Talotekniikan koulutusvientiä Etiopiaan

Koulutuksen avulla kohti kestävää kehitystä

Sain juuri ennen korona-aikaa, tammi-helmikuussa 2020, mahdollisuuden opettaa rakennusten energiamallintamista ja -optimointia Etiopiassa, Addis Abeban teknillisessä instituutissa. Tavoitteena oli valmentaa paikallisia jatko-opiskelijoita, opettajia ja tutkijoita omaksumaan rakennusten energiajärjestelmien kestävää suunnittelua sekä juurruttaa opiskelijalähtöisiä ja osallistavia oppimismenetelmiä.

Miksi Etiopia?

Afrikan sarvessa sijaitseva yli 100 miljoonan asukkaan Etiopia kuuluu maailman köyhimpiin valtioihin. Maan kokonaisenergiasta kuluu rakennuksiin yli 90 prosenttia, loput 10 prosenttia jakautuvat teollisuudelle ja liikenteelle. Uusiutuvien energialähteiden käytöllä on pitkät perinteet ja siihen suhtaudutaan myönteisesti. Kehitystä jarruttavat kuitenkin paitsi edullisten ratkaisujen puute, myös innovaatiotoiminnan vähäisyys. Yliopistojen rooli uusien ja kestävien energiaratkaisujen sisäänajossa sekä markkinoiden vahvistamisessa on merkittävä, sillä monet yliopiston opiskelijoista päätyvät yrittäjiksi.

Etiopian erityispiirteitä

Etiopian sähköntuotanto perustuu lähes kokonaan vesivoimaan ja vähäisessä määrin tuulienergiaan. Maaseutu on edelleen suurelta osin sähköistämätön. Käyttöveden lämmitykseen ja ruoanvalmistukseen tarvittavaa lämpöä tuotetaan polttamalla puuta sekä kasvavassa määrin rakennusten katoille asennettavien aurinkokeräinten avulla.

Ruokaa valmistetaan paljolti perinteisin menetelmin. Paikallisen ruokavalion perustana on alueella viljeltävästä teff-viljasta valmistettava indjera-leipä, joka kypsennetään avotulen päälle tai tulisijalle asennetulla tasolevyllä lettujen tapaan. Energiatehokkuutta parantava ratkaisu voi olla esimerkiksi energiaa säästävä uuni (kuva), joka on valmistettu lämpöä eristävästä tuhkasta. Savukaasut johdetaan vaippaan tehtyjä kanavia pitkin tehokkaan lämmön talteenoton varmistamiseksi.

Rakentamisen käytänteet poikkeavat merkittävästi eurooppalaisista. Suunnitelmallisuus ja arkipäivän realiteetit hakevat keskinäistä tasapainoa. Rajoittavina tekijöinä ovat paitsi kustannukset, myös materiaalien saatavuus. Työvoimasta on tarjontaa, mutta sen osaamistaso vaihtelee. Edelleen, rakennusprojektien hallinta ja valvonta poikkeavat siitä, mihin olemme pohjolassa tottuneet. Rakennus saatetaan esimerkiksi ottaa soveltuvin osin käyttöön jo keskeneräisenä (kuva).

Etiopiassa on käytössä rakentamista ohjaava säädöskokoelma (Ethiopian Building Code Standards, EBCS). Käsitykseni mukaan EBCS on pikemminkin ohjeellinen kuin määräävä. Talotekniikan kannalta keskeisimmät ovat sähköasennuksia (EBCS-10) sekä ilmanvaihtoa ja ilmastointia (EBCS-11) koskevat osat. Jälkimmäisessä annetaan viitearvot muun muassa ilmamäärien mitoitukselle sekä ohjeita ilmanvaihtojärjestelmien suunnitteluun. EBCS-11:n ensimmäinen versio julkaistiin vuonna 1995, jolloin se käsitteli yksinomaan ilmanvaihtoa. Ilmastointia koskevat kohdat on lisätty myöhemmin. EBCS-11 perustuu teoriansa osalta mm. ANSI/ASHRAE-standardiin.

Miten talotekniikan opetus on toteutettu?

Etiopialaisen korkea-asteen insinöörikoulutuksen historia juontaa juurensa 1950-luvulle, jolloin Addis Abebassa aloitti toimintansa Imperial College of Engineering. Kandidaattitasoisen tutkinnon suorittaminen kesti tuolloin 2-3 vuotta. Koulutusta kehitettiin yhteistyössä mm. ruotsalaisten yliopistojen kanssa.

Nykyinen teknologiainstituutti – Addis Ababa Institute of Technology, AAiT – sai nimensä vuonna 2010. Erityistä talotekniikan koulutusohjelmaa ei ole, mutta aihepiiriin liittyviä sisältöjä opetetaan sähkö- ja lämpötekniikan oppituoleissa (chair). Oma opettajavierailuni suuntautui näistä jälkimmäiseen, thermal engineering.

Yliopiston kampus sijaitsee Addis Abeban pohjoisosissa, kaupunginosassa nimeltä ’Ammist Kilo’, mikä tarkoittaa paikallisella valtakielellä (amharaksi) ’Viisi Kiloa’. Vastaavasti kaupungin nimi Addis Abeba on amharaksi ’Uusi kukka’.

Yliopiston tilat ovat suomalaisittain vaatimattomat, mutta niissä on periaatteelliset valmiudet nykyaikaiseen opetukseen AV-laitteistoineen ja verkkoyhteyksineen. Ongelmana ovat alituiset sähkökatkot, joita varten käytössä on varavoimajärjestelmä. Internet-verkon toimintaa säännellään viranomaisten taholta. Sääntely seurailee etnisten ja poliittisten jännitteiden kehitystä. Vastaavasti myös esimerkiksi sähkömarkkinat ovat maassa poliittisen sääntelyn alaiset.

Koulutusvientiprojektin opit

Opettamani kurssi toteutettiin kuuden viikon mittaisena erityisopintojaksona paikallista jatkotutkintoa (PhD) suorittaville opiskelijoille. Näiden lisäksi siihen osallistuivat kuunteluoppilaina myös muutamat oppituolin henkilökuntaan kuuluvat tutkijat ja opettajat. Yleisenä havaintona voidaan sanoa, että matemaattiset ja teoreettiset periaatteet olivat hyvin omaksuttuja. Paperilla ja kynällä tapahtuvan laskennan ohella opiskelijoilla oli käsitys joidenkin simulointiohjelmien (esim. Hourly Analysis Program, HAP) käytöstä. Sen sijaan käsitys luonnontieteellisen teorian jalostamisesta laskentatyökaluiksi ohjelmoinnin avulla puuttui. Tätä aukkoa pyrittiin kurssin avulla täyttämään.

Rakenteiden lämpökäyttäytymistä mallintavien solmupistemallin ja differenssimenetelmän mekaanisen soveltamisen ja ohjelmointiharjoittelun ohella tutustuttiin IDA-ICE- simulointityökalun on-line-johdannaiseen (Swegon ESBO), jota hyödyntäen tehtiin harjoitustyö. Työssä etsittiin ylilämpenemisen estämiseen ja energiatehokkuuteen tähtääviä suunnitteluratkaisuja paikallisen säädatan pohjalta. Pyrkimyksenä oli hakea erityisesti sellaisia passiivisia keinoja, joiden avulla saavutetaan tyydyttävät sisäolosuhteet ilman lämmitystä ja ilman jäähdytystä. Toisessa harjoitustyössä etsittiin kahden aikavakion mallin ja kustannusoptimoinnin avulla talokohtainen ratkaisu aurinkosähköä ja akkuja hyödyntäen siten, että yksikön energiaomavaraisuus olisi mahdollisimman korkea.

Uudet ajattelumallit opetuksessa voivat muuttaa oppimistyyliä

Afrikkalainen yliopisto-opetus on edelleen vahvasti opettajalähtöistä. Nyt toteutetulla kurssilla pyrittiin irtautumaan perinteestä haastamalla opiskelijat tekemään ryhmätöitä ja myös antamaan opetusta luokkatilassa. Tentti oli vain yksi osa kurssisuoritusta, ja valtaosa kurssin arvosanasta muodostui harjoitustyön ja kotitehtävien arvosanoista.

Tehtävät olivat luonteeltaan avoimia ongelmanratkaisuja, jotka edellyttivät opiskelijoilta kykyä etsiä ja kriittisesti arvioida tietoa. Todettiin, että tässä suhteessa opiskelijat joutuivat astumaan ulos omalta mukavuusalueeltaan. Osoittautui, että he olivat aina jatko-opintoihinsa saakka tottuneet selkeisiin tehtäviin ja yhteen oikeaan vastaukseen. Muutos aiempaan hämmensi joitakin opiskelijoita.

Kurssi osoitti, että tuomalla uusia ajattelumalleja opetukseen, on mahdollista muuttaa oppimistyyliä. Opiskelijat oppivat asettamaan miksi- ja entä jos- tyyppisiä kysymyksiä eli toisin sanoen heidän käsityksensä tiedon luonteesta muuttui kurssin aikana. Tämä on hyvä lähtökohta, kun tavoitteena on tukea innovatiivisuutta ja luovuutta. Lisäksi, mikäli tieto opiskelijoiden lähtötasosta ja oppimistavasta on puutteellinen, heidät on hyvä haastaa kirjoittamaan esimerkiksi oppimispäiväkirjoja. Jo aiemmin pedagogisissa tutkimuksissa kyseinen lähestymistapa on todettu tehokkaaksi.

Osallistava kurssi lisäsi entisestään oppijoiden motivaatiota ja sitoutuneisuutta, joka tosin oli korkealla tasolla jo heti kurssin alussa. Kokemukseni osoitti, että muualta maailmasta tulevia luennoitsijoita arvostetaan ja heidän opettamiinsa kursseihin panostetaan vahvasti.

Projekti toteutui kahden kuukauden mittaisena vierailuna Addis Abeban teknilliseen instituuttiin. Työnantajani Aalto-yliopisto tarjosi minulle mahdollisuuden hoitaa kotimaan opetusvelvoitteet etänä ja maksoi palkkani vierailuni ajalta. Matkakustannusten kattamiseen sain Jyväskylän Yliopiston alaista FinCEAL-apurahaa.

--

Kari Alanne kertoi matkastaan dekaanin joulukahveilla 21.12.2020.