TIEDON HAVAINNOLLISTAMINEN OSANA TIETOMALLINTAVAA RAKENNUSHANKETTA

Transkriptio

1 TIEDON HAVAINNOLLISTAMINEN OSANA TIETOMALLINTAVAA RAKENNUSHANKETTA DIPLOMITYÖ Janne Kivelä

2

3

4

5 TIEDON HAVAINNOLLISTAMINEN OSANA TIETOMALLINTAVAA RAKENNUSHANKETTA Janne Kivelä 63133T AALTO-YLIOPISTO Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu Arkkitehtuurin laitos Rakennussuunnittelu A-9 VALVOJA Professori Hannu Hirsi OHJAAJA Arkkitehti Marko Rajala

6 ESIPUHE

7 Tämä diplomityö on tehty vuoden 2013 aikana Tietoa Finland Oy:ssä opinnäytetyöksi Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun arkkitehtuurin laitokselle. Diplomityön aihevalintaan ovat vaikuttaneet omat pyrkimykseni laajentaa osaamistani tietomallintamisen saralla. Lisäksi kiinnostus tiedon havainnollistamiseen ja nykyisen rakennusprosessin ongelmakenttään vaikuttivat aiheen valintaan. Haluan kiittää työni valvojaa professori Hannu Hirsiä sekä ohjaajaa arkkitehti Marko Rajalaa kaikesta saamastani opastuksesta tämän diplomityön tekemisessä. Kommenttinne olivat erinomaisia ja veivät työtä valtavasti eteenpäin. Lisäksi erityiskiitokset arkkitehti Miika Lemposelle saamistani arvokkaista neuvoista diplomityöprosessin aikana. Suuret kiitokset ansaitsee myös Tietoa Finland Oy:n lämminhenkinen ilmapiiri ja rento työyhteisö. Kiitos myös kärsivälliselle perhepiirille, että olette jaksaneet olla kannnustavia ja uskoneet minuun valitsemallani tiellä vaikka opinnot ovatkin venyneet. Lopuksi haluan kiittää rakasta vaimoani Liisaa kaikesta siitä tuesta jota olet tarjonnut kaikkien näiden vuosien aikana. Helsingissä Janne Kivelä

8 8 TIIVISTELMÄ Rakennusala pirstaloituu yhä enemmän ja hankkeeseen osallistuvien osapuolien määrä kasvaa. Tämä korostaa tehokkaan ja havainnollisen viestinnän merkitystä. Samaan aikaan kiristyvät aikataulut luovat omalta osaltaan tarpeen tuottaa mahdollisimman selkeää materiaalia. Lisäksi osapuolien tuottaman tiedon määrä rakennusprosessissa kasvaa. Havainnollisen materiaalin avulla on mahdollista vähentää virhetulkintojen määrää ja parantaa hankkeen osallisten ymmärrystä hankekokonaisuudesta. Suunniteltavan rakennuksen suorituskykyä eri osa-alueilla pystytään nykyään arvioimaan monipuolisesti. Työn tavoitteena oli selvittää miten erilaisia havainnollistusmenetelmiä hyödynnetään tietomallintavassa rakennushankkeessa. Samalla tutkittiin mikä havainnollistamisen merkitys on hankkeen viestinnässä sekä suunnittelun ja päätöksenteon apuvälineenä. Käytetty metodologia on yhdistelmä kirjallisuustutkimusta, case-tapausten analysointia ja kokemusperäistä tietoa. Työ on osa RYM Oy:n PRE-tutkimushankkeen Model Nova-työpakettia, jossa on ensimmäistä kertaa sovellettu solmutyöskentelyn työtapoja rakennusprosessiin. Oma osuuteni oli solmujen aikana tuotetun suunnitelmatiedon havainnollistusmenetelmien arviointi ja kehittäminen. Case-tapauksen solmuissa työskenneltiin ehdotussuunnitteluvaiheen suunnitelmien parissa. Niissä seurattiin suunniteltavan rakennuksen suorituskykyä mittaristolla, joka koostui useiden eri osa-alueiden mittareista. Näille mittareille oli asetettu tavoite- ja vaatimustasot ennen solmutyöskentelyn aloittamista. Kaikkien mittareiden arvot koottiin yhteen ja niistä tuotettiin yhtenäiset havainnollistukset. Case-tapauksen yhteydessä vahvistui oletus, että lähtötiedot on tärkeää määrittää alusta asti mahdollisimman hyvin. Tavoitteiden ja vaatimusten asetta-

9 Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta 9 misessa tulee hyödyntää suunnittelijoiden asiantuntemusta, jotta ne saadaan realistisesti saavutettavalle tasolle. Havainnollisesta mittaristosta on hyötyä useille eri rakennushankkeen osapuolille. Sen avulla pystytään hahmottamaan nykyistä paremmin rakennushanke kokonaisuutena, erityisesti rakennusalaan perehtymättömille osapuolille havainnollistamisesta on hyötyä. Tilaajalle ja käyttäjälle havainnollistettu mittaristo tarjoaa nykyistä paremmat mahdollisuudet ymmärtää monimutkaisia hankekokonaisuuksia ja asioiden riippuvuussuhteita. Suunnittelijoiden taas on helpompi hahmottaa tekemiensä suunnittelupäätösten vaikutusta kokonaisuuteen. Mittaristo myös helpottaa suunnittelunohjausta ja hyödyttää siten esimerkiksi pääsuunnittelijaa. Case-tapauksesta saatujen positiivisten kokemusten perusteella suunniteltavan rakennuksen suorituskykyä suositellaan havainnollistusten tuottamista suunnittelun aikana kaikkien osapuolien käyttöön. Yhtenäiset havainnollistukset mahdollistivat eri vaihtoehtojen ja versioiden vertailun keskenään sekä muutosten seuraamisen. Mittaristosta saadaan suurin hyöty irti kun se on esillä koko suunnittelun ajan. On myös tärkeää huolehtia sen jatkuvasta päivittämisestä, jotta sen kautta saatava tieto on yhtenäistä suunnitelmatilanteen kanssa. Case-tapauksessa havainnollistusten päivittäminen oli vielä paljon käsityötä vaativaa. Tulevaisuudessa havainnollistamisen toimintatapojen vakiintuminen kuitenkin mahdollistaa niiden laajemman hyödyntämisen sekä tuottamisen pienemmällä vaivalla.

10 10 ABSTRACT The fragmentation of the building industry and the number of participants in a project increases all the time. This calls for effective and illustrative communication. At the same time tightening project schedules create the need to produce material as clear as possible. Furthermore the amount of data produced by the design team increases. With illustrative material it is possible to reduce the number of misunderstandings and improve the project participants understanding of the project as a whole. Nowadays it is possible to estimate the performance of many different sectors of a building design. The goal of the thesis was to find out how different visualization methods are utilized in a building information modelling based building process. At the same time the importance of visualization in communication and as a tool for designing and decision making was studied. Used methodology is a combination of literature review, analysis of case-studies and empirical information. This thesis is part of RYM Oy PRE-research projects Model Nova work package, in which knotworking is applied to a building process for the first time. My part was the analysis and development of the visualization methods of building data produced. The case-studies focused on the proposal phase designs. During knotworking the performance of the building design was evaluated with a variety of metrics, which consisted of indicators representing different building performance aspects. A target and requirement value was set for each indicator beforehand. In the course of the case-studies the hypothesis of the need to determine the source information as early as possible was confirmed. It is suggested that for the setting of targets

11 Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta 11 and requirements of indicators, the expertise of designers should be utilized so that they can be set on a level that is realistically achievable. Visualized metrics are useful for multiple participants of the building process. Especially for participants coming from outside the building industry, visualizations enable better understanding of the project as a whole. For clients and users visualizations offer better chances to understand complex projects and the dependencies between different aspects of the project. Visualizations are useful for designers as well, because they helps to assess the effects of designers decisions to all project fields. They additionally help in guiding the design, thus benefitting amongst others the principal designer. With the positive experiences from the case-studies it is suggested that the performance metrics of building designs be visualized for the use of all process participants. Consistent visualizations enable the comparison of different design alternatives and versions and the monitoring of changes. To get the most out of the visualized metrics, they should be displayed all the time during working. It is also necessary to take care of updating the visualizations so that the overview provided by them is consistent with the actual design. Updating the visualizations during the case-studies was somewhat laborious. Establishing the visualization methods and practices enable broader utilization and more efficient generation of them.

12 SISÄLLYSLUETTELO

13 Kuvaluettelo Johdanto Tietomallintava rakennushanke Tietomallintaminen ja tietomallipohjainen prosessi Tietomallintaminen Suomessa Tiedon lähteet ja siirtotavat Tiedon havainnollistaminen Tiedon havainnollistamisen merkitys rakennusprosessissa Tiedon havainnollistamistavat Kaksiulotteiset esitystavat Piirustukset Valokuvamaiset visualisoinnit Diagrammit Kartat Kolmiulotteiset tiedon esitystavat Virtuaalitodellisuus Lisätty todellisuus Visualisointiominaisuudet suunnitteluohjelmistoissa Tiedon havainnollistamisen tasot Havainnollistaminen uudessa rakennusprosessissa Uusi rakennusprosessi Solmutyöskentely Soveltaminen rakennushankkeeseen Havainnollistaminen Case-tapaus ja havainnollistaminen Vaatimusten ja tavoitteiden asettaminen Tavoitteiden seuranta ja suunnittelun ohjaus Tiedon käsittely havainnollistamista varten Tietomallien sisältö ja tarkkuustaso Tuotetun tiedon laatu ja käsittely Case: Jyväskylän Onerva Mäen koulu Ensimmäinen solmu Toinen solmu Päätelmät Päätelmät Jatkotutkimus Lähteet Lähdeluettelo Kuvalähteet

14 KUVALUETTELO

15 Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta 15 Nro 1 Ivan Sutherlandin vuonna 1963 kehittämä Sketchpad on yksi ensimmäisistä tietokoneavusteisista suunnittelujärjestelmistä. 2 Matti Hannuksen Island of Automation in Construction kuvaa rakennusalan automaation eri osa-alueita ja tarvetta rakentaa siltoja niiden välille samalla kun koko ajan paljastuu uusia mahdollisuuksia. 3 Succarin määrittämät 4 eri tietokoneavusteisen suunnittelun tasoa. Vuonna 2011 Ruotsissa 45% suunnittelutyöhön käytetystä ajasta oli BIM tason 1 mukaista objektipohjaista mallinnusta. 4 ProIT-hankkeen julkaisema kaavio kuvaa tietomalliin tallennetun tiedon lisääntymistä jatkuvasti läpi prosessin. 5 Alvar Aallon luonnos Villa Maireasta on tyypillinen esimerkki luonnospiirustuksesta, joita suunnittelijat hyödyntävät prosessin aikana. 6 Yhteenveto tiedon visualisointiin tyypillisesti käytetyistä diagrammeista. 7 Prosessikaavio, joka kuvaa rakennusprosessissa tapahtuvaa laadunvalvontaa. 8 Pohjapiirustus on tyypillinen suunnittelijan luoma dokumentti. 9 Space Syntax-analyysi, joka pyrkii ennustamaan ihmisvirtoja liiketilassa. 10 Ruutukaappaus Google Maps-karttapalvelusta, jolla voi virtuaalisesti tutkia ympäristöä. 11 Ruutukaappaus Helsingin kaupungin paikkatietopalvelusta, jonka avulla voi perehtyä esimerkiksi kaavoitustilanteeseen haluamallaan alueella. 12 Ruutukaappaus Solibri Model Checker-ohjelmistossa tehdystä tietomallitarkistuksesta, joka hyödyntää kolmiulotteisuutta virhepaikkojen esittämisessä.

16 16 Kuvaluettelo 13 Peliympäristöjä hyödyntävät reaaliaikaiset visualisoinnit ovat nykyään lähes valokuvatarkkuuteen yltäviä. 14 Virtuaalinen rakennus upotettuna todelliseen ympäristöön matkapuhelinsovelluksessa. 15 Solibri Model Checker-tarkastusohjelmistolla voidaan luoda myös havainnollistuksia. Kuvassa A on väritetty eri rakennusosat ja kuvassa B on havainnollistettu inventointimallin rakennusosien lähtötiedon tarkkuus värein. Väritys tapahtuu automaattisesti mallin osiin liitetyn tiedon ansiosta. 16 Tietoa on mahdollista havainnollistaa useilla eri tasoilla. Tässä kuvattuna kolme tasoa, joista ensimmäisellä ei esitetä arvoja lukuina, toisella tasolla näytetään vain suhteellinen asteikko ja vasta kolmannella tasolla esitetään tarkat arvot. 17 Julkisen rakentamisen rakentamisprosessissa on havaittu monia haasteita. Samoja elementtejä voidaan nähdä myös muissa kuin julkisen rakentamisen hankkeissa. 18 Perinteisessä rakennusprosessissa osapuolet työskentelevät usein eri lähtötietojen pohjalta ja toimittavat päätöksentekoon erilliset dokumentit. Uuden prosessin solmukohdissa kaikki työskentelevät samoilla lähtötiedoilla yhteisen pöydän ääressä. Tietojen havainnollistaminen osapuolille ja päätöksentekijöille nousee olennaiseen rooliin. 19 Rakennusprosessissa tunnistettuja solmukohtia. Prosessin aikana solmuja voidaan järjestää eri tasoisina ja eri kokoonpanoilla aina kun sellaiseen koetaan olevan tarvetta. 20 Solmutyöskentelyn aikana hankkeen mittaristo on jatkuvasti päivittyvänä esillä. Siten se auttaa hahmottamaan osapuolien suunnittelupäätösten vaikutusta kokonaiskuvaan ja helpottaa suunnittelun ohjaamista oikeaan suuntaan. 21 Esimerkki rakennushankkeessa mitattavista ominaisuuksista.

17 Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta Asemakaavan avulla asetetaan rajoituksia esimerkiksi rakennuksen laajuudelle, sijainnille ja kerrosluvulle. 23 Ensimmäisessä vaiheessa pohditaan millainen rakennus halutaan. Tämän jälkeen asetetaan mittarit, joilla haluttuja ominaisuuksia mitataan. Lopuksi valitaan tärkeimmät mittarit, jotka muodostavat rakennukselle avainmittarit. 24 Suunnitelmavaihtoehtojen osa-alueiden vertailu. 25 Solmujen aikana osapuolet siirtävät tietoa toisille osapuolille monissa eri muodoissa kuten tietomallien, taulukoiden, tekstin, kuvien, viestin ja puheen avulla. Tarpeellisen tiedon erottaminen tallennettavaksi ja havainnollistettavaksi vaatii asiantuntemusta. 26 Tyypillinen rakennushankkeessa tuotettava taulukkomuotoinen tieto. 27 Mittareiden arvojen esittämisen yhteydessä on hyvä esittää tulosten tarkkuusarvo. 28 Solmutyöskentelyn aikana täydennetty seurantataulukko havainnollistuksineen. 29 Jokaisen vaihtoehdon tärkeimpien mittareiden, avainmittareiden arvot koottiin yhteen omalle sivulleen. 30 Osa toisen solmun seurantataulukosta havainnollistuksineen. 31 Energiatehokkuuden esittäminen yhdellä kuvaajalla, jolloin sen painoarvo on sama kuin muidenkin seurattujen arvojen. 32 Valokuva solmutyöskentelystä.

18 1. JOHDANTO

19 Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta 19 Nykypäivän rakennushankkeessa on mukana suuri määrä eri osapuolia. Sisäisen viestinnän laadun merkitys korostuu mitä useammalle tietoa joudutaan välittämään. Tiedon määrä kasvaa jatkuvasti ja yhä enemmän aikaa joudutaan käyttämään merkittävän tiedon seulomiseen tietovirrasta. Samaan aikaan suunnitteluun käytettävä aika on vähentynyt. Rakennushankkeissa joudutaan siis tekemään päätöksiä aiempaa nopeammin ja aiempaa suuremman tietomäärän pohjalta. Onnistuneella tiedon havainnollistamisella voidaan edesauttaa parempien päätösten tekemistä. Prosessin alussa tehdyillä päätöksillä on suuri vaikutus rakennuksen kustannusten määräytymiseen 1 ja tietomallintamisesta on mahdollista saada huomattavia hyötyjä erityisesti alkuvaiheen suunnitteluun 2. Tietomallintamiseen liittyvää tutkimusta on tehty paljon erityisesti alkuvaiheen suunnittelun kehittämiseen liittyen. Jotta tietomalleja on voitu hyödyntää, on jo alkuvaiheessa niihin jouduttu syöttämään suuri määrä tietoa, jolle ei ole ollut välitöntä tarvetta. Tämä on aiheuttanut ongelmia mallien käytössä tai jopa tehnyt niistä erittäin raskaita ja monasti käyttökelvottomia. Tietomallintamisen yleistyminen rakennusten suunnittelussa on mahdollistanut suunnitelmatiedon käsittelyn tietotekniikkaa hyödyntäen alusta asti. Tietomalleja voidaan käyttää uuden tiedon tuottamiseen hyödyntämällä simulaatioita ja analyysejä jo suunittelutyön alkuvaiheessa. Nykyään suunnitelmia havainnollistetaan pääosin suunnittelualakohtaisilla rakennuspiirustuksilla. Rakennuksen suorituskykyä tutkittaessa on toistaiseksi keskitytty lähinnä energiatehokkuuden, talotekniikan ja laajuustietojen arviointiin. Päätöksenteon kannalta merkittävää suunnitelmatietoa ei ole koottu yhteen ja esitetty yhtenäisellä tavalla. Nykyään rakennuksen sopivuutta käyttäjille, toiminnallisia ominaisuuksia ja käyttäjien asettamia tavoitteita arvioidaan vain joidenkin asioiden osalta tietyissä pisteissä rakennusprosessia. 1 Eastman Penttilä 2007

20 20 Johdanto Suunnitelmien eri osa-alueiden suorituskyvyn arviointi ja visualisointi siten, että kaikki hankkeen osapuolet ymmärtävät eri osatekijöiden vaikutuksen kokonaisuuteen, voi eräänä keinona auttaa parempien päätöksen tekemisessä. Yhtenäinen tunnuslukujen visualisointi mahdollistaa suunnitelman muutosten seurannan prosessin edetessä. Diplomityössä käytetty metodologia on yhdistelmä kirjallisuustutkimusta, case-tapausten analysointia ja kokemusperäistä tietoa. Työn tavoitteena on selvittää miten havainnollistamista hyödynnetään ja mikä sen merkitys on rakennusprosessin sisäisessä ja ulkoisessa viestinnässä sekä suunnittelun ja päätöksenteon apuvälineenä. Päämääränä on tuottaa suosituksia niistä havainnollistamisen menetelmistä, joita voidaan käyttää rakennusprosessille ominaisen tiedon visualisointiin. Havainnollistamisen merkitystä käsitellään case-tapauksien kautta. Erityisesti keskitytään suunnittelutilanteen kannalta merkittävän tiedon havainnollistamisesta saatuihin kokemuksiin. Lukijan odotetaan tuntevan tietomallipohjaisen rakennusprosessin nykytilaa Suomessa. Nykyisen prosessin laajempi kuvaus on rajattu tämän työn ulkopuolelle ja siihen ainoastaan viitataan. Model Novatyöpaketissa kehitettävä uusi, solmutyöskentelyä hyödyntävä rakennusprosessi kuvataan pääpiirteittäin, koska sitä hyöldynnettiin casetapauksissa. Tämän työn tausta on RYM Oy:n Built Environment Process Re-engineering (PRE)-tutkimushankkeen Model Nova-työpaketissa tehdyssä työssä. Työpaketin tavoitteena on tuottaa tietomallintamista hyödyntävä ja kestävää kehitystä tukeva rakennetun ympäristön liiketoimintamalli ja toimintakulttuuri. Työpaketissa on sovellettu solmutyöskentelyn työtapoja rakennusprosessiin. Oma osuuteni hankkeessa on ollut solmutyöskentelyn aikana tapahtuva suunnitelmatiedon visualisointimentelmien arvioiminen ja kehittäminen. Työn aluksi kuvataan lyhyesti tietomallipohjaisen prosessin nykytila Suomessa sekä siinä tuotetun tiedon laatu ja määrä. Tämän jälkeen

21 Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta 21 käsitellään yleisiä havainnollistamisen menetelmiä ja kehityssuuntia tulevaisuudessa. Neljännessä luvussa kuvataan uutta rakennusprosessia lyhyesti ja kuvataan miten siinä pyritään hyödyntämään havainnollistamista rakennusprosessin sisäisen viestinnän ja päätöksenteon tukena. Lopuksi arvioidaan case-tapauksista saadut kokemukset havainnollistamisesta.

22 2. TIETOMALLINTAVA RAKENNUSHANKE

23 Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta Tietomallintaminen ja tietomallipohjainen prosessi Tietomallintamiseen liittyvien käsitteiden tarkat määritelmät vaihtelevat niiden käyttäjästä riippuen. Tietomallintaminen on menetelmä, jolla tuotetaan tietomalleja. Sekä tietomallintamiseen että tietomalleihin viitataan kirjallisuudessa lyhenteellä BIM (building information modeling ja building information model). Penttilän määritelmän mukaan tietomallintaminen on metodologia, jonka avulla keskeistä suunnittelu- ja projektitietoa hallitaan digitaalisessa muodossa koko rakennuksen elinkaaren ajan 1. Tähän tarvitaan vuorovaikutteisia menettelytapoja, prosesseja ja teknologioita 2. Tietomallipohjaisella prosessilla tarkoitetaan rakennusprosessia, jossa hyödynnetään tietomallintamista kattavasti koko prosessin ajan Tietomallintaminen Suomessa Katsaus historiaan Rakennusten virtuaalisista malleista esitettiin ensimmäisiä ajatuksia jo 1960-luvulla, mutta tietokoneiden rajoitettu laskentakapasiteetti esti visioiden toteuttamisen tuohon aikaan. Tietokoneavusteisen suunnittelun voidaan katsoa alkaneen toden teolla Ivan Sutherlandin vuonna 1962 kehittämästä Sketchpadistä 3. Tietokoneavusteinen piirtäminen, CAD (computer-aided design) alkoi yleistyä rakennusten suunnittelussa todella 1980-luvulla. Suomessa vuonna 1985 alkaneessa RATAShankkeessa keskeisenä tuloksena tunnistettiin tietomallintamisen merkitys IT:n tehokkaan käytön edistämisessä rakennusalalla 4. Hankkeessa alettiin määritellä CAD-työskentelyn standardeja. Hitaasti CAD vakiinnutti asemansa välttämättömänä työkaluna suunnittelu- 1 Penttilä Succar Sutherland Björk 2009

24 24 Tietomallintava rakennushanke Kuva 1: Ivan Sutherlandin vuonna 1963 kehittämä Sketchpad on yksi ensimmäisistä tietokoneavusteisista suunnittelujärjestelmistä. toimistoissa 1990-luvulla syrjäyttäen käsin piirtämisen käytännöllisesti katsoen kokonaan. Tässä vaiheessa CAD-pohjainen työskentely kuitenkin lähinnä keskittyi kaksiulotteisten piirustusten digitaaliseen tuotantoon korvaten aluksi piirustuspöydän. 5 CAD ymmärrettiin aluksi enemmänkin piirustusohjelmistona kuin suunnittelutyökaluna. Kolmiulotteisia malleja rakennuksista on käytetty pitkään suunnitelmien kolmiulotteiseen havainnollistamiseen. Niiden käyttö rajoittui aluksi pääosin rakennuksen geometrisen hahmon ja ulkoasun esittä- 5 Penttilä & Weck 2006

25 Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta 25 miseen. Tuotemallintamisesta alettiin puhua kun rakennuksen malleja alettiin koota virtuaalisista rakennusosista pelkän kolmiulotteisen geometrian mallintamisen sijaan. Aluksi tuotemalleja hyödynnettiin lähinnä rakennusosien määrälaskentaan, mutta vähitellen niitä alettiin käyttää esimerkiksi työmaan aikataulutukseen sekä määrälaskentaan. Tietokoneiden laskentatehon ja osaamisen lisääntyessä myös malliin sisällytettävän tiedon määrä ja tarkkuus on kasvanut jatkuvasti. Tuotemalli voidaan ymmärtää yksittäisen rakennusosan eli tuotteen tietomallina 6 eikä se siten kuvaa koko prosessikenttää riittävästi. Tuotemallintaminen käsitteenä onkin jäänyt taka-alalle ja tällä hetkellä puhutaankin yleisesti tietomallintamisesta. Tietomallintaminen (Building Information Modeling, BIM) yleistyi käsitteenä 2000-luvun alussa. Samoihin aikoihin myös suunnitteluohjelmistot olivat kehittyneet riittävästi yhä tarkempaan rakennusten mallintamiseen. Suomessa tietomallintamisen lisääntymistä on edistänyt merkittävästi Senaattikiinteistöjen päätös vaatia tietomallintamista rakennushankkeissaan vuodesta 2007 alkaen on johtanut yleisten tietomallivaatimusten kehittymiseen Tietomalliohjeet Tietomallintamisen lisääntynyt käyttö suunnittelussa on synnyttänyt tarpeen määritellä yhteisiä työskentelytapoja. Tietomalliohjeistus määrittää vakioidun toimintamallin tietomallipohjaisessa prosessissa jolloin myös tietyssä prosessin vaiheessa saatava tiedon laatu on vakioitu. Ohjeistuksissa määritetään mitä tietoa kenenkin osapuolen on tuotettava tietomalliinsa muiden käyttöön rakennusprosessin eri vaiheissa. Ohjeistuksen mukaan toimittaessa voidaan varmistaa tarpeellisen tietosisällön saatavilla olo koko hankkeen ajan. Tietomallivaatimusten tavoitteena on suunnittelun ja rakentamisen laadun, te- 6 Hietanen 2005

26 26 Tietomallintava rakennushanke Islands of Automation in Construction After the ice period years ago the land is still slowly rising and exposing new terrain never before stepped on by man. Click to edit Master title style The challenge is to build bridges between the islands while new islands are constantly appearing. XML Click to edit Master text styles Accounting & data mgt Second level Under construction: IFC GATE Third level Will be ready real soon now 60's Fourth level» Fifth Information level 70's 80's Construction Production 80's brokers EDI Quantity calculation PDM 90's Great Information Barrier Reef Product data bases Planning FM Coastline of the year 2010 building Production product model Automation 4 Building Use & 12 Nov 2000 Matti Hannus Rakennusalan ICT tutkijaseminaari, Maintenance Matti Hannus 60's 70's Structural analysis 70's Engineering Design DXF ferry 2D Draughting 80's Architectural Design 90's FEM Parametric design Internet 80's 3D visualization 90's RATAS programme, Finland 1987 Figure updated in 2000 Prefabricated component modelling CAD VR Kuva 2: Matti Hannuksen Island of Automation in Construction kuvaa rakennusalan automaation eri osa-alueita ja tarvetta rakentaa siltoja niiden välille samalla kun koko ajan paljastuu uusia mahdollisuuksia.

27 Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta 27 hokkuuden, turvallisuuden ja kestävän kehityksen mukaisen hanke- ja elinkaariprosessin tukeminen 7. Ohjeistuksia ja vaatimuksia tietomallien käytöstä suunnitteluprosesseissa on luotu kuluvan vuosikymmenen aikana ympäri maailman. Listauksia ohjeistuksista on useista eri lähteistä 8. Suomessa Pro IT-hanke julkaisi vuosina tuotemallisuunnittelun ohjeita. Senaattikiinteistöt julkaisi vuonna 2007 omat tietomallivaatimuksensa, joissa käsiteltiin eri suunnittelualojen malleille asetettuja vaatimuksia. Näitä tietomallivaatimuksia päivitettiin vuosina COBIMhankkeen muodossa. Työn tuloksena julkaistiin yleiset tietomallivaatimukset 2012, joka on Suomessa tärkein tietomallinnusta määrittelevä dokumentti. Rakennusprosessin eri osapuolien tehtäviä ja tuotettavan tiedon vaatimuksia on määritetty rakennushankkeen tehtäväluetteloissa. Tietomallintaminen näkyy niissä erityisinä siihen liittyvinä tehtävinä. Tehtäväluetteloissa asetetaan projektissa tehtävälle tietomallintamiselle vaatimuksia. Tehtäväluetteloissa asetetut tavoitteet tietomalleille ovat kuitenkin varsin väljiä kuten arkkitehtisuunnittelun tehtäväluetteloiden ehdotussuunnitteluosiossa tehtävä tehdään tietomallintaminen sovittuun tasoon. Tietomallipohjaisista projekteista saatujen kokemuksien pohjalta on syntynyt tarve määritellä yleisiä tietomallivaatimuksia tarkemmin tietomallien sisältöä. Kaikkia koskevat yleiset vaatimukset ovat kuitenkin aina alan viimeisintä kehitystä jäljessä ja siksi onkin tarve sopia hankekohtaisesti poikkeuksista yleisiin vaatimuksiin. Viime vuosina suuret rakennusyhtiöt, kuten Suomessa esimerkiksi Lemminkäinen Oyj ja Skanska Oy ovat alkaneet kehittää omia tietomalliohjeistuksiaan. Tällaiset ohjeistukset ovat luonteeltaan yleisiä vaatimuksia huomattavasti tarkempia ja määrittävät mallien sisällön yrityksen omien 7 YTV esim. Succar 2009

28 28 Tietomallintava rakennushanke Kuva 3: Succarin määrittämät 4 eri tietokoneavusteisen suunnittelun tasoa. Vuonna 2011 Ruotsissa 45% suunnittelutyöhön käytetystä ajasta oli BIM tason 1 mukaista objektipohjaista mallinnusta. tarpeiden suhteen. Niiden tarkoituksena on optimoida tietomallien käyttö yrityksen omissa prosesseissa Nykytilanne Pohjoismaissa tieto- ja viestintätekniikan kehitystä on seurattu barometrein 9. Tuoreimmassa, vuoden 2011 Ruotsin rakennusalan ITbarometrissa arkkitehtien suunnittelutyöhön käyttämästä ajasta 45% oli mallipohjaista työskentelyä 10. Suomessa vastaava luku vuonna 2007 oli 33% 11. Mallityöskentelyn osuus on kasvanut jatkuvasti koko 2000-luvun. Succar 12 on luonut tietomallintamisen käyttöönoton viitekehyksen, jossa tietomallintamiselle hyödyntämiselle on määritetty kolmitasoinen asteikko. Näihin tasoihin peilattuna voidaan todeta rakennusalan saavuttaneen monilta osin tietomallien hyödyntämiseessä ensimmäisen tason. Toisen tason saavuttamiseksi tapahtuvaa kehitys- 9 Kiviniemi 2007, Samuelsson Samuelsson Kiviniemi Succar 2009

29 Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta 29 työtä on tehty paljon ja edelläkävijät ovatkin monilta osittain siirtyneet mallipohjaiseen yhteistoimintaan (kuva 3). Rakennusprosessin osapuolet kokevat tietomallintamisen uutena tapana toimia sekä työkaluksi, jolla hallitaan prosessia. Tällä hetkellä sitä käytetään eniten määrälaskentaan, suunnitteluun uudisrakentamisessa, simulointeihin ja analyyseihin sekä törmäystarkasteluihin, aikataulutukseen ja visualisointiin. 13 Suunnittelua lukuun ottamatta näitä käyttötapauksia suoritetaan yleensä vain ennalta määritetyissä projektivaiheissa vaatimusarvojen tarkistamiseen jolloin kaikkea niiden potentiaalia toimia suunnittelun todellisena apuvälineenä ei käytetä. Tietomallintamisen määritelmään liitetään yleensä koko rakennuksen elinkaaren aikainen tiedon hyödyntäminen. Todellisuudessa tietomallien käyttö rakennuksen valmistumisen jälkeen on toistaiseksi vähäistä. 14 Kehityssuunta on kuitenkin selkeä ja ylläpitoon liittyvät sovellukset lisääntynevät tulevaisuudessa voimakkaasti Kokemusperäinen tieto Suunnitteluprosesseihin tietomallintaminen on vaikuttanut toistaiseksi vähän. Tietomalleja ei tavallisesti käytetä esimerkiksi luonnosvaiheen suunnitelmavaihtoehtojen vertailuun siinä laajuudessa kuin se olisi mahdollista. Monet suunnittelupäätökset tehdään lähinnä suunnittelijan intuitioon ja kokemukseen pohjautuen hyödyntämättä ohjelmistoihin sisäänrakennettuja tai ulkoisia analyysityökaluja. Tietomallintamisen omaksuminen suunnittelutyökaluksi on ollut melko hidasta. Osittain kyse on osaamisen ja kokemuksen puutteesta sillä monissa suunnittelutoimistoissa täysin mallipohjaisia projekteja on tehty vähän. Varsinkin alkuinnostuksen yhteydessä tuotetaan usein geometrisesti turhan monimutkaisia ja raskaita malleja, koska 13 Kerosuo ym Kerosuo ym. 2011