil on võimalik kombineerida subjektiivset visuaalset ülevaatust kvalitatiivsete mittepurustavate katsemetoodikatega ning hinnata sildade seisukorda piisavalt täpselt lähtudes omaniku soovidest. Rajatiste kvaliteedi standardiseerimine lähtuvalt parimatest praktikatest on ka Euroopa tasandil aktuaalne ning sellele pandi tugev alus COST Tegevuskava TU1406 raames ning tegevust jätkatakse Eurostruct ühingu egiidi all. Rajatiste kvaliteedi hindamises on kaks kriitilist etappi, projekteerimine ning otsus rajatis lammutada, mis määravad suuresti tegeliku kasutusea. Selleks, et tulevased standardiseeritud kvaliteedi hinnangud võimalikult kiiresti Eestis kasutusse jõuaksid, rakendatakse parimaid praktikaid juba ka õppetöös.
Tudengid Valingu viadukti seisukorda hindamas
Lisaks rajatiste kvaliteedile on viimastel aastatel rohkem tähelepanu pööratud, et kogu elanikkond on elukeskkonda kaasatud ning kõigile on tagatud võrdsed võimalused ühiskonnaelust osa võtmiseks. Tegemist on probleemiga, mis vajab terviklikku vaadet ning eeldab kõigi loomisprotsessis osalejate piisavat teadlikust ligipääsetavuse kohta. Sander Seina eestvedamisel kaardistati Ligipääsetavuse rakkerühma esimese tegutsemise aasta jooksul teede taristu ligipääsetavuse puudused ning pakuti teiste liikmetega välja võimalikud lahendused.
Üheks komponendiks tee-ehituse jalajälje vähendamiseks on minimeerida vajaminevate ehitusmaterjalide koguseid kasutades maksimaalselt juba kohapeal olevaid pinnaseid, isegi neid, mis on traditsiooniliselt ehituseks sobimatud, näiteks turvas.
Olenevalt ehituse alla minevast piirkonnast võib olla võimatu vältida alasid, kus olemasolevaks pinnaseks on turvas (Eesti territooriumi pindalast moodustavad turbalasundiga kaetud alad umbes 22%). Kuna turvas on tugevalt kokkusurutav, nõrk ja ajas lagunev pinnas, mis teeb sellele ehitamise problemaatiliseks nii lühi- kui pikaajalises perspektiivis, siis reeglina nähakse ette selle väljakaeve ja asendamine paremakvaliteedilise materjaliga. Samas on turbaalad väga efektiivsed süsiniku neelajad, mistõttu varem kuivendatud märgalasid ka taastatakse ning mistõttu on ebasoovitav neid teedeehituse otstarbeks uuesti kuivendada. Kui turvast kasutatakse teedeehituses aluspinnasena seda asendamata ja ümbritsevat ala kuivendamata, on tegemist keskkonna seisukohast lihtsustatult öeldes topelt kasuliku tegevusega, mistõttu on see maailma keskkonnaeesmärke silmas pidades väga huvipakkuv võimalus.
Transpordiamet katsetas tee ehitamist turbapinnasele Tallinn-Tartu maantee Võõbu kandis, kuhu rajati 150 m katselõik, mis koosneb omakorda viiest 30 m pikkusest alamsektsioonist, kus kasutati kas geosünteetidega armeerimist või kergtäitematerjalidega muldkeha koormuse vähendamist. Katsete tulemusel nähtus, et turbapinnast on võimalik kasutada uue tee aluspinnasena seda eemaldamata ning täna kulgeb katselõigul juba 2+2 põhimaantee. Tallinna Tehnikaülikooli teedeehituse ja geodeesia uurimisrühm on monitoorinud katselõigu vajumeid alates selle ehituse algusest ning jätkab seda ka tee kasutamise jooksul. Mõõtmisteks on muuhulgas kasutatud droone, mis võimaldavad saada kiiresti ja piisavalt täpselt kogu mõõdetavast alast ülevaate – tegemist on olulise läbimurdega, sest varasemalt pidi inimene füüsiliselt tee peal, liiklusvoo sees kohal olema, mis tekitab potentsiaalselt ohtlikke olukordi nii liiklejatele kui mõõtjatele. Droonide kasutamisega taolised ohud kõrvaldatakse ohverdamata oluliselt mõõtmise täpsuses – nimelt võrdlusmõõtmistega tuvastati ka sentimeetrist väiksemaid vajumierinevusi, mis teeb selle samaväärseks laialdasemalt kasutatava, kuid oluliselt ajamahukama laserskanneerimisega.
Kombineerides mõõdetud vajumiandmeid geotehniliste näitajate ja analüüsidega on Võõbu katselõigult saadud teavet ja kogemusi, kuidas ka tulevikus oleks võimalik probleemseid pinnaseid kasutada maksimaalsel määral aidates sellega kaasa teedeehituse keskkonnaalase jalajälje vähendamisel. Lisades sellele juurde ka efektiivsemad ja ohutumad monitooringu- ning mõõtmismetoodikad saame suuresti kaasa aidata valdkonna arengule, et meie teed sobituksid nii liiklejatele kui ka looduskeskkonda.
Ehitussektor on maailmas võtmetähendusega majandusharu, kuid võrreldes teiste sektoritega ei ole toimunud siin sellist arengut, millel oleks olulist mõju innovatsioonile ja tootlikkuse kasvule. Eesti ehitussektor koos kinnisvaraarendusega on riigi jaoks üks suurima lisandväärtuse (16 %) ja tööhõive (10 %) mõjuga sektoreid, hõlmates ka selliseid valdkondi nagu planeerimine, arhitektuur, inseneeria ja varade haldamine.
Kuigi Eestis kasutatakse üha laialdasemalt kaasaegseid BIM modelleerimise ja ehitusprojekti juhtimise lahendusi, aga koostööd ja infoliikumist ehituse elukaare erinevate osapoolte vahel saaks veel väga palju parandada. Suurimad kitsaskohad on digitaalse info liikumise ühtsete aluste ja kokkulepete puudumine. Eestis on puudunud ühtne ja tervikuna ehitise kogu elukaare ehitusprotsesse ja -infot toetav ning kirjeldav klassifitseerimissüsteem, mis looks aluse digitaalehituse edukaks toimimiseks Eestis.
Ühtsed klassifitseerimissüsteemid muutuvad rahvusvaheliselt arusaadavaks ja kasutatavaks siis, kui nende loomisel on lähtutud ühtsetest klassifikaatori koostamise põhimõtetest ning standarditest. Samas tuleb arvestada, et iga riigi ehitus- ja kinnisvarasektor on seotud siiski nii oma traditsioonide, kohalike olude kui ka rahvuslike õigusaktidega. Seega on igas riigis kasutataval klassifitseerimissüsteemil alati omad eripärad ning pole olemas täiesti universaalset, täies mahus kõigile sobivat süsteemi.
Projekti, millega alustati 2018.a., eesmärgiks oli luua Eesti ehitusvaldkonna ühtne klassifitseerimissüsteem, mis arvestaks kaasaegsete suundumustega BIM tehnoloogia ja digitaalehituse vallas ning looks ühtse ja arusaadava keele ehitusinfo juhtimiseks. Klassifitseerimissüsteem tuli välja töötada koostöös ehitus- ja kinnisvarasektoriga. Loodav ühtne klassifitseerimissüsteem pidi olema kasutatav nii hoonete kui ka infrastruktuuri rajatistele.
Samas selline ühtne klassifitseerimissüsteem pidi võimaldama ühise ja arusaadava digitaalse inforuumi tekke kõikidele ehitise elukaare osalejatele. Süsteem pidi tagama selge, läbipaistva ja ratsionaalse struktuuri, mille rakendamise tulemusel on võimalik tõhustada tehnoloogiat ja töökorraldust, lihtsustada infovahetust, infotöötlemist ja tegevuste organiseerimist ehk ehitusalast kommunikatsiooni kõige laiemas tähenduses. Ühtne klassifitseerimissüsteem peab hõlmama ehitise elukaart tervikuna, alates lähteülesannete ja eskiiside koostamisest kuni ehitamise, haldamise ja keskkonnateadliku jäätmekäitluseni hoone lammutamisel.
Olulisemad projekti tellija Majandus- ja Kommunikatsiooniministeeriumi (MKM) poolt püstitatud põhimõtted, millega tuli arvestada klassifitseerimissüsteemi koostamisel, olid:
- ette nägema töötamist riigi digitaalsete andmebaasidega ning olema kohaldatav veebipõhiseks, samas olema piiratud kujul kasutatav ka „traditsiooniliste“ ehituse projektijuhtimise meetoditega sobides kasutamiseks kõikide ehitamisega seotud infoedastamise protsesside/tegevuste jaoks (hanked, töömahtude mõõtmine, eelarvestamine)
- olema ühtse ülesehitusega Eesti riigi ehitussektori jaoks:
- ühtne kõigile osalejatele (volitatud riigiasutused, omanikud, tellijad, konsultandid, projekteerijad, ehitajad, materjalitootjad, korrashoidjad, kasutajad) ehituse elukaare kõikidel etappidel
- sobima kasutamiseks kõikide ehitiste tüüpide jaoks
- lähtuma rahvusvaheliselt aktsepteeritud standarditest:
- eelkõige ISO 12006-2:2015 (Ehitamine. Ehitusinfo korraldamine. Osa 2: Klassifitseerimisraamistik) – kõnealuse standardi alusel loodud süsteemi klassifitseerimismudeli skeem on joonisena lisatud
- samuti uurida EVS-EN 81346 seeria standardite kasutamiskogemust ehitusvaldkonna klassifitseerimissüsteemide ülesehitamisel
- süsteemi koostamisel on vaja pidevalt jälgida Põhjamaade ja teiste lähiriikide analoogsete klassifitseerimissüsteemide koostamisel ja kasutamisel toimuvat
- olema üles ehitatud avatult ning paindlikult kasutamiseks valdkonna erinevate ülesannete lahendamiseks, omades samas võimalust süsteemi pidevalt täiendada tulenevalt muutustest õigusaktides ning standardites
Joonis. Süsteemi CCI-EE klassifitseerimismudel
Projekti elluviimiseks loodi Tallinna Tehnikaülikooli, Tallinna Tehnikakõrgkooli ja Eesti Ehitusteabe Fondi Ehituskeskuse esindajatest ühine töögrupp.
Klassifitseerimissüsteemi loomisel on tehtud pidevat rahvusvahelist koostööd eelkõige Taani, Rootsi, Tšehhi, Poola ja Leedu spetsialistidega. Töös on osalenud ka Norra ja Soome valdkonna spetsialistid. Loodava süsteemi haldamiseks moodustati 2020.aastal rahvusvaheline MTÜ CCIC (Construction Classification International Collaboration), millest on kujunenud katusorganisatsioon loodud klassifitseerimissüsteemile CCI. Eestis kasutatav klassifitseerimissüsteem kannab nimetust CCI-EE (Construction Classification International – Estonia). Loodud süsteemi on tutvustatud rahvusvahelistel konverentsidel
Süsteemi tutvustamiseks on korraldatud koolitusi ning koostatud juhendmaterjal CCI-EE süsteemi kasutajatele. Kõnealune juhendmaterjal („Klassifitseerimissüsteem CCI-EE: olemus ja kasutamine“) on pälvinud juba ka rahvusvahelist tähelepanu.
On kokku lepitud, et loodud süsteemi hakkab edaspidi haldama Ehitusteabe Fondi Ehituskeskus. TTÜ esindajad osalevad aga CCIC juures tegutsevas tehnilises komitees, mille ülesandeks on süsteemi arendamine ning pidev kaasajastamine. Kaasajastatud teave klassifitseerimissüsteemist on kättesaadav Ehituskeskuse kodulehel (https://ehituskeskus.ee/cci/cci-ja-excel-tabelid/).
Loodud klassifitseerimissüsteem CCI-EE on ehitusvaldkonna kaasaegseim klassifitseerimissüsteem, mis arvestab üleminekuga digitaalsele andmekasutusele. Samas sobib loodud süsteem kasutamiseks ka nn „analoogsete“ juhtimismeetodite puhul infovahetuse alusena. Kõnealune klassifitseerimissüsteem peab võimaldama kõigil ehituses osalejatel oma rollist tulenevalt kujundada just konkreetsete ametikohustuste täitmist toetava infovoo. Ühtsed klassifitseerimispõhimõtted tagavad selle, et loodavad infovood ühilduksid ja oleksid kasutatavad ka teistel siduserialadel töötavate spetsialistide poolt.
Eesti on Euroopa suurim puitmajade eksportija. Puit hoonete ehitusmaterjalina levib iga aastaga järjest rohkem. Liikudes kliimaneutraalsuse poole jälgitakse üha enam ka materjalide keskkonnamõju. Ehitusvaldkonnal tervikuna on märkimisväärne osakaal rahvamajanduse süsinikjalajäljes. Puidu laialdasem kasutus aitab seda vähendada. Puitehitis on suurepärane CO2 salvesti, hoides süsinikku ringlusest väljas aastakümneteks või isegi -sadadeks. Kaasaegsetes puitehitistes võetakse naturaalse puidu kõrval kasutusele nn. inseneripuidust konstruktsioone – liimpuit, ristkihtpuit, mis on alternatiiviks raudbetoonile ka mitmekorruseliste hoonete püstitamisel.
Üks puitmajadega kaasnev müüt on puitmaja tuleohtlikkus. Puitkonstruktsioonide käitumist tulekahju olukorras käsitlevate teadusuuringute tulemused võimaldavad tõendada puitehitise püsivust tules ning tagada seadustega kehtestatud ohutustase võrdselt teiste hoonetüüpidega. Nende uuringute alusel püstitatud hooned ning loodud uued projekteerimisjuhised aitavad kaasa puitehitiste suhtes kohati veel esinevate eelarvamuste murdmisele ning puitehitiste laiemale levikule.
Ehituskonstruktsioonide uurimisgrupis on Alar Justi juhtimisel välja töötatud mitmed uued Euroopa arvutusmeetodid kaasaegsete puitkonstruktsioonide tulepüsivusarvutusteks. Kergete puitkarkass-seinte ja vahelagede tulepüsivuse arvutusmeetod on esitatud Mattia Tiso doktoritöös. Universaalne arvutusmudel põhineb arvukatel tulekatsetel ning termomehaanilistel simulatsioonidel ning annab võimaluse edaspidi arvutada kergete puitkarkassiga konstruktsioonide tulepüsivust ning selle sõtuvust isolatsiooni- ning kattematerjalidest. Samuti on uurimisgrupi poolt välja pakutud katsemeetod isolatsioonide liigitamiseks tulekaitsetaseme järgi. Suur panus on antud inseneripuidu tulepüsivuse arvutusmeetodite arendamisse. Katrin Nele Mäger uurib oma doktoritöös I-talade toimimist tules ning pakub välja uudse arvutusmeetodi I-taladega vahelagede ning seinte arvutamiseks. Jane Liise Nurk uurib liimide, Johanna Liblik aga savi- ning lubikrohvide mõju puitkonstruktsioonide tulepüsivusele. Ehituskonstruktsioonide uurimisgrupi panus uude Euroopa projekteerimisstandardisse EN 1995‑1‑2 aitab kaasa tulepüsivate puitmajade projekteerimisele ja ehitamisele Eestis ja Euroopas laiemalt.
Pandeemiajärgse maailma säästva linnaarengu teaduse, tehnoloogia ja innovatsiooni aruanne ÜRO-le. Kõnealune ÜRO aruanne keskendub panusele, mida annavad teaduse, tehnoloogia ja innovatsiooni (STI) praktikad pakiliste jätkusuutlikkusega seotud väljakutsete leevendamisel, millega linna sotsiaaltehnilised süsteemid COVID-i järgses maailmas silmitsi seisavad. Aruandes hinnatakse ka linnastumise suundumusi ja pandeemia mõju säästvale linnaarengule. Linnade jätkusuutlikkuse peamised väljakutsed on energia, triskulaarsus, vesi, liikuvus, majanduslik õitseng ja korralik töökoht, eluase, sooline võrdõiguslikkus, linnaplaneerimine, ohutus ja ruvalisus. Iga kategooria kohta esitatakse valik STI-lahendusi ja uuenduslikke juhtumiuuringuid kogu maailmas. Lõpuks kutsutakse aruandes üles võtma kasutusele meetmeid riiklikul ja rahvusvahelisel tasandil, et ära kasutada COVID-19 pandeemia innovatsioonihoogu ja kasutada STI ümberkujundavat jõudu, et täita kohustust säästvale linnaarengule. Valitsused peaksid prioriteediks seadma STI-lahendused, mis tagavad raha eest tasuvuse ja tõhusama kulutamise, keskendudes tegevustele, mis suurendavad linnade vastupanuvõimet. Tõhusate teadus-, tehnoloogia- ja innovatsioonilahenduste kohta olemasolevate teadmiste edasiseks koondamiseks, vormistamiseks ja edastamiseks on vaja teha rahvusvahelisi koostöö jõupingutusi.
Ehituskonstruktsioonide uurimisrühmas on pikaaegselt uuritud puitkonstruktsioonide tulepüsivuse erinevaid teemasid eesmärgiga aidata murda eelarvamust ehitussektoris puidust kui tulele tundlikust ja seetõttu piiratud kasutusalaga materjalist. Puit kui keskkonnasäästlik ehitusmaterjal väärib senisest palju laiemat kasutust. Ajalooliselt on puitkonstruktsioonide kaitsmiseks tulekahjuolukorras kasutatud savi ja -lubikrohve. Krohvide kasutamine puitkonstruktsioonide tulekaitsematerjalina on aga tänapäeval piiratud, sest puuduvad teadmised krohvilahenduste tulekaitsevõime kohta. Krohvide tulekaitsevõime parem tundmine võimaldab nende materjalide laialdasemat kasutust ehitusprojektides, pakkudes madalama süsinikusisaldusega ehitusmaterjali näol alternatiivi teistele siseviimistlusmaterjalidele. Eksperimentaalse ja numbrilise uuringu tulemusel on loodud arvutusmeetod, mis võimaldab krohvisüsteeme projekteerida sarnaselt teistele tulekaitsematerjalidele.
Ehituse ja arhitektuuri instituudi (EA) ja Kinnisvaraosakonnaga (KVO) koostöös valmisid esmased ehitusinfo (BIM) mudelid õppehoonetest U01-U06, ICO ning STU. Tegemist oli Targa linna tippkeskuse alamprojektiga, mille peamiseks eesmärgiks oli luua teostusmudelite ehitusinfo nõuded (geomeetria + infosisu), mis võimaldaks piloteerida KVO mudelpõhiseid korrashoiutegevusi (kasutusjuhte). Lõpptulemusel valmisid eelnimetatud õppehoonete 3D mudelid, mis peamiselt kajastasid arhitektuurset osamudelit, kuid U02 juures modelleeriti ka tehnosüsteemid (kaasates olemasolevaid ehitusjooniseid). EA roll oli defineerida KVO-le nii modelleerimise esmased nõuded kui lähteandmete kogumise põhimõtted, sh nõuded punktipilvedele, kuna olemasolevate hoonete digitaliseerimise lähteandmestikuks oli täiemahuline laserskaneerimine nii väljast kui seest. Tegemist oli esmase avaliku hankega, milles nõuti terviklikku, ühtse klassifitseerimissüsteemi rakendamist (CCI klassifitseerimissüsteemi näitel). Selleks loodi EA poolt ka tarkvarade mallid, mis lihtsustaks agas samas ka ühtlustaks infosisu nõuete täitmist, kuna õppehoonete mudeleid teostasid kaks raamhanke partnerit. Ehitusinfo nõuete (sh CCI) täpsustamine jätkub II etapi raames, sh CCI-põhise ruumiregistri arendus, mis võimaldaks ühetaolisemat (struktureeritud) infovahetust erinevate IT-platvormide vahel. Selleks kasutatakse ennekõike U02 mudelit, kuna see kaasab kõiki põhilisi osamudeleid.
Given the complexity and variability of smart city initiatives, it comes as no surprise that their governance remains one of the biggest challenges for municipal governments worldwide. The existence of this critical challenge is comprehensively documented and validated in the United Nations report entitled Global Review of Smart City Governance Practices, which was released in 2022 by UN-Habitat, CAF (Development Bank of Latin America and the Caribbeans), Edinburgh Napier University (ENU), and Tallinn University of Technology (TalTech). This study involved active participation from administrative personnel and leaders in municipal governments. Together, these individuals played a pivotal role in supporting a wide data collection process that spanned more than 250 urban areas across five continents.
The findings of this study corroborate the fact that governance issues encountered by municipal administrators steering smart city initiatives are multifaceted. These issues stem from various sources, such as regulatory ambiguities linked to emerging technologies and inherent structural constraints within the public sector. For instance, 84% of the survey respondents acknowledged that their cities continue to grapple with ethical concerns associated with digital technologies. This challenge may be attributed to the absence of robust regulatory frameworks at both the national and international levels, coupled with competency gaps within municipal governments, a reality affirmed by nearly half of the surveyed sample.
By acknowledging the multifaceted challenges posed by digital transformation processes in urban contexts, UN-Habitat, CAF, ENU, and TalTech have decided to develop the playbook Managing Smart City Governance, which was released in November 2023. This playbook complements the previous review of governance practices with new evidence-based guidance for local government leaders and municipal administrations involved in smart city initiatives. For each component of the governance framework developed in the Global Review, the playbook introduces a set of practical recommendations, supported by examples from urban areas around the world. These recommendations build on a rich knowledge base that integrates best practices highlighted in the smart city literature with evidence emerging from data collected through an online survey and more than 100 expert interviews.
This playbook and its recommendations are primarily aimed at municipal governments and their political leaders, local administrators, and public officials who are involved in smart city initiatives. The recommendations, which are delineated in the subsequent sections of this playbook, are intended to help develop more effective, inclusive, and sustainable governance practices for urban digital transformations. The guidance offered on these pages could also be useful for national agencies, private companies, non-governmental organizations, and all stakeholders committed to promoting the sustainable development of urban communities through the implementation of smart city initiatives.
Koostöös Läänemere regiooni ülikoolide ning riiklike maamõõduasutustega, osales teedeehituse ja geodeesia uurimisrühm ühena neljast arvutuskeskusest Läänemere vertikaaldaatumi BSCD2000 mudelpinna väljatöötamises. Mudel (vt joonis), mis vastab ligikaudu keskmisele meretasemele, valmis ligemale 10 aasta pikkuse rahvusvahelise koostöö tulemusena, mille esimestes tööfaasides toimusid Läänemere eri paigus gravimeetrilised mõõdistused, et tagada mudelpinnale vähemalt 5 cm täpsus. Alates 2023. aasta lõpust on see mudel Läänemere äärsetes riikides ametlikuks kõrguslikuks referentspinnaks merenavigatsioonile ning veetaseme määramisele. Nii võimaldab BSCD2000 mudelpind koos mere sügavusandmetega monitoorida reaalajas laeva kiilu kaugust merepõhjast rakendades selleks tänapäeval laialt kasutuses olevaid satelliitnavigatsiooni (nt GPS) meetodeid, kiirendades seega isejuhtivate robot-laevade kasutuselevõttu.
Nutika spetsialiseerumise rakendusuuringuna valmis kliimaneutraalse piirkonna kavandamise digitaalne töörist Hundipea OÜ-le. Ehituse ja arhitektuuri instituudi juhtimisel tehtud töös olid kaasatud Energiatehnoloogia, Elektroenergeetika ja mehhatroonika, Meresüsteemide ja Küberneetika instituudid. Eesti esimesele kliimaneutraalsele piirkonnale, Paljassaares paiknevale Hundipea asumile loodud digitaalne tööriist võimaldab kavandada varajases planeerimisstaadiumis kliimaneutraalse energiatõhususega piirkonna energiavarustuse mahud väljendatuna kütte-, jahutus- ja elektrivõimsustes ning ehituslikud lahendused väljendatuna energiatõhususe parameetrites ja pindalades. Mudeli sisendiks on arendatavast piirkonnast tulenevad tingimused ja projekti meeskonna poolt defineeritavad muutujad. Mudel on võimeline arvestama piirkonna päikeseenergia suurust tundide kaupa, pinnasest, veest või õhust saadava soojusenergia suurust, kasutatavat biogaasi ja muid võimalikke energiaallikaid. Mudeli väljundiks sõltuvalt muutujatest on piirkonna lokaalsel taastuvenergial põhinevad soojus- ja jahutusvarustuse ning lokaalse elektritootmise süsteemide olulised soojuslikud ja elektrilised parameetrid ning nendega sobituvad hoonete parameetrid kütte- ja jahutussüsteemide ning energiatõhususe osas. Mudelis arvestatakse tunni kaupa tipukoormusi ja aasta summaarseid soojuse ja elektri kulusid, samuti eri tootmise ja liikide vahelist sünergiat. Mudeli väljundi põhjal on võimalik koostada lokaalse energiavarustuse ja hoonete projekteerimise lähteülesanded.
Tallinna Tehnikaülikooli Teedeehituse ja geodeesia uurimisrühm jätkas 2023. aastal keskkonnasõbralikemate asfaltsegude väljatöötamisega. Jätkus uuring, millega prooviti leida naftapõhisele bituumenile võimalikult suures ulatuses asendus asfaltsegude sideainena. Arenduses jõuti tulemuseni, kus kuni 25% bituumenit asendati biopõhise ligniiniga. Selle aasta jooksul asfalteeriti esimesed avalikult kasutatavad lõigud (vt. Pilt 1) ligniini sisaldavate asfaltsegudega.
Täiendavalt osales TalTechi teedeehituse ja geodeesia uurimisrühm uuringus, mille eesmärgiks oli asfaltsegude tootmistemperatuuride langetamine. Asfaltsegude tootmistemperatuuride langetamine ühelt poolt vähendab nii tootmise energiakulu, kuid täiendavalt vähenevad ka lenduvad ühendid, mis võivad mõjutada töötajate tervist (vt. Pilt 2 ja 3).
Ehituse ja arhitektuuri instituudis valmis uuring 104 uue korterelamu energiamärgise vastavusest tegelikult välja ehitatud lahendustele Tarbijakaitse ja Tehnilise Järelevalve Ameti tellimusel. Aastal 2020 hakkasid korterelamutele ja muudele uutele hoonetele kehtima liginullenergianõuded, mis vastavad energiamärgise A klassile. Uuring püüdis leida vastust küsimusele kui edukalt energiapööre korterelamute ehituses on toimunud. Küsitavused hoonete energiamärgiste vastavuses tegelikkusele on olnud avalikkuse tähelepanu all ning on olemas esimene kohtulahend, kus hoone omanike kasuks mõisteti rahaline kompensatsioon hoone arendajalt. Uuring näitas, et energiamärgistes esitatud info põhjal on võimalik tuvastada hooneid, mille puhul on täiendav ehitise dokumentatsiooni ja energiamärgise kontroll põhjendatud. Teostatud kontrollarvutuste põhjal saab väita, et energiamärgise väljastamisel eeldatud lahendustest vähem tõhusate kasutamine toob kortermaja elanikele kaasa oluliselt suurenenud energiaarved. Energiamärgiste tervikpilt osutus siiski oodatust paremaks. Kuigi väikese mõjuga lohakusvigasid esines lubamatult palju, oli tarbijat petetud vaid mõnel üksikul juhul. Allpool toodud joonis esitab kaks hoonet, kus energiatõhususarv oli oluliselt suurem kui energiamärgises. Võrdluseks on toodud toatemperatuuri tõstmise mõju 1 ja 2 kraadi võrra arvutuslikust, mis näitlikustab kasutaja poolt tekitatud lisakulu. Nõuetele vastava energiatõhususega hoones (joonisel keskmine) on see väga väike.
Kliimaministeeriumi (KLIM) ehitisregistri talituse tellitud uuringu eesmärgiks oli välja töötada soovitused ja tegevusplaan Ehitisregistri (EHR) andmehalduse raamistiku uuendamiseks. Analüüsi teostamisel pöörati tähelepanu andmehalduse ja EHR registripidaja praktikatele, ülesannetele ja rollidele vastavalt kehtivatele ja tulevikus jõustuvatele õigusaktidele. Ajaliselt oli kuus kuud kestev analüüs jagatud kaheks perioodiks. Esimesel kolmel kuul keskenduti peamiselt olemasolevale („As Is“) ja viimasel kolmel kuul plaanitavale („To Be“) olukorrale. Esimese perioodi fookuses oli andmehalduse taustsüsteem, praktikad ja trendid Eestis ja mujal ning EHR andmestiku ja andmehalduse olemasoleva olukorra tuvastamine. Teise periood fookuses oli andmehalduse raamistiku koostamine, soovituste tegemine ja tegevuskava väljatöötamine.
EHR-i teave peab olema kättesaadav, usaldusväärne, asja- ja ajakohane. Andmehalduse eesmärk on kvaliteetsete andmete alusel juhtimisotsuste langetamine, andmete valest tõlgendamisest tulenevate probleemide vähendamine ja andmepõhiste teenuste arendamise toetamine. Andmehaldus peab olema organisatsiooni rutiinne tegevus ehk põimitud organisatsiooni strateegiasse ärivajaduste ja -eesmärkide põhjal ning integreeritud organisatsiooni igapäevastesse protsessidesse ja tegevustesse ning vastutused selgelt määratud.
Euroopa ehitussektori ärimudelid ja väärtusahelad peavad muutuma, et saada rohelise, digitaalse ja kestliku Euroopa majanduse uueks mootoriks. Ehitustegevuse digitaliseerimine on abinõu ehitussektori tõenduspõhiseks keskkonnamõjude vähendamiseks. Kahjuks on ehitusprotsessid ja -seadustik endiselt traditsioonilised ehk läbiv käsitlus on dokumendipõhine mõtteviis ja ühe etapi/ülesande või osapoole kesksus. Riik peab kujundama ehitusvaldkonna andmeruumi pikaajalise strateegia: poliitika, regulatsioonid, rakendama rahvusvahelisi avatud standardeid ja tõstma üldist teadlikkust. Teadmiste ja teabe lõimimine on ehitusvaldkonna uue ajastu ehk "kolmanda ajastu" alus.