Tuulekaitse ei tähenda ainult mugavust

Tuule mõju ei saa alahinnata, räägime siis mikrokliimast või energiakulust. Seepärast on vaja tuulega tegeleda juba planeeringu koostamisest alates.


Tuule negatiivne mõju

Inimene tunnetab juba paarimeetrise kiirusega puhuvat tuult. Palaval suvepäeval on jahe tuuleiil teretulnud, ent kui temperatuur langeb nulli lähedale või alla selle, siis muutub kerge tuulekegi pigem ebameeldivaks. Asjata ei räägita viimastel aastatel tuulekülmast: viiekraadise miinustemperatuuri ja ainult 6 m/s puhuva tuulega tunneme -12 kraadist külma, aga kui kraadiklaasi näit langeb -20, siis tajume samasuguse tuulega, et temperatuur on langenud juba -31 kraadini. Kui sellele lisandub tuisklumi, mis samuti hakkab lendlema, kui tuule kiirus ületab 6 m/s, saame üsna ebameeldiva, kuid täiesti tavalise Eestimaa talveilma kirjelduse. Ent tuul ei pane külmetama üksnes väljas kõndivaid inimesi. Tuul jahutab kõike, sh eluhooneid ning suurendab sellega küttekulusid. Ära lükata tuleb ka teedele vaaludesse tuiskav lumi - selleks kulub taas aega ja energiat. Tugeva tuulega lendlev lumi või pihustuv vihm tungib igale poole, kust aga prao leiab. Kui niiskuse väljakuivamine on näiteks hoone konstruktsiooni eripära või ehitusvigade tõttu kehvapoolne, siis võib seina või mujale sattuv niiskus põhjustada tõsiseid probleeme.

Kui tuulekülmast räägitakse üsna palju, siis tuulekoridoridest, mis hoonestatud aladel on tegelikult üsna tavalised, on olnud vähem juttu. Tuulekoridorideks muutuvad kitsad, valdavate tuulte suunalised, „otstest" avatud alad, nagu näiteks tänavad, majadevahelised avatud alad jne, kus tuule kiirus võib kitsaste õhuvoolude läbipääsude tõttu mitmekordistuda. Hoonete vahele jäävatel aladel „kanaliseeritult" liikudes võib tuule kiirus tuulekoridoris kasvada valdava tuule kiirusega võrreldes kuni 20%. Suurte hoonete vahel, nagu näiteks korrusmajade vahel, tekivad sageli tuulekeerised, mis on tingitud sellest, et kiiresti liikuv õhumass põrkub vertikaalse takistusega. Keerised keerutavad üles tolmu ja lund, kuid halvimal juhul võivad teha palju muudki pahandust.


Tuule tõkestamine

Tuule teele jääv takistus sunnib õhuvoolu oma suunda muutma. Tuuletõkete kavandamisel kasutatakse ära nähtus, mille kohaselt õhumassi liikumisel üle takistuse tekib selle ette ja taha ning mõningal määral ka takistuse kohale tuulevaba tsoon. Seejuures takistuse taha tekkiv tuuletu ala võib takistuse ette jäävast tuulevabast tsoonist olla kuni neli korda pikem.
 
Tuulevabade tsoonide ulatus takistuse ees ja taga oleneb takistuse kõrgusest, laiusest, ristlõikest ja struktuurist  ehk teisisõnu õhu läbilaskvusest. Üldistatult võib öelda, et mida kõrgem ja laiem on tõke, seda ulatuslikumad on ka tuulevabad tsoonid. Tõkke taha tekkiv ala, kus tuule kiirus väheneb, on mõõdetav tõkke kuni 40-kordse kõrgusega. Näiteks, kui piirdeaia kõrgus on 2,2 m, siis annab see teoreetiliselt tunda veel 88 m kaugusel. Samas, mida kaugemal tõkkest, seda väiksem on takistuse mõju taas madalamale laskuva õhuvoolu ning sellest tekkivate keeriste tõttu. Keerised on seda tugevamad, mida järsemaseinaline on takistus. Seetõttu saab tõhusast tuulevarjust rääkida alal, mis võrdub umbes 10…15 takistuse kõrgusega. Ka vahetult takistuse ette ca 3-5 takistuse kõrguse ulatuses tekib tuuletu tsoon. Ent ka selle efektiivsus sõltub eeskätt takistuse profiilist: mida järsem on takistus, seda tõenäolisemalt tekivad keerised takistuse ees, vähendades selle positiivset mõju. Väiksem tuuletu tsoon (kuni 2,5 takistuse kõrgust) tekib ka tõkke kohale.

Nagu eespool öeldud, sõltub tuuletõkke efektiivsus oluliselt ka takistuse ristlõikest ning tuule läbilaskvusest. Vertikaalsed ja õhku mitteläbilaskvad tõkked põhjustavad kiiresti liikuva õhu hõrenemise mõjul takistuse taga ebameeldivaid ning vahel isegi ohtlikke keeriseid, mis vähendavad tuulevaba ala tõkke taga kuni kolmandiku võrra. Seetõttu on tõhusam hoopis 30…40% ulatuses tuult läbilaskev ja kaare- või trapetsikujulise ristlõikega tõke, mille mõttelised kaldpinnad suunavad tuule sujuvalt üle tõkke, minimeerides suuresti tuulekeeriste tekkimise. Poolläbilaskev tõke kahandab õhuvoolu kiirust, vähendades veelgi keeriste tekkimise võimalusi.

Eelnevat arvestades on parimaks tuuletõkkeks rajatis, mille profiil suudab õhuvoolu sujuvalt suunata ja/või pidurdada. Poolläbilaskva tõkke positiivseid külgi on teisigi: kuna kogu õhuvoolu ei suunata üle, vaid osa sellest „pääseb" väiksema kiirusega tõkke taha, siis tagab see „ventileerituse" suvekuumuses või sadudeaegsetel niisketel perioodidel. Tuult osaliselt läbilaskev tõke on otstarbekas ka tuisklume tõkestamise või selle suunatud kuhjumise seisukohalt. Lumi kuhjub, sõltuvalt tõkke ristlõikest, tõkke ette või/ja taha, kusjuures lume kuhjumist mõjutab tõkke kõrgus ning läbilaskvus; tõkke laius praktiliselt mõju ei avalda. Üks kõige efektiivsemaid tuuletõkkeid eelnevat arvesse võttes on puittaimedest rajatud tuulekaitse, mida on nimetatud ka elavtaraks, sest see suudab õhu liikumist suunata ja pidurdada. Elavtara, mille istutusskeemi ja taimede valikul on arvestatud ka tuisklume käitumisega, aitab suunata lume kuhjumist tõkke ette, tõkke taha või tõkke sisse.


Tuuletõkke asukohavalik ja „optimaalne konstruktsioon"

Tuule mõjuga on otstarbekas arvestada juba hoone, ja eriti elumaja, planeerimisel. Kui paigutame hoone reljeefi või metsatuka järgi nii, et need peavad kinni enamiku piirkonna valdavatest tuultest, siis on probleem suuresti lahendatud. Enamasti on külmemad põhja- ja idakaarte tuuled, ent igas paigas võivad olla oma eripärad, mistõttu tuleks end kurssi viia kohalike valdavate tuulte suundadega. Enamasti on see info suurema või vähema täpsusega teada, tutvuda tasuks piirkonna tuulteroosiga (diagramm, mis iseloomustab tuulte suunda ja kiirust määratud ajavahemikul), mille kohta saab andmeid näiteks EMHI-st (Eesti Meteoroloogia ja Hüdroloogia Instituut). Kindlaks tasub ära määrata ka võimalikud tuulekoridorid ning üldisemalt määratleda tuule eest kaitset vajavad alad.

On hea, kui eluhooned planeeritakse reljeefi arvestades selliselt, et need on avatud lõunapäikesele ning kaitstud põhjatuulte eest. Ideaalne asukoht Eesti tingimustes on nõlvaku lõunaküljel, jõe ürgoru käärus või kohtades, mis on põhjasuundadest kaitstud metsa või ka kõrgema naaberhoonestusega. Tuule negatiivseid mõjusid arvestades ei sobi elamuehituseks ulatuslikult avatud alad (heinamaad, põllud, mererand, künkatipud jne), kus tuul saavutab suure kiiruse. Asjata ei öeldud vanasti, et vaid rumal ehitab maja vahetult mere äärde. Paraku on väga palju uusi elamupiirkondi rajatud just tuulte suhtes kaitsmata aladele, kus planeerimisel ei ole tuulte negatiivse mõju leevendamisega arvestatud. Tuultele avatud aladel tuleks planeerimisel mõelda tuule ümbersuunamise võimalustele mitte ühe krundi siseselt, vaid kogu ala, ja isegi naabruskonda arvestades. Valdavate tuulte suundi teades saab hooned ning teed-tänavad paigutada nii, et tuulekoridoride ja hoonetevahelistel aladel saab vältida ka keeriste teket. Pargialade ja hekkide otstarbeka paigutamisega on võimalik suunata tuuled mööda tervetest elamugruppidest või isegi kogu asumist, samuti annab tõhusa efekti erineva kõrgusega hoonete ehitamine, kus ala piirile paigutatud kõrgem hoonestus pakub tuulevarju madalamatele majadele. Jälgida tuleb ka seda, et madalamad hooned ei varjutaks kõrgemate ees lõunakaarte päikest. Ent kui hooned on mingil põhjusel juba tuule suhtes ebasoodsale asukohale rajatud, on mõnusama mikrokliima ja energiasäästmise huvides mõistlik mõelda tuule tõkestamisele oma maa-ala piires.

Tuuletõke on otstarbekas rajada valdavaid tuuli arvestades sellisesse asukohta, kuhu tekiks kaitstavat ala arvestades tõhus tuulekaitse (et kaitstav ala ei jääks tekkiva tuulevaba ala kaugema piiri peale). Oluline on välja selgitada ka need maa-alad, mis vajavad päriselt tuule eest tõkestamist. Küsimus võib sageli olla vaid mõne tuulekoridori sulgemises, mis ei eelda massiivse tuuletõkke rajamist näiteks kogu krundi põhjapiirile. Tõkke asukoha ja kõrguse valikul tuleb arvestada veel sedagi, et rajatav tõke piirab vaateid ning, mis peamine, kõrge tõke võib varjata ka olulise osa päikesevalgusest. Naaberkruntide põhja-lõunapiiridel kasvav kuusehekk võib tekitada olukorra, kus üks aed on küll tuule eest kaitstud, aga oluline osa teisest aiast jääb keskpäevalgi varju. Tõkkest moodustuv vari on detsembri keskpäeval ligi seitse korda pikem kui juunis. Hoone suhtes lõuna- ja läänekaartesse rajatav tuulekaitse on sellepärast otstarbekas paigutada majast vähemalt nelja-viiekordse tõkke kõrguse kaugusele.

Tõhusaima, ning maksumust arvestades odavaima tuuletõkke saab rajada, kui  istutada okas- ja lehtpuid ning lehtpõõsaid rühmiti vabakujuliselt ja mitmerindeliselt. Istutamisel peaks jälgima põhimõtet, et väiksemakasvulisemad taimed istutatakse kaitseistutuse äärtele ning kõrgemakasvulisemad taimed järk-järgult kõrguse kasvades istutuse keskosa poole. Selliselt tuulekaitseks kavandatud istutusalasse tuleks valida nii okas- kui ka lehtpuid ja -põõsaid arvestusega, et umbes kolmandiku või poole moodustaksid okaspuud. Niiviisi rajatud istutus peab talvel hästi kinni ka tuisklume. Istutuse puude ja põõsaste paiknemisest sõltuvalt kuhjub lumi kas tõkke sisse, selle ette või taha. Paraku on sellise kaitseistutuse puuduseks küllaltki suur ruumivajadus. Näiteks kaherealine kõrgemakasvuliste puude ning nendega kombineeritud mõnerealiste põõsaistutusega tekkiva kaitseistutuse laius on ca 10 meetrit - sellist ruumi pole väga sageli võimalik leida. Seepärast jääb alternatiiviks pöetud või pügamata hekk. Tuulekaitseks on sageli soovitatud kuuse- või elupuuhekki. Kuusehekis nähakse sageli ainsat võimalust näiteks viljapuuaia kaitseks tuule eest. Samas moodustab nii kuuse- kui ka elupuuhekk pöetult või pügamata kujul tiheda ning massiivse seina, mille taha võivad tekkida keerised. Nende vältimiseks peab hekist selle paarikordse kõrguse kaugusele istutama lisaks kõrgemat haljastust, nii kõrgemaid põõsaid või ka puid, või peab seal paiknema hoone. Seepärast on väikesele krundile parem rajada vabakujuline hekk või pidev rühmiti paigutatud põõsaistutus, sest need ei vaja kasvuks palju ruumi, suudavad paremini keeriseid vältida ja varjavad vähem valgust. Väikeses aias võib nn dekoratiivse raamistutuse kujundada selliselt, et see toimiks probleemsetes suundades ka tuuletõkkena. Näiteks aitab väikeses aias tuult aiast mööda juhtida näiteks hobuserauakujuline istutus, kui see paigutada valdava tuule poolsele küljele. Vahel piisab ainult hoonete vahele jäävate tuulekoridoride sulgemisest, lisades takistuse koridori algusesse või lõppu. Suurematel aladel on õhuvooludele avatud läbipääsudes siiski otstarbekas võimaluse korral taimestada ka tuulekoridori  keskosa.

Ruumi kokkuhoiuks on võimalik rajada tuult suunav tara, mis ehituslikult põhimõttelt moodustab horisontaalsõrestiku, mille lauad on paigutatud diagonaalselt nii, et tarast läbi puhuv tuul suunatakse üles. Ka lihtne kõrge tara on väikese aia jaoks tegelikult hea tuuletõke, eriti, kui seda saab kombineerida põõsastega, mis aitavad tuult paremini suunata. Tuuletakistusena toimivad edukalt ka pinnasevallid ja gabioonidest* seinad, mis haljastusega kombineerituna annavad väga hea tulemuse. Ehituslikult on võimalik efektiivseid tuuletõkkeid luua kindlasti veel mitmesuguseid, ent nende põhipuudus võrrelduna haljastusega, seda eritu suurematel aladel, on kõrge maksumus. Kaitseistutused sobivad maastikku ka ökoloogiliselt paremini kui tehismaterjalist tõkked. Kuna kaitseks rajatud haljastus annab soovitud efekti alles mitme aasta pärast, siis väikeses aias on otstarbekas kasutada koos haljastuslikke ja ehituslikke (variseinad, müürid, punutud kaitsematid jm) lahendusi.

Tuulekaitseistutus peaks mõjuma maastiku loomuliku osana, mitte sellesse surutud vägivaldse ribastruktuurina. Tuulekaitseistutus ei pea olema tingimata hekilaadselt koostatud ridaistutus, vaid selle võib kujundada eriliigilise ning seda ruumiliselt mitmesugustel põhimõtetel liigendada. Liigiline koosseis sõltub fantaasiast, aga kujunduslikult peaks eelistama liike, mis teevad istutuse oma sesoonsete vormimuutustega ka huvitavaks.


Tuulekaitseistutuse taimevalik

Istutuste kavandamisel tuleb taimevalikul lähtuda eelkõige sellest, kui kõrget istutust plaanitakse. Teiseks, valitavad taimed peavad sobima kasvukohaga - sobimatule mullale, ebasoodsatesse niiskus- või valgustingimustesse istutatud taimed hakkavad kiratsema. Liigiline koosseis tuleb valida vastavalt kas istutuse päikese- või varjupoolsele küljele. Kuigi kaitseistutusi tuleb teha normaalsest tihedamalt, vajavad taimed kasvuks ja arenguks siiski ruumi, mistõttu tuleb valida liigile vastavad istutusvahed. Üldjuhul on istutusvahed põõsastel ca 0.5 m, okaspuudel mitte alla 2...3 m ning lehtpuudel mitte ala 3...4 m. Kiirema tulemuse saamiseks võib eelistada kiirekasvulisi liike. Kui kaitseistutus on puhtfunktsionaalne ja selle esteetiline ilme ei ole konkreetses asukohas oluline, võib kasutada remmelgaid, pajusid, siberi kontpuud, harilikku haaba, musta leppa jt kiirekasvulisi liike.
 
Istutuse päikesepoolsel küljel võib kasutada paljusid lehtpõõsaliike, kuid täpne valik sõltub muudest kasvukohatingimustest (mulla pH, mullaviljakus, mulla niiskus), kuid eelistada tuleks tihedama oksastikuga liike (näiteks viirpuud, kukerpuud). Varjupoolel on liigiline valik väiksem, kuid kasutada saab harilikku sarapuud, magesõstart, lumimarja, kontpuid, harilikku ligustrit jt varju suhtes tolerantsemaid liike. Lehtpuudest on soovitatav eelistada tihedama võraga liike (näiteks pärnaliigid, künnapuu, harilik vaher jne). Värvi lisamiseks võib sekka istutada mõne hõberemmelga, erksa sügisvärviga vahtraliigi või kevadise rikkaliku õitsemisega liigi (harilik toomingas, kirsipuud jne). Okaspuudest on kasutatud harilikku kuuske ja elupuud. Istutuste servaalade päiksepoolsemas küljes saab hästi ära kasutada näiteks nululiike või harilikku kadakat ning varjualadel on kindlasti asendamatu harilik jugapuu. Vähem efekti annavad hõredama võraga liigid nagu harilik saar, pähklipuud, lehised jt.

Milliseks istutusskeem ja  liigiline valik täpselt kujuneb, sõltub sellest, kas kaitseistutus plaanitakse mitmerindeline, ridaistutusena vm viisil. Kui vajalik ruum on olemas, siis on soovitatav kombineerida koos nii kõrgemakasvulisi leht- ja okaspuid (okaspuude osakaal võiks olla vähemalt pool istutusest, et efekt oleks tagatud ka talvel), kõrgemakasvulisi põõsaid või madalakasvulisi lehtpuid (viirpuud, harilik toomingas jm) ning keskmisekasvulisi põõsaid (kukerpuud, lumimari jm). Põldude kaitseks jm avamaastikus ei maksa alahinnata juba kasvava taimestiku olemasolu: kraavide ja teede äärde kasvanud nn võsa võib olla väga efektiivne tuulekaitse. Suurema efekti saamiseks tuleb seda vaid piirata ning pikemaealiste liikide uuenduse teket ja juba kasvama hakanud isendite kasvu asjatundlike raiete ja hooldusega soodustada.


Tuulekaitseistandus on mitmefunktsiooniline

Tuulekaitseistutused on oma põhimõtteliselt olemuselt polüfunktisonaalsed - rajatud tuuletõke kaitseb ka tolmu, müra ning tuisklume eest. Siiski on mitme erineva probleemi lahendamiseks rajatava kaitseistutuse puhul otstarbekas arvestada pisut rohkemate nüanssidega.

Tolmu ning mingil määral ka näiteks heitgaase tõkestab tõhusalt juba ühe-kaherealine tihe, maani ulatuv hekk, ent paremini suudab tolmu neelata ja toimib ka lumetõkkena mitmerealine ja mitmerindeline kaitseistutus. Tolmuste tuulte tõkestamiseks on soovitatav eelistada pigem lehtpuid ja –põõsaid, sest okaspuud taluvad tolmust või saastatud õhku reeglina halvemini. Saastatud õhus suudavad reeglina paremini toime tulla hõbedase lehestikuga taimed (nende liikide lehtedel on rohkem õhulõhesid, paksem epidermis).

Tuulekaitseistutus võib reljeefsel alal osutuda ka külmade õhuvoolude edukaks tõkestajaks. Külm õhk liigub reljeefil kõrgematest kohtadest madalamatesse kohtadesse ja koguneb lohkudesse. Varaste öökülmade ohtu aitab leevendada või vältida tihe maapinnalähedane haljastus, mis on istutatud nõlvale risti külma õhu liikumissuunaga. Kui tuulekaitseks rajatud istutuselt eeldatakse ka külma õhu liikumise tõkestamist, tuleks istutus teha kindlasti mitmerindeline, kusjuures istutuse servaaladele tuleks istutada tiheda, maapinnani ulatuva võraga põõsaliike. Ainult puudest külma õhuvoolu tõkestamiseks ei piisa.
 
Mitmerealine ja mitmerindeline tuuletõkkeistutus toimib efektiivselt ka mürakaitsena. Müra väheneb, kui heli peegeldub müratõkkelt tagasi või neeldub sellesse. Ilma spetsiaalse müraseina või müravallita suudab haljastus neelata kuni neljandiku müra tugevusest. Ka tehislikud mürakaitsed on üldjuhul tõhusamad koos haljastusega. Ainult puudest müra vähendamiseks ei piisa, vastupidi, müra peegeldub maapinnalt ja võra alumiselt küljelt ja seetõttu võib kanduda istutusest vabalt läbi. Tüüpiline mürakaitseistutus koosneb, nagu tuulekaitseistutuski, kõrgemakasvulistest leht- ja okaspuuridadest ning eri kõrgusega leht- ning okaspõõsastest nende all või istutuste äärtel. Võrreldes tuuletõkkeistutusega on spetsiaalselt müratõkkeks tehtavad istutused tihedamad ning okaspuude osakaal suurem, et istutus annaks efekti ka talvel. Kui on vaja korraga lahendada nii tuule kui ka müraprobleem, tuleks prioriteediks seada müra vähendamine, istutades tihedamalt või kombineerides istutuse muldvalli või kõrge planguga.

____________________
*Gabioon - purustatud või ümara graniitkiviga täidetud traatvõrk

 

Sulev Nurme
Maastikuarhitekt MSc, maastikuarhitekt Artes Terrae, TTÜ Tartu Kolledzi lektor
16.11.2012