Kanaloiden sisäilman laatu

Asuinrakennusten ja julkisten rakennusten sisäilman laatu nostetaan usein otsikoihin, mutta onko eläimille tarkoitettujen rakennusten sisäilman laatu riittävällä tasolla? Suomessa kanaloiden olosuhteille on asetettu tarkat kriteerit. Näiden ansiosta suomalainen kana kasvaa hyvässä ympäristössä. Suomen kylmät talvet tuovat kuitenkin haasteita sisäilman laadun ylläpitämiseen.

Kanaloiden sisäilma

Suomalaisilla kanoilla on hyvät elinolosuhteet, jotka ovat tilallisten jatkuvan valvonnan alaisia. Yksi tärkeä valvottava kohde on sisäilman laatu. Tätä hallitaan ilmanvaihdon avulla, minkä vuoksi ilmanvaihdon toimivuus on tärkeä osa eläinten terveellistä kasvua (kuva 1). Heikkoa sisäilman laatua kanat eivät voi kertoa ihmisten tavoin, mutta sitä voidaan arvioida lintujen käyttäytymisen mukaan. Ilmanvaihtoa mitoitettaessa on kuitenkin turvauduttava eri aineiden pitoisuuksien enimmäisarvoihin. Tarkasteltavia aineita ovat muun muassa hiilidioksidi, ammoniakki ja pöly. Haastavuutta mitoitukseen tuovat kasvatusjakson muuttuvat olosuhteet niin sään kuin eläinten kasvunkin osalta.

KUVA 1. Ilmanvaihdon rooli kanaloissa korostuu suuren kasvatuskapasiteetin vuoksi (kuva: Mika Punkari)

Jotta kanoille voidaan taata hyvä sisäilman laatu, täytyy ilmanvaihdon toimia joustavasti läpi kasvatusjakson riippumatta vuodenajasta. Kanojen hiilidioksidin tuotto on riippuvainen niiden massasta. Täysikasvuinen kana tuottaa enemmän hiilidioksidia kuin tipu. Ilmanvaihtoa on tehostettava kasvatusjakson edetessä, jotta hiilidioksidipitoisuus pysyy kurissa. Maa- ja metsätalousministeriö on määrittänyt, että kanalan hiilidioksidipitoisuus saa ylittää vain satunnaisesti 3 000 ppm [1]. Ympäristöministeriön laatiman asetuksen mukaan ihmisille tarkoitetuissa rakennuksissa hiilidioksidipitoisuus saa olla käyttöaikana enintään 800 ppm:a korkeampi kuin ulkoilman pitoisuus [3]. Vertailtaessa kanaloiden ja normaalien rakennusten hiilidioksidin enimmäisarvoja voidaan todeta, että kanaloihin sallitaan melko korkea pitoisuus. Tämän vuoksi olisi tärkeätä pysyä ministeriön asettamassa raja-arvossa.

Ilmanvaihto eri vuodenaikoina

Kesäaikana ongelmana ei ole hiilidioksidipitoisuus vaan sisälämpötila. Eläimet tuottavat lämpöenergiaa, minkä vuoksi sisälämpötila nousee hyvinkin nopeasti. Kotieläinrakennuksissa on usein jäähdytysjärjestelmät, mutta kanalaa halutaan jäähdyttää ensisijaisesti ilmanvaihdon avulla. Tällöin sisäilmaa on vaihdettava niin paljon, että se kykenee pitämään rakennuksen sisälämpötilan tavoitetasossaan. Ulkoilman lämpötilan ollessa korkeampi kuin tavoiteltu sisälämpötila, joudutaan turvautumaan jäähdytykseen. Jäähdytysjärjestelmässä vesi ajetaan korkealla paineella suuttimen läpi, minkä vuoksi vesi sumuttuu. Tämä sitoo itseensä sisäilman lämpöenergiaa, minkä ansiosta lämpötila laskee.

Suurimmassa osassa kanaloista ilmanvaihto on toteutettu ilman lämmöntalteenottoa, joka siirtäisi lämpöenergiaa poistoilmasta tuloilmaan [2]. Kun ilmanvaihto toteutetaan näin, joudutaan vaihtuvan ilman määrää rajoittamaan talven olosuhteissa. Tällä saadaan pienennettyä kylmän tuloilman aiheuttamaa lämmitystehon tarvetta tuntuvasti. Suurin osa kanalan lämmitystehosta kuluukin juuri tuloilman lämmittämiseen. Ilmanvaihtoa pienentämällä estetään myös kanalan sisäilman kosteuden tiivistyminen rakennuksen sisällä. Tiivistyminen johtuu siitä, että kylmä tuloilma vastaanottaa lämpöenergiaa kosteasta sisäilmasta, minkä jälkeen jäähtynyt sisäilma ei enää kykene sisältämään yhtä paljon kosteutta kuin lämpimänä. Kosteuden tiivistyminen rakennuksen sisällä luo suotuisat olosuhteet mikrobeille ja vaurioittaa rakenteita.

Kuinka pieneksi ilmanvaihto voidaan talvella alentaa, että eläimillä on riittävän laadukas sisäilma? Vastauksen kysymykseen antaa maa- ja metsätalousministeriön laatima asetus, jossa on kerrottu minimi-ilmavirrat kanaloille [1]. Teoreettinen hiilidioksidipitoisuus kuitenkin kipuaa yli enimmäisarvon, jos ilmaa vaihdetaan vähimmäisilmavirroilla. Tämän vuoksi on tärkeää, että ilmavirrat ovat ensisijaisesti niin suuret, että pitoisuudet pysyvät alle enimmäisarvojen. Ilmanvaihtoa tulisi alentaa tästä vasta ulkolämpötilan ollessa reippaasti pakkasen puolella. Tällöin hiilidioksidipitoisuus ylittää vain satunnaisesti raja-arvon.

Sisäilman laadun parantaminen talvella

Jotta ilmanvaihto olisi riittävä myös talvella, voitaisiin kanaloissa käyttää lämmöntalteenotollista ilmanvaihtoa. Tämä nostaa investointikustannuksia, mutta myös huollettavien komponenttien määrää. Huoltotoimet aiheutuvat usein kanalan suuresta pölypitoisuudesta, joka esimerkiksi tukkii ilmanvaihtokoneen suodattimet nopeasti. Ongelmaksi on todettu myös lämmöntalteenoton jäätyminen talvella [2]. Tämä johtuu siitä, ettei koneita ole suunniteltu Suomen kylmiin olosuhteisiin. Investoinnin tuomat säästöt eivät ole välttämättä riittävän suuret kattamaan lisääntyvää huoltotyötä. Kehittämällä ilmanvaihtokoneen lämmönsiirrintä Suomen sääolosuhteisiin saataisiin merkittävät säästöt lämmitysenergiassa. Samalla turvattaisiin eläimille parempi sisäilman laatu kaikkina vuodenaikoina.

Sisäilman laatua voidaan talvella kohentaa pienentämällä kasvatettavien kanojen määrää talvella. Tällöin ilmanvaihdontarve pienenee, koska hiilidioksidin tuotto tilassa laskee. Samalla kasvattamon rahallinen tuotto supistuu, mutta kanojen elinolosuhteet pysyisivät hyvänä. Tässä haasteeksi muodostuu lämpötilan ennustaminen pitkälle ajanjaksolle, ettei kanalan kasvatuskapasiteettia pidetä liian alhaisena.

Västi Antti, opiskelija, talotekniikan tutkinto-ohjelma
Oulun ammattikorkeakoulu

Niskala Mikko, lehtori, energia ja talotekniikka
Oulun ammattikorkeakoulu

Lähteet

[1] Maa- ja metsätalousministeriön asetus tuottavaa rakentamista koskevista siipikarjatalousrakennusten rakennusteknisestä ja toiminnallisista vaatimuksista 533/2012. Finlex. Hakupäivä 5.5.2020. https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2012/20120533

[2] Kivinen, T., Heikkinen, J., Heinonen, I. & Laamanen, J. 2013. Broilerihallin ilmanvaihdon hienosäätö. MTT Jokioinen.

[3] Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen sisäilmastosta ja ilmanvaihdosta 1009/2017. Finlex. Hakupäivä: 5.5.2020. https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2017/20171009

Pysyvä osoite: http://urn.fi/urn:nbn:fi-fe2020052238616