Pilotti: Hyväntoivonpuisto, tietomallin laatiminen. Infra FINBIM LOPPURAPORTTI

Transkriptio

1 Pilotti: Hyväntoivonpuisto, tietomallin laatiminen Infra FINBIM LOPPURAPORTTI Muutoshistoria: Versio Pvm Tila (luonnos / ehdotus / hyväksytty) Tekijä(t) Luonnos Tuomo Järvenpää raporttiluonnos Luonnos Tuomo Järvenpää Outi Palosaari Sami Kaleva Huomautukset (määrittely / toteutus / dokumentointi) taitorakenteiden ja puiston raportit yhdistetty Luonnos Kari Kuusela Tuomo Järvenpää tarkistus oikoluku Ehdotus Tuomo Järvenpää Pieniä lisäyksiä ja korjausta kommenttien perusteella Hyväksytty Tuomo Järvenpää Lisätty prosessikaavio

2 2 (67) SISÄLTÖ 1 Johdanto Tausta Organisaatio Pilottia tukevan hankkeen kuvaus Pilotin osapuolet ja viestintä Taitorakenteiden tietomalli Pilotin tavoitteet ja hankkeessa pilotoitavat asiat Keskeisimmät kehitysaskeleet ja oletetut riskit Pilotin dokumentointi Revit Structure ohjelmiston soveltuvuus taidetukimuurien tietomallintamiseen Tekla Structures -tietomallin luominen Tukimuurit Tekla Structures -tietomallin luominen Portaat Tekla Structures -tietomallin luominen Välimerenkadun silta Tietotekninen ympäristö Prosessikuvaus Nimikkeistöt ja ohjeet Tietomallin ulkopuolinen tarkastus Johtopäätökset Havaitut hyödyt ja ongelmat, edistysaskeleet ja kehitystarpeet Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi /Arviointisabluuna Jatkotoimenpiteet Puiston tietomalli Tavoitteet Pilotoidut asiat Pilotin dokumentointi Civil 3D -ohjelmiston soveltuvuus puiston tietomallintamiseen Prosessin kulku Mallin tarkastaminen Piirustustarpeen minimointi InfraFINBIM -nimikkeistö Johtopäätökset Hyödyt, haitat, ongelmat, kehitystarpeet Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi Jatkotoimenpiteet Yhdistelmämalli Liite A - Kokonaisyhteenveto pilotista Liite B - Tekla Structures -mallin havainnekuvia Liite C - Yhdistelmämallin havainnekuvia Liite D - InfraFINBIM arviointisabluunateksti Liite E - Arviointisapluunan kategoriat ja valmiustasot... 67

3 3 (67) 1 Johdanto 1.1 Tausta Suomessa kiinnostus siltojen ja muiden infrarakenteiden tietomallintamiseen on suurta. Tietomallien käyttöä ja niiden mahdollisuuksia sillansuunnittelussa ja rakentamisessa on selvitetty mm. Älykäs Silta-, 5DSilta, 5DSilta2 ja 5DSilta3 -kehityshankkeissa. Tietomallien käyttö infrarakenteiden suunnittelussa, rakentamisessa ja ylläpidossa lisää koko hankeprosessin tehokkuutta ja luotettavuutta. Tietomalli on myös erittäin havainnollinen apuväline rakennushankkeen kaikissa vaiheissa. Tietomallipohjaisen suunnittelun kehittäminen ja yhteisten käytäntöjen laatiminen sekä niistä sopiminen ovat koko infra-alan kehittämisen, tehokkuuden ja laadunvarmistuksen kannalta tärkeitä. Mallintamisessa on ollut ongelmia monimuotoisen geometrian omaavissa rakenteissa. Betoniraudoituksen 2D-piirustusten tuottaminen tietomallista on ollut vaikeaa. Vaativan väylägeometrian siirtäminen sillan tietomalliin vaatii myös kehittämistoimenpiteitä. Mallintamisen yhdenmukaiset käytännöt eivät ole vielä riittävän hyvällä tasolla koko infra-alan tehokkaan mallintamisen mahdollistamiseksi. Mallintamisessa käytettyjen ohjelmien määrä on pieni ja tiedonsiirto eri ohjelmistojen välillä ei toimi ongelmitta, vaan vaatii paljon kehittämistyötä. Helsingin Jätkäsaaressa sijaitsevan Hyväntoivonpuiston ja siihen liittyvien siltojen, tukimuurien sekä maanalaisten rakenteiden mallintaminen on sopiva hanke tietomallin laatimisen kehittämistehtäväksi, koska se on geometrialtaan vaativa ja sisältää monentyyppisiä rakenteita. Hankkeeseen liittyvistä alueen muista rakenteista (paikoitushalli, maanalaiset huoltokäytävät ja kadut) laaditaan erillisinä hankkeina myös tietomallit. Mallien laatimisessa käytetään eri ohjelmistoja, joten toimiva tiedonsiirto ja tiedonsiirron kehittäminen eri ohjelmistojen välillä on hankkeessa hyvin tärkeää. Tietomallien hyödyntäminen käsittää suunnittelun, rakentamisprosessin, laadunvalvonnan ja ylläpidon rakennusten käyttöiän aikana. Tietomallin laatiminen suoritetaan kehityshankkeena, jossa mallintamisen työtapoja kehitetään ja tutkitaan tietomallien siirtoa eri tietomallinnusohjelmistojen välillä. Kehityshankkeessa syntyvät mallinnukset ja työtapojen kehittämiseen liittyvät tulokset tullaan myöhemmin hyödyntämään yleisesti infrahankkeiden mallinnustehtävissä. Mallinnukseen liittyviä muita kehitystoimenpiteitä ovat taidetukimuurien pintaratkaisujen ja raudoitteiden mallintamisen kehittäminen siten, että rakenteiden vaativan geometrian hallitseminen mallinnusohjelmalla nopeuttaa raudoituspiirustusten laadintaa ja suunnitelmien virheettömyyttä. Kehitystoimenpiteitä ovat myös mallinnuksen hyödyntäminen rakenteiden lujuuslaskennassa. Puistosta laadittava tietomalli on koko puistosuunnittelualan kannalta merkittävä kehityshanke. Hyväntoivonpuisto on erinomainen esimerkkikohde: puisto rakennetaan kaikkia rakennekerroksia myöten tyhjälle tontille, puistoon liittyy runsaasti uusia erityyppisiä rakennusosia, puiston alle toteutetaan tiloja ja pima-alue (pilaantuneen maan alue), puisto on suuri (5ha) sekä puisto on paikallisesti ja valtakunnallisesti merkittävä kokonaisuus. Hanke toteutetaan 5DSILTA-konsortion puitteissa toteutettavana kehittämishankkeena. Tavoitteena on kehittää silta- ja muiden taitorakenteiden tietomallinnuksen käyttöä rakenteiden suunnittelussa ja rakentamisessa sekä ylläpitotehtävissä rakenteiden käyttöiän aikana. Hankkeen aikana mallinnuksen edistymistä ja kehittämistoimenpiteitä esitellään säännöllisin väliajoin 5DSILTA-konsortion kokouksissa.

4 4 (67) 1.2 Organisaatio Konsultin projektiryhmä koostuu Ponvia Oy:n, VSU Oy:n, Geobotnia Oy:n ja Plaana Oy:n henkilöistä. Pääkonsulttina ja suunnittelutyön koordinoijana toimii Ponvia Oy. Työtä valvoo ja ohjaa Helsingin kaupungin rakennusvirasto edustajinaan Ville Alajoki ja Petra Rantalainen. Projekti toimi Infra FINBIM työpaketin pilottina. Käytettävien ohjelmistojen kehittämisestä ja työn ohjauksesta ohjelmien käytön osalta toimivat Janne Virtanen (Virtual Systems Oy) ja Pekka Vähäkainu (Future CAD Oy). Seuraavassa on esitetty projektin organisaatio. TILAAJAN ORGANISAATIO Tilaajan projektin johto (HKR) DI Ville Alajoki Puistorakenteet (HKR) Petra Rantalainen Projektipäällikkö, Sillat ja taitorakenteet Projektipäällikkö, puistosuunnittelu KONSULTIN ORGANISAATIO Konsulttiryhmän projektin johto ja vuorovaikutus (Ponvia Oy) DI Kari Kuusela Projektipäällikkö ja vuorovaikutus Tukimuurien ja taitorakenteiden rakennussuunnittelu (Ponvia Oy) Ins. Jouni Ikonen Rakennussuunnittelu, tukimuurit DI Risto Kallio Yleissuunnittelu, sillat Ins. Jussi Pinola Rakennussuunnittelu, sillat Taidetukimuurien ja puiston pääsuunnittelu (VSU Oy) Arkk. Outi Palosaari Tukimuuri- ja silta-arkkitehtuuri, Tietomallin ohjaus Arkk. Tommi Heinonen Puiston pääsuunnittelu Arkk. SAFA Mikko Kämäräinen Tukimuurien ja portaiden arkkitehtuuri Geotekninen suunnittelu ja esirakentaminen (Geobotnia Oy) DI Olli Nuutilainen Geotekninen suunnittelu, Tietomallin ohjaus DI Janne Herva Geotekninen suunnittelu Väylä- ja kuivatussuunnittelu (Plaana Oy) Ins. Toivo Kämäräinen Tietomallinnus, Puistot (VSU Oy) Maisema-arkk. yo Sami Kaleva Väylä- ja kuivatussuunnittelu, Tietomallin ohjaus Mallinnus, Civil 3D malli Tietomallinnus, sillat, tukimuurit ja portaat (Ponvia Oy) DI Tuomo Järvenpää Mallinnus, Revit Structure ja Tekla Structures -malli Piirt. Sanna Palmroos Mallinnus, Tekla Structures -malli

5 5 (67) DI Anssi Mattila Mallinnus, Tekla Structures -malli YHTEISTYÖTAHOT Revit Structure -ohjelmisto (Virtual Systems Oy) Janne Virtanen Ohjelmiston kehittäminen Civil 3D -ohjelmisto (Future CAD Oy) Pekka Vähäkainu Ohjelmiston kehittäminen 1.3 Pilottia tukevan hankkeen kuvaus Hyväntoivonpuisto on Helsingin Jätkäsaareen tuleva koko alueen läpi kulkeva kaarevalinjainen puisto (kuva 1). Yli kilometrin pituinen puisto muodostaa lähikortteleineen alueella aukottoman vyöhykkeen. Puistossa kulkee jalankulun ja pyöräilyn pääreitti, joka johtaa alueen muihin puistoihin ja merenrantaan. Puisto nostetaan täyttömailla nykyistä maanpinnan tasoa korkeammalle, jolloin kevyen liikenteen yhteydet jatkuvat silloilla pääkatujen yli. Pilottiprojektissa mallinnettiin kuvassa 2 esitetty Selkämerenpuisto sekä Hyväntoivonpuiston pohjoisosaa. Mallinnusalue Kuva 1. Hyväntoivonpuisto sijaitsee Helsingin Jätkäsaaressa. Kuvassa on esitetty projektissa mallinnettu alue puistosta.

6 6 (67) Hankkeessa laaditaan Hyväntoivonpuistosta ja siihen liittyvistä rakenteista (sillat, tukimuurit, portaat) tietomallit. Projektin 1. vaihe käsittää yhden teräsristikkorakenteisen kevyenliikenteen sillan, noin 380 metriä tukimuuria sekä noin 1,30 hehtaaria puistoa. Tukimuurit ovat ns. taidetukimuureja eli niiden ulkomuoto poikkeaa huomattavasti perinteistä tukimuureista. Pilottiprojekti alkoi ja malli luovutettiin tilaajan tarkastukseen Pilottiprojekti kesti 2v ja 8kk. Kuva 2. Havainnekuva mallinnetusta alueesta. 1.4 Pilotin osapuolet ja viestintä Työn tilaajana toimi Helsingin kaupungin rakennusvirasto (HKR). Tilaajan projektipäällikkö Ville Alajoki (HKR) hoiti pilotin läpiviemisen InfraFINBIM-työpaketissa. Suunnittelutyön aikana järjestettiin suunnittelukokouksia noin kuukauden välein, jossa käytiin läpi projektin etenemistä ja esille tulleita asioita. Yhteensä projektin aikana järjestettiin 21 suunnittelukokousta. Projektin ulkopuolisena tarkastajana toimi WSP Finland Oy.

7 7 (67) 2 Taitorakenteiden tietomalli 2.1 Pilotin tavoitteet ja hankkeessa pilotoitavat asiat Tavoitteena on laatia rakenteista yksityiskohtaiset tietomallit, joita hyödynnetään jo suunnitteluvaiheessa alueelle suunniteltavien muiden rakenteiden yhteensovittamisessa. Tavoitteena on, että tietomalli on laajennettavissa ja yhdistettävissä alueen muiden tietomallien kanssa. Tietomalleja käytetään rakennusvaiheessa rakennustyön toteutussuunnitelmina sekä laadunvarmistuksessa ja hankkeen projektinjohtamisen apuvälineenä. Rakenteiden valmistuttua tietomallia käytetään, sekä tarvittaessa täydennetään, huollon ja ylläpidon tehtävissä. Vaihtoehtoisen tietomallinnusohjelmiston soveltuvuus kohteen tietomallintamiseen Taitorakenteiden suunnittelussa on Suomessa perinteisesti käytetty Tekla Structures -ohjelmistoa. Hankkeen tilaajalla eli HKR:llä oli ohjelman soveltuvuudesta jo omakohtaista kokemusta ennen Hyväntoivonpuisto -projektin alkamista. Pilotissa haluttiin saada kokemuksia myös muista tietomallinnusohjelmistoista, sillä yhden ohjelmiston liian vahva markkina-asema ei ole toivottavaa. Pilotissa testattavaksi ohjelmistoksi valittiin Autodeskin Revit Structure -ohjelmisto. Pilotissa oli tarkoitus kartoittaa Revit Structure -ohjelman soveltuvuus taidetukimuurien tietomallin luomiseen. Yhteistoiminta eri mallinnusohjelmistojen välillä Hankkeeseen liittyvistä alueen muista rakenteista laaditaan myös tietomalleja eri suunnittelijoiden toimesta. Mallien laatimisessa käytetään eri ohjelmistoja, joten toimiva tiedonsiirto ja tiedonsiirron kehittäminen eri ohjelmistojen välillä on hankkeessa hyvin tärkeää. Yhdistelmämallin luominen Puistokokonaisuudesta tehdään yhdistelmämalli, jossa on esitetty kaikki puistoon rakennettavat taitorakenteet, maakerrokset, penkit, puut, suoja-aidat ja muut puiston varusteet ja laitteet. Yhdistelmämallin avulla hankkeen kokonaisuutta voidaan tarkastella havainnollisesti. Piirustustarpeen minimointi Hankkeen tietomalleista on tarkoitus tehdä niin yksityiskohtaiset, että perinteisten piirustusten tarve voidaan minimoida. Hankkeessa tutkitaan miten piirustuksissa esitetyt asiat voidaan esittää tietomallissa ja minkälaisia piirustuksia tehdään niistä asioista, joita ei ole järkevää esittää tietomallissa. Urakkalaskenta mallipohjaisesti Hanke on tarkoitus laittaa aikanaan urakkalaskentaan tietomallipohjaisesti eli urakoitsijat saavat käyttöönsä hankkeessa tehdyt tietomallit. Urakoitsijoiden tulee itse suorittaa määrälaskenta suoraan tietomallista eli suunnittelija ei enää anna valmiita määräluetteloita. Keskeinen asia mallipohjaisessa määrälaskennassa on se, että malli on oikein rakennettu ja dokumentoitu. Kaikkien määrälaskijoiden tulisi saada samat määrä ulos mallista. Urakkalaskentaa pilotoidaan antamalla tietomalli ulkopuolisen konsultin tarkastukseen. Konsultti tekee mallista oman määrälaskennan ja sitä vertaillaan suunnittelijan itse suorittamaan määrälaskentaan Keskeisimmät kehitysaskeleet ja oletetut riskit Hankkeen keskeisenä kehitystavoitteena on luoda niin tarkka tietomalli, että perinteisten piirustusten määrää voidaan vähentää. Piirustusten tekeminen tietomallista on osittaista tuplatyötä, sillä piirustuksissa esitetään tietoa, joka on jo saatavissa mallista. Tavoitteena on, että suunnittelu nopeutuisi, virheet vähenisivät ja muutosten tekeminen olisi joustavampaa ilman piirustuksia.

8 8 (67) Tietomallista suoritettu määrälaskenta on tarkempi kuin piirustuksista tehty määrälaskenta, sillä tietomallista saadaan kaikkien rakenteiden todelliset määrät erittäin tarkasti lueteltua. Tietomalli on itsessään erittäin tarkka suunnitelma, jossa mahdolliset yhteentörmäykset ja muut virhekohdat paljastuvat jo suunnittelun aikana. Laadukkaampi ja tarkempi suunnitelma näkyy alhaisempana urakkahintana vähentyneen riskin ansiosta. Tietomallin tekemiseen liittyy suuri aikataulu- ja kustannusriski, sillä suunnittelun alkuvaiheessa voi olla vaikeaa arvioida mallintamiseen tarvittavaa työmäärää. Mitä haastavampi geometria ja mitä tarkempaa mallintamistarkkuutta käytetään, sitä enemmän mallintamiseen menee aikaa ja sitä vaikeampaa työmäärän arviointi on. Riskiä voidaan pienentää realistisella työmääräarvioinnilla ja työn jatkuvalla seurannalla työmäärän ennustettavuuden varmistamiseksi. Tarkan tietomallin tekemiseen kuluu paljon kauemmin aikaa kuin saman suunnitelman esittämiseen perinteisesti piirustuksina. Poikkeuksena ovat geometrialtaan niin haastavat kohteet, että niitä ei olisi voinut suunnitella perinteisillä menetelmillä. Ohjelmistojen soveltuvuus saattaa edellyttää ohjelmistojen kehittämistyötä tai jopa suunnitteluohjelmiston vaihtamista kesken suunnittelun. Eri ohjelmistojen välillä saattaa myös ilmetä tiedonsiirto-ongelmia. Tästä aiheutuu riski työn viivästymisestä ja todennäköisyys arvioitujen suunnittelukustannusten ylittämisestä suurenee. 2.2 Pilotin dokumentointi Revit Structure ohjelmiston soveltuvuus taidetukimuurien tietomallintamiseen Taidetukimuurien mallintaminen aloitettiin Autodesk Revit Structure ohjelmistolla, koska haluttiin kokemuksia uusista tietomallinnusohjelmistoista. Tavoitteena oli mallintaa tukimuurien betonielementit, paikkavaluosa ja betoniraudoitus. Geometria Tukimuurit mallinnettiin Revit Structureen käyttäen referenssimallina arkkitehdilta saatua 3Dpintamallia. Pintamalli oli tehty AutoCAD -ohjelmistolla. Referenssimallin hyödyntämisessä oli aluksi hieman ongelmia, sillä ohjelma ei tunnistanut siinä olevia pintoja oikein. Objekti kyllä näkyi mallissa oikein, mutta siinä oleviin pintoihin ei voinut tarttua kiinni eikä niistä voinut muodostaa työskentelytasoja. Ongelma saatiin korjattua kun referenssimalli ladattiin Revittiin ns. Mass -objektina. Tällöin referenssiobjektin muotoa voitiin hyödyntää Revitin omilla mallinnustyökaluilla. Revit Structure tukee parhaiten 3D Solid tai Region -tyyppiä olevia AutoCAD -objekteja. Joidenkin objektityyppien, kuten 3D Face, kanssa tuli ongelmia jos DWG -malli päivitettiin Revittiin esimerkiksi lähtötietomallin muuttumisen seurauksena. Ongelmaksi muodostui se, että lähtötietomallin päivityksen jälkeen Revit ei enää osannut käyttää kolmiopintoja työskentelytasoina eli referenssimalli särkyi. Ongelmia aiheutti erityisesti 3D Face tyyppiset AutoCAD -objektit. Vastaavaa ongelmaa ei esiintynyt 3D Solid tai Region -tyyppisillä objekteilla. Tukimuurien mallintaminen Revitillä onnistui kohtuullisen hyvin (kuva 3). Suurimpia ongelmia aiheuttivat ohjelman erilaiset virheilmoitukset, jotka ilmenivät erityisesti Void eli tilavuudenpoistotyökalun yhteydessä. Revit ei aina pystynyt muodostamaan massan poistoa juuri suunnittelijan haluamaan kohtaan. Ohjelma ilmoitti usein, että geometriaa ei voi luoda tai osien yhdistäminen särkyy jos geometria luodaan. Virheilmoitukset johtuivat todennäköisesti hyvin monimutkaisesta tukimuurigeometriasta, joka piti koostaa hyvin monesta päällekkäisestä pursotuksesta. Virheilmoituksista pääsi usein eroon muokkaamalla esimerkiksi pursotuksen paksuutta millin ohuemmaksi, jolloin geometriavirheen aiheuttama kohta poistui. Tämä aiheutti hyvin pientä virhettä lopulliseen muotoon. Mittavirhe on niin pieni että sillä ei ole käytännön merkitystä.

9 9 (67) Paikallavalugeometrian mallintamiseen on ohjelmassa erittäin monipuoliset työkalut eikä niihin ole tämän projektin puitteissa tullut parannustarpeita. Kuva 3. Revit Structurella mallinnettu tukimuurigeometria. Varusteet ja laitteet Tukimuureissa käytetään erilaisia kiinnitysosia valupainetuentaa sekä kuorielementtien nostoa ja asennusta varten. Kaikki erilaiset kiinnitys- ja nosto-osat täytyi mallintaa ohjelmaan itse, sillä kiinnitysosavalmistajilla ei ollut valmiina Revit Structureen soveltuvia objekteja. Objektien mallintaminen on kohtuullisen nopea prosessi eikä se hidastanut kohtuuttomasti mallintamista. Kaikkien kiinnitysosien mallinnus onnistui hyvin ja niiden lisääminen malliin oli erittäin nopeaa ja kätevää. Raudoitus Tukimuurin tietomalliperusteisen suunnitteluprosessin aikana ilmenneistä ongelmista suurin osa liittyi tavalla tai toisella raudoitukseen. Erityisesti luseeraavien eli lineaarisesti vakioaskelluksin pituuttaan muuttavien teräsryhmien puute hidastaa raudoitusten mallintamista ja raudoituspiirustusten tekemistä. Lähes kaikki projektissa mallinnetun tukimuurin teräkset olivat luseeraavia eli tämän ominaisuuden puute oli merkittävä haittatekijä projektissa. Paras tapa muodostaa luseeraavat teräkset on mallintaa teräkset ensin täysimittaisina suorakaiteen muotoiseen objektiin, jolloin teräkset tarttuvat betonin suojapeitteen etäisyydelle ulkopinnasta. Tämän jälkeen suorakaiteen muotoinen objekti muokataan halutunmuotoiseksi, jolloin siihen mallinnetut teräkset seuraavat uutta muotoa tietyin rajoituksin. Tätä on havainnollistettu kuvissa 4-6.

10 10 (67) Kuva 4. Luseeraavat teräkset on mallinnettu suorakaiteen muotoiseen punaiseen objektiin. Kuva 5. Objektin muoto muutetaan halutunlaiseksi, jolloin siihen mallinnetut teräkset seuraavat uutta muotoa. Kuva 6. Apuna käytetty objekti piilotetaan mallista, jolloin jäljelle jää vain siihen mallinnettu raudoitus.

11 11 (67) Yllä kuvatun raudoituksen mallintaminen aiheutti sen, että tietomalliin täytyi muodostaa paljon raudotuksen mallintamisen apuna käytettyjä solidiobjekteja. Nämä tilapäiset objektit täytyi poistaa raudoituksen mallintamisen valmistuttua, jotta ne eivät sotkeneet määräluetteloita. Revit Structuressa raudoitus mallinnetaan rakenteeseen aina rakenteesta otetun leikkauksen kautta. Raudoitus lisätään tähän leikkaukseen joko kohtisuoraan leikkausta vastaan tai leikkauksen tasossa. Jos tukimuurista otetaan kohtisuora leikkaus ja lisätään siihen leikkauksen tasossa oleva raudoitus, niin tämä raudoitusryhmä kulkee siis aina kohtisuoraan leikkausta vasten. Ohjelma ei vielä versiossa 2012 mahdollista sitä, että raudoitus kulkisi vinossa otettua leikkausta vastaan. Kuvassa 7 ja 8 on esitetty ongelma. Ainoa keino kiertää tämä ongelma on mallintaa yksi raudoite ja kopioida tätä raudoitusta Array -komennolla haluttu määrä, kuten kuvassa 9 on tehty. Tämä aiheuttaa sen ongelman että ohjelma ei osaa laskea näin tehtyjen raudoitustankojen lukumäärää yhteen teräksen positiomerkintää varten, sillä teräksiä ei ole tehty ryhmitystyökalun avulla. Kuvassa 8 teräksen positiomerkinnässä lukisi 30 T12 k200, missä luku 30 tarkoittaa terästen lukumäärää ja k200 jakoväliä. Kuvassa 9 mallinnetulla tavalla se olisi 1 T12 k100. Ohjelma ei siis osaa laskea terästen yhteismäärää eikä se tiedä niiden jakoväliä jos ne on kopioitu yksitellen. Ohjelmassa ei ole työkaluja irtoterästen ryhmittelemiseksi. Array -komennolla kopioitujen teräksen jakoväli on erittäin vaikea saada oikeaksi, kun teräksiä kopioidaan vinossa pinnassa. Yhden millinkin heitto näkyy kymmenien kopiointien jälkeen siten, että eri työkaluilla tehty teräkset eivät ole aivan samassa kohdassa ja mallista tulee sekavan ja epätarkan oloinen. Kuva 7. Raudoitusryhmä kun leikkaus on otettu pystysuoran tason suhteen.

12 12 (67) Kuva 8. Mallinnettua raudoitusryhmää ei saada kulkemaan vinossa tasossa siten, että itse teräkset olisivat pystysuorassa. Kuva 9. Ainoa ratkaisu ongelmaan on kopioida yhtä terästä arrray-komennolla haluttu määrää vinoa viivaa pitkin. Kaivattuja ominaisuuksia raudoituksen mallintamiseen: Terästen sijoitteluun pitäisi saada parempia työkaluja. Teräkset pitäisi voida lisätä malliin siten, että 3D -näkymässä valitaan raudoitettava pinta ja lisätään teräkset sitä kautta malliin. Leikkausten kautta suoritettava raudoitteiden lisääminen on välillä äärimmäisen hankalaa, jos geometria ei ole suorakaiteen muotoinen. Kun tukimuurin kolmiopintaan lisätään pinnan suuntainen teräs, niin leikkauksen, josta teräs lisätään, tulee olla täsmälleen kohtisuora kolmion pintaa vastaan. Tällaisen leikkauksen tekeminen on monimutkainen operaatio ja se tekee mallintamisesta työlästä. Terästen automaattiset jatkospituudet nopeuttaisivat mallintamista merkittävästi. Irtoteräkset tulisi saada ryhmiteltyä siten, että teräksen positiomerkintä osaa laskea ryhmiteltyjen terästen yhteislukumäärän sekä ilmoittaa kaikki teräsryhmässä olevien terästen eri jakovälit. Solideina esitettyjen raudoitustankojen väriä pitäisi voida muuttaa automaattisesti esimerkiksi teräksen taivutustyypin tai numeron mukaan. Tällöin terästen visuaalinen tarkastelu olisi havainnollisempaa raudoituksen suunnittelijalle ja muille mallia tarkasteleville tahoille. Tällä hetkellä ohjelma näyttää kaikki teräkset harmaalla. Soliditeräksen väriä on mahdollista muuttaa vain muuttamalla teräksen materiaaliomaisuuksia eli materiaalin A500HW väritystä. Rautalankamallina esitetyn raudoituksen värin vaihtaminen käy helposti, mutta rautalankamalli ei ole kovinkaan käyttökelpoinen raudoituksen esittämisessä, sillä raudat on kuvattu vain ohuella viivalla. Ohjelmaan tulisi saada yhteinen asetus sille, että kaikki teräkset saadaan näkymään 3D-mallissa solideina. Tällä hetkellä jokaisen teräksen asetuksista täytyy käydä laittamassa solidimalli erikseen päälle. Tämä on hidasta ja aiheuttaa turhan työvaiheen mallintajalle. Tämä pakottaa myös hajottamaan kaikki Array -komennolla tehdyt teräsryhmät, sillä muuten niiden asetuksia ei voi kerralla vaihtaa vaan jokaisen teräksen näkymä pitäisi erikseen muokata. Terästen tarkasteluun tulisi saada työkalu, joka näyttää suoraan päällekkäin olevat teräspositiot selkeästi. Ohjelma kyllä varoittaa päällekkäisistä teräksistä niiden luontivaiheessa, mutta jos tätä ei korjaa saman tien niin päällekkäisiä teräksiä on erittäin vaikea löytää jälkikäteen. Terästen törmäystarkastelutyökalulla voi nähdä kaikki terästen törmäykset. Tähän työkaluun olisi hyvä saada erillinen työkalu suoraan päällekkäin olevien terästen löytämiseen. Solidina esitetyn raudoituksen 3D-mallin näyttäminen on erittäin hidasta kun näytöllä on paljon raudoitteita. Ohjelman suorituskyky loppuu helposti kesken. Suorituskykyä tulisi parantaa, jotta

13 13 (67) ohjelman käyttäminen on mielekästä ja tehokasta. Ongelma ilmenee lähinnä jos käytössä on Shaded with Edges -näyttömoodi. Betonin suojapeitteeseen päättyvä suora teräs tarttuu välillä liian automaattisesti suojapeitteen rajaviivaan. Tämä aiheuttaa sen, että teräksen pituutta ei voida käsin pyöristää eli teräspituuksista tulee välillä liian millimetritarkkoja. Ohjelmaan olisi hyvä saada asetus, jolla voidaan määritellä terästen pituuden pyöristämistarkkuus halutunlaiseksi. Raudoituspiirustusten tekeminen Raudoituspiirustusten tekeminen on Revitillä erittäin työläs ja aikaa vievä tehtävä. Kaikki teräksiä kuvaavat mittaviivat ja muut merkinnät täytyy tehdä käsin piirustuksiin. Ainoastaan terästen positiomerkinnän saa tehtyä automatiikalla siten, että ohjelma hakee merkintään teräksen numeron, halkaisijan, jakovälin yms. Positiomerkinnän toimivuus riippuu teräksen mallintamistavasta. Jos terästä ei ole tehty ohjelman omalla ryhmitystyökalulla, niin positiomerkinnässä ilmoitettu terästen lukumäärä ja jakoväli täytyy kirjata käsin teräksen tietoihin, eivätkä ne päivity mallista automaattisesti mallin muuttuessa. Luseeraavien terästen tietoihin joudutaan siis kirjoittamaan käsin teräksen jakoväli, lukumäärä, ensimmäisen teräksen pituus, viimeisen teräksen pituus ja teräksen pituuden askelväli eli ns. delta-arvo (kuva 10). Käsin kirjoitetut merkinnät täytyy muistaa merkitä piirustuksiin hyvin esimerkiksi erivärisenä tekstinä, jotta suunnittelijan on helpompi havaita käsin tehdyt merkinnät automaattisista positiomerkinnöistä. Kuva 10. Suunnittelija joutuu kirjoittamaan käsin luseeraavien teräksen ominaisuuksiin positiomerkinnässä esitetyt tiedot. Kuvassa 11 on esitetty luseeraavien terästen ilmoittaminen piirustuksissa. Punaisella tekstillä oleva merkintä tarkoittaa sitä, että suunnittelija on joutunut itse kirjoittamaan merkinnässä esitetyt tiedot manuaalisesti teräksen tietoihin. Luseeraavat teräkset joudutaan tekemään irtotangoista. Tästä mallintamistavasta on nyt hyötyä, sillä osa tangoista voidaan piilottaa näkymästä. Ainakin yksi teräs täytyy aina näkyä piirustuksessa, jotta positiomerkinnälle voidaan ilmoittaa mistä teräksestä se hakee näytettävä tiedot.

14 14 (67) Kuva 11. Luseeraavien terästen näyttäminen piirustuksissa. Jos teräkset on tehty ohjelman ryhmitystyökaluilla, niin yksittäisiä teräksiä ei voi piilottaa raudoituspiirustuksissa sillä teräkset ovat kaikki samaa komponenttia. Tämä vaikeuttaa raudoituspiirustusten tekemistä sillä piirustuksista tulee helposti epäselviä kun siinä esitettään jokainen teräs omalla viivallaan. Ongelma on esitetty kuvassa 12. Kuva 12. Ohjelman raudoitusryhmällä tehdyn raudoituksen esittäminen piirustuksissa. Terästen ulosvedot täytyy tehdä ohjelmassa täysin manuaalisesti eli suunnittelija joutuu piirtämään käsin teräksen muodon uudestaan viivatyökalun avulla. Ulosvedossa esitetyt osamitat voidaan kuitenkin linkittää raudoitukseen siten, että ne tulevat raudoituksesta automaattisesti. Käsin piirretyn ulosvedetyn teräksen muoto ei kuitenkaan päivity vaikka siinä esitettyjen teräksen osamittojen arvot muuttuisivat (kuva 13).

15 15 (67) Kuva 13. Ulosvedetyn teräksen esittäminen. Ulosveto joudutaan piirtämään käsin. Revit Structure 2012 versioon tuli terästen taivutustyypin muodostamiseen liittyvä päivitys. Ennen versiota 2012 ohjelma ei osannut ilmoittaa terästen taivutuksessa käytettyjä kulmaparametria. Tämä oli erittäin suuri puute, sillä ilman kulmaparametreja terästen oikeaa muotoa ei voida esittää teräsluetteloissa. Nyt ongelma on kuitenkin korjattu ja teräksen kulmaparametri u on lisätty ohjelmaan. Ohjelmassa on kuitenkin vakiona sama kulma u myös kulman v paikalla eli käyttäjä joutuu käsin lisäämään terästyyppien asetuksiin kulman v, jotta ohjelmalla voidaan tehdä sellaisetkin teräkset oikein missä kulmat u ja v ovat erisuuruisia. E G Kuva 14. Muutama esimerkki kulmaparametreja sisältävistä taivutustyypeistä. Taivutustyypit, joissa on kulmaparametreja v tai u, eivät toimi ongelmitta. Ohjelma ei jostain syystä anna tehdä teräksiä oikeilla taivutustyypeillä jos kulmat u ja v ovat yli 90. Teräksen muodon saa kyllä tehtyä oikeaksi, mutta ohjelmaa muodostaa tällöin uuden taivutustyypin nimeltään esim. Rebar shape 1. Tämä automatiikalla luotu taivutustyyppi ei tunne kulmaparametreja eli niitä ei saa näkymään myöskään teräsluetteloihin. Kuvassa 15 on esitetty ongelmaa. Kuva 15. Kuvassa 13 esitetty teräksen tiedot. Ohjelma ei osannut muodostaa terästä oikealla taivutustyypillä E koska kulma ylitti 90 astetta. Ohjelma muodosti uuden taivutustyypin, joka ei sisällä kulmaparametreja.

16 16 (67) Revittiin on olemassa lisäohjelma jonka avulla raudoituksen numerointi voidaan suorittaa automaattisesti. Tämä ei kuitenkaan sovellu nyt käytettäväksi, sillä numerointiautomatiikka numeroisi luseeraavan teräsryhmän jokaisen teräksen omalle positionumerolleen. Numerointi joudutaan siis suorittamaan käsin. Raudoitusluettelot Tukimuurin mallista muodostettu raudoitusluettelo on osittain puutteellinen eikä sitä voida sellaisenaan käyttää. Luettelossa lukee usean teräksen kohdalla taivutustyyppinä Rebar Shape x. Tämä johtuu siitä, että ohjelma ei osannut muodostaa oikean muotoista terästä tietyllä taivutustyypillä. Raudoitusluettelo joudutaan siis tekemään käsin esimerkiksi RL-ohjelmaan. Kaivattuja ominaisuuksia raudoituspiirusten ja luetteloiden tekemiseen: Ohjelmaan tarvitaan perustyökalut osoittamaan piirustuksessa olevat raudoitetangot sekä tekemään automaattiset terästen ulosvedot. Ohjelma näyttää aina kaikki raudoitusryhmässä olevat teräkset. Tämä tekee raudoituskuvista sekavia. Parempi tapa olisi näyttää vain yksi teräs ja osoittaa tämän jälkeen mittaviivalla teräksen jakoalue. Teräksen positiomerkintään ei saa laitettua luseeraavan teräsryhmän tietoja. Käytännössä luseeraavan teräsryhmän tiedot täytyy siis kirjoittaa manuaalisesti eikä ne päivity suunnitelmien muuttuessa. Terästen taivutustyyppien kanssa on ongelmia. Erityisesti kulmaparametrein varustetut terästyypit ovat ongelmallisia. Raudoitusluetteloihin tulisi saada oma merkintä luseeraavalle terästyypille, missä on ilmoitettu teräsryhmän ensimmäisen ja viimeisen teräksen pituus, terästen lukumäärä ja pituuden askellusväli. Tällä hetkellä nämä merkinnät täytyy tehdä täysin manuaalisesti, eikä niitä saa siis päivittymään automaattisesti mallin muuttuessa. Maaston mallintaminen Tukimuurien tietomalleihin mallinnettiin nykyinen maanpinta sekä kallionpinta. Nykyinen maanpinta otettiin suoraan puistosuunnittelijan Civil 3D -mallista ja kallionpinta mallinnettiin käsin käyttäen hyväksi pohjatutkimuksissa olevia kairaustuloksia. Kairaustulosten avulla jokaisen kairauspisteen kalliopinnan korko voitiin määritellä ohjelmaan kätevästi. Kallionpinnan korkoa käytettiin hyväksi erityisesti tukimuurien perustamistasoa määriteltäessä. Myös perustusten vaatimat massanvaihdot mallinnettiin tietomalliin (kuva 16).

17 17 (67) Kuva 16. Revitillä mallinnettuja rakenteita. Mallin jakelu ja tarkastaminen Talo- ja teollisuusrakenteiden tietomallit tarkastetaan yleensä IFC-muotoisena. IFC on avoin tiedonsiirtomuoto ja sen käyttö on järkevää tietomalleja jaettaessa eteenpäin. Revitillä tehtyjä rakennussuunnitelmatasoisia tietomalleja ei voida kuitenkaan kunnolla tarkastaa IFC-muodossa, sillä Revit ei vielä tue raudoituksen tallentamista IFC-muotoon. Revit Structure -mallien tarkastamiseen on olemassa kaksi toimivaa vaihtoehtoa: katselumalli tai natiivimalli. Katselumallit sisältävät kaiken tietomallin tiedon, mutta ne eivät sisällä sen älykkyyttä. Katselumallien tiedostomuoto on dwf ja niiden lukemiseen on olemassa ilmainen ohjelma nimeltään Autodesk Design Review. DWF-tiedosto voi sisältää myös Revitin 2D-piirustuksia. DWF-tiedostomuoto ei tue erilaisten luetteloiden tekemistä mallista eli sitä ei voi hyödyntää kunnolla työmaalla. Paras vaihtoehto on käyttää tarkastamiseen ja mallin jakeluun alkuperäisiä Revitin tiedostoja eli malli avataan Revit Structure -ohjelmalla. Tämä vaatii tietenkin mallin käyttäjältä jonkin verran tietämystä ohjelman käytöstä, jotta malliin upotettu tieto saadaan esille. Yhteenveto Saatujen kokemusten perusteella projektissa päätettiin vaihtaa tietomallinnusohjelmistoa. Revit Structure ei soveltunut projektin tarpeisiin lähinnä raudoituksessa ilmenneiden ongelmien takia. Projektin lopullinen rakennussuunnitelma mallinnettiin Tekla Structure -ohjelmistolla.

18 18 (67) Tekla Structures -tietomallin luominen Tukimuurit Tukimuurien geometrian mallintaminen Puiston tukimuurit mallinnettiin käyttäen hyväksi useaa eri mallinnusohjelmistoa. Arkkitehti käytti tukimuurien ulkomuodon suunnitteluun AutoCAD -ohjelmistoa ja suunnitelmat toimitettiin rakennesuunnittelijalle 3D-DWG-tiedostona. Arkkitehdilta tullut malli sisälsi tukimuurien uloimman pinnan pintamallin eli elementtien ulkopinnan (kuva 17). Kuva 17. Arkkitehdin suunnittelema tukimuurin pintamalli ladattuna Revit Structure ohjelmaan. Rakennesuunnittelija lähti tämän mallin pohjalta suunnittelemaan tukimuurien muotoa sisälle päin eli ensin mallinnettiin 150 mm betonielementtiverhoilu ja tämän jälkeen 350 mm paksu varsinaisen tukimuurien paikallavalu (kuva 18). Rintamuurin ja elementtien väliin jätettiin 120mm ilmarako. Tämä suunnitteluvaihe mallinnettiin käyttäen joko AutoCAD tai Revit Structure -ohjelmistoa, sillä näissä ohjelmissa oli paljon monipuolisemmat kolmiulotteisen geometrian mallintamistyökalut kuin Tekla Structuressa. Lisäksi nämä ohjelmat olivat mallinnustyötä tekeville suunnittelijoille hyvin tuttuja entuudestaan. AutoCAD ja Revit mahdollistivat muun muassa sen että eri kappaleista muodostetut objektit voitiin yhdistää samaksi massaksi ilman eri objektien välisiä saumoja. Ohjelmissa oli myös erittäin monipuoliset pursotustyökalut. Nämä ominaisuudet helpottivat tukimuurien paikallavalun mallintamista valtavasti. Valmiiksi suunniteltu tukimuuri ladattiin tämän jälkeen Tekla Structures - ohjelmaan referenssiksi ja se mallinnettiin ohjelmaan uudestaan käyttäen hyväksi valmista 3D-mallia. Uudelleenmallintaminen oli suhteellisen nopeaa vaikka rakenne olikin monimutkainen. Valmiiksi suunniteltu muoto mahdollisti sen, että tukimuurien paikallavaluobjekti voitiin mallintaa yhtenä solidiobjektina käänteisesti eli objektista poistettiin kaikki muu tilavuus paitsi varsinainen rintamuurin valu. Tukimuuri saatiin tällä tekniikalla mallinnettua yhtenä tilavuusobjektina myös Tekla Structures - ohjelmaan (kuva 19). Yhtenä tilavuusobjektina mallinnettu kappale näyttää visuaalisesti paremmalta, se toimii paremmin piirustuspuolella, se on ohjelmalle kevyempi käsitellä ja käyttäjän on helpompi poimia siitä esim. nurkkapisteiden koordinaatteja. Tukimuurin paikallavaluun mallinnettiin lisäksi kaikki elementtien kiinnityksessä tarvittavat varauskolot, jälkivalut, kiinnityslevyt ja muurin maanvastaisiin pintoihin tulevat kosteuseristykset.

19 19 (67) Kuva 18. Arkkitehdin pintamallin avulla suunniteltu tukimuuri Revit Structure -ohjelmassa. Kuva 19. Tekla Structures -ohjelmaan mallinnettu tukimuurin rintamuuri, rivat ja peruslaatta. Tukimuurin ulkopinnassa olevien betonielementtien välissä on 15 mm ilmarako. Elementtien haastavan muodon, terävien kulmien ja mittatarkkuusvaatimusten takia elementtien reunoihin suunniteltiin reunateräs. Reunateräksen tarkoituksena on suojata elementtien teräviä reunoja lohkeamiselta ja taata elementille konepajatasoinen mittatarkkuus. Reunateräs on käytännössä L-profiilinen teräs, jossa on harjaterästartunnat rakenteeseen (kuva 20). L-profiilin taivutuskulma vaihtelee sauman sijainnin mukaisesti välillä Reunateräksen mallintaminen rakenteeseen oli yksi projektin työläimmistä

20 20 (67) työvaiheista. Reunateräs tuli mallintaa ja sovittaa jokaiseen reunaan yksitellen riippuen reunan kulmasta. Lisäksi reunaterästen päät tuli leikata siten, että ne liittyvät toisiinsa jouhevasti ja harjaterästartunnat tuli taivutella terävissä kulmissa siten, että harjateräkset eivät tule ulos rakenteesta. Reunateräksestä, kuten monesta muustakin kiinnitysosasta, muodostettiin parametrinen komponentti eli kappaleen mittoja ja muita ominaisuuksia voitiin helposti muokata erilaisten parametrien avulla (kuvat 21 ja 22). Kuva 20. Elementtejä kiertävä reunateräs.

21 Kuva 21. Betonielementtien reunateräksen parametrisoitu komponentti. 21 (67)

22 22 (67) Kuva 22. Betonielementtien reunateräksen parametrit. Ilman parametrisoitua komponenttia reunateräksen mallintaminen olisi ollut monta kertaa hitaampaa ja vaikeampaa. Erilaisten muutosten tekeminen jälkikäteen, kuten levyn paksuuden tai materiaalin vaihtaminen, on erittäin nopeaa parametrisoituun komponenttiin. Reunateräksen mallinnuksessa huomioitiin tulevat valmistustarpeet siten, että mallinnustapa mahdollistaa L-terästen levityskuvien tekemisen mahdollisiin konepajapiirustuksiin. Kaikkea reunateräksen valmistamisessa tarvittavaa tietoa ei ollut järkevää mallintaa. Esimerkiksi hitsien mallinnus olisi ollut valtava urakka, kun sama tieto voidaan esittää yhdessä piirustuksessa. Valmistusta varten tehtiinkin pieni periaatepiirustus, missä on esitetty reunateräksen valmistuksessa käytettävät hitsit ja muut detaljit. Periaatepiirustus soveltuu koko projektin kaikkiin reunateräksiin. Malliin lisättiin myös kaikki elementtien kiinnityksessä tarvittavat kiinnitysosat ja muut varusteet. Suurin osa kiinnitysosista ja muista varusteista mallinnettiin ohjelmaan itse, sillä vain muutamista projektissa käytetyistä kiinnitysosista oli saatavissa valmiit TS-komponentit. Kaikki komponentit mallinnettiin riittävällä tarkkuudella, jotta niiden mahtuminen rakenteeseen ja mahdolliset yhteentörmäyksen voitin luotettavasti varmistaa mallin avulla (kuva 23).

23 23 (67) Elementeissä käytettiin muutamia konepajalla valmistettavia erikoisnosto-osia. Konepajavalmisteisista nosto-osista tehtiin perinteiset piirustukset, sillä kaikkia nosto-osissa olevia sisäkierteitä, hitsejä yms. detaljeja ei ollut mahdollista esittää tietomallissa. Kuva 23. Elementtien reunateräkset ja kiinnitysosat mallinnettuina oikeille paikoilleen. Betonielementit on pyritty mallintamaan BEC2012-Elementtisuunnittelun mallinnusohje -ohjeen mukaisesti. Tämä mahdollistaa sen, että elementtitehdas voi hyödyntää tietomallia mahdollisimman tehokkaasti. Elementeistä voidaan tehdä tarvittaessa piirustukset hyvin nopeasti eli Teklan betonielementtien piirustuspohjat toimivat hyvin projektin elementeille. Myös erilaisten määräluetteloiden tekeminen elementeistä onnistuu hyvin käyttäen valmiita Teklasta löytyviä määräluettelopohjia. Elementteihin upotettiin paljon valmistuksessa tarvittavaa tietoa. Kaikkea tietoa ei ole kuitenkaan mahdollista esittää tietomallissa järkevästi. Elementtien asennusdetaljit, nostokaaviot ja työselostus on tehty perinteisinä dokumentteina. Elementtien varsinainen mittatieto ja käytetyt kiinnitysosat on esitetty vain tietomallissa. Alla on listattu tietomallin sisältämä betonielementtien tieto: Elementin geometria (sisältää reikävaraukset) Kaikki valutarvikkeet (elementin kiinnitys-, ripustus- ja nosto-osat) o valutarvikkeille on annettu tarkka mallimerkintä ja materiaalitiedot Elementin pintakäsittelyt (hiottu pinta/pesubetonipinta)

24 24 (67) o taustavalun kohdalla oleviin elementteihin on mallinnettu tarvittava bitumisively elementin takapintaan Elementin asennusosat (työmaalla asennettavat latta- ja pyöröteräskiinnikkeet) Elementin betoniteräkset o Elementistä on helppo tulostaa betoniterästen taivutusluettelo/verkkoluettelo. Elementin kiinnityksessä tarvittavat jälkivalut Nostovarausten betonipaikat (sisältää materiaalitiedon, pintakäsittelyt ja tiedon kiinnitystavasta) Erilaiset valmistuksessa tarvittavat toleranssiluokat, pintakäsittelyt, betonipeitteet, muotistanostolujuudet yms. (kuva 24) Elementtien asennusjärjestys Kuva 24. Betonielementeille annetut attribuuttitiedot.

25 25 (67) Kuva 25. Tukimuurin lopullinen tietomalli Tekla Structures -ohjelmassa. Tukimuurien raudoituksen mallintaminen Raudoituksen mallintaminen tukimuurien paikallavaluun oli pääsääntöisesti erittäin haastavaa peruslaattaa ja jäykisteripoja lukuun ottamatta. Haasteet johtuivat rintamuurin vaikeasta geometriasta. Tukimuurin ulkopinta koostuu pääosin kolmion muotoisista tasoista, joista jokainen on hieman eri kokoinen ja eri kulmassa toisiinsa nähden. Tukimuurin ulkopinnan kolmiomuodon seurauksena suurin osa tukimuurin teräksistä on ns. luseeraavia teräsryhmiä. Käytännössä siis lähes jokainen tukimuurin teräs on erimittainen ja betoniterästen mallintaminen olikin koko projektin suurin yksittäinen mallinnustyö. Betoniterästen mallintamisessa käytettiin hyväksi ohjelman mallintamistyökaluja monipuolisesti. Peruslaatan ja tukimuurin ripojen mallintaminen oli erittäin nopeaa erilaisten raudoitustyökalujen avulla (kuva 26). Raudoitustyökalut toimivat hyvin laattamaisiin tai palkkimaisiin betonikappaleisiin, joissa on vakiopaksuus tai poikkileikkaus.

26 26 (67) Kuva 26. Peruslaatan ja ripojen raudoitus. Betoniteräkset voidaan mallintaa Teklaan joko käsin klikkailemalla teräksen muodon taitepisteet ja jakoväli tai hyödyntämällä erilaisia raudoitusta nopeuttavia aputyökaluja. Betonilaattojen raudoituksen mallintamiseen tarkoitettu työkalu on tarkoitettu tasapaksujen laattamaisten objektien raudoitukseen eikä sitä voitu suoraan hyödyntää rintamuurin raudoituksessa, johtuen edellä kuvatusta mallintamistavasta. Ongelma kierrettiin mallintamalla rintamuurin kolmiopintoihin apulaattoja, joihin voitiin käyttää raudoitusta nopeuttavia työkaluja. Oikealla apulaattojen mallintamistekniikalla terästys saatiin juuri oikeaan asentoon eli vaakasuorat teräkset kulkevat täysin vaakasuoraan huolimatta kyseisen pinnan muodosta tai kaltevuudesta. Apulaattoja hyödyntävä mallintamistekniikka nopeutti raudoituksen mallintamista huomattavasti, mutta sitä ei voinut hyödyntää kuin tasaisten pintojen luseeraavien teräsryhmien mallintamisessa. Suurin työ rintamuurien raudoituksen mallintamisessa olikin kaiken muun paitsi kolmiopintojen teräsryhmien mallintaminen. Rakenne on täynnä erilaisia muodon taiteviivoja ja geometrialtaan haastavia kohtia, joihin täytyi mallintaa terästen limijatkokset, haat tai pienet teräsryhmät käsin (kuva 27). Kaiken kaikkiaan tukimuurien paikallavaluihin mallinnettiin noin 2400 eri teräspositiota. Yhteensä irtoteräksiä on noin eli keskimäärin teräsryhmän koko on 15 terästä.

27 27 (67) Kuva 27. Rintamuurin raudoitusta. Betonielementtien raudoituksen mallinnus on helppoa verrattuna paikallavalujen raudoituksen mallinnukseen. Betonielementtien molemmissa pinnoissa käytetään verkkoraudoitusta. Verkot mallinnettiin elementteihin suoraan koko elementin muotoisena. Suunnittelija ei siis ottanut kantaa siihen miten suorakaiteen muotoinen verkko kannattaa leikata ja limittää elementissä. Tämä tehtävä jätettiin betonielementtitehtaalle.

28 28 (67) Kuva 28. Raudoitettuja betonielementtejä Tekla Structures -tietomallin luominen Portaat Projektissa mallinnettiin viisi portaikkoa. Portaiden mallintamisessa käytettiin lähtötietona arkkitehdilta saatua 3d pintamallia, joka oli tehty AutoCAD:lla. Mallissa oli esitetty porraskivien yläpinta ja reunapalkin muoto. Malli ladattiin suoraan TS:ään oikeaan koordinaatistoon ja portaiden lopullinen rakenne saatiin mallinnettua kätevästi referenssimallia hyödyntäen. Portaiden rakenne perustuu HKR:n tyyppipiirustuksiin. Portaissa on teräsbetonien runko ja graniittiset askelmakivet, joissa kulkee sulanapitojärjestelmän lämmitysjohto. Portaiden reunalla on reunapalkki, jonka ulkopuolella kulkee sulanapitojärjestelmän vaatima kaapelikouru. Kuva 29. Arkkitehdin toimittama portaiden lähtötietomalli ja TS:ään mallinnettu portaiden tietomalli. Portaat mallinnettiin erittäin tarkasti tietomalliin. Malli sisältää kaiteet, betonivalut, eristelevyt, betoniraudoituksen, jälkivalut, askelmakivet lämmitysurineen, portaiden vieressä kulkevan teräsrakenteisen lämmitysjärjestelmän suojakourun, reunapalkin läpi menevät lämmitysjohtojen varausputket sekä lämmitysjärjestelmän maa-anturin portaissa (kuva 30).

29 29 (67) Kuva 30. Portaiden tietomallin detaljiikkaa. Tietomalli ei sisällä aivan kaikkea portaiden rakentamisessa tarvittavaa tietoa. Tällaista tietoa on esimerkiksi portaiden valujärjestys, askelmakivien pintakäsittelyohje, kaapelikotelon tiivistyskittaus ja vaatimus portaiden askelmakaltevuudesta eteenpäin. Portaista tehtiin periaatepiirustus, jossa on selitetty nämä mallista puuttuvat tiedot (kuva 31). Periaatepiirustuksesta tehtiin tarkoituksella aika yksityiskohtainen eli siinä on esitetty paljon myös sellaista asiaa, joka ilmenee myös mallista. Perinteisestä mittapiirustuksesta poiketen periaatepiirustusta ei tarvitse päivittää, vaikka portaiden muotoa jouduttaisiin muuttamaan. Piirustuksessa on esitetty vain ne asiat, jotka pätevät joka portaalle eli piirustus on hyvin yleispätevä. Piirustuksessa käy hyvin ilmi kaikki oleellinen rakentamisessa tarvittava tieto, mitä tietomalli ei sisällä. Jokaisen portaan yksilöllinen mittatieto, betoniterästys ja muu yksityiskohtainen detaljitieto on saatavissa tietomallista. Portaiden lämmitysjärjestelmästä on oma suunnitelmansa eikä sitä ole esitetty tietomallissa. Ainoastaan lämmitysjärjestelmään kuuluva maa-anturi on mallinnettu, sillä se vaatii varauskolon graniittikiveen.

30 30 (67) Kuva 31. Ote portaiden periaatepiirustuksesta. Piirustus toimii rakentamisessa mallin tukena Tekla Structures -tietomallin luominen Välimerenkadun silta Välimerenkadun silta on yksiaukkoinen teräsrakenteinen ristikkosilta, jonka jänneväli on 42 metriä. Ristikon korkeus ja leveys sekä vastaavasti paarteiden suunnat vaihtelevat murto-viivamaisesti sillan alueella. Ristikon kaikki sauvat koostuvat putkiprofiileista, joiden nurkkaliitokset muotoillaan pyöristetyin nurkkalevyin kotelomaisiksi. Ristikon sivu- ja ylätasot ovat tyypillisiä ristikkorakenteita, alatasossa paarteita yhdistävät vain poikittaispalkit ja niihin liittyvä kansilaatta. Sillassa on teräsbetoninen päistään haaroittuva kansilaatta. Lähtötietona mallintamisessa käytettiin sillan pääpiirustusta. Sillan teräsrakenteesta tehtiin ensin yksinkertainen rautalankamalli. (kuva 32), jonka avulla sillan päämitat voitiin varmistaa luotettavasti. Rautalankamalli ladattiin tämä jälkeen TS:ään ja sen päälle mallinnettiin varsinainen teräsrakenne (kuva 33). Kuva 32. Sillan teräsrakenteen rautalankamalli.

31 31 (67) Kuva 33. Sillan teräsrakenteen malli TS:ssä. Sillan teräsrakenteen mallintaminen oli suhteellisen helppoa. Teklassa on ollut jo kauan erittäin monipuoliset teräsrakenteiden mallintamistyökalut. Haasteellisin mallinnettava rakenne oli teräsrakenteen nurkissa olevat arkkitehtoniset nurkkapyöristyslevyt. Levyistä tehtiin oma parametrisoitu komponentti, joka nopeutti mallintamista. Työn aikana nurkkapyöristyslevyjen muotoja jouduttiin hieman säätämään erinäisistä syistä. Muutosten tekeminen oli kuitenkin nopeaa parametrisoinnin ansiosta (kuva 34). Myös sillan poikkipalkeista muodostettiin parametrinen komponentti, sillä poikkipalkin korkeus vaihtelee sillan matkalla. Kuva 34. Nurkkapyöristyslevyn parametrit. Teräsrakenteen kokoonpanon muodostamisessa oli hieman ongelmia. Teklassa on monta tapaa muodostaa teräsrakenteiden kokoonpano riippuen mm. siitä, että halutaanko kokoonpanoon sisällyttää alikokoonpanoja ja mikä kokoonpano valitaan pääkokoonpanoksi. Kun kokoonpanoa yritettiin muodostaa tietyllä tavalla, niin TS kaatui joka kerta ilman mitään virhesanomaa. Ohjelma vain sammui

32 32 (67) äkillisesti ja viimeisen automaattisen talletuksen jälkeinen työ meni hukkaan. Virheen aiheuttama malli lähetettiin Teklan kehitystiimille tutkittavaksi ja sieltä ilmeisesti löytyi jonkinlainen virhe. Projektin myöhemmässä vaiheessa teräsrakenteen kokoonpanoa yritettiin uudestaan muodostaa ja tällä kertaa se onnistui. Virhe oli joko itsestään lauennut sillan muun muokkauksen yhteydessä tai se oli korjattu johonkin projektin aikana ohjelmaan asennettuun Service Release päivitykseen. Sillan teräsrakenteeseen ei mallinnettu hitsejä, sillä TS:ään on vielä erittäin työlästä mallintaa hitsit oikeaoppisesti, siten että hitsit on esitetty yksiselitteisesti tietomallissa. Sillassa on paljon hitsien kannalta samanlaisia liitoksia eli ne oli helpointa esittää erillisessä hitsauspiirustuksessa. Kuvassa 35 on esitetty muutama esimerkkidetalji sillan hitsauspiirustuksesta. Kuva 35. Esimerkkidetaljeja sillan hitsauspiirustuksesta. Sillan tietomallista käy ilmi lähes kaikki perinteisissä mittapiirustuksissa esitetyt asiat. Tietomalli sisältää kaikki kannen eri osien materiaali- ja mittatiedot sekä siltaan kuuluvat varusteet ja laitteet. Tietomalliin ei ollut kuitenkaan järkevää mallintaa sellaista tietoa, mikä on helpointa esittää yksinkertaisilla piirustuksilla, mutta mikä olisi erittäin työläs mallintaa. Tietomallin liitteeksi tehtiin detaljipiirustus, missä on esitetty kaikki ne asiat mitä ei ollut järkevä tai mahdollista esittää tietomallissa tai mitkä eivät käy mallista hyvin ilmi. Kuvassa 36 on esitetty yksi esimerkki tällaisesta tapauksesta. Tietomalliin on kyllä mallinnettu sillan päädyn teräspelti ja kermit, mutta esimerkiksi teräspellin kiinnitystä ei ole mallinnettu eikä objektin sisään ole kirjoitettu kiinnityksessä mitään tietoa. Malliin olisi voitu mahdollisesti upottaa myös kaikki se tekstitieto, mikä esitetään alla olevassa detaljissa, mutta asioista ei kannata tehdä tarkoituksella liian vaikeita jos on olemassa helpompikin tapa esittää asia. Jos tietomalliin haluttaisiin upottaa aivan kaikki rakentamisessa tarvittava tieto, niin ohjelmaan tarvittaisiin erillinen tätä tarkoitusta varten suunniteltu työkalu. Tällä hetkellä Tekla Structures on suunniteltu toimimaan lähinnä piirustuspohjaisesti eikä se sovellu vielä pelkän tietomallin avulla rakentamiseen.

33 33 (67) Kuva 36. Esimerkkidetaljit sillan päädystä. Teklan BIMSight tai Autodeskin Navisworks -ohjelmistoissa on mahdollista tallentaa mallin 3Dnäkymiä ja näihin tallennettuihin näkymiin on mahdollista lisätä teksti- ja mittatietoa. Vastaavanlainen vielä vähän kehittyneempi työkalu olisi erittäin kätevä myös Tekla Structuressa. Tällaisen työkalun avulla mallin sisään voisi muodostaa näkymiä sellaisista paikoista, joista muuten pitäisi koostaa detaljipiirustus. Tämäkään työkalu ei varmasti poistaisi kaikkien detaljipiirustusten tarvetta, mutta se auttaisi mallin hyödyntämistä työmaalla. Sillan betonikansi mallinnettiin käyttäen hyväksi TS:ään tehtyä Beam Extruder lisäosaa. Lisäosa on tehty alun perin nimenomaan betonisten sillankansien mallintamiseen. Se käyttää mallintamisessa lähtötietonaan tien tasausviivan x,y,z koordinaatteja sekä kannen poikkileikkauksen profiilia. Nämä tiedot syötetään Excel -taulukkoon, josta ohjelma poimii ne. Ohjelma muodostaa kannen lopulta siten, että se pursottaa kansiprofiilia suoraviivaisesti kahden annetun pisteen välille. Kannen muoto ei siis noudata tien tasausviivaa täysin täsmällisesti vaan sen muodostuu käytännössä murtoviivasta. Ero todelliseen mittaviivaan riippuu siitä, miten tiheästi koordinaatteja on lueteltu Excel -taulukkoon. Suunnittelijan tulee mallinnettaessa harkita tarkkaan miten tiheällä laattajaolla kansi muodostetaan, jotta tämä mittavirhe ei ole liian suuri. Jako ei saa myöskään olla liian tiheä sillä mallista tulee muuten liian raskas ja se vaikeuttaa mallin kanssa työskentelyä. Mallinnettavan sillan betonikansi muodostuu kahdesta kevyen liikenteen kaistasta, jotka yhtyvät keskellä ja siltaa ja taas erkanevat (kuva 37). Kumpikin kaista mallinnettiin ensin erikseen ja ne yhdistettiin lopullisessa rakenteessa yhdeksi valukokoonpanoksi. Mallinnettavan sillan tapauksessa koordinaatteja annettiin noin metrin välein. Ero teoreettiseen muotoon on tässä tapauksessa maksimissaan vain muutama millimetri eli sillä ei ole käytännön merkitystä.

34 34 (67) Kuva 37. Teklaan mallinnettu betoninen sillankansi. Tekla on tehnyt paikallavalurakenteiden raudoituksen mallintamiseen erikseen lisäosan nimeltään CIP Reinforcement. Sen on tarkoitus nopeuttaa esim. sillan betonikannen raudoituksen mallintamista muodostamalla automaattisesti kannen pituus ja poikkisuuntaisia teräksiä jotka seuraavat kannen muotoa. Lisäosan avulla voidaan tehdä mm. teräsjonoja määrittelemällä terästen jatkospituuden, jakovälin ja yhden terästangon maksimipituuden. Normaaleissa silloissa tästä lisäosasta on suuri apu sillan raudoituksen mallintamisessa. Tätä työkalua ei kuitenkaan voitu käyttää hyödyksi, sillä se toimi huonosti mallinnettavan sillan tapauksessa johtuen kannen erikoisesta geometriasta. Erityisesti geometrian jyrkät taitepisteen aiheuttivat ongelmia työkalulle. Kannen raudoitus päätettiinkin mallintaa käsin käyttäen Teklan perustyökaluja (kuva 38). Raudoituksen mallintaminen onnistui pääosin hyvin. Suurin työ terästen mallintamisessa on itse mallinnuksen lisäksi terästen muodon hienosäätö siten, että teräkset saavat juuri oikean taivutustyypin ja samanlaiset teräkset saavat saman järjestysnumeron. Myös terästen osapituudet ovat usein Teklan luetteloissa millimetritarkkoja. Tämä aiheuttaa usein pientä hienosäätöä terästen pituuksiin, jos raudoitusluetteloista halutaan tehdä mahdollisimman selkeitä. Sillan kansi on hieman pystykaareva koko matkaltaan. Kannen pituussuuntaisia teräksiä ei kuitenkaan taiteta tähän kaarevuuteen betonitehtaalla vaan ne toimitetaan suorina teräksiä työmaalle. Kaarevat teräkset mallinnetaan ohjelmaan käytännössä murtoviivoina. Jos murtoviivojen välinen kulma on liian suuri, niin ohjelma tulkitsee tähän kohteen taitoksen. Tämä ymmärrettävä ominaisuus aiheutti jonkin verran säätämistä teräksien muodoissa. Lopulta kaikki pituussuuntaiset teräkset saatiin kuitenkin tunnistautumaan oikein suoriksi terästangoiksi. Sillan kaarevuus aiheuttaa pientä virhettä Teklan tulostamiin raudoitusluetteloihin. Raudoitusluetteloissa ilmoitetaan teräksille osapituusmitat ja kokonaispituus L. Suorilla teräksillä osapituusmitan a ja pituuden L pitäisi olla samoja. Ohjelma laskee kuitenkin osapituusmitan a mitaksi suoran etäisyyden teräksen alku- ja loppupisteen väliltä. Tästä mittojen erovaisuudesta on maininta tietomalliselostuksessa.

35 35 (67) Kuva 38. Raudoitettu betonikansi. Sillassa käytetään HKR:n kevyenliikenteensillan tyyppikaidetta. Kaiteen tyyppikuvat eivät kuitenkaan riitä tässä tapauksessa kaiteen valmistamiseen, sillä kaiteessa on kuvan 39 kaltaisia erikoiskohtia. Myös kaidejako vaihtelee muutamassa kohdassa eli kaiteen verkkoelementit ovat hieman erimittaisia eri puolilla siltaa. Kaiteesta muodostettiin parametrinen komponentti ja se mallinnettiin täysin mittatarkasti tietomalliin. Konepaja voi suoraan hyödyntää mallinnettua kaidetta valmistuksessa siten, että tietomallista katsotaan osien mitat, materiaalit ja pintakäsittelyt, mutta kaiteen tyyppipiirustuksessa on esitetty kaikki hitsit. Kuva 39. Mallinnettu HKR:n tyyppipiirustuksen mukainen sillankaide.

36 36 (67) Kuvissa on esitetty sillan lopullinen tietomalli. Tietomalliin mallinnettiin kaikki sillassa olevat rakenteet. Malli sisältää myös sillan päällysteen kaikki kerrokset ja asfaltin päälle tulevat siroitepinnoitteet. Kuva 40. Sillan liittyminen tukimuuriin.

37 37 (67) Kuva 41. Sillan ja tukimuurin rakenteita. Kuva 42. Sillan liittyminen tukimuuriin tunnelin suuaukon luona Tietotekninen ympäristö Hankkeessa käytettiin seuraavia ohjelmistoja. Tiedonsiirto suunnittelijoiden kesken tehtiin DWGtiedostoformaatin avulla. Pääosa suunnittelijoiden välisestä tiedonsiirrosta oli puistosuunnittelijan ja

38 38 (67) rakennesuunnittelijan välistä mallien vaihtoa. Malleja vaihdeltiin keskenään, jotta puiston ja kovien rakenteiden liitoskohdat voitiin tarkastaa. AutoCAD AutoCAD -ohjelmistoa käytettiin projektissa jonkin verran perinteisten piirustusten tekemisessä sekä aputyökaluna erilaisten rakenteiden kolmiulotteisen muodon suunnittelussa. AutoCAD:lla tehdyt 3Dmallit vietiin DWG-muodossa Tekla Structuresiin. Autodesk Revit Structure 2012 Revit Structures -tietomalli tehtiin ohjelman versiolla Revitin mallit tallennettiin DWG-muotoon kun ne haluttiin ladata referenssiksi Tekla Structureen. Malli olisi voitu siirtää myös IFC-muodossa, mutta DWG-formaatti oli tässä tapauksessa kevyempi vaihtoehto kun haluttiin siirtää pelkkää 3Dgeometriaa. Projektin myöhemmässä suunnitteluvaiheessa Revit Structure 2012:lla tehtyä mallia yritettiin avata myös versiolla 2013, jotta saatiin kokemusta siitä miten malli aukeaa uudemmalla ohjelmistoversiolla. Uudella versiolla avattaessa mallin geometria särkyi aika pahoin erityisesti elementtien osalta. Käytännössä version vaihto olisi siis vaatinut aika paljon uudelleenmallintamista. Tekla Structures 18.0 SR4 Tekla Structures -tietomallin mallintaminen aloitettiin versiolla 17.0, mutta ohjelmistoa vaihdettiin uudempaan versioon kesken mallintamisen. Ennen ohjelmistonvaihtoa tietomalliin oli ehditty mallintaa muutaman tukimuurin geometria, mutta raudoituksen mallintaminen oli vasta alkuvaiheessa. Ohjelmistoversion vaihtaminen onnistui täysin ilman ongelmia sillä tietomalli ei sisältänyt piirustuksia tai ohjelmiston sisäisiä liitoskomponentteja, jotka eivät välttämättä toimisi uudemmilla versioilla. Kesken mallinnustyön Tekla Structuresiin asennettiin aina uusin Service Release (SR) päivitys. SR päivityksen ei pitäisi vaikuttaa mallin toimintaan eli sen asentamisen pitäisi olla turvallista. Kuitenkin versiossa SR3 oli tullut muutos, joka poisti betonielementtien attribuuttitietoja. Muutokset liittyivät betonielementtiteollisuuden BEC2012 (lisätietoja projektiin eli TS:n suomiympäristöä oli kehitetty toimimaan paremmin betonielementtiteollisuuden tietomalleja ajatellen. Mallissa olevien betonirakenteiden kannalta keskeinen poistettu ominaisuus oli betonin P-luku. Poistoa perusteltiin Teklan puolesta sillä, että betonielementtitehdas määrittelee talo-/teollisuurakenteissa aina P- luvun. Teklalle annettiin asiasta palautetta että siltasuunnittelijat määrittelevät aina itse betonin P-luvun ja tämä attribuuttieto pitäisi saada takaisin ohjelman suomiympäristöön. Teklalta saatiin ohje, että miten nämä attribuuttitiedot saadaan takaisin malliin muokkaamalla TS:n objects.inp -tiedostoa. Projektin urakkalaskenta ja rakentamisvaiheen tarkkaa aikataulua ei ole vielä selvillä, mutta todennäköisesti rakentaminen aloitetaan aikaisintaan vuonna Siihen mennessä Tekla Structuresta on voinut tulla jo pari uudempaa versiota. Tekla ei suosittele ohjelmistoversion vaihtamista kesken projektin. Tässä projektissa tietomalli saatetaankin kuitenkin tulevaisuudessa päivittää tukemaan uudempaa ohjelmistoversiota, jos ohjelmaan on tullut niin hyviä uusia työkaluja, että päivittäminen kannattaa. Version vaihto tapahtuu siten, että malli yksinkertaisesti avataan uudemmalla ohjelmistoversiolla ja tallennetaan. Jos ohjelmaan ei tule mitään suurempia muutoksia, niin mallin päivittäminen uudempaan versioon saattaa onnistua. Nykyistä versiolla 18.0 tehtyä mallia on kokeiltu avata myös versiolla 18.1 ja Versiolla 18.1 malli aukeaa, mutta muutaman elementin ja paikallavaluobjektin geometria on rikki. Nämä virheet johtuvat todennäköisesti päällekkäisistä leikkaustasoista ja ne on helppo korjata. Versiolla 19.0 malli ei aukea ollenkaan vaan TS kaatuu mallin

39 39 (67) avaamisvaiheessa. Tämä ei kuitenkaan välttämättä tarkoita että mallia ei saada auki versiolla 19.0 vaan asia vaatisi tarkempaa tutkimista. Autodesk Navisworks Simulate 2013 Autodesk Civil 3D:llä tehty puistomalli ja Tekla Structures -malli yhdistettiin Navisworks Simulate ohjelmistolla. Navisworks -ohjelmistoon päädyttiin siitä syystä, että ohjelma tuki monipuolisesti erilaisia tiedostoformaatteja. Civil 3D -ohjelmasta saatiin suoraan exportattua malli navisworksiin siten, että malli sisälsi objektien parametritietoja. Yhdistelmämallia varten Tekla Structures -malli tallennettiin DWG-muotoon, sillä tavoitteena oli saada vain geometria siirtymään yhdistelmämalliin. DWG-formaatin mukana siirtyy vain geometria eli objekteilla ei ole nimeä tai materiaalimerkintää. Mallin tarkastajilta tulleiden kommenttien perusteella päädyttin kuitenkin siirtämään Tekla Structures malli IFC-muodossa yhdistelmämalliin. Tästä on se etu että IFC-mallin mukana siirtyy suuri määrä erilaista tietoa, josta voi olla hyötyä myös yhdistelmämallissa. IFC-mallin muodostaminen TS:llä ei ollut aivan ongelmatonta. IFC-malli pitää muodostaa Teklassa käyttämällä asetusta Coordination View. Kaikilla muilla tavoilla muodostettu malli ei ollut geometrialtaan ehjä Prosessikuvaus Plaana Oy Väyläsuunnittelu Tien, tasausten ja kuivatuksen suunnittelu Tekla Civil Geotutkimukset Kalliopinnan tulkinta kairaustuloksista Mittausdata Maastomittaus Olevassa olevan maanpinnan mittaus Mittausdata 3D-dwg 3D-dwg 2D-dwg 3D-dwg Geobotnia Oy Geosuunnittelu Tukimuurien alustava 3dmallinnus Pohjarakennesuunnittelu AutoCAD VSU Oy Puistosuunnittelu Puiston tietomalli AutoCAD Civil 3D Ponvia Oy Mallien yhdistäminen Navisworks 3D-dwg Ohjelman sisäinen muunnos 2D-dwg IFC Ponvia Oy Rakennesuunnittelu Rakennesuunnittelu 3D-dwg AutoCAD, FEM VSU Oy Puistosuunnittelu Puistosuunnittelu AutoCAD 2D-dwg Ponvia Oy Rakennesuunnittelu Tietomallin koostaminen Tekla Structures 3D-dwg 2D-dwg VSU Oy Arkkitehtisuunnittelu Tukimuurien ja siltojen arkkitehtuurin suunnittelu 2D-dwg AutoCAD Ponvia Oy Rakennesuunnittelu AutoCAD, Revit Structure 3D-dwg 3D-dwg Kuva 43. Hankkeen prosessikaavio Nimikkeistöt ja ohjeet Silloille on olemassa oma Liikenneviraston teettämä Siltojen tietomalliohje, jota käytettiin soveltuvin osin myös tässä projektissa. Tietomalliohje ei soveltunut projektin tarpeisiin, sillä ohje on tehty perinteisiä tietomalleja varten, joista tuotetaan piirustukset ja määräluettelot työmaata ja urakkalaskentaa varten. Tässä projektissa oli tavoitteena tehdä erittäin yksityiskohtainen tietomalli, jotta piirustustarve voitaisiin minimoida. Tämänkaltaisen tietomallin tekemiseen ei ole vielä saatavilla ohjeistusta.

40 40 (67) Tietomallin mukana toimitetaan tietomalliselostus. Tietomalliselostus toimii käyttöohjeena tietomallin käyttäjälle. Tietomalliselostuksesta käy hyvin ilmi mitä tietomalli sisältää ja mikä on mallinnettujen rakenteiden valmiusaste. Siinä on myös selitetty mitkä asiat on jätetty mallintamatta. Ohjeessa on opastettu malliin tallennettujen näkymäsuodattimien käyttäminen ja muut perustiedot kuten käytetty koordinaatisto ja korkeusjärjestelmä. Tietomalliselostuksen liitteenä on toimitettu projektissa käytetty numerointi-/nimeämisohje. Tekla Structureen ei ollut saatavilla valmista numerointi-/nimeämisohjetta, joka olisi soveltunut projektin tarpeisiin. Projektissa tehtiin uusi numerointi-/nimeämismenetelmä, joka pohjautui 5DSilta -projektissa tehtyyn ohjeeseen. Ohjetta täydennettiin ja sitä muokattiin projektin tarpeita vastaavaksi. Huolellinen mallin jäsentely on ensisijaisen tärkeää ja se tulee pitää mielessä mallintamistyötä tehtäessä. Mitä enemmän malli sisältää objekteja sen tärkeämmäksi tämä asia tulee. Tietomalli sisältää usein niin paljon objekteja, että mallin näkymää joudutaan karsimaan, jotta se ei olisi liian sekava. Mallin näkymäja valintasuodattimien sekä luetteloiden ja piirustusten muodostamissa hyödynnetään käytettyä numerionti-/nimeämisjärjestelmää. Mallia onkin erittäin vaikea hyödyntää jos objekteja ei ole numeroitu ja nimetty tietyn logiikan mukaisesti. Teklassa mallin nimeäminen perustuu objektin nimeen, class - numeroon ja prefixiin eli numeroinnin etuliitteeseen. Kuvassa 44 on esitetty esimerkkinä taidetukimuurien rakenneosien numerointi. Taulukossa on esitetty objektin nimi, class ja prefix (Cast unit -sarake) sekä taulukon käyttäjälle selvennyksenä rakenneosan koko nimi. Taidetukimuurit (phase 1-9) Nimi Class Cast unit Rakenneosa Huom. PERUSTUKSET JA RUNKORAKENTEET x = kyseinen tukimuurin nro (1-9) PERUSLAATTA 201 xpl Peruslaatta RINTAMUURI 202 xrm Rintamuuri JÄYKISTYSRIPA 203 xjr Jäykistysripa LAAKERIALUSTA 204 xla Laakerialusta KALLISTUSVALU 205 xpl Peruslaatan kallistusvalu LAATTA 206 xl Muu laattarakenne ELEMENTIT pkuorielementti 211 xke-p Kuorielementti, pesubetonipinta hkuorielementti 212 xke-h Kuorielementti, hiottu+kiillotettu pinta ptakuorielementti 213 xake-p Taittuva kuorielementti, pesubetonipinta htakuorielementti 214 xake-h Taittuva kuorielementti, hiottu+kiillotettu pinta KUORIELEMENTTI 215 xke Kuorielementti, valupinta MUUT BETONIVALUT JUOTOSVALU 254 JV Jälkivalu, juotosvalu BETONIPAIKKA 255 BP Elementtien reikien paikkaus porakappaleella TÄYTEVALU 256 TV Elementin ja runkobetonin välinen betonivalu VARUSTEET JA LAITTEET SIIRTYMÄLAATTA 281 VL Siirtymälaatta MUUT RAKENTEET KERMIERISTYS 252 KE Kermieristys KOSTEUSERISTYS 4 Tukimuurin takapinnan kosteuseritys Surface Treatment BITUMISIVELY 5 Elementtien takapinnan bitumisively Surface Treatment PINTAKÄSITTELYT B_HIONTA 6 Hiottu+kiillotettu pinta Surface Treatment B_PESUBETONI 5 Pesubetonipinta Surface Treatment Kuva 44. Esimerkki projektissa käytetystä numerointi-/nimeämisohjeesta. Tietomalliselostuksen toisena liitteenä on dokumentti nimeltään HTP-INFRARYL 2006 litterointi. Tämä dokumentti on erittäin hyödyllinen projektin urakkalaskentavaiheessa. Dokumentti kertoo määrälaskijalle, että mistä tietomallin objektista on saatavissa tietyn InfraRYL -litteran mukainen määrä. Dokumentissa on kerrottu yksityiskohtaisesti tiettyä litteraa vastaavan objektin tyyppi, nimi, prefix ja class -numero. Dokumentti toimii samalla myös mallin sisällysluettelona eli siinä on lueteltuna käytännössä kaikki mallin sisältämät rakenneosat ja komponentit. Kuvassa 45 on esitetty osa taulukkoa. Kuvasta nähdään, että esimerkiksi tukimuurien peruslaattojen betonimäärä saadaan litteran 4407:4 riviltä. Taulukosta nähdään, että haluttu betonikuutiomäärä saadaan mitattua objektista, jonka nimi on PERUSLAATTA ja Class on 201. Taulukossa on myös kerrottu objektin tyyppi ja käytetty prefix -tunnus. Näitä tietoja käytetään hyväksi muodostettaessa näkymäsuodinta, valintasuodatinta tai määrälaskentataulukkoa.

41 41 (67) Taulukon muodostaminen mallinnetuista objekteista on työläs operaatio ja siinä menee helposti muutama päivä aikaa. Projektissa ei kuitenkaan löydetty mitään järkevämpää tapaa linkittää Infraryl litteroita mallinnettuihin objekteihin. Toinen vaihtoehto olisi ollut syöttää Infaryl -littera esimerkiksi jokaisen objektin ns. UDA (User Defined Attributes) kenttään sopivalle riville. Tämä olisi ollut kuitenkin hieman ongelmallista, sillä eri objekteilla on erilaiset UDA-kentät ja käyttäjä ei pääse kovinkaan nopeasti selville siitä mitä kaikkea tietoa malli sisältää, jos siitä ei ole tehty valmista listausta. Perinteinen paperille valmiiksi tehty mallin sisällysluettelo nähtiin tässä projektissa järkevänä esitystapana. Kuva 45. Esimerkki projektissa käytetystä InfraRYL 2006 määrälaskentaohjeesta. 2.3 Tietomallin ulkopuolinen tarkastus Tietomallin valmistuttua se annettiin ulkopuolisen konsultin tarkastettavaksi. Tarkastajana toimi WSP Finland Oy. Ulkopuolisen tarkastajan tehtävänä oli rakenneteknisen tarkastamisen lisäksi varmistaa, että urakkalaskenta voidaan suorittaa tietomallipohjaisesti. Määrälaskenta haluttiin tehdä ulkopuolisella taholla, sillä tällä tavoin voidaan varmistua siitä, että mallit on rakennettu loogisesti ja mallien mukana toimitettava ohjeistus on riittävän kattavaa määrälaskennan suorittamiseksi. Tarkastus suoritettiin käytännössä siten, että suunnittelija ja ulkopuolinen konsultti tekivät toisistaan riippumattomat määrälaskennat ja näitä verrattiin toisiinsa. Tekla Structures -tietomallista tehdyt määräluettelot vastasivat hyvin toisiaan. Luetteloissa oli jonkin verran eroavaisuuksia. Eroavaisuudet johtuivat määrälaskijan inhimillisestä virheestä tai mallissa olevista virheistä. Kaikki eroavaisuudet käytiin läpi ja lopulta luettelot saatiin vastaamaan toisiaan. Tarkastuksessa löytyneet mallin virheet korjattiin ja tietomalliselostukseen kirjattiin tarpeellista lisäohjeistusta. Civil 3d -mallin tarkastamisessa nousi esiin mm. seuraavat asiat: - Rakentamisen vaiheistusta ei ole esitetty mallissa

42 42 (67) - Mallissa aiheuttaa epäselvyyttä se, että ettei ole tiedossa tarkkaan miten ympäristö ja maanalaiset tilat tulevat rakentumaan ja miten ne tulevat vaikuttamaan jatkossa suunnitteluratkaisuihin. - Mallipohjaisen koneohjauksen huomiointi suunnitelmissa jäi vähäiselle huomiolle. - Mallin kattavuudessa on ristiriitaa sen osalta, että merkitykseltään pienet pintamallit ja tilavuusobjektit on mallinnettu tarkasti, mutta suuremmat täytöt on osittain mallinnettu puutteellisesti. - Civil 3d:ssa on puutteita, jotka voivat olla urakoitsijan näkökulmasta merkittäviä. o Ohjelman hitaus ja häiriöherkkyys tuli tarkastuksessa esille o Ohjelma toimii hitaasti jos kaikki osamallit esitetään yhtä aikaa o Navisworks katselumallista oli suurta apua, sillä malli pyöri tällä ohjelmalla sulavasti ja leikkausnäkymien tekeminen, objektien haku- ja valintatoiminnot sekä näkyvyyden säätely onnistuivat nopeasti. o Civil 3d:lla ei pysty tekemään kaivokortteja. - Tietomalliselostuksessa tulisi ilmetä miten suunnitelmamuutokset tulisi esittää. - Tietomalliselostuksen liittenä olevat Pintamalliat ja nimeämien taulukko, jossa on esitetty kaikki mallin osiot on tarpeellinen avain Civil 3D malliin. Taulukon rakenne on selkä ja helposti luettava. Käyttäjä pystyi omaksumaan nopeasti alueiden, objektien ja materiaalien lyhenteet ja numeroinnit, joiden avulla mallin selaaminen onnistui hyvin. - Määrien vertailussa oli huomattavia eroja. Erot johtuivat lähinnä erilaisista virheistä maakerrosten mallinnuksessa. - Tarkastuksessa löydetyt virheet korjattiin malliin ja malliselostusta täydennettiin puuttuvilta osin. 2.4 Johtopäätökset Havaitut hyödyt ja ongelmat, edistysaskeleet ja kehitystarpeet. Projektissa luotiin erittäin kattava tietomalli, joka sisältää rakenteiden geometrian, materiaalitiedon ja paljon muutakin rakenteelle oleellista tietoa. Projektissa keskeiseksi ongelmaksi muodostui perinteisissä piirustuksissa esitetyn tiedon upottaminen malliin siten, että se on mallin käyttäjälle helposti saatavilla. Tähän tarkoitukseen Tekla Structures -ohjelmassa ei ole vielä olemassa sopivia työkaluja. Tietyistä rakenneosista jouduttiin tekemään tietomallia täydentävät 2D-piirustukset, sillä kaikkea tietoa ei saatu syötettyä järkevästi tietomalliin. Tällaisia piirustuksia ovat mm. sillasta tehty hitsauspiirustus, yleispiirustus ja detaljit. Tietyistä rakenteista luotiin myös yleispäteviä periaatepiirustuksia, jotka toimivat tietomallin tukena. Näissä piirustuksissa on esitetty sellaisia asioita, joita ei voitu helposti syöttää tietomalliin, kuten erilaiset detaljit ja työtapaohjeet. Tietomalli on ensisijainen tietolähde ja nämä piirustukset toimivat mallin tukena. Piirustukset on tehty sillä periaatteella, että rakenteen geometrian muuttaminen ei vaikuta näihin piirustuksin eli ne eivät vaadi päivittämistä yhtä paljon kuin perinteiset piirustukset. Projektin urakkalaskenta saadaan hyvin todennäköisesti suoritettua pelkästään tietomallin, työselostusten ja näiden periaatepiirustusten avulla, mutta siitä ei ole vielä kokemuksia miten rakentaminen onnistuisi pelkästään tietomallin avulla. Tekla Structures -ohjelma ei tue maamassojen mallintamista eli kaikki tukimuurien massalaskentaan kuuluvat täytöt ja kaivuut mallinnettiin Autodesk Civil 3D -ohjelmalla tehtyyn puistomalliin. Tämä on iso puute, sillä olisi loogista, että kaikki rakenteeseen kuuluvat määrät olisi laskettavissa samasta tietomallista. Alan yhteisissä käytännöissä ja ohjelmistoissa tarvitaan vielä paljon kehitystyötä, jotta päästää siihen tavoitteeseen, että projektit voidaan toteuttaa suunnittelusta rakentamiseen pelkän tietomallin avulla. Ongelmia aiheuttavat tällä hetkellä lähinnä puutteellinen ohjeistus, erilaiset käytännöt ja ohjelmistojen puutteet.

43 43 (67) Mallintamiseen liittyvät ongelmat liittyvät Tekla Structures -ohjelman ominaisuuksiin. Ohjelma ei vielä täysin sovellu siihen tarkoitukseen, mihin sitä yritettiin käyttää. Ohjelmaan tarvitaan vielä paljon lisäominaisuuksia, jos kaikki piirustuksissa esitetty tieto haluttaan näyttää vain tietomallissa siten että se on käyttäjälle helposti ja havainnollisesti saatavilla. Pilottiprojektin on ollut pitkä ja opettavainen prosessi niin tilaajalle kuin suunnittelijalle. Projektista saatiin ja saadaan edelleen paljon uutta tietoa vastaavanlaisen tietomalliprojektin toteuttamiseen. Projektissa havaittiin, että yksityiskohtainen mallintaminen vie paljon aikaa ja erityisesti mallintamistarkkuuden määrittäminen heti projektin alussa olisi erittäin tärkeää Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi /Arviointisabluuna ks. liite D Jatkotoimenpiteet Projekti jatkuu tulevaisuudessa urakkalaskennalla ja lopulta varsinaisella rakentamisvaiheella. Urakkalaskenta voidaan näillä näkymin suorittaa suunnitellusti tietomallipohjaisesti, mutta vielä on epäselvää, että miten mallia tullaan hyödyntämään rakentamisvaiheessa. Todennäköisesti mallista joudutaan koostamaan erilaisia piirustuksia ainakin elementtitehdasta ja konepajaa varten, mutta tarkempi esitystapa selviää vasta tulevaisuudessa. Mallista ei vielä kannata tehdä lopullisia piirustuksia sillä puiston ympäristö elää jatkuvasti ja malliin joudutaan tekemään pieniä muutoksia jatkuvasti. Muutosten tekeminen on sitä joustavampaa mitä vähemmän tietomallista on tehty erilaisia piirustuksia ja luetteloita.

44 3 Puiston tietomalli 3.1 Tavoitteet Hyväntoivonpuiston tietomallihankkeen 1. vaiheessa on puistosta laadittu kolme erillistä tietomallia: nk. purkumalli purettaville rakenneosille ja kaivutöille Selkämerenpuiston eteläosaan, rakentamisen tietomalli Selkämerenpuiston eteläosaan ja rakentamisen tietomalli Hyväntoivonpuiston pohjoisosaan. Hankkeen tavoitteena on ollut laatia niin kattava tietomalli puiston rakentamista varten kun se nykyisillä ohjelmistoilla ja tietotaidolla on mahdollista. Tässä hankkeessa tietomallin avulla pyritään jatkossa laskemaan myös urakat ja toteuttamaan kohde Pilotoidut asiat Puistosta laadittu tietomalli on laajuudeltaan yksi kattavimmista, ellei kattavin tällä hetkellä tehdyistä puiston tietomalleista Suomessa. Taitorakenteet on mallinnettu samanaikaisesti puiston kanssa. Itse puisto on jo sinänsä pilottiasemassa sen monipuolisuuden ja monimuotoisuuden vuoksi. Puisto rakennetaan suurimmilta osin entiselle satamakentälle. Puiston maanpinta tulee olemaan n. 3-8 m korkeudella satamakentästä. Puiston alla on runsaasti erilaisia toimintoja: mm. huoltotunneli maanalaisiin tiloihin, pysäköintilaitos, jäteasema, pilaantuneiden maiden läjitysalue. Maanalaiset tilat esitetään tietomallissa pintoina. Tukimuurien perustuksia ja sadevesijärjestelmiä varten tehdään kalliolouhintaa. Puisto rajautuu miltei kaikkialta uudisrakennusten perustuksiin tai kellarikerroksiin, jotka toteutetaan paikoitellen samanaikaisesti puiston kanssa. Hankkeessa on luotu uutena Futurecad Oy pinnan nosto/pudotus -skripti ohjelmaan lisäksi (ei käytetty) kaivot ja putket objektien muokkaus tarvetta vastaavaksi (käytetty) VSU Oy litterointi infraryl:n mukaan ja nimeäminen QTO (käytetty) multiview -blokkeja määrityksineen materiaalien ilmaisutapa, description -kentän käyttö näyttötyylit, pinnat näkyvät eri tavoin 3D:ssä ja 2D:ssä työtapa, pintojen kiinnitys malliin aineiston jakaminen, kaikki osamallit kiinnitetty koontimalliin 3.2 Pilotin dokumentointi Civil 3D -ohjelmiston soveltuvuus puiston tietomallintamiseen Puiston tietomalli on laadittu Autodesk Civil 3D -ohjelmistolla, jonka soveltuvuudesta viherrakentamisen tietomallintamiseen haluttiin kokemuksia. Tavoitteena oli mallintaa puistosuunnitelmaan kuuluvat rakenneosat. Näitä ovat eri pinnoitteet ja kasvialueet, maarakennekerrokset, kalusteet ja varusteet, lähtötilanne purettavine rakenteineen ja nykyisen maan kaivut. Suunnitelmaan kuuluvat taitorakenteet on tehnyt Ponvia Oy Tekla Structures -ohjelmalla.

45 45 (67) Civil 3D -ohjelma soveltuu kohtalaisen hyvin puiston tietomallin laatimiseen. Sen hyviä puolia ovat seuraavat: tasauksen luominen on luontevaa, tilavuuksien tarkastelu on helppoa ja mallista saatava määrälaskenta on vaivatonta. Haasteita puolestaan on ollut rakennekerrosten luomisessa (ei ole omaa työkalua), jos ei pystytä käyttämään väylämallinnustyökalua (soveltuu yksinkertaiselle geometrialle) sekä mallien tiedostokoon hallinta. Ohjelman käyttölogiikka on suhteellisen monimutkainen sisäistää Prosessin kulku Mittausaineisto Puistomallissa on käytetty hyväksi mittausaineistoa ja keilausaineistoa. Mittausaineistosta rakennettiin mallin lähtötilanne. Mallissa on tiedot kaikista purettavista rakenteista. Selkämerenpuiston eteläosan alue laserkeilattiin projektin aikana ja saatua aineistoa hyödynnettiin mallintamisessa. Keilausaineisto on hyödyllinen lisä mallintamiseen. Pistepilvi muodostaa havainnollistavan kokonaisuuden mitatusta alueesta, jota on mahdollista katsoa 3D-tilassa. Värillisestä pistepilvestä näkyivät maanpinnan korkeusvaihtelujen lisäksi rakennukset, kasvillisuuden paikat ja viitteellisesti kulkureittien materiaalit. Keilausaineiston hyödyntämisessä Civil 3D 2012 versiossa oli ongelmia. Ohjelmassa ei ollut mahdollista suodattaa pisteitä, jolloin mittaustilanteessa olleet ylimääräisten kappaleiden korkotiedot (kuten autot, ihmiset yms.) vaikeuttivat aineiston käyttöä. Ohjelman myöhemmissä versioissa on tullut mahdollisuuksia pistepilvien suodattamiseen. Ohjelman käytettävyyttä heikensi pistepilven muodostama raskas tiedosto ja sen seurauksena ohjelman virheilmoitukset ja työnteon hidastuminen. Mallinteon sujuvuuden vuoksi on tärkeää työstää valmiiksi hyvin suodatettu laser-aineisto. Purkumalli Selkämerenpuiston eteläosan nykyinen tilanne mallinnettiin ja rakentamista varten purettavat osat koostettiin omaan malliin. Malliin lisättiin kaivut nykyisestä maanpinnasta alaspäin. Näiden rajapinnat saatiin jo mallinnetuista rakenneosista. Mallin geometrian muodostamista haittasi pisteaineiston käyttö, sillä kaivualueiden pisteiden poisto vaati tarkkaavaisuutta. Kaivualueille jääneet pistetiedot johtivat virheelliseen geometriaan. Purkumallia tehdessä suunnittelualueen raja jouduttiin ylittämään, sillä maanalaiset kaivut ja rakennekerrokset ylittyvät perinteisiin piirustuksiin asetetut rajat. Säilytettävät ja purettavat objektit, kuten esimerkiksi puut, valaisimet ja pollarit, on esitetty mallissa multiview -blokkeina, joiden ominaisuudet on määritetty QTO -määrälaskennalla. Purettavat reunakivet on tehty väylämallintamisen työkalulla. Purkumallista kävi ilmi, että osa objekteista oli kadonnut mallin päivittämisen yhteydessä., sillä viimeiseen tallentamiseen oli käytetty uudempaa ohjelmistoversiota. Myös multiview -blokkien käyttämät 3D-objektit saattavat olla joko liian pieniä tai ylisuuria kun objekti kopioidaan toiseen tiedostoon. Blokkien toiminnan korjaaminen vaati ylimääräistä työtä. Tätä ei osattu ennakoida kun käytettiin uutta ohjelmistoversiota. Maaston mallintaminen Puiston tietomalleihin mallinnettiin nykyinen maanpinta sekä kallionpinta lähtötiedoiksi. Selkämerenpuiston kohdalta mallinnettiin myös purettavat pinta-alueet, puut sekä kalusteet ja varusteet. Nykyinen maanpinta tehtiin mittausaineiston pohjalta, Selkämerenpuiston kohdalta hyödynnettiin keilausaineistoa. Kallionpinta mallinnettiin mittausaineiston mukaan maanpäällisiltä alueilta, maanalaisen kalliopinnan mallintamisessa käytettiin hyväksi kairaustietojen perusteella tehtyä

46 46 (67) kolmiopintaa. Kalliopinnan korkoa tarvittiin mallinnettaessa maarakennekerroksien liittymisiä kallion ollessa lähellä maanpintaa. Geometrian hallinta Puistomalli tehtiin jokaiselta rakenneosalta omaan tiedostoon, jotta mallintaminen pysyi selkeänä. Hankkeessa kehitettiin tähän kohteeseen soveltuva nimeämisjärjestelmä. Mallinosien nimeäminen on tehty käyttämällä InfraRYL -litterointia, lyhenteitä ja aluetunnusta. Käytetty nimeämiskäytäntö poikkeaa InfraFINBIM -nimistöstä, sillä työn alkuvaiheessa sovittiin tilaajan kanssa InfraRYL -nimikkeistön käytöstä. Nimeämisellä on pyritty saamaan samat rakenneosat helposti hahmotettavaan järjestykseen mallin prospector -listassa. Puiston osamallit linkitettiin data shortcut -ominaisuudella koontimalliin, jossa osamalleille annettiin ominaisuustiedot. Luovutettu on tehty siten, että data shortcut -linkit on kiinnitetty tiedostoon. Tällä varmistetaan, että osamalleja ei jää puuttumaan koontitiedostosta siirrettäessä tiedostokokonaisuuksia koneelta toiselle. Mallintamisen aikana data shortcut -linkkien toiminnassa ilmeni ongelmia päivittyvyyden ja häviämisen kanssa. Tietyt osamallit saattoivat jäädä pois koontimallista, vaikka ne olivat siihen lisättyinä. Linkkien synkronointi ei tuonut puuttuvia tiedostoja takaisin, vaan osamallin alkuperäistä tiedostoa jouduttiin muokkaamaan ja tallentamaan uudelleen, jotta se palasi takaisin koontimalliin. Useita osamalleja sisältävän tiedoston kohdalla linkitettyjen mallien pois jääminen on ongelmallista, sillä niiden puuttuminen tiedostosta voi jäädä huomaamatta. Tämä varmistetaan malliselosteen kirjoitettavassa ohjeessa. Koontimallin ongelmana on havaittu sen raskaus ja hidas käsittely. Mallin pyörittely aiheuttaa helposti ohjelman jumiutumisen. Layer -tasoja sammuttamalla käsittelyä voi jonkin verran parantaa, esimerkiksi sammuttamalla tason, jossa on tukimuurien geometria. Puiston tietomalli on laadittu valmiin puistosuunnitelman pohjalta. Mallintaminen aloitettiin tekemällä tasaus aiemmin tehdyistä korkosuunnitelmista. Tasausta sovitettiin taitorakenteiden mallin kanssa yhteneväksi. Mallin alueet tehtiin pintamalleina, joiden pohjana toimi pinnantasauksen malli. Myös pinnoitealueina olevat kulkureitit tehtiin pintamalleiksi, sillä väylämallintamisen corridor -työkalulla olisi ollut työlästä toteuttaa aiemmin suunniteltu pinnantasaus sekä alueen rajautuminen muihin alueisiin ja tukimuureihin. Väylämallin hyödyntämisessä olisi tarvittu useita rakenteen poikkileikkauksia halutun muodon saavuttamiseen. Mallissa eri pintamateriaalien alueet on tehty omiksi osamalleiksi. Nämä alueet on tehty rajaamalla ne pinnantasauksen osamallista. Linkitetyn pinnantasauksen osamallista tehtyjä uusia pinta-alueiden osamalleja ei voitu linkittää ilman pinnantasauksen kiinnittämistä tiedostoon. Tämä johti siihen, että pinta-alueiden osamallit joudutaan päivittämään tasauksen muuttuessa uudelleen manuaalisesti vaihtamalla osamallin rajaukseen uusi geometria. Pinta-alueille on määritetty ominaisuustiedot. Kaikkien pinta-alueiden mallinnus onnistui hyvin ja niiden lisääminen malliin on nopeaa ja kätevää. Ohjelman käyttö tosin hidastuu useiden osamallien yhteiskäytössä. Lisäksi ohjelma herkästi antaa virheilmoituksia, varsinkin raskaissa tiedostoissa. Puut, kalusteet ja varusteet Tietomallia varten on karkeasti mallinnettu tarvittavat kalusteet ja varusteet, osalta valmistajilta on saatu 3D-malli tuotteesta. Puissa on käytetty ohjelman kirjastossa olevia puiden 3D-malleja. Pensaat ja perennat on merkitty pintamallien ominaisuustietoihin eli näitä ei ole esitetty 3D-malleilla.

47 47 (67) Mallissa puut, kalusteet ja varusteet ovat ns. multiview -blokkeja, joiden määrityksinä on eri piirtoblokki ylä- ja 3D-tilassa. Mallintamisen aikana kävi ilmi, että nämä multiview -blokit tulee tehdä vielä kertaalleen blokeiksi, jotta ne voidaan laskea valitun pinnan tasoon. Blokkien sijainti on kohtisuoraa pintaa nähden, joten ne osin leikkautuvat pintojen sisään. Kalusteet ja varusteet saatiin lisättyä malliin nopeasti ja näiden hyödyntäminen esimerkiksi määrälaskennassa on vaivatonta. Hulevesiputkistot ja -kaivot Hulevesiputkisto on mallinnettu hyödyntämällä aikaisemmin laadittua puiston kuivatussuunnitelmaa. Geometrian luonnissa on hyödynnetty korkotietoja aiempien suunnitelmien 3D-polyline viivoista. Hulevesikaivojen ja -putkien malleina on käytetty ohjelman kirjaston malleja, joita on hieman muokattu Futurecad Oy:n toimesta. Tiedostojen käyttäminen vaatii sen, että ko. kirjastot ovat asennettuina käytettävälle tietokoneelle. Geometrialtaan halutunlaisia kaivo- ja putkityyppejä on ohjelmasta nykyisellään työlästä saada. Kaivo- ja putkitiedostojen muokkaaminen vaatii perehtyneisyyttä ja useamman tiedoston muokkaamista. Hulevesikaivo ja -putkiston mallintaminen on vaivatonta. Käytetyn kohdepinnan hyödynnyksessä ilmeni ongelmia, mikäli kohdepinnan nimi vaihtui mallin päivitysten aikana. Tällöin esimerkiksi kaivojen korot saattoivat muuttua vääriksi. Kaivojen ja putkien ilmoittamisessa käytettyä merkintätapaa ei saatu yleisesti käytetyn tapaiseksi, vaan korot löytyvät haluttaessa putkien liitoskohdasta. Kaivokortteja ei tehty mallista. Vesipostin kaivoa ei voitu mallintaa rakennettavalla tarkkuudella, joten sen varusteet ja tarkemmat leikkauskuvat on esitetty työselosteen liitteenä.

48 48 (67) Maarakennekerrokset Tukimuurin rakennekerrokset tehtiin Civil 3D -ohjelmalla, koska taitorakenteiden mallinnuksessa käytetty ohjelma ei soveltunut rakennekerrosten luontiin. Tukimuurin taustan monimuotoisuus asetti haasteita rakennekerroksen geometrian tekemiselle. Muurin taustan ripoja ei voitu huomioida rakennekerroksia tehtäessä ilman kohtuutonta työmäärää tai mallin koon kasvua. Rakennekerros toteutettiin useampana osana, joista ylä- ja alapinnan avulla saatiin tilavuudet määriteltyä. Eri korkeudella, mutta samassa x/y sijainnissa olevia taiteviivoja jouduttiin siirtämään hieman eri kohdalle, jotta geometria saatiin luotua. Taiteviivojen lisäyksessä käytettiin wall -valintaa suorien pintojen tekemiseen, mutta kaikissa tapauksissa se ei soveltunut mallintamisen tavaksi. Puiston rakennekerrokset tehtiin omina tiedostoina. Rakennekerrosten teossa haastavaa oli rakennekerrosten luiskausten suunnan vaihtelu eripuolelle mallinnettavaa aluetta, josta tuloksena oli virheellinen geometria. Tämän välttämiseksi rakennekerroksia jouduttiin jakamaan useampaan osaan. Pinnan muodostamiseen liittyvä rajoitus on ongelmallinen etenkin, kun se rajoittaa myös luiskien tekemiseen tarkoitettua grading -työkalua. Rakennekerrokset olisi ihanteellista saada linkittymään toisiinsa, jolloin yhtä kerrosta muokatessa kyseisen rakennekerroksen ylä- ja alareunaan liittyvät alueet muuttuisivat. Rakennekerrosten linkittämisen ongelmaksi muodostui, ettei ylemmän kerroksen pystysuorissa kohdissa voi saada taitteen alareunaa käyttöön, sillä sitä ei muodosteta wall -määritetyillä kohdilla. Jotta tasauspinnasta saataisiin rakennekerrosten yläpintojen korot automaattisesti, toimitti Futurecad Oy script -ohjelman pinnan pudottamista varten. Toimintoa ei kuitenkaan käytetty kokeilua pidemmälle, sillä se teki lähes pystysuorissa kohdissa korkopisteitä väärään z-suuntaan. Rakennekerrosten tekeminen ohjelmalla on mahdollista. Niiden tekeminen olisi nopeampaa, mikäli väylämallintamisen rakenteen luontitapaa jalostettaisiin ohjelmaan ja rakennekerroksia olisi mahdollista lisätä halutuille alueille. Nykyisen väylämallintamisen työkalu vaatii monimutkaisissa pintojen törmäyksissä ja pinnan korkeussuhteiden vaihtelussa useita tyyppipoikkileikkauksia, joiden sovittaminen valmiin suunnitelman muotoihin on haastavaa. Suurimmat haasteet rakennekerrosten toteuttamiseen aiheuttavat kerrosten törmäämiskohdat, joissa pitäisi välttää materiaalien päällekkäisiä sijainteja.

49 49 (67) Määrälaskenta Puiston tietomallin määrälaskennassa on käytetty pintojen reports managerin keräämiä tietoja ja QTOmanagerilla määrityksiä puihin, kalusteisiin ja varusteisiin sekä hulevesikaivoihin ja putkiin. Tilavuusmallit on määritetty koontimalliin valmiiksi. Ohjelman heikkoutena on, että siitä puuttuu keskitetty määrälaskentaa varten tehty työkalu, josta kaikki määrät olisi hallinnoitavissa. Ohjelmassa on osa määrätiedoista saatavana reports managerin alta ja QTO: sta. Määriä ei nykyisin ole mahdollista saada lajeittain yhteenlaskettuina, vaan ne ilmoitetaan jokainen tilavuusmalli erikseen. Joitain määrätietoja mallista ei saada määrälaskennan työkaluilla kerättyä mallista. Esimerkiksi purkumallissa väylätyökalulla tehdyt olevat purettavat reunakivien tiedot on erikseen tiedettävä hakea mallista, sillä ne eivät tulostu raporteissa muiden mallinosien mukana. Ohjelmassa on tarvetta kehittää määrälaskennan työkaluja. Yhden keskitetyn määrälaskennan työkalun etu olisi kiistaton nykyiseen tilanteeseen verrattuna, jossa määriä joudutaan keräämään eri puolilta listoista. Kerätyt määrätiedot joudutaan nykyisin yhdistämään ja käsittelemään ohjelman ulkopuolella. Määrälaskentaa hyödyntäisi myös mahdollisuus mallin osien ryhmittelemiseen ja ryhmän määrien automaattinen yhteenlasku. Ohjelmaa varten tarvittavan QTO- luettelon tietojen erottelussa käytetyt välimerkit aiheuttavat ongelmia, sillä ne ovat sidoksissa käyttöjärjestelmän kieliversioon. Laskentatiedoston erottimena toimivat merkit ovat joko pilkku (,) tai puolipilkku (;). Mallintamisen aikana huomattiin yhtenä QTO:n ongelmana, että QTO:ta varten tehdyn laskentatiedoston tunnusten muokkaaminen aiheuttaa sen, että muokattavan tunnuksen aiemmin määritetyt objektit eivät enää tule laskettua kyseiseen kohtaan. Nämä objektit pitää siis uudelleen määrittää QTO:ssa kuuluvaksi johonkin tunnukseen tai niitä ei huomioida määrälaskennassa. Kasvillisuuden määrälaskennassa kokeiltiin QTO:n pinta-alojen rasterointia ja määrälaskentaa. Sitä käytettiin esimerkiksi pensas- ja perenna-alueiden lajikkeiden kappalemäärien laskemiseen. QTO on hyödyllinen tässä, sillä siihen voi erikseen kirjoitettavien kaavojen avulla se pystyi ilmoittamaan mm. taimimäärän. Tätä ei ole kuitenkaan käytetty, sillä QTO ei huomioi 3D-aineistoa. Toimii vain vaakasuoralla pinnalla Mallin tarkastaminen Civil 3D:llä tehtyjä rakennussuunnitelmatasoisia tietomalleja ei voi tarkastaa IFC-muodossa, sillä Civilistä ei vielä ole mahdollista tallentaa IFC-muotoon. IFC-muoto on yleinen talo- ja teollisuusrakenteiden tietomalleissa. Se on myös yleisesti käytetty tietomallien jakelumuoto. Civil -mallien tarkastamiseen on olemassa kaksi toimivaa vaihtoehtoa: katselumalli tai natiivimalli. Katselumallit sisältävät kaiken tietomallin tiedon, mutta ne eivät sisällä sen älykkyyttä. Katselumallien tiedostomuoto on DWF. Niiden lukemiseen on olemassa ilmainen ohjelma nimeltään Autodesk Design Review. DWF-tiedostomuoto ei tue erilaisten luetteloiden tekemistä mallista eli sitä ei voi hyödyntää kohteen rakentamisessa. Mallista voidaan tehdä myös Navisworks ohjelmaan tiedosto tarkistamista varten. Parempi vaihtoehto on käyttää tarkastamiseen ja mallin jakeluun alkuperäisiä (natiivimalli) Civiltiedostoja. Tämä vaatii mallin käyttäjältä jonkin verran tietämystä ohjelman käytöstä malliin upotetun tiedon esille saamiseksi.

50 50 (67) Piirustustarpeen minimointi Hankkeessa pyrittiin minimoimaan perinteisten 2D-piirustusten käyttö. Osa asioista on kuitenkin jouduttu kohteen urakkalaskentaa ja rakentamista varten laatimaan perinteisellä tavalla. Todettiin, että myös työselostus tässä kohteessa tehdään vielä erikseen tekstimuodossa InfraFINBIM -nimikkeistö Puiston tietomallissa ei käytetty InfraFINBIM -nimikkeistöä, sillä hankkeen alussa sovittiin tilaajan kanssa käytettäväksi infraryl -litterointia. 3.3 Johtopäätökset Puiston tietomallin laatiminen on mahdollista tehdä hyvinkin kattavasti ja mallia voidaan hyödyntää urakkalaskentaan ja rakentamiseen. Tietomalliin liittyy vielä kuitenkin runsaasti riskejä, johtuen ohjelmiston ominaisuuksista, ohjelmistoversioiden yhteensopimattomuudesta, inhimillisistä virheistä sekä tietotaidon puutteesta. Nämä riskit tulee tiedostaa ja minimoida. Vuorovaikutus mallin laatijan ja muiden hankkeen toimijoiden välillä on ensiarvoisen tärkeää, tässä huolellisesti laadittu tietomalliseloste on avainasemassa Hyödyt, haitat, ongelmat, kehitystarpeet Kaivattuja ominaisuuksia - Mallin sisällöstä on työlästä ylläpitää käsin sisällysluetteloa (osa voidaan tehdä reports managerilla, mutta ne eivät sisällä kaikkea mallin sisältöä). - Ohjelmassa tehdyt leikkaukset näyttävät pääsääntöisesti vain Civil 3D:llä tehdyt kohteet. Blokkeja on mahdollista projisoida leikkauskohdilta, mutta niitä ei saa leikattuina leikkauksiin. Leikkauslinjan etu- ja taka-alan projisointia ei voi tehdä. o Siksi ohjelmassa olisi hyvä olla ns. reaaliaikainen leikkaustoiminto, jolla itse mallista voi leikata osia ja katsella niitä 3D-tilassa mallia pyöritellen. - Määrälaskennassa käytettyä QTO:ta ei voitu käyttää pinta-alueiden laskentaan, koska se ei huomioi pinta-alojen z-korkoja, tällöin saadut tulokset olisivat olleet 2D-aloja. QTO taas olisi mahdollistanut esimerkiksi taimien kappalemenekkien laskun pinta-aloista kaavojen avulla. Jos QTO huomioisi listauksissa z-korot, QTO:n rasterointi olisi käyttökelpoinen työväline 2Dpiirustusten luontiin. Sitä voisi käyttää nopeasti mm. pinta-alojen listauksissa ja laskennoissa. - QTO:n listan välimerkkien riippuvuus tietokoneen käyttöjärjestelmän kieliversiosta tulisi korjata. Esim. kun englanninkielisessä käyttöjärjestelmässä kirjoitta pilkun, muuttuu se suomenkielisessä järjestämässä puolipilkuksi, mikä aiheuttaa sen että kaikki sadat välimerkit tulee käydä muuttamassa käsin. Toinen vaihtoehto on ylläpitää kahta eri listaa. - Ohjelmassa eri pintamateriaalien alueet joudutaan tekemään omiksi osamalleiksi. Mallissa nämä alueet on tehty rajaamalla pinnantasauksen osamallista. Tasauksen osamallia ei voitu linkittää tehtyihin pinta-alueiden osamalleihin, joten tasauksen muuttuessa ne jouduttiin päivittämään uudelleen manuaalisesti vaihtamalla uusi geometria osamallin rajaukseen. Ohjelmassa tulisi olla mahdollisuus hyödyntää linkitystä saman osamallin geometrian avulla (malliin linkitetty osamalli, jota muokataan ja se linkitetään uudeksi osamalliksi). Vaihtoehtoisesti osamallin pinta voisi olla määriteltävissä useampaan materiaalialueeseen, joilla on omat ominaisuustiedot.

51 51 (67) - Rakennekerrosten luonti eri alueille on työlästä ja vaikeasti linkitettävissä toisiinsa, jolloin muutokset suunnitelmassa ovat hitaita toteuttaa. Lisäksi linkityksestä aiheutuu satunnaisesti ongelmia, esim. tekemällä grading -työkalulla luiskan tiettyyn pintaan voi kaataa tiedoston, eikä tiedostoa voi enää avata koneella, jolta löytyy linkki kyseiseen linkitettyyn pintaan. Rakennekerrosten tekemiseen ohjelmalla tulisi lisätä mahdollisuus tehdä ne määrätylle alalle väylämallityökalun tavoin. - Tilavuusobjekteissa tulisi olla mahdollista tehdä tilavuuden laskenta useamman kuin kahden pintamallin väliltä. - Näkymätyyleihin kaivataan ohjelmassa joustavuutta ja ns. älykkyyttä. Mallin piirtotyylit pitäisi olla joustavasti valittavissa ns. 2D-tyylistä realistiseen 3D-tyyliin. Myös alueiden materiaalien esittäminen värien lisäksi rasterein on kaivattu ominaisuus. - Tiedoston prospector- lista tarvitsisi mahdollisuuden jäsentämiseen, kuten mallin osien ryhmittelemiseen kansioihin ja niiden yhtenäiseen hallintaan. - Mahdollisuus valita useampi mallin osan prospector -listasta. Nykyisin mahdollista valita vain yksi kerrallaan. - Usean data shortcutilla linkitetyn mallinosan kiinnittäminen kerrallaan tiedostoon prospector -listalta promote -käskyllä. - Näyttötyylin (surface properties näyttötyylit) asettaminen kerralla useaan mallin osaan/ryhmään - Ohjelmassa on tarvetta määrälaskennan niputtamiseen yhden työkalun alle, jossa kaikki määrät saadaan listattua. ohjelman sisällä ja päivittyvä luettelointi - Mallin sisältämien kaikkien osien luettelointi mahdolliseksi yhden työkalun alta. Nykyisin listaukset on kerättävä esimerkiksi ohjelman ulkopuolelle tehtäviin Excel- tiedostoihin reports managerin ja QTO:n listojen perusteella. Nyt tehdyt listaukset lisäävät taulukoiden muokkaustarvetta mallia päivitettäessä. - Olisi hyvä voida integroida työselostus malliin. - Mallia tulisi voida leikata toisella mallilla (joko osa toisesta, toisella croppaaminen tai aukon tekeminen risteävään kohtaan). - Civil surfacen leikkaaminen Autocadin työkaluilla luoduilla esim. mesh-malleilla - Tiedostojen linkittämiseen tarvittaisiin laajempi tuki, kuten IFC- ja Revit-mallin liittämiseen suora tuki (ei tiedostomuuntoa ennen liittämistä). - Data shortcut -linkkien synkronoinnissa ohjelma kysyy jokaiselle mallin osalle, että vaihdetaanko koontimallissa oleva nimi projektimallia vastaavaksi vai säilytetäänkö se ennallaan. Valinnalle ei ole mahdollista saada jokaista synkronoitavaa linkkiä koskevaa samaa määritystä kysymykseen, vaan jokaisen nimen päivitystarpeen kohdalla on käyttäjän hyväksyttävä valinta erikseen. Usean linkitetyn tiedoston koontimalleissa tähän nimien päivittämisen valintaan kuluu aikaa ja siinä on mahdollisuus painaa väärää valintaa, jolloin mallin osan nimi vaihtuu vääräksi. Tämä vaihe data shortcutilla kiinnitettyjen mallin osien synkronoinnissa on kierrettävissä käyttämällä projektitiedostoissa vastaavaa nimeämistä kuin koontimalleissakin.

52 52 (67) Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi Puiston tietomalli pystytään luomaan Civil 3D -ohjelmalla varsin kattavasti. Haasteellisuutta aiheuttaa mallin jatkokäyttö. Mallin luoja hallitsee mallin ominaisuudet, mutta tämän monimutkaisen prosessin tieto ja taito tulee pystyä kattavasti siirtämään muille käyttäjille. Tähän tulee erityisesti kiinnittää huomiota Civil 3D -ohjelmaa käytettäessä Jatkotoimenpiteet Pilotin mielenkiintoisin vaihe on edessä, kun lasketaan urakat mallin avulla sekä toteutetaan kohde. Malli on tarkastettu ulkopuolisessa tarkastajalla ja jo tästä on saatu hyvää palautetta mallin kehittämiseen. Lisää palautetta on odotettavissa urakkalaskennan ja toteutuksen aikana. Kun nämä vaiheet on käyty läpi ja puiston tietomalli päivitetty palautteen perusteella voidaan olettaa, että malli on niin hyvä kuin se nykyisillä ohjelmilla ja osaamisella kohtuullisella työmäärällä on mahdollista.

53 53 (67) 4 Yhdistelmämalli Hankkeen rakennussuunnittelussa käytettiin kahta tietomallinnusohjelmistoa: AutoCAD Civil 3D ja Tekla Structures. Civil 3D -ohjelmistolla muodostettiin puiston tietomalli. Näistä kahdesta tietomallista muodostettiin yhdistelmämalli Autodesk Navisworks -ohjelmistolla (kuva 46). Kuva 46. Yhdistelmämalli. Yhdistelmämallissa on kuvattu koko hankkeen kaikki rakenteet. Sen on tarkoitus toimia lähinnä visuaalisena mallina kun hankkeen kokonaisuutta tarkastellaan. Mallissa olevien rakenteiden väritys on lähempänä todellista tilannetta kuin natiivimalleissa ja malli on oikeassa koordinaatistossa. Yhdistelmämalli ei sisällä läheskään samaa tietomäärää kuin ohjelmien natiivimallit eli se ei yksistään riitä rakentamiseen, mutta se toimii hyvänä apuvälineenä rakentamisen aikana. Se toimii suunnittelijoille mallin tarkastustyökaluna ja urakoitsijalle hankkeen koordinointityökaluna. Yhdistelmämallin muodostaminen onnistui hyvin. Yhdistelmämalli sisältää tarkalleen ottaen kolme erillistä tietomallia: puiston purkumalli (Civil 3D), puiston suunnitelmamalli (Civil 3D), kovien rakenteiden malli (Civil 3D). Purkumallissa on nimensä mukaisesti esitetty nykyisestä tilanteesta purettavat rakenteet. Purkumalli voidaan helposti piilottaa yhdistelmämallin näkymästä eli se ei vaikeuta lopullisen tilanteen tietomallin tarkastelua. Mallin objektit sisältävät jonkin verran tietoa, joka auttaa mallin hyödyntämisessä. Kuvassa 47 on esitetty yhdistelmämallissa olevan nurmiobjektin sisältämän tiedot.

54 54 (67) Kuva 47. Yhdistelmämallissa olevan nurmiobjektin tiedot. Navisworks sisältää paljon työkaluja mallin hyödyntämiseen. Mallista voidaan ottaa leikkauksia, siihen voidaan tallentaa valmiita kuvantoja, johon on lisätty esimerkiksi mittoja ja tekstikenttiä. Mallista voidaan myös renderöidä erittäin korkeatasoisia havainnekuvia tai animaatioita todellisilla valaistuksilla ja pintamateriaaleilla. Navisworks sisältää myös TimeLiner -työkalun, jota avulla voidaan havainnollisesti suunnitella vaiheittain rakentamista ja aikataulutusta.

55 LIITE A 55 (67) Liite A - Kokonaisyhteenveto pilotista Pilotin nimi Hyväntoivonpuisto. Puiston, tukimuurien ja siltojen tietomallin laatiminen. Pilotin tyyppi Pilottihanke Pilottihankkeen kuvaus Hankkeessa laaditaan Hyväntoivonpuistosta ja siihen liittyvistä rakenteista (sillat, tukimuurit, portaat) tietomallit. Projektin 1. vaihe käsittää yhden teräsristikkorakenteisen kevyenliikenteen sillan, noin 380 metriä tukimuuria sekä noin 130 aaria puistoa. Aikataulu Osapuolet ja käytettävät ohjelmistot HKR, Ponvia Oy (Autodesk Revit Structure, AutoCAD, Tekla Structure, Navisworks, Robot Structural Analysis Professional), VSU Oy (Autodesk Civil 3D, Navisworks), A&S Virtual Systems Oy, Future CAD Oy Pilotoitava(t) asia(t) ja pilotin tavoitteet - Vaihtoehtoisen tietomallinnusohjelmiston (Revit Structure) soveltuvuus kohteen tietomallintamiseen - Yhteistoiminta eri mallinnusohjelmistojen välillä. - Yhdistelmämallin luominen. - Piirustustarpeen minimointi. - Urakkalaskenta mallipohjaisesti. Tietomallin käyttö hankkeessa Pilottihankkeen erityispiirteet suhteessa tietomallinnukseen Keskeisimmät esiin nousseet ongelmat ja kehitystarpeet Koko hanke toteutettiin tietomallipohjaisesti. Suurin osa perinteisesti piirustuksissa esitetystä tiedosta pyritään saamaan tietomalliin. Pilotissa tehdään selvästi nykyistä käytäntöä tarkempi tietomalli, joka asettaa haasteita ohjelmistolle ja nykyiselle ohjeistukselle. Pilotissa havaittiin, että ohjelmistojen ominaisuudet eivät tällä hetkellä sovellu pilotin tavoitteisiin eli kaikkia piirustuksissa esitettyä tietoa ei ole vielä järkevää esittää tietomallissa. Keskeiseksi asiaksi muodostui mallintamistarkkuus, joka täytyisi määritellä erittäin yksityiskohtaisesti ennen mallintamisen suorittamista. Tämä vaikuttaa suuresti mallintamiseen käytettyyn aikaan. Hankkeessa tuli selkeästi ilmi, että mallintaminen lisää suunnittelijan työtä ja suunnitteluun menee mallintamalla enemmän aikaan. Tässä projektissa mallintamisen ajankäyttöä verrattuna perinteisesti tehtävään suunnitteluun ei voida helposti vertailla. Projektin haastavuuden takia rakenteita ei olisi voitu suunnitella muuten kuin 3d-mallien avulla. Keskeisenä kehitystarpeena ilmeni tarve koko alalle yhteiselle numerointi-/nimeämisohjeelle Tekla Structures -ohjelmaan sisältäen myös InfraRYL litteroinnin liittämisen malliin..

56 56 (67) Kaiken kaikkiaan projektin toteuttaminen täysin tietomallipohjaisesti onnistui hyvin. Projektin aikataulua pitkittyi moneen otteeseen ja tähän on useita syitä. Suurin syy on oletettua hitaampi mallintaminen johtuen kohteen vaikeasta geometriasta ja asetetuista tarkkuusvaatimuksista. Myös uusien ohjelmistojen ja työkalujen käyttöönotto hidastaa työtekoa alkuvaiheessa.

57 Liite B - Tekla Structures -mallin havainnekuvia LIITE B 57 (67)

58 LIITE B 58 (67)

59 LIITE B 59 (67)

60 LIITE B 60 (67)

61 Liite C - Yhdistelmämallin havainnekuvia LIITE C 61 (67)

62 LIITE C 62 (67)

63 LIITE C 63 (67)

64 LIITE D 64 (67) Liite D - InfraFINBIM arviointisabluunateksti Arviointisapluuna Pilottiraportti Tuula Hakkarainen 1 Päivämäärä: Pilotit: 19_5DSilta_Varjakanpuisto (suunnittelu: Sito Oy) 20_5DSilta_Melatie (suunnittelu: Sito Oy) 21_5DSilta_Töölönlahti (suunnittelu: Sito Oy) 22_5DSilta_Junatie (suunnittelu: Sito Oy) 23_5DSilta_HTP (suunnittelu: Ponvia Oy) Haastateltavat: Ville Alajoki (Helsingin kaupunki, rakennusvirasto), Tuomo Järvenpää (Ponvia Oy) ja Ari Kouvalainen (Sito Oy) Tulokset: Helsingin kaupungin 5DSiltapilotit A: B: C: D: E: F: G: H: I: J: K: V-1: V-2: V-3: Procurement and delivery method BIM skills 1 3 tai 1 Project participant roles Process description Initial data BIM scope GIS-BIM integration Geometric modelling Open BIM/ Standards Information delivery management As-built information Hankeprosessit Elinkaarinäkökulma Liiketoiminta 4.2 Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi / Arviointisapluuna Infra FINBIM hanketta varten VTT on kehittänyt arviointisapluunan, jonka avulla arvioidaan pilottihankkeiden tietomallinnusvalmiuksia. Arviointisapluuna on jaettu 11 kategoriaan ja kussakin kategoriassa on kuusi valmiustasoa. Arvioitavat kategoriat ovat seuraavat: A: Procurement and delivery method B: BIM skills C: Project participant roles D: Process description E: Initial data F: BIM scope G: GIS-BIM integration H: Geometric modelling I: OpenBIM/Standards J: Information delivery management K: As-built information Arviointisapluunaa käytetään eri pilottihankkeiden tietomallinnusvalmiuksien vertailuun ja haasteellisuuden arviointiin sekä tavoitteiden asettamisessa ja niiden saavuttamisen todentamisessa. Arviointisapluunan kategoriat ja niiden valmiustasot on esitetty liitteessä X. Infra FINBIM hankkeen alussa arviointisapluunan avulla määriteltiin infrarakentamisen tietomallinnuksen nykytila ja hankkeen jälkeinen tavoitetila. Tulokset on esitetty kuvissa 1 ja 2. Määrittely tehtiin esteidenpoistoryhmässä, johon kuuluivat seuraavat henkilöt: Kimmo Laatunen Harri Mäkelä Antti Karjalainen Juha Liukas VR Track Oy Innogeo Oy WSP Oy Sito

65 LIITE D 65 (67) 2 (3) Tapani Toivanen Rauno Heikkilä Juha Hyvärinen Tarja Mäkeläinen Lemminkäinen Oyj Oulun yliopisto VTT VTT Kuva 1. Esteidenpoistoryhmän näkemys infrarakentamisen tietomallinnuksen nykytilasta arviointisapluunan kategorioiden perusteella ennen Infra FINBIM hanketta. Kuva 2. Esteidenpoistoryhmän näkemys infrarakentamisen tietomallinnuksen tavoitetilasta Infra FINBIM hankkeen jälkeen.

66 LIITE D 66 (67) 3 (3) Arviointisapluunatutkimus on tehty pilottihankkeiden loppuvaiheessa tai hankkeiden päättymisen jälkeen haastattelututkimuksena. Haastattelussa pilottien vastuuhenkilöt ovat arvioineet pilottien tason oman näkemyksensä mukaisesti. Helsingin kaupungin 5DSilta-pilotteja (19_5DSilta_Varjakanpuisto, 20_5DSilta_Melatie, 21_5DSilta_Töölönlahti, 22_5DSilta_Junatie ja 23_5DSilta_HTP) käsiteltiin tässä haastattelussa yhtenä kokonaisuutena. Näiden pilottien arvioinnin tekivät Ville Alajoki Helsingin kaupungin rakennusvirastosta, Tuomo Järvenpää Ponvia Oy:stä ja Ari Kouvalainen Sito Oy:stä. Haastattelun tulokset on esitetty kuvassa 3. Kuva 3. Helsingin kaupungin 5DSilta-pilottien tulokset. Tuloksista nähdään, että Helsingin kaupungin 5DSilta-piloteissa saavutettu taso ylittää infra-alan yleisen lähtötason neljässä kategoriassa (B, F, H ja I). Esteidenpoistoryhmän asettama tavoitetila saavutettiin kolmessa kategoriassa (B, F ja H). Kategoria B (BIM skills) arvioitiin suunnittelun osalta tasolle 3, mutta prosessijohtamisen näkökulmasta tasolle 1. Näissä pilottihankkeissa on siis eräillä tietomallinnuksen osa-alueilla edistytty alan yleistä lähtötilannetta paremmalle tasolle, mutta kehityskohteita on vielä useita. Haastavimmilta vaikuttavat arviointisapluunan perusteella kategoriat G (GIS-BIM integration) ja J (Information delivery management), joissa jäätiin infra-alan yleisen lähtötason alapuolelle. Siltojen suunnittelussa käytettävä ohjelmisto on paikallisen koordinaatiston työkalu, ja vietäessä tietoja paikkatietojärjestelmään tarvitaan välivaihe. Tiedonsiirron osalta tieto liikkuu tilaajan suuntaan CD:llä, muistitikulla tai sähköpostilla, eikä muunlainen tiedonjakaminen ole tällä hetkellä tarpeen. Konsulttiyrityksillä on kuitenkin valmius luoda projektipankki, kun tarvetta ilmenee. Kategoria K (as-built information) ei ole relevantti näissä pilottihankkeissa, koska ne eivät ole vielä vaiheessa, jossa toteumatietoa olisi käytettävissä. Tämä näkyy kuvassa 3 kategorian K arvona 0.

67 LIITE E 67 (67) Liite E - Arviointisapluunan kategoriat ja valmiustasot