Tapani Kivinen  

Puurunkoinen kylmäpihatto oli vertailussa ekologisin

Suomalainen kylmäpihattorakentaminen on jäänyt viime vuosituhannelle samalla, kun virolaiset ovat vaivihkaa ajaneet oikealta ohi. Näin oli todettava, kun MTT, Helsingin yliopisto ja Eestin maatalousyliopisto selvittivät kolmen vuoden ajan kylmäpihattojen toiminnallisia ominaisuuksia Suomessa ja Virossa. Seurantatutkimuksessa tarkasteltiin pihattojen yleistä toimivuutta etenkin talviolosuhteissa, pihattokaasujen emissioita ja ilmanvaihdon toimivuutta sekä navettarakentamisen ekologisuutta. Virolaisilta on saatu hyödyllisiä kokemuksia ja yhteistyön tuloksena tieto virtaa nyt etelästä pohjoiseen naapuriin.

Kylmäpihatto oli navettarakentamisen kuuma puheenaihe Suomessa runsaat kymmenen vuotta sitten. Mielipiteitä kylmistä karjasuojista riitti laidasta laitaan. EU-jäsenyyden myötä kylmäpihattorakentaminen jäi jonkinlaiseksi marginaali-ilmiöksi, koska suhteellisen hyvien rakennusinvestointitukien vuoksi lämminpihattojen rakentamisperinne pääsi jatkumaan. 2000-luvun alussa valtavirran mielenkiinto kohdistui lypsyrobotteihin.

Pienellä viiveellä rakennustekniikassa tapahtui hiljainen siirtymä ristikkokatoista massiivipuupalkkiratkaisuihin. Lämpöeristetty betonisandwich-seinä säilyi. Näin syntyi nykyinen korkea ja avara navettahalli. Yhteensä yli 200 kylmäpihattoa on rakennettu EU-jäsenyyden aikana, keskimäärin 20 vuosittain.

Virossa maidontuotannon kehitys on seurannut tapahtuneita poliittisia muutoksia. Neuvostojärjestelmän aikana Virossa oli yli 250 000 lehmää, joiden tuotos oli meikäläisittäin alhainen. Itsenäisyyden palautuksen jälkeen 1990-luvun alussa lehmämäärä putosi dramaattisesti 100 000:een. Samalla alkoi maatalouden ja

maidontuotannon siirtymävaihe, jossa koko tuotannonala etsi rooliaan. Virossakin EU-jäsenyys on antanut merkittävän piristysruiskeen navettainvestointeihin. Kaikki uudet maidontuotantoyksiköt on rakennettu kylmäpihattoina. Uusien yksikköjen koko vaihtelee 300 lehmästä 1 200 lehmään. Viiden viime vuoden aikana uusia kylmäpihattoyksiköitä on rakennettu noin 80. Nyt jo lähes kolmannes Viron kaikista lehmistä on kylmäpihatoissa.

Virolaistilojen koko aivan eri
luokkaa

Tutkimukseen mukaan saatiin 50 suomalaista kylmäpihattotilaa. Ne edustavat vuosien 1992–2005 välisenä aikana tehtyä rakennuskantaa, ja suurin osa on vuosilta 1996–2000. Kohdetiloilla on keskimäärin 40 lypsylehmää. Kaikki ovat perheviljelmiä, joissa on yleensä kaksi työntekijää. Rakennukset ovat pääsääntöisesti laajennuksia vanhoihin parsinavetohin. Pohjaratkaisuja leimaa sokkeloisuus. Pihatot ovat pääasiassa puurakenteisia ja puuverhoiltuja. Lypsyasemat ovat lämpöeristettyjä ja lämmitettyjä. Lähes kaikissa on kuivalantasysteemi, ja lannanpoisto tapahtuu traktorin työntölevyllä.

Virolaisia kohteita oli tutkimuksessa viisi, ja ne on rakennettu vuosina 2002–2005. Kolmen kohteen lehmämäärä on 500–600 ja kahdessa kohteessa on yli 1 000 lehmää. Kaikki kohteet ovat yhtiömuotoisia ja osalla on maidontuotannon lisäksi myös sikataloutta. Kussakin pihatossa on useita työntekijöitä, ja työt on jaettu pelto- ja navettatöihin sekä edelleen lypsytöihin, rehu- ja lannanpoistotöihin. Lypsyasemat ovat takalypsy- tai karuselliasemia, joissa lypsetään käytännössä koko päivän; korkeatuottoisia yleensä kolme kertaa ja muita kahdesti päivässä.

Virolaisten kylmäpihattojen esikuvat ovat kanadalaisia ja amerikkalaisia. Hallien kantavat pystyrakenteet ovat joko pyöreästä puusta, järeästä sahatavarasta tai teräsputkesta. Kattorakenteet ovat niin ikään sahatavaraa ja teräspalkkeja. Vesikatteena käytetään kuitusementtiaaltolevyä tai profiilipeltiä. Ilmanvaihto on luonnollinen, pitkät sivuseinät ovat verhoseiniä koko korkeudeltaan, poistoaukot ovat joko hormeja tai avonaisia harjoja. Päädyt ovat yleensä joko pelti- tai puuverhoiltuja. Rakennusten pohjaratkaisu on yleisesti H- tai tupla Hkirjain, jossa H:n väliviiva on halleja yhdistävä poikkikäytävä. Eläinhallit on kallistettu molemmista päistä keskelle yhdyskäytävää kohti, jotta nesteille saadaan valumapintaa.

Lannanpoisto tapahtuu yleisesti traktorin tai bobcatin työntölevyllä sekä raapoilla. Ritiläpalkkeja ei juuri esiinny muualla kuin yhdyskäytävällä lannan kokoamis- ja pudotusvyöhykkeillä. Lantalat ovat laguuneja sekä betoni- ja terässäiliöitä.

Kylmäpihattotiloilla enimmäkseen
tyytyväistä väkeä

Suomalaiset kylmäpihattotilat pitivät päiväkirjaa talvikauden olosuhteista 2006. Yleinen havainto oli, että kylmäpihaton ongelmat liittyvät eniten jäätyviin lantakäytäviin, kun lämpötila laskee -15 asteeseen tai sen alle. Rehun ja vesikuppien jäätyminen alkaa noin -20 asteessa. Lumen esiintyminen sekä kosteuden kondensoituminen rakenteisiin koettiin toimintaa haittavana tekijänä. Kiintoisa oli havainto, että nämä ongelmat yleensä poistuivat nopeasti, kun lämpötila nousi -15 asteen yläpuolelle. Talvella 2006 suomalaisilla kohdetiloilla oli kaksi erillistä noin viikon mittaista häiriöaikaa. Näistä ensimmäinen sattui tammikuun lopulle, jolloin kylmä korkeapaine vaikutti laajasti koko Skandinaviassa ja myös Virossa.

Viron puolella tammikuun loppuosa 2006 oli yhtä kipakka kuin Suomessa: elohopea putosi -22 asteeseen. Kylmä kausi aiheutti tutkimuksessa mukana olleissa virolaisissa kylmäpihatoissa häiriösuman, joka kulminoitui lannanpoiston ongelmiin. Raappasysteemit menivät epäkuntoon, mikä osittain johtui suunnitteluvirheistä. Vaijerikoneiden kääntöpyörät oli sijoitettu päätyjen ulkopuolelle, jolloin ne jäätyivät lumessa ja pakkasessa. Korvaavan lannanpoistojärjestelmän käyttöönotto ei tapahtunut rivakasti. Traktorin työntölevyyn perustuvat järjestelmät toimivat moitteetta.

Suomalaisilta kylmäpihattotilallisilta kysyttiin mielipiteitä työoloista, lehmien hoitotyön määrästä ja tyytyväisyydestä pihaton toiminnallisuuteen. Vastaajista 10 prosenttia olivat erittäin tyytyväisiä työoloihinsa, pitivät hoitotöiden määrää sopivana ja olivat tyytyväisiä pihaton toiminnallisuuteen, lehmäliikenteeseen, rehu- ja lantalogistiikkaan. Liki puolet olivat tyytyväisiä ja keskimäärin viidennes ilmoitti tyytyväisyysasteeksi maininnan ”menettelee”. Loput noin 10 prosenttia katsoi kylmäpihatossaan olevan melko paljon tai paljon parannettavaa työolojen, työmäärän ja toiminnallisuuden suhteen. Tulevaisuuden suunnitelmia koskeneeseen kysymykseen neljä tilaa 50:stä vastasi aikovansa vaihtaa järjestelmäksi lämminpihaton tuotannonlaajennuksen yhteydessä. 27 tilaa aikoi jatkaa nykyisellä lehmämäärällä ja kylmäpihatolla. 14 tilaa aikoi lisätä lypsylehmiä ja laajentaa nykyistä kylmäpihattoa.

Tulos osoitti, että suuri enemmistö on loppujen lopuksi tyytyväinen ratkaisuunsa ja on sitoutunut kylmäpihaton managementtiin. Virolaisilta vastaavaa kyselyä ei tehty, koska yrityskoko on niin erilainen, eikä perheviljelmän arkityön rutiineja voitu suoraan verrata sikäläisissä pihatoissa.

Kylmäpihatoissa
alemmat kustannukset

Suomalaisista kylmäpihattokohteista kerättiin kustannustietoa 30 tilalta. Tietoa verrattiin lähes samanaikaisesti tehdyn lypsykarjarakennusten toiminnallisuustutkimuksen yhteydessä kerättyihin kustannustietoihin 58 lämminpihattotilalta. Eriikäisten kohteiden kustannustasot oikaistiin kevään 2007 rakennuskustannusindeksin tasoon ja esitettiin taulukkoon lehmäpaikan hintana pienimmästä suurimpaan kohteeseen. Kylmäpihattojen keskimääräinen kustannustaso (30 kohdetta) oli 3 555 €/parsipaikka ja lämminpihattojen vastaava luku oli 6 254 € (58 kohdetta).

Siniset pylväät osoittavat kylmäpihattojen ja punaiset pylväät lämminpihattojen kokonaiskustannuksia (rakennus + laiteinvestoinnit). Vaaka-akselilla on kunkin kohteen lehmämäärä pienimmästä suurimpaan.

Kylmäpihattojen alempi kustannustaso voi selittyä kahdella tapaa. Ensinnäkin rakennukset ovat olleet useimmiten laajennuksia, jolloin lypsylaite- ja muissa kalusteinvestoinneissa ei ole tarvittu mittavaa uudisinvestointia. Toiseksi itse kylmäpihattohallit on tehty perinteisellä tekniikalla, jännevälit eivät ole kovin leveitä ja materiaalina on usein oman metsän puutavara.

Tarkastelussa olleet lämminpihatot edustavat niin kutsuttua robottikokoluokkaa ja ovat kokonaisvaltaisia uudisrakennuksia, joihin on tehty lypsyn, rehustuksen ja lannanpoiston nykyaikaiset investoinnit.

Puurunkoinen kylmäpihatto
kaikkein ekologisin

Pihattorakentamisen ekologisuutta tutkittiin saksalaisen Wuppertal-instituutin kehittämällä MIPS-menetelmällä (Material Input per Service Unit). Siinä tarkastellaan jonkin tuotteen, tässä tapauksessa pihaton rakentamiseen tarvittavien uusiutuvien ja uusiutumattomien raaka-aineiden ja veden kulutuksen määrää, käytettävän energian määrää ja syntyvien jätteiden määrää suhteessa syntyvään palveluun eli hyötyyn. Tässä tapauksessa hyödyksi määriteltiin yksi parsipaikka.

Ekologinen pihattorakentaminen tarkoittaa sitä, että materiaaleja käytetään mahdollisimman säästeliäästi eli tehokkaasti, materiaaleissa on mahdollisimman paljon uusiutuvia luonnonvaroja ja että jätettä syntyy eri tuotannon vaiheissa mahdollisimman vähän. Käytetystä energiasta mahdollisimman paljon on uusiutuvaa energiaa. Samalla laskettiin eri rakennusvaiheissa syntyvät hiilidioksidipäästöt. Laskennassa oli siten vain rakennusmateriaalien teollisen tuotannon ja itse uudisrakentamisen vaihe. Pihaton käytön aikaisia materiaalitai energiakulutuksia ei tarkasteltu.

Materiaalien laskentakohteeksi otettiin 146 parsipaikan 2-rivinen pihatto, jonka pinta-ala oli 2 130 m². Rakennukselle simuloitiin 7 erilaista runkovaihtoehtoa täysbetonisesta lämminpihatosta eristämättömään puiseen tolppahalliin. Navettakalusteet sekä lypsy- ja rehujärjestelmät oletettiin kaikissa runkovaihtoehdoissa samoiksi, joten ne jätettiin tarkastelun ulkopuolelle ja keskityttiin vain ulkokuoriin. Laskennassa oli kaksi lämminpihattoa, yksi viileäpihatto ja neljä kylmäpihattoa. Materiaalimenekkien, energian, jätteiden ja hiilidioksiditaseen suhteen puurunkoiset kylmäpihatot osoittautuivat kaikkein ekologisimmiksi rakennusvaihtoehdoiksi.

Eri runkovaihtoehtojen hiilidioksidipäästöt. Puurakenteiset kylmäpihatot ovat vähäpäästöisimpiä.

Tätä voi kuvata parilla esimerkillä. Lämpöeristetyn betonisandwich-seinäisen pihaton yhtä parsipaikkaa kohden syntyy rakentamisen eri vaiheissa 125 kg jätettä. Kylmässä puupilarihallissa jätettä syntyy noin 60 kg parsipaikkaa kohden. Betonisandwich-pihaton hiilidioksidipäästöt ovat 1 900 kg parsipaikkaa kohden, kun se kylmässä puuhallissa on 830 kg /parsipaikka. Puuhallien ekologisuus oli ilmeistä jo etukäteen, mutta nyt asia on todennettu laskelmilla. Ekologisuutta voidaan jatkossa kehittää esimerkiksi siten, että rakennusosien liitostekniikkaa kehitetään. Tällöin rakennusten korjattavuus, siirrettävyys ja kierrätettävyys paranevat entisestään.

Mistä malli tuleviin
suurpihattoihin?

Suomessa pihattorakentamisen tulevaisuus on monella tapaa valinkauhassa. Syntyykö paljon 60–70-paikkaisia robottipihattoja ja niiden kerrannaisia vai mennäänkö kokonaan uusiin kokoluokkiin?

Suurimmat kohteet ovat tällä hetkellä 300 lehmän tasolla. 500-paikkaisia on piirustuspöydillä ja 1 000-paikkaisia mietitään. Millaisia rakennuksia tällaiset tulevaisuuspihatot ovat toiminnallisesti ja rakennusteknisesti? Haemmeko oppia Ruotsista, Tanskasta, Kanadasta vai Virosta?

Tulevaisuuden suurpihatoissa navetta- ja rakennustekniikan haasteet kasvavat uusiin mittoihin. Navettatekniikalla optimoidaan ihmisen työmäärää ja sen kuormittavuutta. Navettatekniikka maksaa ja siitä ei kannata tinkiä. Optimointia tarvitaan myös rakennustekniikan puolella, mutta nyt rakennuskustannuksia leikaten, ei lisäten.

Yksi käytännön haaste syntyy rakennuskokonaisuuden paloteknisestä suunnittelusta. Lähtökohtaisesti pihatto pitäisi pystyä tekemään kustannuksiltaan edullisimmassa P3-paloluokassa. Se on mahdollista, kun tehdään korkeintaan 2 000 m²:n osastoja, jotka ovat toisistaan turvallisella etäisyydellä, ja jotka toisaalta voidaan yhdistää palamattomilla yhdyskäytävillä. Näin ollaankin tilanteessa, jossa juuri eläinhallien osalta puoliavoin (verhoseinäinen) kylmäpihattoratkaisu on hyvin varteenotettava vaihtoehto. Paluuta vanhoihin muutaman kymmenen lehmän sokkeloisiin laajennuksiin ei enää ole. Uusien pohjaratkaisujen yleisperiaatteet ovat ulkomaisista – vaikkapa juuri virolaisista – esimerkeistä tuttuja ja sovellettavissa meidän olosuhteisiimme.

Kirjoittaja on arkkitehti MTT Kotieläintutkimuksen
kotieläinteknologian yksikössä.