Põlva Gümnaasium – Eesti esimene liginullenergia-koolihoone

Tartu suunalt Põlvasse liikudes ei jää kuidagi märkamata Lõuna-Eestile omane kuppelmaastik, mis paneb nii põllud kui ka metsaveerud kaunilt lainetama. Sellise kauni looduse keskel elada, õppida ja töötada on ainult privileeg, tekivad justkui iseenesest mõtted, kui sõita Põlvasse uut koolihoonet vaatama. 

Põlva linna keskuses aadressil Piiri tänav 1 asuva kolmekorruselise Põlva Gümnaasiumi juurde jõudes on esimene reaktsioon üllatus. Uus koolimaja asub väikesel krundil ja hoonega piirnevad majad ning rajatised asuvad uue koolihoone suhtes küllaltki lähedal, mis esmapilgul häirib hoonest tervikpilti saamast. Kuid hoone tõmbab iseendale kogu tähelepanu nii oma materjalivaliku kui ka hoone kuju poolest ja majale väljast ringi peale tehes saab selgeks, miks koolimaja on just sellele krundile paigutatud. Kõrvalasuvad võimla ja staadion hakkavad leidma igapäevast kasutamist ka riigigümnaasiumi õpilaste poolt ja seetõttu on selline tiheasustus igati praktiline.  

Uus koolihoone püüab lõunapoolse peasissepääsu küljel pilke nii väljaulatuvate rõdude kui ka neile viivate treppide ning materjalivalikuga. Hoone fassaadis tõmbavad tähelepanu I korruse tasandis ja kahes küljes akende perimeetris kasutatud 6 mm paksused metallplaadid, mis oma roostekarva pinnaga on esmalt veidi harjumatud, kuid millega kohaneb kiiresti.

Ülejäänud maja fassaad on kaetud vertikaalse veidi vahelduva laiusega puitlaudisega, mis lisab maja puitfassaadile elegantsi. Hoone on oma pikematelt külgedelt, nii esi- kui ka tagakülje keskosast veidi väljapoole liigendatud. Koolimaja krundile paigutamiseks seadis oma piirangud nii veidi kolmnurkse kujuga krunt kui ka vajadus madalaenergiamajale omaselt püüda maksimaalselt päikest hoone lõunapoolsel küljel.

Koolihoone rajamine sai alguse 1. detsembril 2015, kui Riigi Kinnisvara AS sõlmis lepingu Ehitus5ECO OÜga. 45 nädalat kestnud ehitustööd algasid aga krundil asuva vana internaadihoone lammutustöödega.

Hoone projekteerija AS Resand kaasas tööde algetapis Saksa arhitektuuribüroo ArchitekturWerkstatt Vallentin GmbH. Suurte kogemustega innovaatiliste ja energiasäästlike hoonete arhitekt Gernot Vallentin koostas koolihoone esmase eskiisprojekti, mille edasiarendusega hakkas tegelema arhitekt Pille Pärn ja ASi Resand projekteerijate meeskond, kelle koostada jäi kogu projekteerimine alates konstruktiivsest projektist kuni sisekujunduse projektini. Algul kaaluti vajaminev põhiprojekt tellida samalt Saksa arhitektuuribüroolt, kuid selgus, et nende pakutud projekteerimise ajaplaan ei mahtunud kuidagi töödeks kavandatud ajavahemikku. 

 

ASi Resand projekteerimise projektijuht Andres Vijar toob välja projekteerimisega seotud peamised väljakutsed, milleks olid projekteerimistööde ajagraafikus püsimine, liginullenergiahoone sõlmede kõrgendatud nõuded väliskonstruktsioonide sooja- ja õhupidavusele ning mitmete erinevate ehitusmaterjalide kasutamisest tingitud kokkusobivusprobleemide lahendamine konstruktsioonides.

Koolihoone rajati vaivundamendile ja rostvärgile ning kandvate põhikonstruktsioonidena kasutati nii raudbetoonist monoliitkonstruktsioone kui ka raudbetoonposte ja metallkonstruktsioone (poste ja Delta talasid). Vahelaed tehti raudbetoon-õõnespaneelidest ja samuti kasutati liimpuittalasid.

Mittekandvad välisseinad hoone kolmes küljes laoti hea õhupidavusega Aeroc Hard plokkidest. Hoone avatäited on madalenergiahoonele kohased kolmekordse klaasiga nii puitaknad kui ka alumiiniumprofiilist aknad.

Projekteerimise projektijuhti Andres Vijari sõnul nähti suurt vaeva hoone projekteerimisel mitmete keeruliste sõlmedega. Nii näiteks tuli leida töötav lahendus hoone lõunapoolse külje välisseina läbivate konsoolsete liimpuittalade katmisel.

Projekteerimismeeskonna põhjaliku projekteerimistöö kvaliteedist räägib selget keelt ka juba tekkinud huvi teatud sõlmede jooniste kohta, kuid tegemist on autorikaitse alla mineva tööga ning AS Resand otsustab veel, kuidas ja millistel tingimustel neid väljatöötatud projektlahendusi saab kasutada. 

Andres Vijar võttis lühidalt kokku projekteerijate töö, tuues välja, et tegelikult on iga hoone projekteerimise puhul ennekõike vajalik talupojamõistus ja silmas tuleks pidada järgmisi nõudeid:

- hoone paigutamisel krundile tuleb arvestades krundi eripära ja ilmakaartega;

- hoone peab olema õhutihe ja korralikult soojustatud;

- hoone piirdekonstruktsioonide puhul tuleb vältida külmasildu;

- hoones peab olema tagatud kontrollitud õhuvahetus.

Ei mingeid erilisi saladusi, vaid lihtsad nõuanded, mida saaks ja tuleks rakendada iga ehitatava hoone puhul.

Projekti pingelisel ehitusperioodil tuli suureks kasuks asjaolu, et projekti muudatusi oli vähe ja nii said kõik osapooled paremini keskenduda põhieesmärgile – energiasäästliku hoone rajamisele.

Hoone tellija Riigi Kinnisvara AS (RKAS) projektijuht Sven Saar rõhutas head koostööd kõigi projekti osapoolte vahel ja kiitis nii projekteerijaid kui ka ehitajaid, omanikujärelevalvet, konsultante ning ka kõiki teisi rolle, kes hoone kvaliteetse teostuse oma südameasjaks võtsid.

Lisaks andis olulise panuse kogu ehitusprotsessi jälgiva ja toetava koostööpartnerina kohaliku omavalitsuse volikogu esimees ja Põlva Gümnaasiumi liginullenergiahoone ehitamise idee autor Kuldar Leis. Tema sõnul oli väljakutseks motiveeritud osapoolte kaasamine ja eesmärgist kinnihoidmine, sest läbi tuli viia mitu riigihanget ja vältida tuli mõne nõrga lüli teke.

Koolihoone ehitamisel üheks kõige suuremaks väljakutseks kujunes soovitud tasemel välispiirete õhupidavuse saavutamine, mis vajalik selleks, et nii vältida soojuskadusid läbi õhulekete kui ka tagada välispiirete õige niiskusrežiim. Selle töö eeskujulikuks teostamiseks korraldati pidevalt töökoosolekuid, kus käidi iga konstruktsioon detailides läbi ja otsiti toimiv lahendus. Konstruktsioonide tihendamiseks koolitati põhjalikult välja kaks ehitusmeest, kes siis etteantud plaanile vastavalt tihendusteibi, tihenduslappide ning -mastiksiga käisid üle kõik maja välispiirded, v.a akende perimeetri teipimine, mis oli aknapaigaldaja töövõtus. Kokku kulus ligi 4 km tihendusteipi, mida lihtsalt ei pandud erinevate liitekohtade ja sõlmede ümbrusesse, vaid ka pärast iga teibi paigaldamist tuli see vastava kaabitsaga tugevalt kinni suruda.

RKAS projektijuht Sven Saar meenutas, kuidas kogu meeskond hinge kinni hoides ootas õhulekke testi tulemust lootuses, et ei ole vaja enam uuesti hakata täiendavalt teipima või parandusi tegema. Kõigilt langes suur mure südamelt, kui TTÜ Ehitiste projekteerimise instituudi Ehitusfüüsika ja energiatõhususe õppetooli poolt teostatud õhulekke mõõdistus näitas, et kogu hoone mõõdetud õhulekkearv 50 Pa rõhu erinevuse juures oli q50 = 0,48 m3/(h?m2) ja õhuvahetuskordsus 50 Pa juures oli n50 = 0,16 h-1. 

"Minule teadaolevalt on Põlva uus riigigümnaasium Eestis avalikest hoonetest parima õhupidavusega," ütles Nordic Energy Solutions OÜ energiatõhususe ekspert Indrek Raide, kes oli projekti kaasatud nii projekteerimise kui ka ehituse faasis.

Projekteerimise faasis oli Indrek Raide ülesandeks teha projekti energiaarvutused, analüüsida läbi hoone kitsaskohad, teostades ka suvise ruumitemperatuuri piirolukorra simulatsiooniarvutused.

Tehtud arvutused andsid hoone energiatõhususarvuks 54 kWh/(m2*a), mis on oluliselt väiksem kui liginullenergiahoonete korral haridushoonete energiatõhususarvuks lubatud 90 kWh/(m2*a) ning see võimaldas anda hoonele energiamärgise energiatõhususklassiga A.

Ehitusfaasis olid Indrek Raide ülesandeks teha seadmete või ehitusmaterjalide asendamisega seotud arvutusi ehk kontrollida nende sobilikust energiaarvutustega ning abistada sobilike seadmete valimisel. Näiteks, liialt pika tarneaja tõttu tuli välja vahetada algne hoone välisseinte soojustusmaterjal, mis nõudis täiendavaid arvutusi uue soojustusmaterjali näitajate alusel. Samuti vahetati ventilatsiooniseadmeid, mis uute energiaarvutuste põhjal said kokkuvõttes veidi efektiivsemad kui algsed seadmed.

Lisaks oli energiatõhususe eksperdi ülesanne teha objektil kohapeal palju termopilte ja nii aidata kaasa õhu- ja soojapidavuse lahenduste kontrollimisele ja parandustöödele.

Koolihoone ehitaja Ehitus5ECO OÜ projektijuhi Margo Padari hinnangul selliste hoonete ehitamine ilma hea koostööta polegi võimalik ja tema arvates oli sellel objektil koostöö kindlasti üle keskmise hea. Ehitaja oli rahul tellijaga, kes aktiivselt kaasas osapooli ning täitis hästi koordineeriva projektijuhi rolli. Õnnestunud koostöö oli ka omanikujärelevalvega ning samuti projekteerijatega, kes kohaliku ettevõttena olid pidevalt kättesaadavad ja abistasid kogu projekti vältel.

Margo Padari sõnul eristus antud objekt ennekõike suurendatud õhu- ja soojapidavuse nõuete tagamisega seotud tegevuste töömahu poolest. Väga palju aega kulus konstruktsioonide teipimisele ja õhupidavuse saavutamiseks vajalikele töödele, millega ei osatud algul arvestada.

Ehitus5ECO OÜ objektijuht Mihkel Laine täpsustas, et avatäidete perimeetrite teipimised ei tulnud neile üllatusena, sellega oldi arvestanud, kuna sellist teipimist kasutatakse ka juba hulga nõrgema energiamärgisega hoonete juures. Küll aga üllatas, et teipimisele lähevad ka kõik metallpostide ja betoonseina vuugid, vahelae otsad ja isegi ka viimase korruse vahelaepaneelide kuivatusaugud –need detailid tulid kõik välja alles töö käigus. Ka kõik hoone esimese korruse põrandat ja välistarindit läbivad läbiviigud (elekter, nõrkvool, vesi, kanal jne) tehti täielikult õhukindlaks. Lisaks tuli välisseinas kasutatud Aeroc plokksein täielikult krohvida, sealhulgas põranda pealevalu taha jäävas osas.

Suurem osa välisseinu tehti hoonel Aeroci plokkidest ja müüride ladumine läks kiiresti. Tööde tempot aitas hoida ka see, et Aeroci silluseid sai monteerida ilma rasketehnikata.

Valik langes Aeroci plokkide kasuks eelkõige tänu õhukese liimvuugiga Aeroci plokkseina õhutihedusele, lisaargumendiks olid head soojusisolatsiooni omadused. Krohvitud Aeroci sein sai õhutihe ja hoone õhutiheduse mõõdetud väärtus ületas algset eesmärki. Oluline oli ka Aeroc Hard plokkidest seina hea omadus fassaaditüübleid kinni hoida. Vastav katse tehti ka objektil ning müüritisel oli eeskujulik tõmbetugevus tüüblitele.

Ootamatult keeruliseks ja ajamahukaks kujunes ehitajate sõnul hoone interjööris liimpuidust ja ristkihtpuidust disainielementide, massiivsete puitdetailide, paigaldamine. Näiteks trepipiirete paigaldamiseks tuli paika panna üle 50 liimpuidust paneeli (160 mm paksusega), mis keskmiselt kaalusid 400 kg ja raskemad üle 600 kg ja seda tööd tuli teostada valminud hoones alles siseviimistluse staadiumis, et puitu niiskuse ja mehaanilist vigastuste eest paremini kaitsta. Nende detailide paigaldus võttis oluliselt rohkem aega, kui oli prognoositud.

Margo Padar lisas, et ka hoone fassaadi vormistamisega nähti palju vaeva projektijärgse täpse disainikeele täitmisega, täpsemalt hoone kolmes küljes olevate akende ümber paigaldatud metallplaatidest raamiga, mille täpseid mõõte sai võtta alles siis, kui ülejäänud fassaad akna ümbruses oli valminud.

Keeruliseks kujunes ka koolihoone katusele elektri-päikesepaneelide paigaldus. Nähti suurt vaeva, et leida päikesepaneelidele õige kohad ja õige kaldenurk (15 kraadi), et 38 KW koondvõimsusega üle 100 päikesepaneeli katusele nii ära mahuksid ning need arvutuste järgi kõige efektiivsemalt töötaksid ja neile paneelidele varjusid ei tekiks, mis muidu süsteemi kasutegurit vähendaks. Nii näiteks tuli otsida sobivamat kohta piksekaitse antennidele, et need varje päikesepaneelidele ei jätaks ning ka paneelid paigutati katusele eraldi gruppidena selleks kõige sobivamatesse kohtadesse.

Objektil omanikujärelevalve rolli täitnud Vaiko Kann firmast Keskkonnaprojekt OÜ rõhutas oma ülesannetest rääkides samuti hoone õhupidavusega seotud temaatikat, millega tegelemiseks kaasati ka täiendavalt energiatõhususe ja passiivmaja eksperte Tartu Ülikoolist ja OÜst Sense.

Keerukaks tegi projekti paljuski erinevatest materjalidest konstruktsioonide kasutamine, mistõttu õhukindel membraan võis paikneda konstruktsioonis nii sees- kui ka väljaspool. See tegi konstruktsioonide õhupidavaks tihendamise keerulisemaks ning sageli tuli teha kattelahendusi erinevates konstruktsiooni tasapindades.

Antud objektil kaasnes omanikujärelevalve tööga pidev objektil viibimine ja tööde jälgimine ning sealhulgas tuli jooksvalt konstruktsioone pildistada, et fikseerida „enne ja pärast“ piltide kaudu korrektne lahendus. Oluline osa ajast kulus lekkekohtade otsimisele ja sellekohaste märkuste esitamisele ehitajale. Vaatamata sellele, et ehitaja tõenäoliselt ei olnud arvestanud sellise ajakuluga ja detailsusega õhulekkekindluse saavutamisel, täideti ehitaja poolt kõik omanikujärelevalve ettekirjutused vaidlusteta ning koostöö oli väga hea.

Peauksest hoonesse sisenejat võtab vastu vestibüül, kus vasakult viib ülemistele korrustele avar, järjest korrustele tõusev trepp ja paremal valgusküllane auditoorium.

Hoone sisekujunduses on läbivalt rõhutatud massiivset puitu, mida on kasutatud nii hoone keskel asuva ja kolme korrust läbiva põhitrepi ristpuidust piiretena kui ka suuremate akende perimeetris, luues omapärase ja rahuliku ning loodussõbraliku miljöö. Hoone mööblilahenduses on kasutatud valdavalt heledat mööblit.

Hoone kasutab tervikuna LED-valgustust, kuid püüab ära kasutada võimalikult palju ka loomulikku valgust läbi avarate akende maja lõunaküljel. Selleks, et hoone üle ei kuumeneks, kasutatakse passiivseid meetodeid, milleks on lisaks väljaulatuvatele rõdudele, mis varje tekitavad, ka täiendavalt akende ette välisfassaadi peidetud fassaadikardinad, mille toimimise eest vastutab maja automaatika.

Rohke loomulik valgus muudab niigi heledates toonides ruumid veelgi avaramaks. Avarust rõhutavad ka esimese korruse auditooriumis ja koolisaalis pea tervikuna kolmes küljes aknapinnad.

Vastavalt vajadusele on võimalik suuremate saalide puhul kasutada kokkuklapitavaid vaheseinu, mis võimaldab ruume veelgi multifunktsionaalsemalt kasutada. Klassiruumide põrandakattena on kasutusel väärikas naturaalne tammeparkett. Igast klassist on pääs rõdule, mis toimib ka täiendava evakuatsiooniteena.

Koolihoone on kaugküttel ja kasutab küttelahendusena vesiradiaatoreid, kuid hoones ringi käies jääb silma, et radiaatoreid on vähe ja needki mõõtudelt väiksed, mis annavad tunnistust hoone väikesest küttevajadusest. Säästliku lahendusena kogutakse hoone tarbeks 10 m3 mahutisse vihmavett, mida kasutatakse ära koolihoone tualettides loputusveena.

Valminud koolihoone on lisaks Eesti esimese liginullenergia koolimaja tiitlile ka kahtlemata üks ilusamaid koolimaju Eestis, kuid maja energiavajaduse edasise toimimise jälgimine seisab veel ees. Jooksvalt näitab hoone reaalajas energianäitajaid ka koolihoone peasissekäigu kõrval vestibüüli seinal olev ekraan.

Sven Saar selgitas, et kõiki Riigi Kinnisvara ASi ehitatavaid hooneid jäädakse monitoorima ja nii ka Põlva Gümnaasiumit ning alles mõne aja möödudes saab tervikuna selgeks, kuidas hoone tegelikult toimib ja milliseks kujuneb tegelik energiakulu. Projekti osapooled loodavad, et tegelikud energiakulu näitajad suudavad arvutuslikule energiakulule tulevikus tuule alla teha. Kuna aga hoone konstruktsioonides olev niiskus kuivab enamasti välja aasta või kahe jooksul ning siis läheb tegelike tulemuste teadasaamisega veel mõni aasta aega.

Igati meeldiv on tõdeda, et see projekt ehk Põlva riigigümnaasiumi uus hoone on esitatud Eesti aasta ehitusprojekti 2016 tiitlile.

Põlva uue riigigümnaasiumi ehitamist rahastati Euroopa Regionaalarengu Fondi ja riigieelarvelistest vahenditest. Ehitustööde maksumus oli 3,08 miljonit eurot, millele lisandus käibemaks.

Uues koolihoones on pinda enam kui 2300 ruutmeetrit ning kaunis ja valgusküllases koolihoones hakkab õppima natuke üle 200 gümnaasiumiõpilase. Õppetöö käivitub uues koolimajas jaanuaris 2017.

Eesti on saanud endale väärt koolimaja, mis pürgib teenäitajaks ka kõigile järgmistele ehitatavatele haridushoonetele Eestis!

 

Tekst: Eno Pappel, www.majaehitaja.ee

Fotod: Riigi Kinnisvara AS, Aeroc Jämera AS