Tark Laut

Ventilatsioon

Talvine (loomakasvatuslik) sagedusmuundamise teel juhitav ventilatsioonilahendus, et eemaldada liigset niiskust ning tuua hoonesse hapnikku, koosneb seintel asetsevatest ventilatsiooniagregaatidest (500 mm läbimõõduga telgventilaatorid), millel on sundventilaatorid seisatud ning sulgurkaane vahele jäetud õhusuundepilu, millega tekitatakse saasteõhu suunamiseks õhujuga. Katuse harjas asetsevad sundväljatõmbed, mis tagavad hoones kuni 25 000 m3/h õhuvahetuse. Lahend annab võimaluse suunata õhuvool piki lage kui ka vajadusel suunata õhuvool põrandale.

Päikesepaneelid

Hoonele on paigaldatud 16 kW päikesepaneelid, mis tagavad aasta keskmiseks bilansiks positiivse väärtuse – talvel ööpäevane energiabilanss on +3 kWh/ööpäevas arvestusega, et päikesepaneelide tootlikkus talvisel perioodil on keskmisena +21 kWh/ööpäevas. Paneelidelt saadav energia on muundatud välisvõrguga ühilduvaks (hoone elektrivarustus on pingesüsteemil 3×230/400 V, 50 Hz). Päikesepaneelidele lisaks on soovitatav lahenduses kasutada energiasalvestit 10 kWh ulatuses, mis tagaks välisvõrgu katkemisel tõrgeteta töö.

Haarats

Allapanu laotamine ja loomadele sööda jagamine toimub TARK LAUT lahenduses selleks projekteeritud laetelfi abil liigutatava haaratsiga, millele vajadusel (peenestatud põhk, saepuru jms peene fraktsiooniga allapanu laotamiseks) paigaldatakse kiirliidese abil paigalduvad kopad. Haarats võimaldab transportida allapanu või sööda piki hoonet ning asetada soovitud asukohale. 1000 kg kandevõimega telfri juhtimiseks kasutatakse turvalise wifi protokolliga kaitstud juhtmevaba juhtimissüsteemi. Juhtmevaba juhtimine võimaldab telfrit juhtida ka hooneväliselt, mis loob läbipaistvate seinte puhul uudse kasutusvõimaluse.

Söötmine

Söötmiseks kasutatakse rullitud või presspakina ettevalmistatud sööta, veiste puhul silo ja hein. Sööt liigutatakse laetelfri asuva haaratsi abil söödakorvidesse.

Kergaiad

Loomakasvatuslik ala sektsioonideks eraldamiseks kasutades selleks projekteeritud pöörlevatel postidel asuvaid metallist kergaedasid kettkinnititega. Kettkinnitusdetailid paigaldatakse müürile kiilankrutega. Jalgväravate avadesse paigaldatakse väravad kasutades kiilankruid. Püstpostid asetatakse põrandabetooni paigaldatud vertikaaltorudesse.

Ventilatsioon

Talvine (loomakasvatuslik) sagedusmuundamise teel juhitav ventilatsioonilahendus, et eemaldada liigset niiskust ning tuua hoonesse hapnikku, koosneb seintel asetsevatest ventilatsiooniagregaatidest (500 mm läbimõõduga telgventilaatorid), millel on sundventilaatorid seisatud ning sulgurkaane vahele jäetud õhusuundepilu, millega tekitatakse saasteõhu suunamiseks õhujuga. Katuse harjas asetsevad sundväljatõmbed, mis tagavad hoones kuni 25 000 m3/h õhuvahetuse. Lahend annab võimaluse suunata õhuvool piki lage kui ka vajadusel suunata õhuvool põrandale.

Allapanu

Allapanu eemaldamine toimub üldjuhul kevadel. Allapanu eemaldamise mugavuse parandamiseks saab laetelfri abiga eemaldada kogu sisseseade (aiad, postid, söödarõngad).

Jootmine

Veiste jootmine on lahendatud seinale (betoonsüvendisse) paigaldatavate jooturitega. Jooturid asetsevad betoonmüüril ning on asetatud kahele kõrgusele. Vastavalt vajadusele võib hiljem lisada lisajootureid kui tekib vajadus kasutada kõrgemat allapanu. Joogivesi suunatakse (PEM 40 x 3,7) torustiku iga jooturi kohal asetseva kraani/liideseni.

Liikumisalad

Hoone valatud siseseinad omavad hoones loomade ja allapanu piirde funktsiooni ning eraldavad loomatalitaja liikumisala. Peale hoone monteerimist uputatakse hoone külgmised postid 1250 mm kõrguselt betooni ning antud valuga moodustatakse loomapidamiseks vajalikud looma- ja sõnnikupiirded. Betoonivalusse jäetakse avad jooturite ja sööturite tarbeks. Lisaks saab valusse paigaldada jalgväravaid ja muid vajalikke lisaseadmeid.

Ventilatsioon

Suvine (kuivati) ventilatsioonilahendus põhineb samadel ventilatsiooniagregaatidel, mis ventileerivad hoonet talvisel ajal, kuid millel on sundventilaatorid tööasendis ning puhuvad hoonesse välisõhku 240 000 m3/h. Niiske õhk lahkub hoone otstes asetsevatest avadest. Juhul kui hoones soovitakse kasutada kõrgtemperatuurset kuivatusprotsessi (üle +60C) , tuleb võtta hoone harjal asetsevad väljatõmbeseadmed kasutusse ning seisata seinaagregaatide ventilaatorid.

Hoone paiknemine

Selleks, et kasutada maksimaalselt ära päikeseenergiat, on loodud hoone projekteeritud paiknema ühe küljega lõunasse. Lõunapoolsel küljel oleks soovitatav jälgida maksimaalselt avatud vaadet, mis tagaks talvise otsese kiirguse juurdepääsu. Asendi valikul oleks soovitatav asendeid valida eelistades kõrgendikke ja kuppelmaastikke nii, et lõunaküljele jääks langev perv. Võimalusel välistada hoonete püstitamist metsaga ümbritsetud (mets lähemal 300 m) aladele.

Struktuur

TARK LAUT põhikanderaam koos koosneb terassõrestikkudest ja teraspostidest. Sõrestikud ja postid ühendatakse omavahel jäikade sõlmedega. Alt kinnitatakse raam vundamendile. Põhikanderaam võtab vastu kogu tuulest ja katuselt tuleva horisontaalkoormuse. Hoone raamid paigaldatakse sammuga 2 m. Katusekonstruktsiooni löövi laius on 9,6 m. Hoone jäikus ja stabiilsus tagatakse vertikaalsete terassidemetega. Sõrestike stabiilsus piki hoonet tagatakse ühendavate harjaprofiilidega ja rennidega ning kandvaks toeks on telfritala. Katusetasandis on ette nähtud terassidemed. Hoone karkass (kattekihtide vahel) on kaitstud C3 klassiga ning hoone sisekliimaga kokkupuudet omavad detailid kaitsega C5.

Põrand

TARK LAUT põrandaks on raudbetoonist perimeetrisoojustusega põrandaplaat. Plaatvundament aitab kanda ehitise koormuse üle suurele pinnale ning see vähendab ehitise deformatsioone. Betoonivalu (C30/37, keelatud on kasutada fiiberbetooni) paksus loomakasvatuslikul alal 150 mm, külgkonsoolis 350 mm. Betoon latitakse siledaks ning kuivamisel surutakse betooni 100 x 100 mm karestusstruktuur. Loomagruppide eraldamiseks mõeldud kergaedade tarbeks paigaldatakse põrandasse vertikaalsed torud (peale betoonivalu lõigatakse betooniga tasa).

Sein/lagi

TARK LAUT hoone kattekiht koosneb 16 mm kärgmaterjalist ja 1 mm aluskihist (polükarbonaatplaadid), mida eraldab 200 mm õhuvahe. See tagab hoonele optimaalseima kiirguse läbilaskvuse (max 80%) ja soojapidavuse (U=1,32) suhte. Kattekiht asub hoone katusel kaldega 39 kraadi ning hoone seintel kaldega 67 kraadi. Hoone soojapidavuse suurendamiseks on põhjapoolsesse seina võimalus paigaldada kattekihtide vahele lisasoojustus (1200 mm x 1000 mm EPS plaat) kasutades selleks vastavaid avausi. Veiselaudana kasutatav TARK LAUT lisasoojustust üldjuhul ei vaja – laut püsib plusskraadides ilma lisakütteta ka kuni 20 kraadise sise- ja välisõhu temperatuuride erinevuse korral.

Kuivati

Veisekasvatusettevõttes on kõige kasulikum lauda kasutus suvisel ajal heinakuivati. Kuivatusfunktsiooni täidab lahenduses piki telge liikuv konveierkuivati. Niidetud hein tuuakse hoonesse kogurkäruga, kus see korjatakse hoone põrandalt lintkonveierile, millel toimub tsükliline kuivatusprotsess. Läbipuhutavate konveierlintide puhul on võimalik antud lahenduse kasutus ka teravilja kuivatamiseks. Vastavalt teostatud reaalkatsetele selgus, et antud lahenduses oleks piisav õhuvoolu kiirus läbi materjali 1 m/s. Sõltuvalt heina niiskusesisaldusest saab valida tsüklilise kuivatuseks sobivad protsessi parameetrid (tsükli pikkus, intervallid).

Moodulid

Hoone on mõeldud komplekteerimiseks ehitusplatsil, kus koostatakse moodulitest hoone ristlõike 2-meetrised lõigud ning tõstetakse asukohale. Hoone lõigud seotakse omavahel M16 poltidega. Moodulid toetuvad plaatvundamendile ning kinnituvad kiilankrutega vundamendile. Moodulite külgmised liitmikdetailid toestatakse spetsiaalsete torudega alusvundamendile (hilisemalt kaitstakse antud postid betooniga). Otsaseinad koostatakse viimasena.

TARK LAUT on innovatiivne päikeseenergiat maksimaalselt ära kasutav energiatõhus termoreguleeritud uue põlvkonna lauda kontseptsioon-lahendus, mis toodab farmerile väärtust 365 päeva aastas.

Keskkonnasäästlik

TARK LAUT muudab lihaveisekasvatuse keskkonnasäästlikumaks tänu suurenenud tootlikkusele – optimaalse õhuringluse ja temperatuuriga mikrokliimas kasvanud veise produtseeritud iga kilogrammi metaani kohta toodetakse rohkem kilosid veiseliha. Õhukindel hoone on valmis integreerima kulutõhusaid nutikaid tuleviku ventilatsiooni erilahendusi, mis vähendaks hoonest väljuvaid kasvuhoonegaase.

Ökonoomne

TARK LAUT on energiatõhus ja kasutab päikeseenergia maksimaalselt ära: talvel hoiab 500 m2 hoone loomad plusskraadidel, söödetud, joodetud ja valgustatud, kulutades selleks vaid 700 kWh võrguenergiat (u 70 €/k); suvel kuivatab 100 000 heina 48 tunniga, kulutades selleks 200 kWh võrguenergiat (u 20 €/öp). Optimeerides tootmisprotsesse, on võimalik kogu ehitises vajaminev elektri- ja soojusenergia toota autonoomselt.

Värske õhk

TARK LAUT hoones on õhk alati värske – nutikas soojustagastusega ventilatsioonisüsteem tagab talvel lihaveiste pidamiseks parima mikrokliima ning suvel võimaldab hoonesse puhuda üle 100 000 m3/h õhku, sealhulgas Eesti tihti heitlikes ilmastikuoludes peaaegu täielikult passiivenergia abil.

Teaduspõhine

Uuendusliku TARK LAUT hoone ehitustehniline lahendus on valminud Tartu Ülikooli tehnoloogiainstituudi IMS (Intelligent Materials and Systems) tippteadlaste laboris jätkusuutlikku põllumajandust edendava Koivakonnu mahefarmi eestvedamisel.

Valgusküllane

Optimeeritud välisgeomeetria ja kattekihiga TARK LAUT suurendab talvel loomade heaolu, tagades laudaelanikele külluslikult päevavalgust, ning suvel püüab hoone kuni 80% päikesekiirgusest ehk 850 W/m2, mis võimaldab farmeril luua endale tulusa lisasissetulekuallika, kasutades hoonet suure lisandväärtusega kõrvalsaaduste kasvatamiseks või kuiva heina tootmiseks.

Termoreguleeritud

Termoreguleeritud hoones on võimalik tõsta temperatuur üle 60 °C, mis peale lihaveiste metaboliseeruva energia kasutuse optimeerimise võimaldab laudas tekkivat sõnnikut käidelda uudsel viisil ning pärast lauda tühjendamist steriliseerida hoone kõrge temperatuuri ja UV-kiirguse koosmõjul, mis tapab tõhusalt hoones ohtlikud patogeenid.

TARK LAUT projekt

TARK LAUT on Tartu Ülikooli tehnoloogianistituudi IMS (Intelligent Materials and Systems) labori ja Koivakonnu mahe lihaveisefarmi koostööprojekt, mille käigus loodi innovatiivne taastuvenergial töötav energiatõhus termo-reguleeritud veiselauda kontseptsioon-lahendus.

Projekti eesmärk oli lihaveiste (eelkõige võõrutatud noorloomade) talviste pidamistingimuste parendamine uuendusliku lauda kontseptsioon-lahendusega, et suurendada lihaveisekasvatajate majandustegevuse tulemuslikkust, konkurentsivõimet ja rentaablust läbi suurenenud loomade talvise juurdekasvu ning seeläbi muuta lihaveisekasvatust keskkondlikult efektiivsemaks läbi suurenenud tootlikuse.

Peamiseks lahendatavaks probleemiks oli – kuidas jätkusuutlikult ja majanduslikult tasuvalt loomadele tagada talvisel söötmisperioodil a) optimaalne temperatuur (et loom kulutaks võimalikult vähe söödast saadavat energiat oma kehatemperatuuri reguleerimisele), b) võimalikult palju päikesevalgust (et loomadel ei tekiks nahahaiguseid ja ainevahetushäireid), c) efektiivne õhuringlus (et välistada laudas kondensatsiooni teke ja niiske keskkond loomadele, mis soodustab haigustekitajate levikut) ja d) farmitöölistele laudas head töötamistingimused (suurendades allapanu vahetamise ja loomade käsitlemise ning nende toitmise / jootmise mugavust).

Projekti jooksul kombineeriti erinevaid energiatõhusaid ja ressursisäästlikke arhitekti- ja insenerilahendusi nutikate rohetehnoloogia ning mehhatrooniliste lahendustega leidmaks parim ehitus-tehniline lahendus projekti eesmärgi saavutamiseks sh koostati erinevaid analüüse, simulatsioone, arvutuslikke mudeleid ning viidi läbi katseid. V äljatöötatud lahendusi retsenseerisid ja konsulteerisid projekti jooksul mitmed Eesti erinevate ülikoolide teadlased ja valdkonna spetsialistid.

Loodud kontseptsioon-lahendus TARK LAUT on lihaveiste pidamiseks optimaalse mikrokliimaga ehitus-tehniline lahendus, mis suurendab loomade heaolu päevavalguse parema kasutamisega, muudab allapanu vahetamise / sõnnikukäitlemise mugavaks nii loomadele kui loomapidajatele ning suurendab loomade metaboliseeruva energia kasutuse efektiivsust läbi optimaalse temperatuuri ning õhuringluse. Hoone kasutab maksimaalselt ära päikeseenergiat ning aastaringne sisetemperatuur plusskraadides on tagatud minimaalse lisaküttevajadusega. Kontseptsioon-lahendus võimaldab veisekasvatajatel kasutada hoonet suvel kõrge lisandväärtusega kõrvalsaaduste kasvatamiseks või kuiva heina tootmiseks, mis võimaldab tekitada loomakasvatusfarmides lisasissetulekuallika.