1. No category

TIEDON HAVAINNOLLISTAMINEN
OSANA TIETOMALLINTAVAA
RAKENNUSHANKETTA
DIPLOMITYÖ
Janne Kivelä
TIEDON HAVAINNOLLISTAMINEN
OSANA TIETOMALLINTAVAA
RAKENNUSHANKETTA
Janne Kivelä
63133T
18.11.2013
AALTO-YLIOPISTO
Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu
Arkkitehtuurin laitos
Rakennussuunnittelu A-9
VALVOJA
Professori Hannu Hirsi
OHJAAJA
Arkkitehti Marko Rajala
ESIPUHE
Tämä diplomityö on tehty vuoden 2013 aikana Tietoa Finland Oy:ssä
opinnäytetyöksi Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun arkkitehtuurin laitokselle.
Diplomityön aihevalintaan ovat vaikuttaneet omat pyrkimykseni
laajentaa osaamistani tietomallintamisen saralla. Lisäksi kiinnostus
tiedon havainnollistamiseen ja nykyisen rakennusprosessin ongelmakenttään vaikuttivat aiheen valintaan.
Haluan kiittää työni valvojaa professori Hannu Hirsiä sekä ohjaajaa
arkkitehti Marko Rajalaa kaikesta saamastani opastuksesta tämän diplomityön tekemisessä. Kommenttinne olivat erinomaisia ja veivät työtä valtavasti eteenpäin. Lisäksi erityiskiitokset arkkitehti Miika Lemposelle saamistani arvokkaista neuvoista diplomityöprosessin aikana.
Suuret kiitokset ansaitsee myös Tietoa Finland Oy:n lämminhenkinen
ilmapiiri ja rento työyhteisö.
Kiitos myös kärsivälliselle perhepiirille, että olette jaksaneet olla kannnustavia ja uskoneet minuun valitsemallani tiellä vaikka opinnot ovatkin venyneet.
Lopuksi haluan kiittää rakasta vaimoani Liisaa kaikesta siitä tuesta
jota olet tarjonnut kaikkien näiden vuosien aikana.
Helsingissä 14.11.2013
Janne Kivelä
8
TIIVISTELMÄ
Rakennusala pirstaloituu yhä enemmän ja hankkeeseen osallistuvien
osapuolien määrä kasvaa. Tämä korostaa tehokkaan ja havainnollisen
viestinnän merkitystä. Samaan aikaan kiristyvät aikataulut luovat
omalta osaltaan tarpeen tuottaa mahdollisimman selkeää materiaalia. Lisäksi osapuolien tuottaman tiedon määrä rakennusprosessissa
kasvaa. Havainnollisen materiaalin avulla on mahdollista vähentää
virhetulkintojen määrää ja parantaa hankkeen osallisten ymmärrystä
hankekokonaisuudesta. Suunniteltavan rakennuksen suorituskykyä
eri osa-alueilla pystytään nykyään arvioimaan monipuolisesti.
Työn tavoitteena oli selvittää miten erilaisia havainnollistusmenetelmiä hyödynnetään tietomallintavassa rakennushankkeessa. Samalla
tutkittiin mikä havainnollistamisen merkitys on hankkeen viestinnässä sekä suunnittelun ja päätöksenteon apuvälineenä. Käytetty
metodologia on yhdistelmä kirjallisuustutkimusta, case-tapausten
analysointia ja kokemusperäistä tietoa. Työ on osa RYM Oy:n PRE-tutkimushankkeen Model Nova-työpakettia, jossa on ensimmäistä kertaa sovellettu solmutyöskentelyn työtapoja rakennusprosessiin. Oma
osuuteni oli solmujen aikana tuotetun suunnitelmatiedon havainnollistusmenetelmien arviointi ja kehittäminen.
Case-tapauksen solmuissa työskenneltiin ehdotussuunnitteluvaiheen
suunnitelmien parissa. Niissä seurattiin suunniteltavan rakennuksen
suorituskykyä mittaristolla, joka koostui useiden eri osa-alueiden mittareista. Näille mittareille oli asetettu tavoite- ja vaatimustasot ennen
solmutyöskentelyn aloittamista. Kaikkien mittareiden arvot koottiin
yhteen ja niistä tuotettiin yhtenäiset havainnollistukset. Case-tapauksen yhteydessä vahvistui oletus, että lähtötiedot on tärkeää määrittää
alusta asti mahdollisimman hyvin. Tavoitteiden ja vaatimusten asetta-
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
9
misessa tulee hyödyntää suunnittelijoiden asiantuntemusta, jotta ne
saadaan realistisesti saavutettavalle tasolle.
Havainnollisesta mittaristosta on hyötyä useille eri rakennushankkeen
osapuolille. Sen avulla pystytään hahmottamaan nykyistä paremmin
rakennushanke kokonaisuutena, erityisesti rakennusalaan perehtymättömille osapuolille havainnollistamisesta on hyötyä. Tilaajalle ja
käyttäjälle havainnollistettu mittaristo tarjoaa nykyistä paremmat
mahdollisuudet ymmärtää monimutkaisia hankekokonaisuuksia ja
asioiden riippuvuussuhteita. Suunnittelijoiden taas on helpompi hahmottaa tekemiensä suunnittelupäätösten vaikutusta kokonaisuuteen.
Mittaristo myös helpottaa suunnittelunohjausta ja hyödyttää siten
esimerkiksi pääsuunnittelijaa. Case-tapauksesta saatujen positiivisten
kokemusten perusteella suunniteltavan rakennuksen suorituskykyä
suositellaan havainnollistusten tuottamista suunnittelun aikana kaikkien osapuolien käyttöön.
Yhtenäiset havainnollistukset mahdollistivat eri vaihtoehtojen ja versioiden vertailun keskenään sekä muutosten seuraamisen. Mittaristosta saadaan suurin hyöty irti kun se on esillä koko suunnittelun ajan.
On myös tärkeää huolehtia sen jatkuvasta päivittämisestä, jotta sen
kautta saatava tieto on yhtenäistä suunnitelmatilanteen kanssa. Case-tapauksessa havainnollistusten päivittäminen oli vielä paljon käsityötä vaativaa. Tulevaisuudessa havainnollistamisen toimintatapojen
vakiintuminen kuitenkin mahdollistaa niiden laajemman hyödyntämisen sekä tuottamisen pienemmällä vaivalla.
10
ABSTRACT
The fragmentation of the building industry and the number of participants in a project increases all the time. This calls for effective and illustrative communication. At the same time tightening project schedules
create the need to produce material as clear as possible. Furthermore
the amount of data produced by the design team increases. With illustrative material it is possible to reduce the number of misunderstandings and improve the project participants’ understanding of the
project as a whole. Nowadays it is possible to estimate the performance
of many different sectors of a building design.
The goal of the thesis was to find out how different visualization methods are utilized in a building information modelling based building
process. At the same time the importance of visualization in communication and as a tool for designing and decision making was studied.
Used methodology is a combination of literature review, analysis of
case-studies and empirical information. This thesis is part of RYM Oy
PRE-research projects’ Model Nova work package, in which knotworking is applied to a building process for the first time. My part was the
analysis and development of the visualization methods of building
data produced.
The case-studies focused on the proposal phase designs. During knotworking the performance of the building design was evaluated with a
variety of metrics, which consisted of indicators representing different building performance aspects. A target and requirement value was
set for each indicator beforehand. In the course of the case-studies the
hypothesis of the need to determine the source information as early as
possible was confirmed. It is suggested that for the setting of targets
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
11
and requirements of indicators, the expertise of designers should be
utilized so that they can be set on a level that is realistically achievable.
Visualized metrics are useful for multiple participants of the building
process. Especially for participants coming from outside the building
industry, visualizations enable better understanding of the project as
a whole. For clients and users visualizations offer better chances to
understand complex projects and the dependencies between different aspects of the project. Visualizations are useful for designers as
well, because they helps to assess the effects of designers’ decisions
to all project fields. They additionally help in guiding the design, thus
benefitting amongst others the principal designer. With the positive
experiences from the case-studies it is suggested that the performance
metrics of building designs be visualized for the use of all process participants.
Consistent visualizations enable the comparison of different design
alternatives and versions and the monitoring of changes. To get the
most out of the visualized metrics, they should be displayed all the
time during working. It is also necessary to take care of updating the
visualizations so that the overview provided by them is consistent with
the actual design. Updating the visualizations during the case-studies
was somewhat laborious. Establishing the visualization methods and
practices enable broader utilization and more efficient generation of
them.
SISÄLLYSLUETTELO
Kuvaluettelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
1. Johdanto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2. Tietomallintava rakennushanke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
2.1. Tietomallintaminen ja tietomallipohjainen prosessi . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2. Tietomallintaminen Suomessa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3. Tiedon lähteet ja siirtotavat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3. Tiedon havainnollistaminen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
3.1. Tiedon havainnollistamisen merkitys rakennusprosessissa . . . . . . . . . . . . 35
3.2. Tiedon havainnollistamistavat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3. Kaksiulotteiset esitystavat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.4. Piirustukset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.5. Valokuvamaiset visualisoinnit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.6. Diagrammit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.7. Kartat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.8. Kolmiulotteiset tiedon esitystavat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.9. Virtuaalitodellisuus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.10. Lisätty todellisuus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.11. Visualisointiominaisuudet suunnitteluohjelmistoissa . . . . . . . . . . . . . . 53
3.12. Tiedon havainnollistamisen tasot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4. Havainnollistaminen uudessa rakennusprosessissa . . . . . . . . . . . . . .58
4.1. Uusi rakennusprosessi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2. Solmutyöskentely . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.3. Soveltaminen rakennushankkeeseen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.4. Havainnollistaminen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.5. Case-tapaus ja havainnollistaminen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.6. Vaatimusten ja tavoitteiden asettaminen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.7. Tavoitteiden seuranta ja suunnittelun ohjaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.8. Tiedon käsittely havainnollistamista varten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.9. Tietomallien sisältö ja tarkkuustaso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.10. Tuotetun tiedon laatu ja käsittely . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5. Case: Jyväskylän Onerva Mäen koulu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
5.1. Ensimmäinen solmu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.2. Toinen solmu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
6. Päätelmät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
6.1. Päätelmät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.2. Jatkotutkimus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
7. Lähteet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
7.1. Lähdeluettelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.2. Kuvalähteet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
KUVALUETTELO
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
15
Nro
1
Ivan Sutherlandin vuonna 1963 kehittämä Sketchpad on yksi ensimmäisistä tietokoneavusteisista suunnittelujärjestelmistä.
2
Matti Hannuksen ”Island of Automation in Construction” kuvaa rakennusalan
automaation eri osa-alueita ja tarvetta rakentaa siltoja niiden välille samalla kun
koko ajan paljastuu uusia mahdollisuuksia.
3
Succarin määrittämät 4 eri tietokoneavusteisen suunnittelun tasoa. Vuonna
2011 Ruotsissa 45% suunnittelutyöhön käytetystä ajasta oli BIM tason 1 mukaista objektipohjaista mallinnusta.
4
ProIT-hankkeen julkaisema kaavio kuvaa tietomalliin tallennetun tiedon lisääntymistä jatkuvasti läpi prosessin.
5
Alvar Aallon luonnos Villa Maireasta on tyypillinen esimerkki luonnospiirustuksesta, joita suunnittelijat hyödyntävät prosessin aikana.
6
Yhteenveto tiedon visualisointiin tyypillisesti käytetyistä diagrammeista.
7
Prosessikaavio, joka kuvaa rakennusprosessissa tapahtuvaa laadunvalvontaa.
8
Pohjapiirustus on tyypillinen suunnittelijan luoma dokumentti.
9
Space Syntax-analyysi, joka pyrkii ennustamaan ihmisvirtoja liiketilassa.
10 Ruutukaappaus Google Maps-karttapalvelusta, jolla voi virtuaalisesti tutkia ympäristöä.
11 Ruutukaappaus Helsingin kaupungin paikkatietopalvelusta, jonka avulla voi perehtyä esimerkiksi kaavoitustilanteeseen haluamallaan alueella.
12 Ruutukaappaus Solibri Model Checker-ohjelmistossa tehdystä tietomallitarkistuksesta, joka hyödyntää kolmiulotteisuutta virhepaikkojen esittämisessä.
16
Kuvaluettelo
13 Peliympäristöjä hyödyntävät reaaliaikaiset visualisoinnit ovat nykyään lähes valokuvatarkkuuteen yltäviä.
14 Virtuaalinen rakennus upotettuna todelliseen ympäristöön matkapuhelinsovelluksessa.
15 Solibri Model Checker-tarkastusohjelmistolla voidaan luoda myös havainnollistuksia. Kuvassa A on väritetty eri rakennusosat ja kuvassa B on havainnollistettu
inventointimallin rakennusosien lähtötiedon tarkkuus värein. Väritys tapahtuu
automaattisesti mallin osiin liitetyn tiedon ansiosta.
16 Tietoa on mahdollista havainnollistaa useilla eri tasoilla. Tässä kuvattuna kolme
tasoa, joista ensimmäisellä ei esitetä arvoja lukuina, toisella tasolla näytetään
vain suhteellinen asteikko ja vasta kolmannella tasolla esitetään tarkat arvot.
17 Julkisen rakentamisen rakentamisprosessissa on havaittu monia haasteita. Samoja elementtejä voidaan nähdä myös muissa kuin julkisen rakentamisen hankkeissa.
18 Perinteisessä rakennusprosessissa osapuolet työskentelevät usein eri lähtötietojen pohjalta ja toimittavat päätöksentekoon erilliset dokumentit. Uuden prosessin solmukohdissa kaikki työskentelevät samoilla lähtötiedoilla yhteisen pöydän
ääressä. Tietojen havainnollistaminen osapuolille ja päätöksentekijöille nousee
olennaiseen rooliin.
19 Rakennusprosessissa tunnistettuja solmukohtia. Prosessin aikana solmuja voidaan järjestää eri tasoisina ja eri kokoonpanoilla aina kun sellaiseen koetaan olevan tarvetta.
20 Solmutyöskentelyn aikana hankkeen mittaristo on jatkuvasti päivittyvänä esillä.
Siten se auttaa hahmottamaan osapuolien suunnittelupäätösten vaikutusta kokonaiskuvaan ja helpottaa suunnittelun ohjaamista oikeaan suuntaan.
21 Esimerkki rakennushankkeessa mitattavista ominaisuuksista.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
17
22 Asemakaavan avulla asetetaan rajoituksia esimerkiksi rakennuksen laajuudelle,
sijainnille ja kerrosluvulle.
23 Ensimmäisessä vaiheessa pohditaan millainen rakennus halutaan. Tämän jälkeen
asetetaan mittarit, joilla haluttuja ominaisuuksia mitataan. Lopuksi valitaan tärkeimmät mittarit, jotka muodostavat rakennukselle avainmittarit.
24 Suunnitelmavaihtoehtojen osa-alueiden vertailu.
25 Solmujen aikana osapuolet siirtävät tietoa toisille osapuolille monissa eri muodoissa kuten tietomallien, taulukoiden, tekstin, kuvien, viestin ja puheen avulla.
Tarpeellisen tiedon erottaminen tallennettavaksi ja havainnollistettavaksi vaatii
asiantuntemusta.
26 Tyypillinen rakennushankkeessa tuotettava taulukkomuotoinen tieto.
27 Mittareiden arvojen esittämisen yhteydessä on hyvä esittää tulosten tarkkuusarvo.
28 Solmutyöskentelyn aikana täydennetty seurantataulukko havainnollistuksineen.
29 Jokaisen vaihtoehdon tärkeimpien mittareiden, avainmittareiden arvot koottiin
yhteen omalle sivulleen.
30 Osa toisen solmun seurantataulukosta havainnollistuksineen.
31 Energiatehokkuuden esittäminen yhdellä kuvaajalla, jolloin sen painoarvo on
sama kuin muidenkin seurattujen arvojen.
32 Valokuva solmutyöskentelystä.
1. JOHDANTO
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
19
Nykypäivän rakennushankkeessa on mukana suuri määrä eri osapuolia. Sisäisen viestinnän laadun merkitys korostuu mitä useammalle
tietoa joudutaan välittämään. Tiedon määrä kasvaa jatkuvasti ja yhä
enemmän aikaa joudutaan käyttämään merkittävän tiedon seulomiseen tietovirrasta. Samaan aikaan suunnitteluun käytettävä aika on
vähentynyt. Rakennushankkeissa joudutaan siis tekemään päätöksiä
aiempaa nopeammin ja aiempaa suuremman tietomäärän pohjalta.
Onnistuneella tiedon havainnollistamisella voidaan edesauttaa parempien päätösten tekemistä.
Prosessin alussa tehdyillä päätöksillä on suuri vaikutus rakennuksen
kustannusten määräytymiseen1 ja tietomallintamisesta on mahdollista saada huomattavia hyötyjä erityisesti alkuvaiheen suunnitteluun2.
Tietomallintamiseen liittyvää tutkimusta on tehty paljon erityisesti
alkuvaiheen suunnittelun kehittämiseen liittyen. Jotta tietomalleja on
voitu hyödyntää, on jo alkuvaiheessa niihin jouduttu syöttämään suuri
määrä tietoa, jolle ei ole ollut välitöntä tarvetta. Tämä on aiheuttanut
ongelmia mallien käytössä tai jopa tehnyt niistä erittäin raskaita ja
monasti käyttökelvottomia.
Tietomallintamisen yleistyminen rakennusten suunnittelussa on mahdollistanut suunnitelmatiedon käsittelyn tietotekniikkaa hyödyntäen
alusta asti. Tietomalleja voidaan käyttää uuden tiedon tuottamiseen
hyödyntämällä simulaatioita ja analyysejä jo suunittelutyön alkuvaiheessa. Nykyään suunnitelmia havainnollistetaan pääosin suunnittelualakohtaisilla rakennuspiirustuksilla. Rakennuksen suorituskykyä
tutkittaessa on toistaiseksi keskitytty lähinnä energiatehokkuuden,
talotekniikan ja laajuustietojen arviointiin. Päätöksenteon kannalta
merkittävää suunnitelmatietoa ei ole koottu yhteen ja esitetty yhtenäisellä tavalla. Nykyään rakennuksen sopivuutta käyttäjille, toiminnallisia ominaisuuksia ja käyttäjien asettamia tavoitteita arvioidaan
vain joidenkin asioiden osalta tietyissä pisteissä rakennusprosessia.
1 Eastman 2011
2 Penttilä 2007
20
Johdanto
Suunnitelmien eri osa-alueiden suorituskyvyn arviointi ja visualisointi siten, että kaikki hankkeen osapuolet ymmärtävät eri osatekijöiden
vaikutuksen kokonaisuuteen, voi eräänä keinona auttaa parempien
päätöksen tekemisessä. Yhtenäinen tunnuslukujen visualisointi mahdollistaa suunnitelman muutosten seurannan prosessin edetessä.
Diplomityössä käytetty metodologia on yhdistelmä kirjallisuustutkimusta, case-tapausten analysointia ja kokemusperäistä tietoa. Työn
tavoitteena on selvittää miten havainnollistamista hyödynnetään ja
mikä sen merkitys on rakennusprosessin sisäisessä ja ulkoisessa viestinnässä sekä suunnittelun ja päätöksenteon apuvälineenä. Päämääränä on tuottaa suosituksia niistä havainnollistamisen menetelmistä,
joita voidaan käyttää rakennusprosessille ominaisen tiedon visualisointiin. Havainnollistamisen merkitystä käsitellään case-tapauksien
kautta. Erityisesti keskitytään suunnittelutilanteen kannalta merkittävän tiedon havainnollistamisesta saatuihin kokemuksiin.
Lukijan odotetaan tuntevan tietomallipohjaisen rakennusprosessin
nykytilaa Suomessa. Nykyisen prosessin laajempi kuvaus on rajattu
tämän työn ulkopuolelle ja siihen ainoastaan viitataan. Model Novatyöpaketissa kehitettävä uusi, solmutyöskentelyä hyödyntävä rakennusprosessi kuvataan pääpiirteittäin, koska sitä hyöldynnettiin casetapauksissa.
Tämän työn tausta on RYM Oy:n Built Environment Process Re-engineering (PRE)-tutkimushankkeen Model Nova-työpaketissa tehdyssä
työssä. Työpaketin tavoitteena on tuottaa tietomallintamista hyödyntävä ja kestävää kehitystä tukeva rakennetun ympäristön liiketoimintamalli ja toimintakulttuuri. Työpaketissa on sovellettu solmutyöskentelyn työtapoja rakennusprosessiin. Oma osuuteni hankkeessa on ollut
solmutyöskentelyn aikana tapahtuva suunnitelmatiedon visualisointimentelmien arvioiminen ja kehittäminen.
Työn aluksi kuvataan lyhyesti tietomallipohjaisen prosessin nykytila
Suomessa sekä siinä tuotetun tiedon laatu ja määrä. Tämän jälkeen
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
21
käsitellään yleisiä havainnollistamisen menetelmiä ja kehityssuuntia
tulevaisuudessa. Neljännessä luvussa kuvataan uutta rakennusprosessia lyhyesti ja kuvataan miten siinä pyritään hyödyntämään havainnollistamista rakennusprosessin sisäisen viestinnän ja päätöksenteon
tukena. Lopuksi arvioidaan case-tapauksista saadut kokemukset havainnollistamisesta.
2. TIETOMALLINTAVA
RAKENNUSHANKE
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
23
2.1. Tietomallintaminen ja tietomallipohjainen prosessi
Tietomallintamiseen liittyvien käsitteiden tarkat määritelmät vaihtelevat niiden käyttäjästä riippuen. Tietomallintaminen on menetelmä,
jolla tuotetaan tietomalleja. Sekä tietomallintamiseen että tietomalleihin viitataan kirjallisuudessa lyhenteellä BIM (building information
modeling ja building information model).
Penttilän määritelmän mukaan tietomallintaminen on metodologia,
jonka avulla keskeistä suunnittelu- ja projektitietoa hallitaan digitaalisessa muodossa koko rakennuksen elinkaaren ajan1. Tähän tarvitaan
vuorovaikutteisia menettelytapoja, prosesseja ja teknologioita2. Tietomallipohjaisella prosessilla tarkoitetaan rakennusprosessia, jossa hyödynnetään tietomallintamista kattavasti koko prosessin ajan.
2.2. Tietomallintaminen Suomessa
2.2.1. Katsaus historiaan
Rakennusten virtuaalisista malleista esitettiin ensimmäisiä ajatuksia jo
1960-luvulla, mutta tietokoneiden rajoitettu laskentakapasiteetti esti
visioiden toteuttamisen tuohon aikaan. Tietokoneavusteisen suunnittelun voidaan katsoa alkaneen toden teolla Ivan Sutherlandin vuonna
1962 kehittämästä Sketchpadistä3. Tietokoneavusteinen piirtäminen,
CAD (computer-aided design) alkoi yleistyä rakennusten suunnittelussa todella 1980-luvulla. Suomessa vuonna 1985 alkaneessa RATAShankkeessa keskeisenä tuloksena tunnistettiin tietomallintamisen
merkitys IT:n tehokkaan käytön edistämisessä rakennusalalla4. Hankkeessa alettiin määritellä CAD-työskentelyn standardeja. Hitaasti
CAD vakiinnutti asemansa välttämättömänä työkaluna suunnittelu1
2
3
4
Penttilä 2006
Succar 2009
Sutherland 1963
Björk 2009
24
Tietomallintava rakennushanke
Kuva 1: Ivan Sutherlandin vuonna 1963 kehittämä Sketchpad on yksi ensimmäisistä tietokoneavusteisista suunnittelujärjestelmistä.
toimistoissa 1990-luvulla syrjäyttäen käsin piirtämisen käytännöllisesti katsoen kokonaan. Tässä vaiheessa CAD-pohjainen työskentely
kuitenkin lähinnä keskittyi kaksiulotteisten piirustusten digitaaliseen
tuotantoon korvaten aluksi piirustuspöydän.5 CAD ymmärrettiin aluksi enemmänkin piirustusohjelmistona kuin suunnittelutyökaluna.
Kolmiulotteisia malleja rakennuksista on käytetty pitkään suunnitelmien kolmiulotteiseen havainnollistamiseen. Niiden käyttö rajoittui
aluksi pääosin rakennuksen geometrisen hahmon ja ulkoasun esittä5 Penttilä & Weck 2006
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
25
miseen. Tuotemallintamisesta alettiin puhua kun rakennuksen malleja alettiin koota virtuaalisista rakennusosista pelkän kolmiulotteisen
geometrian mallintamisen sijaan. Aluksi tuotemalleja hyödynnettiin
lähinnä rakennusosien määrälaskentaan, mutta vähitellen niitä alettiin
käyttää esimerkiksi työmaan aikataulutukseen sekä määrälaskentaan.
Tietokoneiden laskentatehon ja osaamisen lisääntyessä myös malliin
sisällytettävän tiedon määrä ja tarkkuus on kasvanut jatkuvasti.
Tuotemalli voidaan ymmärtää yksittäisen rakennusosan eli tuotteen
tietomallina6 eikä se siten kuvaa koko prosessikenttää riittävästi. Tuotemallintaminen käsitteenä onkin jäänyt taka-alalle ja tällä hetkellä
puhutaankin yleisesti tietomallintamisesta. Tietomallintaminen (Building Information Modeling, BIM) yleistyi käsitteenä 2000-luvun alussa. Samoihin aikoihin myös suunnitteluohjelmistot olivat kehittyneet
riittävästi yhä tarkempaan rakennusten mallintamiseen. Suomessa
tietomallintamisen lisääntymistä on edistänyt merkittävästi Senaattikiinteistöjen päätös vaatia tietomallintamista rakennushankkeissaan
vuodesta 2007 alkaen on johtanut yleisten tietomallivaatimusten kehittymiseen.
2.2.2. Tietomalliohjeet
Tietomallintamisen lisääntynyt käyttö suunnittelussa on synnyttänyt tarpeen määritellä yhteisiä työskentelytapoja. Tietomalliohjeistus
määrittää vakioidun toimintamallin tietomallipohjaisessa prosessissa
jolloin myös tietyssä prosessin vaiheessa saatava tiedon laatu on vakioitu. Ohjeistuksissa määritetään mitä tietoa kenenkin osapuolen
on tuotettava tietomalliinsa muiden käyttöön rakennusprosessin eri
vaiheissa. Ohjeistuksen mukaan toimittaessa voidaan varmistaa tarpeellisen tietosisällön saatavilla olo koko hankkeen ajan. Tietomallivaatimusten tavoitteena on suunnittelun ja rakentamisen laadun, te-
6 Hietanen 2005
26
Tietomallintava rakennushanke
Islands of Automation in Construction
RATAS
programme,
Finland 1987
After the ice period 10.000 years ago the
land is still slowly rising and exposing new
terrain never before stepped on by man.
The challenge is to build bridges between
the islands while new islands are constantly
appearing.
Figure updated
in 2000
Click to edit Master title style
Structural
analysis
Click to
edit Master text styles
Accounting
& data mgt
Second level
Under construction:
brokers
80's
Construction
Construction
EDI
Quantity
calculation
80's
XML
XML
Production
Planning
90's
70's
70's
Engineering
Engineering Design
Design
Product
data
bases
PDM
Great
Great
Information
Information
Barrier
Barrier
Reef
Reef
Prefabricated
component
modelling
CAD
80's
90's
DXF
ferry
2D
Draughting
Internet
80's
VR
3D
visualization
Architectural
Architectural
Design
Design
Production
Automation
Rakennusalan ICT tutkijaseminaari, 1212-13.1.2006
Parametric
design
60's
IFC GATE
IFC GATE
• Third levelWill
be ready
real soon now
– Fourth level
60's
Information
» Fifth
level
70's
FEM
Building Use &
Maintenance - 4 -
90's
FM
Coastline of the
year 2010 building
product model
4
12 Nov 2000 © Matti Hannus
http://cic.vtt.fi/hannus/islands.html
Matti Hannus
Kuva 2: Matti Hannuksen ”Island of Automation in Construction” kuvaa rakennusalan automaation eri osa-alueita ja tarvetta rakentaa siltoja niiden välille samalla kun koko ajan paljastuu uusia mahdollisuuksia.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
27
hokkuuden, turvallisuuden ja kestävän kehityksen mukaisen hanke- ja
elinkaariprosessin tukeminen7.
Ohjeistuksia ja vaatimuksia tietomallien käytöstä suunnitteluprosesseissa on luotu kuluvan vuosikymmenen aikana ympäri maailman. Listauksia ohjeistuksista on useista eri lähteistä8. Suomessa Pro IT-hanke
julkaisi vuosina 2003–2006 tuotemallisuunnittelun ohjeita. Senaattikiinteistöt julkaisi vuonna 2007 omat tietomallivaatimuksensa, joissa käsiteltiin eri suunnittelualojen malleille asetettuja vaatimuksia.
Näitä tietomallivaatimuksia päivitettiin vuosina 2011–2012 COBIMhankkeen muodossa. Työn tuloksena julkaistiin yleiset tietomallivaatimukset 2012, joka on Suomessa tärkein tietomallinnusta määrittelevä
dokumentti.
Rakennusprosessin eri osapuolien tehtäviä ja tuotettavan tiedon vaatimuksia on määritetty rakennushankkeen tehtäväluetteloissa. Tietomallintaminen näkyy niissä erityisinä siihen liittyvinä tehtävinä. Tehtäväluetteloissa asetetaan projektissa tehtävälle tietomallintamiselle
vaatimuksia. Tehtäväluetteloissa asetetut tavoitteet tietomalleille ovat
kuitenkin varsin väljiä kuten arkkitehtisuunnittelun tehtäväluetteloiden ehdotussuunnitteluosiossa tehtävä ”tehdään tietomallintaminen
sovittuun tasoon”.
Tietomallipohjaisista projekteista saatujen kokemuksien pohjalta on
syntynyt tarve määritellä yleisiä tietomallivaatimuksia tarkemmin tietomallien sisältöä. Kaikkia koskevat yleiset vaatimukset ovat kuitenkin aina alan viimeisintä kehitystä jäljessä ja siksi onkin tarve sopia
hankekohtaisesti poikkeuksista yleisiin vaatimuksiin. Viime vuosina
suuret rakennusyhtiöt, kuten Suomessa esimerkiksi Lemminkäinen
Oyj ja Skanska Oy ovat alkaneet kehittää omia tietomalliohjeistuksiaan. Tällaiset ohjeistukset ovat luonteeltaan yleisiä vaatimuksia huomattavasti tarkempia ja määrittävät mallien sisällön yrityksen omien
7 YTV 2012
8 esim. Succar 2009
28
Tietomallintava rakennushanke
Kuva 3: Succarin määrittämät 4 eri tietokoneavusteisen suunnittelun tasoa. Vuonna 2011
Ruotsissa 45% suunnittelutyöhön käytetystä ajasta oli BIM tason 1 mukaista objektipohjaista mallinnusta.
tarpeiden suhteen. Niiden tarkoituksena on optimoida tietomallien
käyttö yrityksen omissa prosesseissa.
2.2.3. Nykytilanne
Pohjoismaissa tieto- ja viestintätekniikan kehitystä on seurattu barometrein9. Tuoreimmassa, vuoden 2011 Ruotsin rakennusalan ITbarometrissa arkkitehtien suunnittelutyöhön käyttämästä ajasta 45%
oli mallipohjaista työskentelyä10. Suomessa vastaava luku vuonna
2007 oli 33%11. Mallityöskentelyn osuus on kasvanut jatkuvasti koko
2000-luvun. Succar12 on luonut tietomallintamisen käyttöönoton viitekehyksen, jossa tietomallintamiselle hyödyntämiselle on määritetty
kolmitasoinen asteikko. Näihin tasoihin peilattuna voidaan todeta rakennusalan saavuttaneen monilta osin tietomallien hyödyntämiseessä
ensimmäisen tason. Toisen tason saavuttamiseksi tapahtuvaa kehitys-
9
10
11
12
Kiviniemi 2007, Samuelsson 2011
Samuelsson 2011
Kiviniemi 2007
Succar 2009
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
29
työtä on tehty paljon ja edelläkävijät ovatkin monilta osittain siirtyneet mallipohjaiseen yhteistoimintaan (kuva 3).
Rakennusprosessin osapuolet kokevat tietomallintamisen uutena tapana toimia sekä työkaluksi, jolla hallitaan prosessia. Tällä hetkellä sitä
käytetään eniten määrälaskentaan, suunnitteluun uudisrakentamisessa, simulointeihin ja analyyseihin sekä törmäystarkasteluihin, aikataulutukseen ja visualisointiin.13 Suunnittelua lukuun ottamatta näitä
käyttötapauksia suoritetaan yleensä vain ennalta määritetyissä projektivaiheissa vaatimusarvojen tarkistamiseen jolloin kaikkea niiden
potentiaalia toimia suunnittelun todellisena apuvälineenä ei käytetä.
Tietomallintamisen määritelmään liitetään yleensä koko rakennuksen
elinkaaren aikainen tiedon hyödyntäminen. Todellisuudessa tietomallien käyttö rakennuksen valmistumisen jälkeen on toistaiseksi vähäistä.14 Kehityssuunta on kuitenkin selkeä ja ylläpitoon liittyvät sovellukset lisääntynevät tulevaisuudessa voimakkaasti.
2.2.4. Kokemusperäinen tieto
Suunnitteluprosesseihin tietomallintaminen on vaikuttanut toistaiseksi vähän. Tietomalleja ei tavallisesti käytetä esimerkiksi luonnosvaiheen suunnitelmavaihtoehtojen vertailuun siinä laajuudessa kuin
se olisi mahdollista. Monet suunnittelupäätökset tehdään lähinnä
suunnittelijan intuitioon ja kokemukseen pohjautuen hyödyntämättä
ohjelmistoihin sisäänrakennettuja tai ulkoisia analyysityökaluja.
Tietomallintamisen omaksuminen suunnittelutyökaluksi on ollut
melko hidasta. Osittain kyse on osaamisen ja kokemuksen puutteesta sillä monissa suunnittelutoimistoissa täysin mallipohjaisia projekteja on tehty vähän. Varsinkin alkuinnostuksen yhteydessä tuotetaan
usein geometrisesti turhan monimutkaisia ja raskaita malleja, koska
13 Kerosuo ym. 2011
14 Kerosuo ym. 2011
30
Tietomallintava rakennushanke
ohjelmistot tällaisen toiminnan mahdollistavat. Omalta osaltaan vikaa
on myös ohjelmistoissa, sillä niiden kehityksen pääpaino on ollut loppuvaiheen suunnittelussa. Alkuvaiheen suunnittelussa tarvittavien,
tietosisällöltään hyvinkin vähäisten, mallien tuottamiseen ei ole juuri
vakiintuneita työkaluja15. Siten suunnitteluohjelmistojen tuottamat
mallit ovat usein tietosisällöltään käyttötarkoitukseensa turhan tarkkoja. Tietoa tulee malleihin huomaamatta ohjelmiston oletusasetuksista.
Vaikka suunnitteluohjelmistot ovat kehittyneet paljon viimeisten
vuosikymmenien aikana, on niiden käytössä silti ongelmia. Erityisesti
suurten projektien tietomallit voivat olla erittäin raskaita tai liian monimutkaisia ohjelmistoille. Kaikkea malleihin sisältyvää tietoa ei myöskään hyödynnetä siinä määrin kuin olisi mahdollista.
Asenteet ovat usein rajoitteena tietomallintamisen lisääntymiselle.
Tietomallintamiseen liittyvät riskit tai haitat koetaan usein liian suuriksi. Siitä saatavia hyötyjä ei ole helppo mitata vaikka ne onkin useissa
tutkimuksissa todettu todellisiksi16.
Nykyisessä rakennusprosessissa osapuolet työskentelevät pääasiassa
erillään. Tiedonvaihto pohjautuu pääosin kaksiulotteisiin paperidokumentteihin tai niiden elektronisiin vastineisiin. Tietoja siirretään
osapuolien kesken piirustusmuodossa sähköpostin välityksellä vaikka erilaiset projektipankit ovatkin arkipäivää. Usein projektipankkeja
käytetäänkin lähinnä virallisissa projektivaiheissa hyväksyttyjen tiedostojen säilyttämiseen.
Viranomaiskäytäntöihin tietomallintaminen on toistaiseksi vaikuttanut vähänlaisesti. Joitain esittelymateriaaleja voidaan toimittaa digitaalisessa muodossa. Rakennuspiirustukset viranomaisarkistoihin
ovat edelleen perinteisiä kaksiulotteisia paperidokumentteja. Tieto-
15 Penttilä 2007
16 esim. Azhar ym. 2011
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
31
malleja olisi mahdollista hyödyntää esimerkiksi rakennuksen laajuuden tai määräysten täyttymisen tarkastamiseen automaattisesti. Yleisten tietomallivaatimusten viranomaiskäytäntöjä käsittelevä osa 14
onkin tällä hetkellä työn alla.
2.2.5. Tietomallintamisen hyödyt
Koko rakennusprosessia on ajateltava uudesta näkökulmasta. Suurin
hyöty tietomallintamisesta saadaan, kun koko prosessi on suunniteltu tietomallintamisen lähtökohdista. Osapuolien tiedontarve, mutta
myös mahdollisuus tuottaa tietoa, eri vaiheissa eroaa perinteisestä
prosessista.
Kuva 4: ProIT-hankkeen julkaisema kaavio kuvaa tietomalliin tallennetun tiedon lisääntymistä jatkuvasti läpi prosessin.
32
Tietomallintava rakennushanke
Yleinen näkemys on, että tietomallintamisesta saadaan hyötyä kaikille
osapuolille esimerkiksi muutostenhallinnan parantumisen ja tarkempien määrälaskelmien ansiosta. Tietomallien kattavan käytön rakennusprosessissa on todettu tehostavan suunnittelua ja vähentävän
erityisesti suunnitelmien ristiriidoista johtuvia kustannuksia17. Perinteiseen prosessin verrattuna tietomallit mahdollistavat uusia tapoja
analysoida olemassa olevaa tietoa. Siten päätöksenteko on mahdollista
aiempaa paremman tietämyksen pohjalta.
Tietomallintamisen ei tulisi olla itseisarvo prosessissa, vaan sen käytön pitäisi olla perusteltua siitä saatavan lisäarvon kautta. Tietomallintaminen ei myöskään tarkoita, että koko prosessin ajan tuotettaisiin kolmiulotteista virtuaalimallia rakennuksesta vaikka tilanne näin
usein onkin. Varsinkin prosessin alkuvaiheessa suuri osa tiedosta on
jossain muussa muodossa kuin kolmiulotteisena mallina.
2.3. Tiedon lähteet ja siirtotavat
Rakennusprosessissa aikana tuotetaan suuri määrä tietoa, jota tallennetaan ja siirretään osapuolilta toisille useissa eri muodoissa. Tiedon tuottajina ja vastaanottajina ovat kaikki prosessin osapuolet. Ne
saavat muilta ja asettavat muille erilaisia tavoitteita ja vaatimuksia.
Osapuolille kuuluvia tehtäviä ja tiedon tuottamista rakennusprosessissa on määritetty rakennushankkeen johtamisen ja suunnittelun
tehtäväluetteloissa. Niitä käytetään rakennushankkeiden johtamisen
ja rakennuttamisen sekä eri alojen suunnittelutehtävien sisällön ja laajuuden määrittelyyn. Vuonna 2012 julkaistuissa tehtäväluetteloissa on
huomioitu myös tietomallisuunnitteluun liittyviä tehtäviä. Tietomallintavassa rakennusprosessissa tiedon tarpeet eroavat perinteisestä,
sillä tietoa tarvitaan usein aiemmassa vaiheessa kuin mihin on totuttu.
17 mm. Azhar ym. 2011
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
33
Rakennusprosessin tieto on luonteeltaan kumuloituvaa ja lisääntyy
sekä tarkentuu prosessin edetessä. Osa tuotetusta tiedosta tallennetaan tietomalleihin ja siirretään muille osapuolille sen välityksellä.
Käytännössä tietoa siirretään lukuisilla eri tavoilla. Pitkän tähtäimen
tavoitteena on tilanne, jossa kaikki suunnittelun osapuolet työskentelevät tiheästi tai jopa reaaliaikaisesti päivittyvien yhdistettyjen mallien
parissa. Tällöin suurin osa tiedonsiirrosta voisi tapahtua tietomallin
välityksellä. Tällä hetkellä tiedonvaihto on käytännössä usein nopeampaa jollain muulla tavalla, kuten taulukkolaskentaohjelmassa tehdyn
taulukon välityksellä.
Optimoidussa rakennusprosessissa pyritään hyödyntämään lean
ajattelu- ja johtamistavan mukaisia periaatteita, joilla maksimoidaan
asiakkaalle tuotettu arvo sekä minimoidaan sen tuottamiseen käytetty panos18. Varsinaiseen tietomalliin tallennetaan tällöin vain se
tieto, joka on prosessin vaiheen ja tuotettavan materiaalin kannalta
merkityksellistä. Muu tieto tallennetaan ja siirretään kussakin tilanteessa parhaiten soveltuvalla tavalla. Tietomallin sisältö eri prosessin
vaiheissa tulee sopia projektin sisällä. Tarpeellisen tiedon sisältävää
tietomallia voidaan itsessään käyttää uuden tiedon tuottamiseen. Se
voi toimia pohjana esimerkiksi erilaisille simulaatioille, analyyseille tai
laskelmille.
18 Sacks ym. 2010
3. TIEDON
HAVAINNOLLISTAMINEN
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
35
3.1. Tiedon havainnollistamisen merkitys rakennusprosessissa
Tiedon havainnollistaminen rakennusprosessissa toimii viestinnän ja
päätöksenteon apuvälineenä. Sen tarkoituksena on auttaa hahmottamaan monimutkaisia kokonaisuuksia havainnollisesti ja nopeasti.
Visuaalisesti havainnollistetun tiedon tulkitseminen kuluttaa vähemmän energiaa kuin tekstinä esitetty. Arkkitehdeilla on usein pääsuunnittelijoina keskeinen rooli tiedonkulun varmistajana rakennusprossissa. Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että visuaaliset esitystavat
ovat monissa tilanteissa tehokkaampia kuin verbaaliset esitystavat.19
Havainnollistamisesta saatava suuri hyöty on mahdollisuus vertailla
useita arvoja suhteessa toisiinsa nopeasti yhdellä kertaa. Erityisesti
taulukkomuotoisesti esitettyjen tietomäärien kasvaessa suureksi on
tehokkaampaa käyttää visuaalisia havainnollistuksia20. Yksi havainnollistamisen tärkeimmistä tehtävistä on suunnittelukohteen kannalta oleellisen tiedon jalostaminen helpommin käsiteltävään muotoon ja
esittäminen yhtenä kokonaisuutena havainnollisesti.
Rakennusprosessille on ominaista, että päätöksien tekemiselle on jatkuva tarve. Päätöksiä tekevät kaikki osapuolet sekä toisistaan erillään
että yhdessä. Ne pohjautuvat lähes aina usean osapuolen tuottamaan
tietoon. Päätöksenteon tueksi suunnitelmaa arvioidaan valitsemalla
sille mittarit, jotka kertovat sen suorituskyvystä. Lisäksi niiden avulla seurataan suunnitelman kehitystä suhteessa tavoitteisiin ja vaatimuksiin prosessin edetessä. Käytettävien mittareiden määrittäminen
alussa tekee rakennushankkeen päätöksenteosta perinteistä prosessia
läpinäkyvämpää, koska päätöksenteon pohjana käytetyt kriteerit ovat
kaikkien osapuolien tiedossa alusta asti21.
Vaihtoehtojen vertailussa tulisi päätöksentekoa varten tutkia ainoastaan niitä kriteereitä, joiden kohdalla vaihtoehdot eroavat toisistaan.
19
20
21
esim. Larkin & Simon 1987, Bauer & Johnson-Laird 1993
Burkhard 2004
Schade et al 2011
36
Tiedon havainnollistaminen
Sellainen tieto, jota ei vielä pystytä arvioimaan tai jotka arvioidaan
eri vaihtoehtojen välillä identtiseksi, voidaan jättää pois vertailuista,
koska sillä ei ole merkitystä päätöksenteon kannalta.22 Joissain tapauksissa eri vaihtoehtojen mittareille saadaan lopputulokseksi samansuuruisia arvoja. Tämäkin on päätöksenteon kannalta merkittävä tieto
ja eroaa edellä mainitusta siinä, että mittareiden laskentaan käytetyt
lähtötiedot eroavat toisistaan. Päätöksenteon tueksi tarkistetaan saatujen tuloksien suhde asetettuihin tavoitteisiin ja vaatimuksiin.
Tietomallintavan prosessin iso etu perinteiseen verrattuna on mahdollisuus tuottaa tietoa hyvinkin aikaisessa vaiheessa, mikä mahdollistaa
päätöksenteon nopeammin tai paremman tiedon pohjalta kuin vanhassa prosessissa. Karkeitakin tietomalleja voidaan käyttää alustavien
simulaatioiden ja analyysien tekemiseen. Näistä saatu tieto voidaan
havainnollistaa ja niiden avulla tutkitaan eri vaihtoehtojen toimivuutta ja käyttökelpoisuutta jatkosuunnitteluun. Havainnollisen tiedon
perusteella on helpompi ohjata suunnittelua haluttuun suuntaan, koska projektin osa-alueista pystytään havaitsemaan eniten kehittämistä
vaativat.
Prosessin eri vaiheissa tehtävien tiedon visualisointien määrän ja laadun vakioiminen mahdollistaa tehtyjen päätösten vaikutusten seurannan, kun havainnollistukset eri prosessivaiheissa ovat keskenään
vertailukelpoisia. Mittareiden arvojen päivittyessä voidaan helposti
todeta miten arvot ovat muuttuneet edelliseen visualisointikertaan
nähden ja tarvittaessa reagoida muutoksiin. Visualisointikertojen tiheyteen tulee kiinnittää huomiota. Mitä useammin tieto päivittyy, sitä
helpompi on reagoida ajoissa suunnitelman muutoksiin. Parhaassa tilanteessa visualisoinnit päivittyvät lähes reaaliaikaisesti ja vähäistenkin muutosten vaikutusta kokonaisuuteen on mahdollista arvioida.
Viimeisten vuosien aikana on tutkittu paljon parametrisen suunnittelun ja algoritmien mahdollisuuksia suunnittelutyökaluna. Niiden
22
Olofsson ym. 2010
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
37
avulla on mahdollista generoida suunnittelijan asettamien sääntöjen
ja reunaehtojen perusteella suuri määrä vaihtoehtoisia suunnitelmia.
3.2. Tiedon havainnollistamistavat
Rakennushankkeessa tapahtuu suuri määrä tiedonsiirtoa osapuolien
välillä. Tieto havainnollistetaan jollain tavalla. Tässä käsitellään tiedon
havainnollistamista erityisesti tietomallintavan rakennusprosessin
kannalta. Tyypillisimpiä rakennusprosessissa käytettyjä suunnitelmien havainnollistustyyppejä ovat piirustukset, luettelot, pienoismallit,
kuvat ja videot. Tieto tulee havainnollistaa mahdollisimman yksinkertaisella tavalla, mutta siten että relevantti tietosisältö välittyy tulkitsijalle ilman virhetulkintojen mahdollisuutta23.
Tiedon havainnollistamisessa on tärkeää ymmärtää kuka on tiedon
vastaanottaja, jotta osataan valita kulloinkin sopivin mahdollinen visualisointitapa24. Esimerkkinä arkkitehdit ja talousasiantuntijat käyttävät hyvin erilaisia visualisointimenetelmiä havainnollistaessaan
tuottamaansa tietoa. Tämä saattaa johtaa tuotetun tiedon huonoon
ymmärtämiseen. Arkkitehtisuunnitelmien ominaisuuksien havainnollistaminen tuleville käyttäjille sekä päätöksentekijöille heille tutummilla mittareilla voi tuottaa paremman lopputuloksen päätöksenteon
tehostumisena ja suunnitteluratkaisujen parempana ymmärryksenä.25
Digitaalisuuden mahdollisuuksia rakennusprosessin tiedon esittämisessä on hyödynnetty toistaiseksi varsin vähän. Osaltaan syynä lienee
vakiintuneiden käytäntöjen ja työkalujen puute. Digitaalisuus on lähinnä tuonut mukanaan perinteisten suunnitteluasiakirjojen nopeamman siirtämisen osapuolien välillä. Lisäksi suunnitelma-asiakirjoja
voidaan tarkastella niitä tulostamatta, niitä voidaan järjestää auto23
24
25
Tufte 2001 s. 13
Burkhard 2004, Bresciani & Eppler 2008
Burkhard 2004
38
Tiedon havainnollistaminen
maattisesti eri kriteerien mukaan sekä niistä pystytään hakemaan tietoa. Kokemus on osoittanut, että esimerkiksi digitaalisten piirustusten kommentointimahdollisuuksia hyödynnetään varsin vähän vaikka
siihen on mahdollisuus käytännössä kaikissa nykypäivänä käytössä
olevissa katseluohjelmistoissa.
Suunnittelijat käyttävät prosessin eri vaiheissa paljon eritasoisia
luonnospiirustuksia. Yleensä luonnokset ovat nopeasti tuotettuja esityksiä, joilla kuvataan suunnitelman pääajatukset sekä tärkeimmät
ominaisuudet. Ne ovat usein käsin paperille piirrettyjä, mutta niitä voidaan luoda myös siihen tarkoitetuilla ohjelmistoilla. Joihinkin
suunnitteluohjelmistoihin on lisätty luonnostelua varten massoittelu- tai vastaavia ominaisuuksia. Luonnosten eduksi on todettu mahdollisuus tuottaa niitä keskustelun pohjaksi ja tueksi hyvin nopeasti.
Niiden luontaisen epätarkkuuden on todettu välittävän mukanaan
Kuva 5: Alvar Aallon luonnos Villa Maireasta on tyypillinen esimerkki luonnospiirustuksesta,
joita suunnittelijat hyödyntävät prosessin aikana.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
39
tietoa suunnitelman sisällöstä ja valmiusasteesta, joka mahdollistaa
avoimemman keskustelun kuin viimeistellympien ja mittatarkkojen
diagrammien käyttäminen26.
3.3. Kaksiulotteiset esitystavat
Perinteisessä prosessissa suunnittelutieto on esitetty lähes yksinomaan kaksiulotteisilla paperidokumenteilla. Niiden merkitys nykyään on edelleen erittäin suuri ja ne tulevat pysymään suuressa roolissa
tulevaisuudessakin. Käytännössä ne ovat yleensä rakennuksen ainoat viralliset dokumentit. Paperisten asiakirjojen rinnalle ovat tulleet
niiden digitaaliset vastineet, mutta havainnollistuskäytännöt ovat
pysyneet pääpiirteiltään muuttumattomina. Päätöksenteossa käytetyimmät ja monilta osin myös tärkeimmät tiedon havainnollistamisen
menetelmät ovatkin yhä staattisia ja kaksiulotteisia dokumentteja.
3.4. Piirustukset
Tavallisimmat rakennussuunnitelmien havainnollistukset ovat piirustukset. Suunnittelijat lähtökohtaisesti hahmottavat diagrammiensa
tietosisällön paremmin kuin ulkopuolinen henkilö27. Rakennuspiirustukset ovat yleensä tärkeimmät rakennukseen liittyvät diagrammit.
Usein ne ovat jopa ainoat havainnollistukset kun rakennusta arvioidaan suunnitteluvaiheessa. Tietomallintamisen yhtenä tärkeimmistä
ominaisuuksista tavanomaiselle suunnittelutyöskentelylle onkin ollut
perinteisten kaksiulotteisten dokumenttien tuotannon automatisointi. Tietomallintaminen on myös helpottanut piirustuksissa tapahtuvien muutosten koordinointia kun yhteen paikkaan tehdyt muutokset
päivittyvät kaikkiin mallista tuotettuihin piirustuksiin.
26
27
mm. Oliver 2007
Burkhard 2004
40
Tiedon havainnollistaminen
Eräs tietokoneavusteisen suunnittelun suurimpia puutteita on aikaisen suunnitteluvaiheen työkalujen puute.28 Luonnosmaisten suunnitelmien luominen tietomalliohjelmistoilla on usein vaikeaa. Ohjelmistot vaativat suuren määrän detaljoitua informaatiota, joka aikaisissa
projektivaiheissa ei ole vielä tiedossa. Tämä puute voidaan korjata
syöttämällä ohjelmistoon valistuneita arvauksia. Näin toimittaessa
ulkopuoliselle tarkastelijalle tuotettu tietomalli ei kuitenkaan yleensä
näytä luonnosmaiselta, jolloin niiden tulkinnassa huomio saattaa kiinnittyä suunnitteluvaiheen kannalta epäolennaisiin yksityiskohtiin.
Näin käy erityisesti jos luonnosten tulkitsija ei ole hyvin perillä rakennusprosessin vaiheesta ja tämän vaiheen suunnitelmien tyypillisestiä
tietosisällöstä sekä tarkkuusasteesta.
3.5. Valokuvamaiset visualisoinnit
Yleisimmät mallista tehtävät kolmiulotteiset havainnollistukset ovat
renderöityjä visualisointeja. Niistä pääosa on yksittäisiä staattisia
stillkuvia, joiden päätarkoituksena on yleensä esitellä rakennuksen
arkkitehtuuria ja pintamateriaaleja. Laskentatehon kasvaessa myös
animaatioita on alettu hyödyntää enenevissä määrin. Viimeisimpänä lisäyksenä ovat mukaan tulleet reaaliaikaiset visualisointityökalut
tietokonepeliympäristöjen kehityttyä niin paljon, että niillä voidaan
esitellä kokonaisia rakennuksia lähes valokuvamaisella tarkkuudella.
Reaaliaikaisilla visualisoinneilla tarkoitetaan kolmiulotteisia havainnollistuksia, joissa kolmiulotteista mallia voidaan tutkia vapaasti ilman ennalta määrättyjä kamerakulmia. Yleensä myös esimerkiksi valaistusta voidaan vaihdella.
Tietomallipohjaisesta työskentelystä saadaan hyötyä perinteisiin visualisointiprosesseihin. Lähtökohtaisesti voidaan olettaa suunnitelman
olevan kolmiulotteinen malli, joten sitä voidaan käyttää monilta osin
suoraan havainnekuvien luomisen pohjana. Ohjelmistojen ja niiden
28
Penttilä 2007
PIECHART
VENN
PYRAMIDE
FUNNEL
CIRCLES
BARCHART
GANTT
COORDINATES
SANKEY
RADAR / KIVIAT / SPIDER
TREE
MINDMAP
PROCESS
CYCLE
FIVE FORCES
ISHIKAWA
FLOWCHART
NETWORK
SYNERGY
CRITICAL PATH METHOD
Kuva 6: Yhteenveto tiedon visualisointiin tyypillisesti käytetyistä diagrammeista.
Kuva 7: Prosessikaavio, joka kuvaa rakennusprosessissa tapahtuvaa laadunvalvontaa.
Kuva 8: Pohjapiirustus on tyypillinen suunnittelijan luoma dokumentti.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
43
välisen tiedonsiirron kehityksen myötä esimerkiksi materiaalimääritykset voidaan usen tehdä siten, että mallin päivitys on mahdollista
ilman suurta lisätyötä. Monissa tilanteissa pelkkä tietomalli on liian
karkealla tasolla mallinnettu, jotta siitä voitaisiin luoda suoraan fotorealistisia visualisointeja. Toisaalta taas tietomallit sisältävät moniin
visualisointitarkoituksiin liian paljon tai liian tarkasti mallinnettuja
rakennusosia. Tästä johtuen malleja joudutaankin yleensä muokkaamaan, jotta ne olisivat visualisointitarkoitukseen käyttökelpoisia. Joskus onkin järkevää luoda kokonaan oma malli pelkästään visualisointia
varten. Tarve omille malleille korostuu erityisesti jos halutaan käyttää
reaaliaikaisia visualisointimenetelmiä, joissa mallin koko on suurempi
rajoite kuin tavanomaisissa havainnekuvissa.
Havainnekuvien tuottaminen suoraan suunnitteluohjelmiston sisällä
on myös lisääntynyt kun laskentatehon kasvu on mahdollistanut parempien renderöintiteknologioiden käyttöönoton. Moniin käyttötarkoituksiin tällä tavoin saavutettu laatu on riittävä, mutta teknologian
kehittyessä visualisointien laadun vaatimustasokin on kasvanut vastaavasti. Erillisten visualisointiohjelmistojen käyttö onkin edelleen perusteltua muun muassa monipuolisempien ominaisuuksien ja parempien hallintamahdollisuuksien takia.
3.6. Diagrammit
Rakennusprosessissa liikkuu paljon tietoa, joka on yleensä esitetty
taulukoiden muodossa. Tällainen tieto voitaisiin usein esittää myös
diagrammien muodossa. Tiedon havainnollistamiseen käytetään graafisia symboleita, joiden ominaisuuksia varioimalla voidaan välittää tieto lukijalle. Merkittävimmät diagrammit numeerisen datan esittämiseen ovat piste-, viiva- ja palkkikuvaajiat. Ne ovat hyvin yksinkertaisia
ja selkeitä esitystapoja. Useimmille tiedon tulkitsijoille ne ovat myös
entuudestaan tuttuja joka mahdollistaa tiedon nopean tulkinnan.29
29
Few 2006
Kuva 9: Space Syntax-analyysi, joka pyrkii ennustamaan ihmisvirtoja liiketilassa.
Kuva 10: Ruutukaappaus Google Maps-karttapalvelusta, jolla voi virtuaalisesti tutkia ympäristöä.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
45
Yleisimmät numeerisen datan esittämistavat ovat viiva-, pylväs- ja
piirakkakaaviot sekä taulukot. Ne ovat tiedon esittämisen hyvin käyttökelpoisia, koska esitystavat ovat laajassa käytössä. Siten ne ovat tulkitsijalle suurella todennäköisyydellä tuttuja ja helposti arvioitavissa.
Erilaisten visualisointityyppien eduista ja haitoista on tehty useita tutkimuksia, jotka monilta osin ovat ristiriitaisia. Varsin yleinen näkemys
on kuitenkin, että viiva- ja pylväskaaviot ovat parhaat menetelmät numeerisen tiedon havainnollistamiseen erityisesti jos arvoja verrataan
keskenään.
Ei-numeerisen datan esittämiseen on useita eri menetelmiä, joista tavallisimpia ovat miellekartat, käsitekartat, prosessi-, vuo-, verkosto-,
puu-, ja ganttin kaaviot. Niitä käytetään paljon rakennusprosesseissa muun muassa hankkeen ja sen osien tai työmaan aikataulutuksen
havainnollistamiseen. Ne käyvät myös havainnollistamaan myös esi-
Kuva 11: Ruutukaappaus Helsingin kaupungin paikkatietopalvelusta, jonka avulla voi perehtyä esimerkiksi kaavoitustilanteeseen haluamallaan alueella.
46
Tiedon havainnollistaminen
merkiksi tilaohjelmaa tai muita arvoja joiden keskinäisillä suhteilla on
merkitystä.
Suurten tietomäärien visualisointiin keskittyneet menetelmät ovat
lisääntyneet tietokoneiden laskentatehon ja tiedon määrän kasvaessa
jatkuvasti. Näillä tekniikoilla havainnollistetaan usein datapisteiden
keskinäisiä suhteita. Tällaisia ovat esimerkiksi lukuisilla verkkosivustoilla yleistyneet sanapilvet (engl. word cloud), joilla yleensä kuvataan
tiettyjen sanojen suosiota tiettynä ajanjaksona tai tietystä tietomäärästä.
3.7. Kartat
Karttamuotoisilla esityksillä visualisoidaan yhteyksiä eri asioiden
välillä. Rakennusprosessissa kartoilla havainnollistetaan tavallisesti
suhdetta ympäröivään kaupunkirakenteeseen tai rakennuksen sisäisiä yhteyksiä. Kartoilla voidaan kuitenkin esittää lähes rajattomasti
muutakin tietoa. Erityisesti arkkitehtuurin näkökulmasta yhteyksien
havainnollistamista on tutkittu paljon. Yksi esimerkki tällaisista menetelmistä tilallisten kokonaisuuksien analysointiin on Space Syntax30. Tämän tyyppisten analyysityökalujen sisällyttäminen suunnitteluohjelmistoihin auttaisi osapuolia ja suunnittelijoita hahmottamaan
suunnitelmia paremmin.
Viimeisen vuosikymmenen aikana on yleistynyt joukko erityisiä Internetissä toimivia interaktiivisia paikkatietopalveluita. Usein näissä palveluissa esitetään tavallisten opaskarttojen lisäksi esimerkiksi asemakaavoja, kiinteistökarttoja tai ilmakuvia. Joissain palveluissa on myös
mahdollista tutkia esimerkiksi katunäkymiä tai kaupunkien virtuaalimalleja. Tällaisten palvelujen hyöty rakennusprosesseille ovat ilmeiset. Monia aiemmin tonttikäynnin vaatineita tarkistuksia voidaan nyt
suorittaa paikkatietopalvelun kautta, jos voidaan olla varmoja tiedon
30
Hillier 2007
Kuva 12: Ruutukaappaus Solibri Model Checker-ohjelmistossa tehdystä tietomallitarkistuksesta, joka hyödyntää kolmiulotteisuutta virhepaikkojen esittämisessä.
Kuva 13: Peliympäristöjä hyödyntävät reaaliaikaiset visualisoinnit ovat nykyään lähes valokuvatarkkuuteen yltäviä.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
49
luotettavuudesta. Karttapalvelut ovat kehittyneet viime vuosina hyvin
suurella vauhdilla tiedonkeräämisen helpotuttua. Esimerkiksi olemassa olevaa rakennuskantaa pystytään kartoittamaan ja mallintamaan
pienoishelikoptereilla ja muilla liikuteltavilla laitteistoilla. Oman lisänsä on tuonut useiden eri tietolähteiden avaaminen avoimeen jakeluun
ilmaiseksi. Maanmittauslaitos on esimerkiksi avannut kaikki digitaaliset maastotietoaineistonsa ilmaiseen ja vapaaseen käyttöön.
3.8. Kolmiulotteiset tiedon esitystavat
Rakennuksen tietomalli sisältää yleensä suuren määrän tietoa kolmiulotteisena mallina. Suunnittelu- ja katseluohjelmistoissa on yleensä
mahdollisuus suodattaa ja havainnollistaa mallin eri osia sekä niihin
liittyvää tietoa. Kolmiulotteiset esitystavat ovat työkalujen kehittymisestä huolimatta edelleen nopeaan havainnollistamiseen monissa
tilanteissa liian työläitä tai vaativat käyttäjältä asiantuntemusta. Tavallisimpiin visualisointitarkoituksiin, kuten rakennuksen arkkitehtuurin esittelyyn, on olemassa vakiintuneet käytännöt. Lähes kaikille
suunnitteluosapuolille, kuten rakennesuunnittelijoille, arkkitehdeille
ja taloteknisille suunnittelijoille kolmiulotteinen työskentely on arkipäivää. Havainnekuvien tekeminen onkin tavallista, mutta yleensä
muille osapuolille siirrettävä lopputuote on kaksiulotteinen kuva. Yhä
kasvavassa määrin myös rakennusosien tuotannossa hyödynnetään
kolmiulotteisia malleja suoraan. Esimerkiksi CNC-työskentely (Computer Numerically Controlled, tietokoneistettu numeerinen ohjaus) on
monille konepajoille arkipäivää. Fyysisten pienoismallien tuotannossa
3D-tulostaminen on yleistynyt ja siitä on tullut monissa arkkitehtitoimistoissa tavanomainen suunnittelun apuväline.
Tietomallit mahdollistavat uudenlaiset mallin esitystavat, mutta esimerkiksi interaktiivisuuden tai kolmiulotteisuuden mahdollisuuksia ei
ole toistaiseksi hyödynnetty laajamittaisesti. Täysin kolmiulotteisista
esitystavoista tyypillisin lienee eri suunnitteluosapuolien tietomallien välillä tehtyjen törmäystarkastelujen tuloksien esittäminen. Nekin
50
Tiedon havainnollistaminen
tosin tavallisesti välitetään muille osapuolille kaksiulotteisiksi dokumenteiksi muutettuna. Tarkastusohjelmistot tuottavat kohtuullisen
käyttökelpoisia havainnollistuksia ongelmatilanteista automaattisestikin, mutta vaativat silti yleensä tulosten läpikäymisen käsin. Kolmiulotteisuuden etuna on mahdollisuus tutkia monimutkaisia tilanteita
kuvakulmaa vaihdellen. Lisäksi mallia voidaa ohjelmistoissa leikellä ja
tutkia myös pelkkää ulkokuorta syvemmältä. Rakennesuunnittelussa
voidaan malleissa esittää muun muassa jännityksiä ja muodonmuutostiloja korostetusti.
Tietoa voidaan esittää kolmiulotteisen malligeometrian päällä esimerkiksi näyttämällä symboleja tai esittämällä mallin pinnoilla erilaisia
tekstuureita tai värejä. Tätä tapaa käytetään yleensä mallien tarkastusohjelmistoissa ja on mahdollinen myös useimmissa suunnitteluohjelmistoissa. Tietomalliin talletettua tietoa käyttämällä voidaan tuottaa
kolmiulotteisia havainnollistuksia esimerkiksi taloteknisistä järjestelKuva 14: Virtuaalinen rakennus upotettuna todelliseen ympäristöön matkapuhelinsovelluksessa.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
51
mistä tai työmaan aikataulutuksesta. Oikean työjärjestyksen varmistaminen simuloinneilla ja työmaan suunnittelu eri vaiheissa mahdollistaa sujuvamman rakentamisen ja työturvallisuuden varmistamisen
rakentamisen aikana.
3.9. Virtuaalitodellisuus
Perinteisten stilli- ja animaatiovisualisointien lisäksi virtuaalitodellisuustyökalut (virtual reality, VR) ovat viime vuosina kehittyneet paljon. Virtuaalitodellisuudet tarjoavat käyttäjälle interaktiivisen ja reaaliaikaisen kolmiulotteisen näkymän. Rakennushankkeen tapauksessa
esitetään tyypillisesti rakennuksen kolmiulotteinen virtuaalimalli ympäristöineen. Reaaliaikaisuuden etuna on muun muassa mahdollisuus
liikkua mallissa vapaasti ja tarkkailla suunnitelmaa eri kuvakulmista.
Tekniikan avulla on mahdollista tutkia erilaisia suunnitteluun liittyviä
vaihtoehtoja, kuten materiaaleja tai massoittelua monipuolisemmin
kuin perinteisillä visualisointitekniikoilla.31
Virtuaalitodellisuuteen liitetään yleensä jokin teknologia, jolla kolmiulotteisuus saadaan todenmukaisemmin esitettyä katsojalle. Esimerkkeinä tällaisista ovat 3D-lasit tai hyvin immersiivisen kokemuksen
tarjoavat virtuaalikypärät. Pelkkä kolmiulotteisen mallin esittäminen
reaaliaikaisena näytöllä on lähempänä tavanomaisia visualisointeja
kuin virtuaalitodellisuutta. Työkalut perustuvat usein joko johonkin
olemassa olevaan tietokonepeliympäristöön tai ovat erityisesti tietomalliohjelmistoihin kytkettyjä suunnitelmien esittelytyökaluja. Tietomallin siirtäminen ja käsittely sellaiseen muotoon, että sitä voidaan
käyttää näissä ympäristöissä, vaatii kuitenkin yleensä melko paljon
lisätyötä.
31
Bouchlaghem ym. 2004
A
B
Kuva 15: Solibri Model Checker-tarkastusohjelmistolla voidaan luoda myös havainnollistuksia. Kuvassa A on väritetty eri rakennusosat ja kuvassa B on havainnollistettu inventointimallin rakennusosien lähtötiedon tarkkuus värein. Väritys tapahtuu automaattisesti mallin osiin
liitetyn tiedon ansiosta.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
53
3.10. Lisätty todellisuus
Lisätyllä todellisuudella (augmented reality, AR) tarkoitetaan tekniikoita, joilla esitetään virtuaalisia elementtejä reaaliajassa todelliseen
ympäristöön upotettuna32. Rakennusalaa pidetään yhtenä lupaavimmista lisätyn todellisuuden sovelluskentistä33, mutta toistaiseksi käytännön sovelluksia on muutamia pilottihankkeita lukuun ottamatta
ollut vähän. Mobiililaitteiden parantuneet paikannusominaisuudet ja
lisääntynyt laskentateho on mahdollistanut lisätyn todellisuuden tekniikoiden laajentamisen myös niihin. Rakennuksen uskottava upottaminen reaaliajassa olemassa olevaan ympäristöön vaatii paljon laskentatehoa ja tarkkuutta.
Lisättyä todellisuutta voitaisiin hyödyntää monin eri tavoin muun
muassa visualisoimaan valmista rakennusta todellisessa ympäristössään, vertaamaan aikatiedon sisältävää tietomallia rakentamisen etenemiseen tai esimerkiksi näyttämään tietoa olemassa olevasta rakennuksesta ja sen tiloista samalla kun siellä kuljetaan. Tämän lisäksi sen
avulla voitaisiin simuloida esimerkiksi ihmisten liikkumista tulevassa
rakennuksessa. Näin voitaisiin nykyistä paremmin arvioida rakennukseen poistumisteiden toiminnallinen palomitoitus.
3.11. Visualisointiominaisuudet suunnitteluohjelmistoissa
Nykyisissä suunnitteluohjelmistoissa on sisäänrakennettuina vähän
automaattisia tiedon visualisointiin tarkoitettuja työkaluja. Havainnollistamismahdollisuudet niissä ovat rajoittuneet yleensä rakennuksen ulkonäköä ja –muotoa esittäviin havainnekuviin, taulukoihin,
luetteloihin ja suunnittelualakohtaisiin diagrammeihin kuten pohjapiirustukset ja leikkaukset. Ohjelmistoissa on tavallisesti myös erilaisia vaihtoehtoja tiedon suodattamiseen ja mallin osien korostamiseen
32
33
Azuma ym. 2001
Woodward & Hakkarainen 2011
1.
A.1
A.2
B.1
B.2
Toiminnallisuus
Elinkaaritaloudellisuus
Käyttöarvot
Rakennustaiteelliset ja kulttuuriset arvot
Ekologisuus
2.
Toiminnallisuus
0%
50%
100%
0%
50%
100%
0%
50%
100%
0%
50%
100%
0%
50%
100%
Elinkaaritaloudellisuus
Käyttöarvot
Rakennustaiteelliset ja kulttuuriset arvot
Ekologisuus
3.
E-luku
0
100
200
0
5 000
10 000
0
400
800
0
500
1000
Energiankulutus
MWh/vuosi
Hiilijalanjälki
1000kg/vuosi
Energiantuotto
MWh/vuosi
jne.
Kuva 16: Tietoa on mahdollista havainnollistaa useilla eri tasoilla. Tässä kuvattuna kolme tasoa, joista ensimmäisellä ei esitetä arvoja lukuina, toisella tasolla näytetään vain suhteellinen
asteikko ja vasta kolmannella tasolla esitetään tarkat arvot.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
55
niihin sisällytetyn tiedon perusteella. Nykyisellään suunnitteluohjelmistot ovat muun kuin perinteisillä rakennuspiirustuksilla tai renderöinneillä tapahtuvaan havainnollistamiseen vielä hyvin kömpelöitä.
Rakennusprosessin päätöksenteossa tarvittava, muu kuin perinteisillä piirustuksilla esitettävä tieto ei yleensä vaadi monimutkaisten visualisointimenetelmien käyttöä. Yksinkertaisten diagrammien luonti
onnistuu useilla toimistokäytössä yleisillä ohjelmistoilla kuten taulukkolaskentaohjelmilla. Erityisten tiedon visualisointiohjelmistojen käytöllä voidaan kuitenkin tehostaa visualisointien luomista. Ohjelmistot
esimerkiksi osaavat ehdottaa automaattisesti tietotyyppeihin sopivia
visualisointimenetelmiä. Useissa ohjelmistoissa on mahdollisuus luoda kojelautanäkymiä (dashboard), joissa voidaan tehdä yhteenvetoja
vaihtoehtojen ominaisuuksista. Tällaisten tiedon visualisointiohjelmistojen huonona puolena on kuitenkin se, että ne ovat keskittyneet
pääasiassa nimenomaan visualisointien esittämiseen ja luomiseen
yleisellä tasolla. Niihin on työlästä tai jopa mahdotonta liittää muuta
kuin visualisoitavaa tietoa. Tällaista tietoa rakennusprosessissa on tyypillisesti paljon esimerkiksi valokuvien, karttojen tai tekstidokumenttien muodossa.
3.12. Tiedon havainnollistamisen tasot
Eri päätöksillä on erilaisia tietotarpeita. Sen takia päätöksen pohjana
käytettävällä tiedolla voi olla useita semanttisia tasoja sen mukaan
kuinka tarkkaa tietoa tarvitaan tai pystytään tuottamaan tietyssä
vaiheessa34. Tyypillinen jaottelu on esimerkiksi kolmitasoinen. Ensimmäisellä tasolla voidaan näyttää projektista yksinkertaisesti täyttääkö
se vaatimukset ja tavoitteet, jotta saadaan nopealla silmäyksellä riittävä yleiskuva. Seuraavalla tasolla esitetään myös eri mittareiden arvot
ja näin mahdollistetaan tarkemmat vertailut vaihtoehtojen tai versi-
34
Spence 2007
56
Tiedon havainnollistaminen
oiden välillä. Kolmannella tasolla voidaan esittää mistä mittareiden
arvot koostuvat ja todeta niiden arvo.
Tietoa voidaan havainnollistaa näyttämättä tarkkoja arvoja. Tällainen toimintatapa on käyttökelpoinen esimerkiksi tilanteessa, jossa
absoluuttiset arvot ovat epätarkkoja ja suuntaa antavia mikä on hyvin tavallista rakennusprosessin alkuvaiheessa. Arvot voidaan esittää
esimerkiksi symboleilla, jotka esittävät täyttävätkö ne vaatimukset
tai esittävät arvojen suuruusluokan muihin vaihtoehtoihin verrattuna. Perinteisesti rakennushankkeen asiantuntijat ovat olleet hyvin
varovaisia luovuttamaan mitään tietoja muille osapuolille ennen kuin
tiedon tarkkuus on saatu varmistettua. Prosessin tehostamisen kannalta olisi erittäin hyödyllistä saada alustavaa ja epätarkkaakin tietoa
eri osapuolien käyttöön mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. Tiedon
havainnollistaminen ilman tarkkoja arvoja mahdollistaa suunnitelman
suorituskyvyn arvioinnin aiemmassa vaiheessa kuin perinteisessä prosessissa.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
57
4. HAVAINNOLLISTAMINEN
UUDESSA
RAKENNUSPROSESSISSA
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
59
4.1. Uusi rakennusprosessi
Rakennusalan tuottavuus on kehittynyt useisiin muihin toimialoihin
verrattuna vähän ja vuosituhannen vaihteen jälkeen kehitys on ollut
vielä pidemmän ajan keskiarvoakin heikompaa. Tästä syystä rakennusprosessin ongelmia on tutkittu laajalti Suomessa ja ympäri maailman. Ongelmina nähdään muun muassa sopimusongelmat: yhteisiä
tavoitteita ei pääsääntöisesti kirjata sopimuksiin, hyötyjen ja riskien
jakaminen ei ole oikeudenmukaista eivätkä maksuperusteet ja muut
kannusteet edistä parhaalla tavalla tuottavuuden kehittymistä. Lisäksi
yhteistyö on lyhytjänteistä, yhteistoiminta projekteissa ei ole riittävän suunnitelmallista eikä rakennusalalla karsita hukkaa tehokkaasti.
Kuva 17 esittää julkisen rakentamisen rakennusprosessissa havaittuja
haasteita.35
Näiden ongelmien ratkaisuun on kehitetty useita eri ajattelutapoja.
Näistä ehkä eniten huomiota ovat saaneet Lean tuotantojärjestelmä
sekä Integrated Project Delivery-lähestymistapa. Molemmissa pyritään maksimoimaan asiakkaalle tuotettu hyöty, minimoimaan tuotettu
hukka sekä jatkuvaan prosessin optimointiin kaikissa projektivaiheissa. Tietomallinnusta suositellaan käytettäväksi työkaluna molemmissa lähestymistavoissa, vaikka ne eivät sitä suoraan vaadikaan.36
Model Nova-työpaketissa kehitettävän uuden rakennusprosessin tavoitteena on yhteistyön parantaminen osapuolien välillä, tiedonkulun
edistäminen, rakennusprosessin tehostaminen ja parempien suunnittelupäätösten mahdollistaminen. Pyrkimyksenä on saada kaikki osapuolet työskentelemään yhdessä yhteisen päämäärän eteen. Tähän
yhtenä työkaluna on työpaketissa sovellettu ensimmäistä kertaa rakennusprosessiin Helsingin yliopiston Toiminnan, kehityksen ja oppimisen tutkimusyksikössä (CRADLE) kehitettyä solmutyöskentelyä.
Merikallio & Haapasalo 2009
Integrated Project Delivery – A Working Definition, Merikallio &
Haapasalo 2009
35
36
60
Havainnollistaminen uudessa rakennusprosessissa
Solmutyöskentelyn avulla voidaan saavuttaa aiempaa parempi ja välittömämpi tiedonkulku projektin osapuolien välillä. Sen tarkoitus on
tehostaa prosessia ja parantaa tehtäviä suunnittelupäätöksiä. Solmutyöskentely on projektityöskentelyn tapa, jossa eri alojen asiantuntijat
kokoontuvat esimerkiksi ongelmien ilmetessä yhteen ratkaisemaan
niitä yhdessä, tuottamaan tiettyä päätöstä varten tarvittava tieto tai
kehittämään suunnitteluratkaisuja.37
Asiakkaat ja päätöksentekijät asettavat rakennuksen eri osa-alueiden
tavoitteet ja vaatimukset. Perinteisesti he ovat projektin ydinryhmän
ulkopuolella ja asettavat sen tavoitteet tuntematta kyseiseltä raken37
RYM Oy PRE/Model Nova 2012
Kuva 17: Julkisen rakentamisen rakentamisprosessissa on havaittu monia haasteita. Samoja
elementtejä voidaan nähdä myös muissa kuin julkisen rakentamisen hankkeissa.
A i he a l ue
Haaste
Filosofia/Metodi/Työkalu
Asiakastarpeiden
tunnistaminen
Asiakas etäällä, päätöksenteko hidasta,
läpimenoaika epäselvä,
standardoidut prosessit/menetelmät
asiakastarpeen selvittämisessä,
jatkuva parantaminen, gemba walk
Suunnittelu
Usein monivaiheinen prosessi,
hintakilpailtu, vähän vaihtoehtoja,
lähtötiedot puutteellisia, liikaa
suunnitelmamuutoksia
Projektin systeemin suunnittelu,
Integroidut projektitiimit, set-based
suunnittelu, negatiivisen iteroinnin
minimointi, LPS, 3-5D suunnittelu,
Suunnittelumatriisi,
ongelmanratkaisutekniikat…
Hankinta – projektin
ositus
Raskas tarjousprosessi, hajautunut,
riskit ja vastuut eivät ole balanssissa,
vain hintakilpailua ei yhteisiä tavoitteita
Työn osittaminen virtaaman
näkökulmasta, Valintakriteerit ja
kannustimet, Value Stream Mapping,
Imuohjaus ja JIT, 3-5 D suunnittelu, LPS,
Standardoitu työ, …
Kokoonpano/rakentaminen
Hajautettu toteutusmalli,
osaoptimoinnista johtuvat töiden
sovittamisvaikeudet, häiriöt asiakkaille,
laatu, työturvallisuus
LPS, Value stream mapping,
standardointi, imuohjaus, TMP-tuottava
kunnossapito, Rapid set up, Gempa Walk,
ongelmanratkaisumenetelmät, Andon,
automaatio, Poka-Yoke, …
Käyttö
Ei kunnossapitovastuuta, ei
elinkaarikustannuksia
Value stream mapping, standardointi,
TMP-tuottava kunnossapito, Gempa
Walk, ongelmanratkaisumenetelmät,
automaatio, Poka-Yoke,
Osaaminen
Tilaajan osaaminen, suunnittelijan
osaaminen, rakentajien osaaminen
Lean valmennus, integroidut
projektitiimit, Ongelmanratkaisutekniikat,
value stream mapping,
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
61
nukselta vaadittavia erityistarpeita. Nämä voivat johtua esimerkiksi
rakennuksen sijainnista, kaavamääräyksistä tai muista ulkoisista tekijöistä. Heillä ei siten myöskään ole aina osaamista tai mahdollisuutta
asettaa kaikkia tavoitteita realistisesti saavutettavalle tasolle. Uudessa
prosessissa heidät pyritään osallistamaan aiempaa paremmin osaksi
suunnittelua. Tällä tavalla heille välittyy laajempi ymmärrys suunniteltavan rakennuksen ominaisuuksista. Nämä ominaisuudet puolestaan
vaikuttavat siihen millaisia tavoitteita kyseisessä projektissa on järkevää asettaa ja mahdollista saavuttaa.
4.2. Solmutyöskentely
Model Novassa rakennusprosessiin ensimmäistä kertaa sovellettu solmutyöskentely on projektityöskentelyn tapa, jossa muutoin erikseen
työskentelevät osapuolet kokoontuvat yhteen suorittamaan jotakin
tehtävää. Se soveltuu käytettäväksi hankkeissa, joissa ongelmat ovat
monialaisia ja ratkaisuilta edellytetään muunneltavuutta. Engeströmin mukaan38:
“The notion of knot refers to rapidly pulsating, distributed and partially improvized orchestration of collaborative performance between
otherwise loosely connected actors and activity systems. A movement
of tying, untying and retying together seemingly separate threads of
activity characterizes knotworking. The tying and dissolution of a knot
of collaborative work is not reducible to any specific individual or fixed
organizational entity as the centre of control.”
Solmussa työskennellään yhdessä sen sijaan, että esitellään ja kootaan
yhteen aiemman työn tuloksia. Sen ei ole tarkoitus korvata tai muistuttaa työskentelytavaltaan kokouksia, joita väistämättä tarvitaan myös
uudessa rakennusprosessissa. Tavoitteena on hyödyntää osapuolien
asiantuntemus oikeassa kohdassa prosessia jolloin saavutetaan paras
38
Engeström 2000
62
Havainnollistaminen uudessa rakennusprosessissa
kokonaisratkaisu kustannustehokkaasti.39 Toisin kuin perinteisessä,
eriytyneessä suunnitteluprosessissa solmutyöskentelyn osapuolien on
mahdollista saada samassa tilassa työskentelyn ansiosta todennäköisemmin spontaaneja ajatuksia sekä voivat reagoida spontaanisti muiden tekemisiin. Kuva 18 esittää vanhan ja uuden rakennusprosessin
eroja.
4.3. Soveltaminen rakennushankkeeseen
Rakennushankkeen osapuolet voidaan nähdä solmutyöskentelyn kuvauksessa mainittuina suhteellisen erillisinä toimijoina, jotka työskentelevät yhteisen ongelmanratkaisun eli rakennuksen parissa. PREhankkeen Model Nova-työpaketissa on sovellettu solmutyöskentelyn
toimintatapoja ensimmäistä kertaa rakennusprosessiin. Perinteisestä
rakennusprosessista on etsitty välituotoksia, tehtäviä ja ongelmanratkaisukohtia, joissa solmutyöskentelystä voisi olla hyötyä. Näissä kohdissa hyödynnetään solmutyöskentelyä ja niitä kutsutaan solmuiksi.40
Kuva 20 kuvaa uutta rakennusprosessia ja siitä tunnistettuja solmukohtia.
Rakennusprosessiin sovellettu solmutyöskentely poikkeaa jossain
määrin Engeströmin solmutyöskentelyn määritelmästä. Kaikki solmut
eivät ole täysin spontaanisti syntyviä ja purkautuvia, vaan niiden kokoonpanoa ja tehtäviä eri kohdissa prosessia on määritetty ennalta.41
Niitä voi kuitenkin syntyä myös spontaanisti esimerkiksi ongelmien
ilmetessä. Solmutyöskentelyn etu on, että tieto voidaan välittää osapuolelta toiselle parhaalla ja nopeimmalla mahdollisella tavalla eikä
esimerkiksi projektipankin kautta. Tämä mahdollistaa paremman
suunnittelun kun arvioita tehtävien muutosten vaikutuksesta saadaan
39
40
41
RYM Oy PRE/Model Nova 2012
RYM Oy PRE/Model Nova 2012
Kerosuo ym 2013
?
€
?
m²
h
kW
?
m²
€
kWh
€
m²
kWh
Kuva 18: Perinteisessä rakennusprosessissa osapuolet työskentelevät usein eri lähtötietojen
pohjalta ja toimittavat päätöksentekoon erilliset dokumentit. Uuden prosessin solmukohdissa
kaikki työskentelevät samoilla lähtötiedoilla yhteisen pöydän ääressä. Tietojen havainnollistaminen osapuolille ja päätöksentekijöille nousee olennaiseen rooliin.
64
Havainnollistaminen uudessa rakennusprosessissa
parhaimmillaan lähes reaaliaikaisesti. Siten muutostarpeisiin voidaan
reagoida välittömästi.
Ennen solmua määritetään sen aikana suoritettavan työn tavoitteet
sekä siihen osallistuvat osapuolet. Etukäteen myös päätetään lähtötietoaineisto, jonka eri osapuolet valmistelevat ennalta. Solmun tavoitteita voivat olla tarve ratkaista käytettävä rakennevaihtoehto tai
päätöksen tekeminen siitä, mikä luonnossuunnitelman versio valitaan
jatkosuunnittelun pohjaksi. Usein solmulla on monia tavoitteita. Esimerkiksi ehdotussuunnitteluvaiheen solmussa arvioidaan rakennuksen massoitteluvaihtoehtoja, sijoittumista tontille ja alustavaa energiankulutusta.
Solmutyöskentelyn avulla pyritään ottamaan kustannusarviot, simulaatiot, analyysit sekä muu rakennushankkeeseen liittyvä tieto entistä
paremmin mukaan suunnittelun apuvälineiksi. Yksi nykyisen rakennusprosessin ongelmista on, että suunnittelijat eivät yleensä saa välitöntä tietoa heidän tekemiensä suunnitteluratkaisujen vaikutuksesta
kokonaisuuteen tai muiden suunnittelijoiden vastuualueisiin. Solmutyöskentely parantaa tiedon siirtymistä osapuolien välillä mahdollistamalla viiveettömän suunnitelmatiedon siirtämisen osapuolien välillä.
4.4. Havainnollistaminen
Suuresta määrästä tuotettua tietoa ei ole hyötyä mikäli kaikki osapuolet eivät pysty käsittelemään sitä tehokkaasti. Tiedon havainnollistamisella solmutyöskentelyn aikana voidaan edesauttaa kokonaisuuden
hahmottamista. Työskentelyn aikana kyseisen vaiheen kannalta relevantti tieto kootaan yhteen ja esitetään kaikille osapuolille havainnollisena mittaristona. Seuraamalla tällaista jatkuvasti päivittyvää mittaristoa osapuolet pystyvät arvioimaan paremmin tehtyjen muutosten
vaikutusta projektin kokonaiskuvaan. Tehokkainta suunnittelun ja
päätöksenteon kannalta on, kun havainnollistukset ovat koko ajan
Vaatimus:
Tavoite:
PÄÄTÖKSET
VAIHE
Vaatimukset ja
tavoitteet
suunnittelulle
Hankkeen
valmistelu
Kilpailun
voittaja
Suunnittelun
valmistelu
Vaihtoehdon
valinta
Ehdotussuunnittelu
Kiinteä osa
Kiinteä osa
Yleissuunnittelu
Muuttuva osa
1
- Hankevaatimusten
testaus/todennus
PROJEKTITIIMIN
SOLMUT
2
- Kilpailujen
välinäyttö tai
ehdotusten arviointi
3
- Vaihtoehtoiset
ratkaisut
- Massoittelu
- Tontin käyttö
- Tilaryhmät
3A
4.1
4A
Toteutussuunnittelu
4.2
- Kiinteä osa
- TATE-tilavaraukset
- Tilaryhmät
4B
Rakentaminen
Toteutussuunnittelu
Muuttuva osa
Yleissuunnittelu
YLÄTASON
SOLMUT
Rakentaminen
5.1
- Muuttuva osa
- Tyyppitilat,-alueet/
mallihuoneet
5A
5B
5.2
- Kiinteän osan
toteutussuunnittelu
5C
5D
- Muuttuva osan
toteutussuunnittelu
5E
5F
Kuva 19: Rakennusprosessissa tunnistettuja solmukohtia. Prosessin aikana solmuja voidaan
järjestää eri tasoisina ja eri kokoonpanoilla aina kun sellaiseen koetaan olevan tarvetta.
Kuva 20: Solmutyöskentelyn aikana hankkeen mittaristo on jatkuvasti päivittyvänä esillä. Siten se auttaa hahmottamaan osapuolien suunnittelupäätösten vaikutusta kokonaiskuvaan ja
helpottaa suunnittelun ohjaamista oikeaan suuntaan.
66
Havainnollistaminen uudessa rakennusprosessissa
esillä. Kuva 22 havainnollistaa mittariston esilläoloa solmutyöskentelyn aikana.
Ongelmia ratkaistaessa tuotetaan usein suuri määrä erilaisia vaihtoehtoja. Eri vaihtoehtojen ominaisuuksien esittäminen havainnollisesti ja
yhtenäisesti mahdollistaa niiden helpon vertailun työskentelyn aikana
ja projektin edetessä. Se voi myös parantaa sisäistä viestintää, kun voidaan helposti todeta, että jokin tietty ratkaisumalli on käsitelty.
4.5. Case-tapaus ja havainnollistaminen
Tarkemman tarkastelun alla tässä työssä on ehdotussuunnitteluvaiheen solmu. Alkuvaiheen suunnittelussa on tähän asti hyödynnetty
melko vähän simulointeja, analyysejä ja kustannuslaskentaa suunnittelun apuvälineinä. Näiden työkalujen avulla tuotettu tieto olisi kuitenkin merkittävää suunnittelun kannalta. Niiden hyödyntäminen
heti suunnitteluprosessin alusta alkaen auttaisi suunnittelupäätösten
tekemisessä paremman tiedon pohjalta. Ehdotusvaiheen suunnittelulle on ominaista, että siinä käsitellään tulevan rakennuksen sellaisia
ominaisuuksia, joihin vaikuttaminen myöhemmin on työlästä tai jopa
mahdotonta. Sellaisia ovat tavallisesti rakennuksen massoittelu ja sijainti tontilla, joilla saattaa olla merkittävä vaikutus tulevan rakennuksen energiankulutukseen.
Case-tapauksessa minun roolini oli toimia tiedon havainnollistajana. Ennen solmua valmistelin työskentelyn aikana seurattavien osaalueiden havainnollistukset. Solmussa keräsin tarvittavat tiedot niitä
tuottavilta osapuolilta ja käsittelin tiedot havainnollistuksia varten
oikeaan muotoon. Havainnollistettuja tietoja käytettiin suunnitelmavaihtoehtojen arviointiin sekä myöhemmin päätöksentekoa varten
tuotetussa yhteenvedossa.
67
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
Human conditions
Financial costs
Functionality in use
Convenience
Safety
Health
Investment costs
Construction costs
Running costs
End of life cycle
WLC
Integrated life cycle design
Life cycle quality
Life cycle performance
Culture
Building traditions
Business culture
Architectural styles and trends
Aesthetics
Ecology
Energy costs
Raw materials costs
Environmental burdens costs
Waste costs
Kuva 21: Esimerkki rakennushankkeessa mitattavista ominaisuuksista.
4.6. Vaatimusten ja tavoitteiden asettaminen
Rakennushankkeen alussa määritetään mikä tekee kyseisessä hankkeessa suunniteltavasta rakennuksesta hyvän eli selvitetään millainen
rakennus on tavoitteena. Tämän jälkeen yhteistyössä suunnittelutyöryhmän kanssa määritetään mitkä ovat ne ominaisuudet, joilla suunniteltavasta rakennuksesta tulee halutunlainen. Nämä ominaisuudet
muodostavat rakennuksen avainmittarit, joita hyödynnetään rakennuksen suorituskyvyn seuraamisessa ja arvioinnissa. Päätöksentekijä
asettaa mittareille tavoitteet. Niiden asettamisen yhteydessä tavoitteet tulee koestaa, jotta voidaan varmistaa niiden toteuttamiskelpoisuus kyseessä olevan rakennuksen tapauksessa. Tämän jälkeen voidaan riittävin lähtötiedoin todeta tavoitteet projektissa vaatimuksiksi.
Kun tavoitteet ja vaatimukset asetetaan jo alkuvaiheessa realistiselle
tasolle ja kaikki osapuolet ovat niistä tietoisia, tulee päätöksenteosta
perinteistä prosessia läpinäkyvämpää. Kuva 21 esittää yhden vaihtoehdon rakennushankkeessa mitattavista ominaisuuksista.
Yhteistoiminnan tehostamiseksi kannattaa mittarit koota yhteen ja
havainnollistaa osapuolille. Koko suunnittelukokonaisuus hahmottuu
havainnollisesti esitetyn mittariston avulla paremmin kaikille. Jatkuvasti päivittyvillä mittareilla saadaan suurin hyöty irti. Suunnitelman
Kuva 22: Asemakaavan avulla asetetaan rajoituksia esimerkiksi rakennuksen laajuudelle, sijainnille ja kerrosluvulle.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
69
mittarointi ja mittarien arvojen esittäminen havainnollisesti on tärkeää, koska tällöin voidaan suorituskykyä jatkuvasti arvioida suhteessa
alussa asetettuihin tavoitteisiin.
Tavoitteiden koestaminen on tärkeä vaihe tavoitteiden ja vaatimusten
asettamista. Kaikkia ajateltuja tavoitteita ei välttämättä ole mahdollista toteuttaa johtuen esimerkiksi tilaohjelman tai rakennuspaikan
asettamista rajoitteista. Lisäksi rakennushankkeiden mittarit eivät ole
toisistaan riippumattomia. Yhden mittarin optimointi johtaa yleensä siihen, että muiden kohdalla joudutaan tekemään kompromisseja.
Tällaisten riippuvuussuhteiden ymmärtäminen vaatii ammattitaitoa
ja kokemusta. Siksi tavoitteita ja vaatimuksia asetettaessa on järkevää
hyödyntää myös erikoissuunnittelijoiden asiantuntemusta. Pyrkimyksenä on saada hankkeelle tavoitteet, jotka ovat realistisesti saavutettavissa.
Viime vuosina on rakennusten suorituskyvyn arviointiin yleistynyt
useita eri järjestelmiä. Tällaiset arviointi- ja sertifiointijärjestelmät,
kuten esimerkiksi Suomessakin monissa rakennuskohteissa käytetty
LEED, eivät kuitenkaan anna kattavaa kuvaa rakennusten suorituskyvystä ja ominaisuuksista.42 Uudessa rakennusprosessissa pyritään tuomaan päätöksenteon tueksi myös muita rakennukseen liittyviä arvoja
kuten rakennustaiteellisia- ja kulttuurisia tekijöitä, joita on tavallisesti
arvioitu vasta rakennuksen valmistuttua. Näin voidaan saada parempi
käsitys tulevan rakennuksen ominaisuuksista.
Tavoitteita rakennushankkeille asettavat useat osapuolet. Yleensä tilaaja määrittää hankkeelle sen tärkeimmät tavoitteet. Tällaisia ovat
toiminnalliset vaatimukset (tilaohjelma) ja kustannusraami (investointikustannukset). Tavallisesti asetetaan myös tavoitteita energiankäytölle (e-luku, hiilijalanjälki, energiankulutus), käyttöarvoille ja
rakennustaiteellisille arvoille.
42
Soebarto & Williamson 2001
Energiatehokas
Monikäyttöinen
OMINAISUUDET
Esteettinen
Millainen rakennus halutaan?
Edullinen
Valoisa
Ekologisuus
ARVOT
Mistä ominaisuudet muodostuvat?
Rakennustaiteelliset- ja kulttuuriset arvot
Käyttöarvot
Toiminnallisuus
Elinkaaritaloudellisuus
Käyttökustannukset
MITTARIT
Miten arvoja mitataan?
Investointikustannukset
Toimintakustannukset
AVAINMITTARIT
Mikä on tässä rakennuksessa tärkeintä?
Tuotot
Hoito- ja ylläpitokustannukset
Kuva 23: Ensimmäisessä vaiheessa pohditaan millainen rakennus halutaan. Tämän jälkeen
asetetaan mittarit, joilla haluttuja ominaisuuksia mitataan. Lopuksi valitaan tärkeimmät
mittarit, jotka muodostavat rakennukselle avainmittarit.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
71
Vaatimuksia rakennushankkeelle asettavat myös viranomaiset. Tällaisia ovat esimerkiksi asemakaavan vaatimukset, jossa asetetaan rajoituksia rakennuksen laajuudelle, kerrosluvulle, sijainnille tontilla tai
muille massoitteluun liittyville ominaisuuksille. Se voi kuitenkin sisältää paljon muitakin vaatimuksia. Kuva 22 näyttää asemakaavan avulla
määritettäviä vaatimuksia. Lisäksi viranomaiset asettavat rakennuksille vaatimuksia lakien ja määräysten kautta. Tällaisia ovat esimerkiksi palo- ja energiamääräykset.
Suunnittelijat asettavat rakennusprosessin aikana jatkuvasti itselleen ja muille suunnittelijoille vaatimuksia päästäkseen omiin tavoitteisiinsa. Tästä aiheutuvat ristiriidat eri osapuolien suunnitelmien
välille, jos rakennushankkeen sisäinen tiedonkulku ei ole sujuvaa.
Osa suunnittelijoiden tekemistä ratkaisuista vaikuttaa jollain tavalla
muihin osapuoliin. Esimerkiksi rakenneratkaisu voi vaikuttaa rakentamiskustannuksiin merkittävästi, mutta saattaa samalla asettaa rajoitteita arkkitehtonisille ilmaisukeinoille. Rakennushankkeessa asetetut tavoitteet eivät yleensä ole keskenään samanarvoisia. Tavoitteita
joudutaan usein arvottamaan, koska kaikkia tavoitteita ei välttämättä
kaikissa tilanteissa ole mahdollista saavuttaa. Esimerkiksi budjettiraami on tyypillisesti tiukkaan lukittu, mutta energiankulutustavoitteista
voitaisiin joustaa.
4.7. Tavoitteiden seuranta ja suunnittelun ohjaus
Suunnittelun johtamisen tarkoitus on varmistaa suunnittelutavoitteiden toteutuminen siten, että suunnitelmakokonaisuus täyttää tilaajan
asettamat tavoitteet ja rakentamiselle määrätyt vaatimukset. Prosessin alkuvaiheessa on määritetty mittarit sekä niille tavoitteet ja/tai
vaatimukset.43 Näiden mittareiden arvoja päivitetään jatkuvasti ja ne
kertovat osapuolille kulloisellakin hetkellä suunnitelman suorituskyvyn suhteessa tavoitteisiin. Suunnittelun painopistettä ja resursseja
43
RT 13-10860: Suunnittelun johtaminen rakennushankkeessa
72
Havainnollistaminen uudessa rakennusprosessissa
voidaan tällöin ohjata oikeaan paikkaan parhaan mahdollisen tuloksen
saavuttamiseksi.
Tuotetun tiedon jatkuva havainnollistaminen erityisesti solmujen aikana tarjoaa suunnittelun ohjaukseen uusia mahdollisuuksia. Havainnollistetun mittariston avulla seurataan suunnitelmien kehittymistä,
mistä tehdyt havainnollistukset mahdollistavat perinteistä rakennusprosessia paremmin tavoitteiden seurannan esittämällä suunnitelman
suorituskyvyn helposti tulkittavassa muodossa. Siitä on apua erityisesti suunnitteluun perehtymättömille, koska sen avulla voidaan nähdä miten tehdyt päätökset ovat vaikuttaneet tavoitteisiin. Mittaristoa
hyödynnetään myös vertailemaan eri suunnitteluvaiheissa tehtyjen
Kuva 24: Suunnitelmavaihtoehtojen osa-alueiden vertailu.
73
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
Taulukot
Puhe
Tietomallit
Viestit
BIM
@
Tekstit, kuvat,
piirrokset
Kuva 25: Solmujen aikana osapuolet siirtävät tietoa toisille osapuolille monissa eri muodoissa
kuten tietomallien, taulukoiden, tekstin, kuvien, viestin ja puheen avulla. Tarpeellisen tiedon
erottaminen tallennettavaksi ja havainnollistettavaksi vaatii asiantuntemusta.
suunnitelmien suorituskykyä toisiinsa sekä tietyn prosessivaiheen
päätöksenteon helpottamiseen.
Erityisesti solmutyöskentelyn aikana on hyötyä siitä, että rakennuksen suorituskyvyn mittarit ovat esillä jatkuvasti havainnollisesti. Mittareiden havainnollistaminen ja niiden jatkuva päivittäminen toimii jo
itsessään suunnittelua ohjaavana tekijänä. Osapuolet voivat aiempaa
helpommin arvioida muutosten vaikutukset suorituskyvyn eri osaalueiden mittareihin. Päätöksentekijät näkevät esimerkiksi aiempaa
74
Havainnollistaminen uudessa rakennusprosessissa
helpommin miten energiatavoitteiden kiristäminen vaikuttaa kustannuksiin. Tämä mahdollistaa tehokkaamman suunnittelun sillä solmuissa on mahdollista tuottaa lyhyessä ajassa suuri määrä vaihtoehtoja ja nähdä erilaisten ideoiden vaikutus kokonaisuuteen.
Mittariston käytössä tulee huolehtia, että eri mittareiden arvot tuotetaan yhtenevällä tavalla joka tilanteessa kuten eri prosessivaiheissa ja
eri vaihtoehdoista. Näin mittaristosta saadaan suurin hyöty irti kun
voidaan verrata tehtyjen muutosten vaikutusta aiempiin tai toisiin
versioihin. Esimerkiksi kustannusten noustessa voidaan todeta, että
samaan aikaan kiristettiin energiatavoitteita. Mittaristo ja sen havainnollistukset helpottavat osapuolia näkemään mistä muutokset tiettyyn osa-alueeseen johtuvat.
Useimmiten rakennuksen suorituskyvyn eri osa-alueet eivät ole asiakkaan kannalta täysin samanarvoisia. On tavallista, että esimerkiksi
investointikustannukset on lukittu heti prosessin alussa eikä niistä
voida joustaa, mutta energiankulutuksen tavoitteista tai arkkitehtonisista arvoista voidaan. Useiden vaihtoehtojen vertailua varten voidaan
arvojen keskinäisille suhteille määrittää painotus. Sen avulla voidaan
arvottaa vaihtoehtojen tai versioiden ominaisuudet. Vähemmän tärkeiden osa-alueiden arvot jäävät tällöin pienemmälle huomiolle. Painotus voi yksinkertaisimmillaan olla kaksiportainen, jossa on esitetty
mistä osa-alueista voidaan joustaa ja mitkä ovat tiukkoja. Voidaan esimerkiksi todeta projektin olevan kokonaisuutena riittävän onnistunut
vaikka kaikkien osa-alueiden arvot eivät tavoitteita täyttäisikään ja ohjata suunnittelua haluttuun suuntaan.
4.8. Tiedon käsittely havainnollistamista varten
Tietoa liikkuu rakennushankkeessa lukuisissa eri muodoissa (kuva 25).
Osapuolet tuottavat ja siirtävät tietoa muille esimerkiksi puheen, taulukoiden, ja tietomallien välityksellä. Siirtyvän tiedon määrä on niin
suuri, että kaikkea tietoa ei voida, eikä ole järkevääkään, tallentaa. Tal-
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
75
lennettava tieto on rajattava joidenkin kriteerien perusteella. Tyypillisesti rajaus tapahtuu kulloisenkin työskentelyn tavoitteiden kannalta
olennaisten suunnitteluvaihtoehtojen tai -versioiden mittareiden arvojen tallentamiseen. Suunnittelun aikana monet suunnitteluvaihtoehdot pudotetaan pois ilman, että niistä tallentuu mitään tietueita. Ne
voivat olla esimerkiksi ideoita tilajärjestelyistä, jotka todetaan mahdottomiksi ennen kuin niistä on ehditty tehdä edes luonnoksia.
Solmutyöskentelyssä tiedon havainnollistaja tallettaa solmun tavoitteiden kannalta olennaiset tiedot ja käsittelee ne havainnollistamista
varten oikeaan muotoon. Yhteen koottu ja käsitelty tieto havainnollistetaan kullekin tietotyypille parhaiten soveltuvalla tavalla. Teoriassa
kaiken suunnittelutiedon tallentaminen yhteen tietomalliin olisi havainnollistamisen kannalta optimaalista, koska kaikki tieto voitaisiin
lukea yhdestä paikasta. Käytännössä tämä ei kuitenkaan ole realistinen
vaihtoehto. Suunnittelijoiden erilaisten tarpeiden takia eri osapuolet
työskentelevät omien malliensa parissa. Esimerkiksi olosuhdeanalyyseissä saatetaan tiloja jakaa tai käsitellä eri perustein kuin arkkitehdin
mallissa, jolloin mallit eivät edes lähtökohdiltaan ole yhtenäisiä. Malleja hyödynnettäessä voidaan osapuolien mallit koota yhdeksi yhdistelmämalliksi, josta haluttu tieto voidaan lukea.
On tavallista, että osa rakennukseen liittyvästä tiedosta sijaitsee erillisissä taulukoissa tai tietokannoissa mallien ulkopuolella. Erityisesti
alkuvaiheen suunnittelussa tietoa käsitellään paljon tallentamatta sitä
suunnitteluohjelmiston tietomalliin. Tietomalleihin on yleensä mahdollista sisällyttää linkkejä ulkoisiin tietolähteisiin ja tiedostoihin, jolloin myös ulkoinen tieto saadaan tarvittaessa yhdistettyä malliin.
4.9. Tietomallien sisältö ja tarkkuustaso
Tiedon määrä kussakin vaiheessa tulee rajoittaa tarvittavalle minimitasolle. Prosessin aikana tarpeet tietomallien sisällölle ja tarkkuustasolle vaihtelevat. Yleisesti ottaen tieto on luonteeltaan kumuloituvaa
Tilaluettelo
Tunnus
Nimi
Tyyppi
21201
21202
21901
MH
MH
AULA
11201
11202
11203
11204
11901
15901
16401
17301
K8201
OH
MH1
MH2
MH3
ET
VH
K+R
WC
VAR
Huoneistoala
Kerrosala
12 Asuinhuoneet
12 Asuinhuoneet
19 Erittelemättömät asuintilat
Yhteensä 2. krs
16.5 hum²
12.5 hum²
2.0 hum²
31.0 hum²
32.5 kem²
12 Asuinhuoneet
12 Asuinhuoneet
12 Asuinhuoneet
12 Asuinhuoneet
19 Erittelemättömät asuintilat
59 Erittelemättömät säilytystilat
64 Keittiötilat
73 WC-tilat
Yhteensä 1. krs
18.0 hum²
13.0 hum²
10.0 hum²
9.5 hum²
16.5 hum²
2.5 hum²
9.5 hum²
2.0 hum²
81.0 hum²
98 kem²
82 Kiinteistökohtaiset varastotilat
Yhteensä kellari
56.5 hum²
56.5 hum²
58 kem²
Yhteensä
168.0 hum²
188.5 kem²
Kuva 26: Tyypillinen rakennushankkeessa tuotettava taulukkomuotoinen tieto.
ja lisääntyy sekä tarkentuu jatkuvasti prosessin edetessä. Käytännön
työskentelyn kannalta on löydettävä optimi mallintamiseen käytettävän työn määrän ja siitä saatavan hyödyn väliltä. Yleisissä tietomallivaatimuksissa 2012 on on ohjeistettu jonkin verran eri vaiheen
tietomallien sisältöjä. Tällaiset suositukset tulisi räätälöidä jokaiseen
projektiin erikseen ja näin yleensä tehdäänkin. Uudessa rakennusprosessissa erityisesti solmujen kohdalla on tärkeää määrittää tarkasti
mikä tieto on kyseisen vaiheen tavoitteiden kannalta tarpeellista. Päämääränä on tuottaa ainoastaan tarvittava tieto parhaalla mahdollisella tavalla. Tämä tallennettavan tiedon laadun määrittely tulisi tehdä
yhteistyössä kaikkien osapuolien kesken. Näin saavutetaan kaikille
osapuolille parempi ymmärrys siitä mitä varten tietomalleja ollaan
luomassa ja miten niitä aiotaan hyödyntää.
Erityisesti alkuvaiheen suunnittelussa on tarpeen määrittää tarkkaan
kulloinkin työstettäviltä tietomalleilta vaadittava tietosisältö ennen
tietomallintamisen aloittamista. Esimerkiksi aikaisessa suunnittelu-
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
77
vaiheessa suoritettavat analyysit ja simulaatiot saattavat vaatia tarkemman mallin kuin mihin perinteisesti on totuttu, mutta toisaalta
taas pyritään mahdollisimman tehokkaaseen työskentelyyn ja minimitietosisältöön. Tästä syystä varsinaisen tietomallin tekeminen ei aina
ole välttämätöntä jos sitä ei tarvittavan tiedon tuottamiseen vaadita.
Voi esimerkiksi riittää, että vain osa suunnittelijoista luo mallin. Tietomalli ei myöskään välttämättä tarkoita kolmiulotteista rakennuksen
virtuaalimallia, joka on luotu tietomallinnusohjelmistolla. Se voi alkuvaiheessa olla hyvinkin yksinkertainen tietokanta tai taulukko, jos
tämä on tiedon ja projektin luonteen kannalta riittävä muoto. Usein
kuitenkin jo varhaisessa vaiheessa luodaan kolmiulotteinen rakennuksen tietomalli esimerkiksi tilallisten tarkastelujen helpottamiseksi tai
energiasimulointien pohjaksi.
Tietomallintavassa rakennushankkeessa, jossa joudutaan ottamaan
kantaa olemassa olevaan rakennuskantaan, joudutaan lähtötilanne
usein mallintamaan jollain tarkkuustasolla. Inventointimallin, kuten
muidenkin prosessissa tuotettavien mallien tulee kussakin vaiheessa
vastata sen vaiheen suunnittelun lähtötiedon tarpeita. On siis tärkeää,
että etukäteen määritetään mitä tietoa tuotetaan. Tarkan inventointimallin rakentaminen vaatii usein varsin työläitä mittauksia, joten
alkuvaiheen analyysejä varten voi olla järkevää mallintaa karkea tietomalli esimerkiksi pelkkien tilojen osalta vanhojen piirustusten pohjalta. Vasta myöhemmässä vaiheessa mallinnetaan tietomalli tarkan
mittausaineiston pohjalta jatkosuunnittelun pohjaksi.
4.10. Tuotetun tiedon laatu ja käsittely
Rakennushankkeessa tuotettu tieto on hyvin monipuolista. Tietotyypit vaihtelevat tarkasti mitattavista ja laskettavista arvoista subjektiivisiin, kvalitatiivisilla lausunnoilla kuvattaviin arvoihin. Arvoilla
on lähes poikkeuksetta eri yksiköt, jotka eivät ole suoraan keskenään
vertailukelpoisia (Schreyer ym. 2010). Heti rakennusprosessin alusta
E-LUKU
H / 1.0
H / 1.1
H / 1.4
L / 1.0
L / 1.4
L / 1.5
VAATIMUS
TAVOITE
EPÄTARKKA
TIEDON TARKKUUS
TARKKA
163
156
125
160
122
116
Kuva 27: Mittareiden arvojen esittämisen yhteydessä on hyvä esittää tulosten tarkkuusarvo.
asti tuotetaan tyypeiltään hyvin erilaisia tietoja. Havainnollistamisen
näkökulmasta ne voidaan jakaa kahteen eri ryhmään.
Ensimmäiseen tietoryhmään kuuluu tarkasti mitattava numeerinen
data, jollaista on esimerkiksi kustannukset (rakentaminen, elinkaari,
toiminta jne.) ja energiankulutukseen liittyvät arvot (kuten e-luku,
hiilijalanjälki tai tavoite-energiankulutus). Tällainen tieto on luonteeltaan helposti havainnollistettavissa visuaalisesti. Numeerisen tiedon
visualisointiin on olemassa vakiintuneet käytännöt. Niille on projektissa yleensä määritetty tavoitteet ja vaatimukset, joihin saatuja arvoja
on yksinkertaista verrata. Kuva 26 esittää tyypillistä rakennushankkeessa tuotettavaa numeerista tietoa.
Toinen ryhmä on ei-numeerinen tieto. Muun muassa arkkitehtuurin,
toiminnallisuuden, yhteyksien, tai käyttöturvallisuuden kuvaaminen
ei lähtökohtaisesti onnistu numeerisilla arvoilla tiedon luonteesta
johtuen. Tietoa voidaan kuitenkin jatkojalostaa, jotta siitä saadaan visualisointimielessä paremmin käsiteltävää. Yksi vaihtoehto on muuntaa arvoja numeeriseen muotoon kyselyiden avulla, jossa esimerkiksi
tulevia käyttäjiä pyydetään arvioimaan eri suunnitelmavaihtoehtoja.
Tämän jälkeen tieto muunnetaan numeroarvoiksi ja visualisoidaan kuten muukin numeerinen tieto. Merkittävässä asemassa on kyselyn luominen siten, että tietyn osa-alueen, kuten massoittelun arvioihin eivät
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
79
vaikuttaisi mahdolliset arvioijan muihin osa-alueisiin liittyvät mielipiteet ja näkemykset. Ei-numeerisen tiedon vaatimusten tai tavoitteiden
määrittäminen on vaikeaa millään tietyllä numeroarvolla. Havainnollistaminen mahdollistaa vaihtoehtojen keskinäisen vertailun.
Suunnittelun aikana tuotetuilla arvoilla on aina jonkinlainen epätarkkuus. Epätarkkuutta aiheuttavat esimerkiksi laskentakaavoissa käytetyt yksinkertaistukset sekä se, että erityisesti suunnittelun alkuvaiheessa useat suunnittelun lähtötiedot ovat vielä arvioita tai arvauksia.
Uudessa rakennusprosessissa pyritään hyödyntämään simulointeja
aiemmin kuin perinteisessä prosessissa. Esimerkiksi energiasimuloinneissa voidaan saavuttaa 20–30% tarkkuus jo alkuvaiheessa (Olofsson
ym. 2010 s. 26). Rakennusprosessin edetessä simulointien lähtötiedot
paranevat ja lisääntyvät kuten muukin tieto prosessissa. Vastaavasti
parantuneiden lähtötietojen pohjalta tehtyjen simulointien tulokset
tarkentuvat.
Suunnitelman suorituskyvyn seurannan ja tuotetun tiedon havainnollistamisen kannalta merkitystä on erityisesti sillä, että prosessin eri
vaiheissa tehtävät simuloinnit suoritetaan samanlaisilla pohjatiedoilla
ja oletuksilla. Tämä mahdollistaa tulosten vertailun aiempiin versioihin tai rinnakkaisiin vaihtoehtoihin. Tulosten keskinäiset suhteet ovat
tällöin oikein vaikka absoluuttiset arvot eivät välttämättä vastaisikaan
todellista.
Tiedon havainnollistamisen yhteydessä on hyvä välittää visualisoinnin tulkitsijalle käsitys tiedon tarkkuustasosta. Tämä voidaan tehdä
yksinkertaisimmillaan liittämällä visualisointien yhteyteen pieni ympyräkaavio esittämään tiedon luotettavuutta ja tarkkuutta. Samalla
voidaan paremmin arvioida lukuihin pohjautuvien päätösten riskiä,
koska visualisoinneista voidaan lukea suoraan mitkä tiedosta ovat vielä epätarkkoja arvauksia. Toinen vaihtoehto on liittää visualisointeihin merkintä prosessivaiheesta kunkin datapisteen kohdalle. Monilla
ammattilaisilla on hyvä käsitys siitä, minkä tasoisia tuloksia missäkin
vaiheessa on mahdollista saada.
5. CASE: JYVÄSKYLÄN
ONERVA MÄEN KOULU
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
81
5.1. Ensimmäinen solmu
Onerva Mäen koulun ensimmäisessä solmussa työskenneltiin rakennuksen massoitteluvaihtoehtojen parissa. Solmun lähtökohdaksi
arkkitehti oli luonut kolme eri vaihtoehtoa, joiden suorituskykyä vertailtiin parhaan edotuksen löytämiseksi. Päätöksenteon tukemiseksi
selvitettiin mitä tietoja tilaryhmämallista voidaan tuottaa ja mitkä
niistä ovat merkityksellisimpiä päätöksenteon kannalta.
Pieniä ongelmia lukuun ottamatta arkkitehdin malli siirtyi energialaskelmia varten simulointiohjelmistoon IFC-muodossa hyvin. Näin
arkkitehdin mallia voitiin käyttää lähes sellaisenaan energialaskennan
lähtötietona ja vältyttiin usein mallien luomiselta. Tiedonsiirtoa simulointiohjelmiston ja arkkitehdin suunnitteluohjelmiston välillä oli
kokeiltu etukäteen ja suurimmat ongelmakohdat oli ratkottu ennen
solmua. Ongelmia olivat aiheuttaneet kaarevat tilareunat tuotaessa
arkkitehtimallia energiasimulointiohjelmistoon.
Solmussa käytössä olleet tilaryhmämallit olivat luonnosvaiheen malleja, joten niistä tehdyt analyysit sisälsivät paljon tarkkuutta heikentäviä
epävarmuustekijöitä. Mallit sisälsivät aluksi karkean ympäristömallin
lisäksi ainoastaan tilaryhmät ilman mitään rakennusosia. Solmun aikana malleihin lisättiin jonkin verran rakennusosia eri osapuolien lähtötietojen tarkistamiseksi. Kaikki kolme vaihtoehtoa oli mallinnettu
samalla tarkkuudella ja tietosisällöllä, joten niiden pohjalta tehtyjen
tarkastelujen tuloksia pystyttiin vertailemaan keskenään.
5.1.1. Käytetyt mittarit
Solmun yhteydessä selvitettiin minkä tyyppistä tietoa näin aikaisessa
projektivaiheessa voidaan malleista tuottaa. Lopputuloksena päädyttiin arvioimaan suunnitelman ekologisia ja taloudellisia arvoja sekä
suunnitelmien laajuustietoja. Osalle näistä oli määritetty sekä tavoite
että vaatimus ja osalle vain toinen. Ne oli määritetty etukäteen tilaajan toimesta. Keskustelun tasolla pidettiin mukana myös vaikeammin
82
Case: Jyväskylän Onerva Mäen koulu
mitattavat arvot kuten arkkitehtuuri ja toiminnallisuus, mutta niitä ei
tässä solmussa arvioitu mittareilla.
Ekologisista mittareista laskettiin kaikille vaihtoehdoille e-luku, hiilijalanjälki ja energiankulutus. Laskelmia tehtiin erilaisilla lähtöarvoilla,
jotta nähtiin kuinka tiukat vaatimukset täytyy asettaa rakenteille ja
talotekniikalle päästäksemme asetettuihin tavoitteisiin. Arkkitehdin
mallista saatiin luettua lähinnä tilojen laajuustietoja, mutta sen tietosisältö oli kuitenkin riittävä alustavia energialaskelmia varten. Olosuhdesimuloinnin osalta päätettiin, että sitä käsitellään vasta myöhemmässä vaiheessa sillä malli oli siihen liian karkea. Sitä varten malleissa
olisi pitänyt olla yksittäiset tilat tilaryhmien sijaan.
Taloudellisista mittareista laskettiin arvioita energiankulutuksen kustannuksille ja investointikustannuksille. Tässä vaiheessa kustannuksia
arvioitiin tavoitehintalaskelman pohjalta. Kaikkien kolmen vaihtoehdon tilojen pohjapinta-alat olivat tilaohjelman mukaisia. Näin arviot
investointikustannuksista olivat identtisiä ja niiden lähinnä todettiin
mahtuvan budjettiin.
Solmun aikana huomattiin, että energiasimuloijan ja kustannuslaskijan laskelmat vaihtoehtojen ulkovaipan pinta-alasta erosivat toisistaan
huomattavasti. Kustannuslaskija oli laskenut ulkovaipan pohjapiirustuksista kun taas energiasimulointiin käytetty ohjelmisto oli tuottanut
laskelman ulkovaipan pinta-alasta tilaryhmämallin perusteella. Tästä
johtuen päätettiin mallintaa arkkitehdin malliin tilaryhmien ympärille
myös ulkoseinät, väli-, ylä- ja alapohjat. Näiden avulla taas pystyttiin
helposti laskemaan ulkovaipan pinta-ala tarkasti suoraan mallista. Solmutyöskentelyn etu perinteiseen työskentelyyn verrattuna näkyi tässä kohdassa erityisen hyvin, kun eri osapuolien käyttämiä lähtötietoja
pystyttiin vertaamaan helposti keskenään ja reagoimaan eroavaisuuksiin välittömästi.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
83
5.1.2. Havainnollistaminen
Solmun aikana tuotettiin vain numeerista tietoa. Eri osapuolien tuottamat tiedot koottiin yhteen taulukkolaskentaohjelmistossa. Tieto
havainnollistettiin pääasiassa viivakaavioiden avulla (kuva 4.1.1). Kaavioissa esitettiin tavoite- ja vaatimusarvot niiden mittareiden kohdalla
joille sellaiset oli asetettu. Energiasimulointien tulokset ja muut malleista saadut arvot tallennettiin taulukkoon havainnollistamista varten. Kaikissa mittareissa pienempi lukuarvo on parempi, joten niitä
on mahdollista vertailla keskenään. Versioiden vertailua varten luotiin
mahdollisuus korostaa haluttu versio visualisoinneissa vaalean keltaisella sävyllä.
Tiedon syöttökentät vaihtavat väriään tietoa syötettäessä jolloin havaitaan välittömästi syötetyn lukuarvon suhde tavoitteeseen ja vaatimukseen. Väriasteikkona käytettiin tavanomaista puna-kelta-vihreää.
Punainen väri kuvaa, että vaatimus ei täyty. Keltainen väri taas ilmaisee, että vaatimus täyttyy, mutta tavoite ei. Vihreä väri puolestaan kertoo tavoitteenkin täyttyvän. Taulukosta näkee näin nopeasti tavoitteiden toteutumisen lukematta lukuarvoja.
Tärkeimpien mittareiden arvot koottiin yhteen omalle sivulleen. Yhteenvetosivulla vaihtoehdoista ja versioista esitettiin aksonometria
sekä solmussa tuotetut tunnusluvut. Merkittävimmät osa-alueet esitettiin säteittäisenä kaaviona (engl. radar chart), joka mahdollistaa
version arvioinnin yhdellä silmäyksellä. Yhteenvetosivua ei kuitenkaan käytetty päätöksentekoa varten luodussa raportissa ja se olisikin
vaatinut enemmän käsittelyä ollakseen käyttökelpoinen. Nyt tunnuslukujen visualisointi esitti lähinnä energiatehokkuuden mittareiden
arvoja kaikkien päätöksenteossa arvioitavien osa-alueiden sijaan, joka
tosin johtui siitä, ettei solmussa käsitelty kaikkia osa-alueita.
84
Case: Jyväskylän Onerva Mäen koulu
5.1.3. Solmun kehittämisajatuksia
Perinteisesti suunnittelijat ovat luovuttaneet tietojaan hyvin rajallisesti muiden käyttöön muuten kuin etukäteen määritetyissä prosessin
vaiheissa. Käytännössä usein suunnitelmia on annettu muiden osapuolien käyttöön vasta kun niiden tarkkuustaso on voitu varmentaa.
Solmutyöskentelyssä suunnitelmien kehittäminen vaatii nopean tiedon välittämistä ja tuottamista myös vaikka tiedon tarkkuus ei olisikaan suuri. Jos suunnitelmista saadaan alustavaa ja epätarkkaakin tietoa esimerkiksi arvioimalla niitä kokemusperäisen tiedon pohjalta, voi
suunnitteluryhmä reagoida tuloksiin perinteistä prosessia tehokkaammin tekemällä muutoksia suunnitelmiin välittömästi solmun aikana.
Tämän solmun kustannuslaskija oli suunnitteluvaiheesta johtuen
hyvin varovainen suunnitelmien kustannuserojen arvioinnissa. Käytännössä vain todettiin, että kustannuslaskenta perustuu pelkästään
tilojen pinta-aloihin. Tämä johti identtisiin kustannusarvioihin vaihtoehtojen kohdalla, koska suunnitelmien tilat olivat laajuudeltaan yhtenäiset. Vaihtoehtojen välillä oli kuitenkin huomattavia eroja esimerkiksi ulkovaipan rakennusosien määrän suhteen massoittelueroista
Kuva 28: Solmutyöskentelyn aikana täydennetty seurantataulukko havainnollistuksineen.
Vaihtoehto/versio
Tiedon status:
OK
Painotettu e-luku
Tavoite
Vaatimus
kWh/n2/vuosi (raja-arvo)
Minimi
122
Tavoite
0,40
OK
Maksimi
191,00
Vaatimus
1,40
E-luku opetustilat
Tavoite
Vaatimus
kWh/n2/vuosi (raja-arvo)
Minimi
115
Tavoite
1,40
OK
A
A.5
Maksimi
170,00
Vaatimus
1,40
E-luku majoitustilat
Tavoite
Vaatimus
kWh/n2/vuosi (raja-arvo)
D
D.5
H
H.2
Vuoto=2
As ikkunat=10%
IV=70%
Koulun ikkunat 12%
Vuoto=2
As ikkunat=10%
IV=70%
Koulun ikkunat 12%
Vaihtoehtojen kuvaus:
H.3
H.4
H.5
Vuoto=2
As ikkunat=10%
IV=70%
Koulun ikkunat 12%
Vuoto=2
Ikkunat=10%
IV=70%
Vuoto=2
Ikkunat=10%
Vuoto = 2
200
A
172
122
191
A.5
152
122
191
D
169
122
191
D.5
151
122
191
H
161
122
191
H.2
154
122
191
H.3
152
122
191
H.4
145
122
191
H.5
143
122
191
Kerroin
0,40
A
1,12
Maksimiarvo
1,60
A.5
0,83
D
1,08
D.5
0,82
H
0,97
H.2
0,86
H.3
0,83
H.4
0,73
H.5
0,70
A
125
A.5
122
D
134
D.5
134
H
134
H.2
118
H.3
118
H.4
118
H.5
115
200
170
170
170
170
170
170
170
170
170
160
A
0,58
A.5
0,53
D
0,75
D.5
0,75
H
0,75
H.2
0,45
H.3
0,45
H.4
0,45
H.5
0,40
A
257
A.5
233
D
274
D.5
228
H
265
H.2
252
H.3
245
H.4
219
H.5
219
240
240
240
240
240
240
240
240
240
A
1,09
A.5
0,65
D
1,40
D.5
0,56
H
1,24
H.2
1,00
H.3
0,87
H.4
0,40
H.5
0,40
190
A
318
295
A.5
274
295
D
315
295
D.5
273
295
H
305
295
H.2
H.3
H.4
295
295
H.5
264
295
325
295
180
160
Painotettu e-luku
140
Tavoite
Vaatimus
120
100
A
A.5
D
D.5
H
H.2
H.3
H.4
H.5
A
A.5
D
D.5
H
H.2
H.3
H.4
H.5
A
A.5
D
D.5
H
H.2
H.3
H.4
H.5
A
A.5
D
D.5
H
H.2
H.3
H.4
H.5
180
E-luku opetustilat
140
Tavoite
Vaatimus
120
100
290
270
250
E-luku majoitustilat
230
Minimi
219
Tavoite
0,78
OK
Maksimi
274,00
Vaatimus
0,78
Hiilijalanjälki (energia)
Tavoite
Vaatimus
1000kg/a (rakennus)
Minimi
264
Tavoite
0,97
Maksimi
318,00
Vaatimus
0,97
Vaatimus
210
315
305
295
Hiilijalanjälki
(energia)
285
275
Tavoite
265
A
1,40
A.5
0,59
D
1,34
D.5
0,57
H
1,16
H.2
H.3
H.4
H.5
0,40
255
1 650
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
85
johtuen. Tämän hintaeron suuruusluokkaa olisi voinut arvioida jollain
tarkkuudella, koska ulkovaipan rakennusosien määrät ja alustavat tyypit olivat solmun aikana tehdyn mallintamisen ansiosta tiedossa.
Suunnitelmien energiatehokkuutta parannettiin solmun aikana monin
toimenpitein. Muutoksista aiheutuvaa kustannusten nousua ei kuitenkaan arvioitu millään tavalla. Esimerkiksi ikkunoiden u-arvojen ja ulkovaipan tiiveyden parantamisen hintaa olisi voitu arvioida aiempien
kokemusten perusteella. Vaikka tarkkoja arvoja ei suunnitelmien luonteesta johtuen olisikaan saatu, olisi eroja kuitenkin voitu visualisoida
näyttämällä esimerkiksi prosentuaaliset kustannuserot. Merkittävää
oli myös, että energiatehokkuuden tavoitteet eivät e-lukulaskennan
osalta olleet oikein sillä ne oli asetettu eri lähtötiedoilla kuin mitä laskelmissa yleensä käytetään. Tavallisin lähtöarvoin tehdyillä laskelmilla
ei määritettyihin tavoitteisiin olisi päästy ja tavoitteet päivitettiinkin
solmun aikana.
Tietomallit oli tehty karkeasti tilaryhmien tasolla. Esimerkiksi hyötyaloja ja muita aloja ei oltu eritelty, joten niitä ei pystytty laskemaan
tietomalleista. Arkkitehti kuitenkin toimitti ohjausryhmän käsittelyä varten varsin tarkat tilakaaviot eri vaihtoehdoista. Näiden tilojen
mallintaminen olisi mahdollistanut paremman tilojen analysoinnin
solmussa sekä suunnitelmien tehokkuuksien vertailun. TarkemmasKuva 29: Jokaisen vaihtoehdon tärkeimpien mittareiden, avainmittareiden arvot koottiin yhteen omalle sivulleen.
A.5
Ekologiset mittarit
Painotettu e-luku
Hiilijalanjälki (energia)
Tavoite-energiankulutus
Avainmittarit
172 kWh/n2/vuosi
386 1000kg/vuosi
1 744 MWh/vuosi
Taloudelliset mittarit
Energiakustannukset
Investointikustannukset
Kustannusvertailu
119 000 €
28 400 000 €
0,0 %
Aksonometria
E-LUKU
LAAJUUS
HIILIJALANJÄLKI
Laajuustiedot
Bruttoala
Huoneala
13100 br-m²
12756 h-m²
ENERGIAKUSTANNUKSET
ENERGIANKULUTUS
86
Case: Jyväskylän Onerva Mäen koulu
ta mallista on myös mahdollista visualisoida tilojen toiminnallisuutta
automaattisesti käyttäen hyväksi niihin liitettyä tietoa kuten nimi tai
käyttötarkoitus.
Tietomallin sisällön määrittäminen tarkasti etukäteen on erittäin tarpeellista. Kuten edellä todettiin, eivät solmuun tuotetut mallit kaikilta
osin vastanneet tarpeisiin. Arkkitehdin malli oli riittävä energiasimuloinnin pohjaksi, mutta muihin tarkoituksiin sitä ei voitu juurikaan
hyödyntää. Mallintavassa rakennusprosessissa tietomalli on tärkeimpiä informointivälineitä. Mahdollisuuksien mukaan pääosa olemassa
olevasta tiedosta tulisi tallentaa tietomalliin, jotta se on helposti siirrettävissä muille osapuolille.
Tilaohjelma oli luotu teoreettisen laskennan pohjalta. Siitä saadut tavoitearvot rakennuksen tilavuudelle ja muotokertoimelle eivät olleet
realistisesti tavoitettavissa kun tilat järjestetään toiminnallisten vaatimusten mukaan tontille. Oman solmun järjestäminen tilaohjelman
määrittelyn yhteydessä hankesuunnitteluvaiheessa siten, että suunnittelijat olisivat olleet mukana, olisi saattanut auttaa realistisempien
tavoitearvojen luomisessa.
5.1.4. Koontipalaveri
Ensimmäisen solmun jälkeen pidettiin ehdotusesitysten koontipalaveri, jossa tarkistettiin päätöksentekijöitä varten luodun esityksen tiedot
ja sisältö. Palaverin jälkeen käytiin lyhyesti läpi vapaana keskusteluna
näkemyksiä solmutyöskentelystä. Ilmaistut mielipiteet vaihtelivat positiivisen ja negatiivisen välillä.
Huonona puolena solmutyöskentelyssä pidettiin sitä, että monimutkaisen rakennuksen todellinen suunnittelu ei onnistu yhden päivän
aikana vaan suureen rakennukseen liittyvän problematiikan ymmärtäminen vie jopa kuukausia. Solmutyöskentelyn nähtiin sopivan paremmin tarveselvitysvaiheeseen hankkeen tavoitteiden määrittelyyn kuin
massoitteluvaihtoehtojen suunnitteluun. Solmun ei nähty saavutta-
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
87
neen paljoa, vaan todettiin 26 ihmisen käyttäneen päivän sellaiseen,
jonka 3 ihmistä olisi tehnyt 3 tunnissa. Esitettiin myös näkemys siitä,
että solmutyöskentely ei välttämättä ole mitenkään uusi työskentelytapa. Samankaltaista työskentelyä on ollut siitä lähtien, kun suunnittelualat ovat olleet eriytyneet. Suunnittelijat ovat jo kauan pitäneet
keskenään kokouksia ja palavereita.
Solmun puolesta taas puhui se, että monia asioita saatiin ratkeamaan
heti. Tuloksia tai arvoja ei jouduttu odottamaan useita päiviä, mikä
on tyypillistä perinteiselle rakennusprosessille. Suunnittelun koettiin
edenneen päivän aikana sillä suunnittelua tehtiin ja tuloksia saatiin jo
yhden päivän työskentelyn aikana. Solmu koettiin hyvänä oppimistapahtumana. Erityisesti energia-asioista ja mallityöskentelystä saatiin
kokemusta.
5.2. Toinen solmu
5.2.1. Käytetyt mittarit
Toisen solmun tavoite ja lähtötietotarpeet vastasivat ensimmäistä solmua. Edellisen solmun massoitteluvaihtoehdot palautettiin valmisteluun eikä päätöstä tietyn vaihtoehdon valitsemisesta jatkokehityksen
pohjaksi tehty. Solmussa käsiteltiin jälleen arkkitehdin luomia kolmea
vaihtoehtoa, jotka oli mallinnettu tilaryhmätasoisina. Yksi vaihtoehdoista oli kehitetty edellisen solmun palautteen pohjalta ja kaksi muuta olivat kokonaan uusia vaihtoehtoja.
Vaihtoehtojen suorituskyvyn mittarit pysyivät pääosin ennallaan edelliseen solmuun nähden. Aiempaan solmuun verrattuna tällä kertaa
otettiin kantaa myös arkkitehtuurin, toiminnallisuuden ja rakenteellisten tekijöiden arviointiin, joskin niiden käsittely visualisointien avulla
jäi vähäiseksi. Solmussa keskityttiinkin pääosin energiatehokkuuden
mittareihin ja lähinnä todettiin muiden tavoitteiden täyttyvän.
88
Case: Jyväskylän Onerva Mäen koulu
5.2.2. Havainnollistaminen
Edellisen solmun tavoin suurin osa käsitellyistä mittareista käsittelivät
energiatehokkuutta, joista tuotettu tieto on helposti visualisoitavissa.
Niistä tuotettiin viivakuvaajat, joihin merkittiin tavoitteiden ja vaatimusten raja-arvot näkyviin. Energiatehokkuuden mittareiden oheen
arkkitehtia ja käyttäjää pyydettiin arvioimaan vaihtoehtojen toiminnallisuutta ja arkkitehtuuria. Lisäksi rakennesuunnittelija arvioi ”terve talo”-kriteereiden perusteella suunnitelmien rakennettavuutta ja
mahdollisia riskikohtia. Nopean yleiskäsityksen saamiseksi eri vaihtoehdot arvioitiin numeerisesti asettamalla ne paremmuusjärjestykseen
jokaisen osa-alueen kohdalla. Tämä arviointi visualisoitiin viivakuvaajien avulla. Keskustelussa kuitenkin painotettiin, että pelkkä paremmuusjärjestykseen asettaminen ei ole riittävä tapa kuvaamaan kokonaisuutta. Tämän takia jokaisesta vaihtoehdosta tuotettiin kirjallinen
selostus kuvaamaan tarkemmin niiden vahvuuksia ja heikkouksia kuin
pelkkä paremmuusjärjestykseen asettaminen.
Arkkitehdin mallien käyttöä tilaohjelman ja toiminnallisuuden visualisointiin tutkittiin. Tilojen nimen ja tyyppitiedon perusteella ne
pystyttiin luokittelemaan Solibri Model Checker-ohjelmistossa. Luokittelua käytettiin tilatyyppien värittämiseen ja siten tilojen välisten
yhteyksien sekä kerrosten tilajärjestelyjen esittämiseen. Visualisoinnin nopeuttamiseksi olisi hyödyllistä määrittää prosessin alussa käytettävät luokittelut valmiiksi. Nyt luokittelut tehtiin paikan päällä solmun aikana. Etukäteen tehtyjen luokittelujen avulla voitaisiin lisäksi
automaattisesti verrata mallin sisältämien tilojen ominaisuuksia (kuten pinta-ala) tilaohjelman tavoitteisiin ja siten varmistaa asetettujen
tavoitteiden toteutuminen.
Solmun kehittämisajatuksia
Energiasimulointien lähtötiedot muuttuivat ensimmäiseen solmuun
nähden. Se vaikutti erityisesti E-lukulaskennasta saatuihin arvoihin.
Tästä johtuen tulosten vertaaminen edellisen solmun tuloksiin ei ollut
89
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
Energiakustannukset
Tavoite
Vaatimus
euroa/vuosi (ilman alv)
Minimi
88 500
Tavoite
0,40
Maksimi
119000,00
Vaatimus
0,40
Investointikustannukset
Tavoitearvio (k78)
Tavoitearvio (k77)
tuhatta €
Minimi
28 400
Tavoite
1,40
Maksimi
28769,00
Vaatimus
0,40
Toiminnallisuus
Käyttäjä
Arkkitehti
H2
106 582
88 500
M
99 596
88 500
L
99 704
88 500
106 582
Energiakust.
99 596
99 704
H2
M
L
28769
28769
28769
Tavoite
H2
0,99
M
0,76
L
0,77
H2
28 769
28 769
28 400
M
28 769
28 769
28 400
L
28 769
28 769
28 400
Kustannukset
Tavoitearvio (k77)
H2
1,40
M
1,40
L
1,40
H2
1,00
1
1
M
2,50
3
2
L
2,50
2
3
H2
M
L
2,50
2,50
M
L
1,00
Toiminnallisuus
Käyttäjä
H2
"Terve talo"-kriteerit
Rakennesuunnittelija
H2
3,00
3
M
1,00
1
L
2,00
2
Arkkitehti
1,00
2,00
"Terve talo"
3,00
H2
M
L
Kuva 30: Osa toisen solmun seurantataulukosta havainnollistuksineen.
järkevää, eikä arvoja esitettykään suhteessa edellisen solmun tuloksiin. Optimaalisessa prosessissa lähtötiedot eivät muutu merkittävästi
suunnittelun aikana, jotta eri vaiheissa saadut tiedot ovat keskenään
vertailukelpoisia. Jos tulokset eivät ole vertailukelpoisia, on suunnittelun kehityksen seuranta käytännössä mahdotonta.
Vaihtoehtoihin oli mallinnettu osa rakennusosista ulkovaipan pintaalojen sekä brutto- ja kerrosalojen laskemista varten. Eri vaihtoehdot
olivat edellisen solmun tavoin bruttopinta-aloiltaan lähes identtisiä,
koska tiloja ei tässä vaiheessa ollut suunniteltu tilaryhmiä tarkemmin.
Erot energia-arvioinnin tuloksissa johtuvat siten vaihtoehtojen massoittelueroista. Tilaryhmien jaottelu mallien välillä ei ollut täysin yhtenäinen vaan tilojen tyypitys oli aluksi osittain väärin. Tämä aiheutti
aluksi pieniä eroavaisuuksia energiankulutuksessa. Tulokset kuitenkin
korjaantuivat, kun tilatyyppejä tarkistettiin ja korjattiin. Tässä korostui solmutyöskentelyn etu perinteiseen suunnitteluprosessiin, koska
90
Case: Jyväskylän Onerva Mäen koulu
tämän tyyppisiä virheitä pystytään korjaamaan välittömästi. Perinteisessä prosessissa mallien päivittämiseen ja tiedonvaihtoon olisi todennäköisesti kulunut useampia päiviä.
Arkkitehti tuotti päätöksentekoa varten jokaisesta vaihtoehdosta tilakaaviot, joissa kaikkien vaihtoehtojen suunnittelu oli viety yksittäisten tilojen tasolle. Ilmeisesti suunnittelijan omasta työskentelytavasta
johtuen tietomallia ei kuitenkaan ollut tehty tällä tarkkuudella, vaan
tilat oli piirretty tilakaavioita varten kaksiulotteisina viivoina. Mallintamalla rakennusosat ja luomalla tilaobjektit olisi mallia voitu käyttää huomattavasti monipuolisemmin. Kokeneelle mallintajalle tämä
toimintapa ei olisi ollut työmäärällisesti suurempi kuin nyt käytetty
työskentelytapa. Tietomallista olisi tällöin voitu tarkistaa esimerkiksi tilojen pinta-alojen suhde tilaohjelmaan, laskea hyötyalan määriä ja
luoda erilaisia visualisointeja tilojen ominaisuuksien perusteella. Näitä
tietoja olisi voitu vertailla eri vaihtoehtojen kesken ja saada parempi
käsitys niiden eroavaisuuksista.
Päätöksentekomateriaalin yhteyteen tuotettiin visualisointi jokaisesta
solmussa käsitellystä mittarista. Tämä nähtiin ongelmana, koska pääKuva 31: Energiatehokkuuden esittäminen yhdellä kuvaajalla, jolloin sen painoarvo on sama
kuin muidenkin seurattujen arvojen.
Merkkien selitys
Visualisoinnit
Ei täytä vaatimusta
Täyttää vaatimuksen
Täyttää tavoitteen (jos asetettu)
Painotettu E-luku
Hiilijalanjälki
Tavoite-energiankulutus
Energiakustannukset
Muotokerroin
H2
3,00
156
388
1 739
106 582
1,35
M
1,00
147
355
1 603
99 596
1,07
L
2,00
150
356
1 606
99 704
1,18
1,00
2,00
3,00
H2
Käyttäjä
Arkkitehti
H2
1,00
1
1
M
2,50
3
2
L
2,50
2
3
M
L
2,50
2,50
1,00
Arkkitehti
Käyttäjä
Parempi
Toiminnallisuus
Energiatehokkuus
Parempi
Energiatehokkuus
1,00 Paras
2,00
3,00 Huonoin
Toiminnallisuus
H2
M
L
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
91
Kuva 32: Valokuva solmutyöskentelystä.
osa tuotetuista arvoista liittyi energiatehokkuuden arviointiin. Suurin
osa visualisoinneistakin koski siten energiatehokkuutta, vaikka se on
vain yksi avainmittari muiden joukossa. Arkkitehtuurin, toiminnallisuuden ja terve talo-kriteerien arviointi sai siten visualisoinneissa liian
vähän painotusta. Tämä ongelma korjaantuisi asettamalla vaihtoehdot
energiatehokkuuden mukaan paremmuusjärjestykseen samalla tavalla
kuin arkkitehtuurin, toiminnallisuuden ja terve talo-kriteerien kohdalla. Tällöin voidaan havainnollistaa energiatehokkuus yhden visualisoinnin avulla yhtenevästi muiden avainmittareiden kanssa.
6. PÄÄTELMÄT
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
93
6.1. Päätelmät
Rakennusala fragmentoituu yhä enemmän ja hankkeeseen osallistuvien osapuolien määrä kasvaa. Tämä korostaa tehokkaan ja havainnollisen viestinnän merkitystä. Samaan aikaan kiristyvät aikataulut luovat
omalta osaltaan tarpeen tuottaa mahdollisimman selkeää materiaalia. Lisäksi osapuolien tuottaman tiedon määrä rakennusprosessissa
kasvaa. Havainnollisen materiaalin avulla on mahdollista vähentää
virhetulkintojen määrää ja parantaa hankkeen osallisten ymmärrystä
kokonaisuudesta. Suunniteltavan rakennuksen suorituskykyä eri osaalueilla pystytään nykyään arvioimaan monipuolisesti.
Diplomityössä tutkittiin rakennushankkeen havainnollistetun mittariston hyödyntämistä rakennusprosessissa. Tavoitteena oli selvittää
auttaako relevantin suunnitelmatiedon visualisointi osallisia hahmottamaan paremmin hankkeen kokonaiskuvan. Case-tapausten solmuissa tämä toteutuikin. Yhtenäisesti havainnollistettu mittaristo mahdollisti useiden eri vaihtoehtojen ja versioiden vertailun keskenään sekä
muutosten seuraamisen. Havainnollistuksia hyödynnettiin solmutyöskentelyn lisäksi päätöksentekoa varten tuotetussa koontiraportissa, mistä saatiin tilaajan edustajalta positiivista palautetta.
Havainnollistettua mittaristoa hyödynnetään seuraamalla sen avulla
alkuvaiheessa asetettujen tavoitteiden ja vaatimusten toteutumista.
Case-tapauksen yhteydessä vahvistui oletus siitä, että lähtötiedot on
tärkeää määrittää alusta asti mahdollisimman hyvin. Tavoitteiden ja
vaatimusten asettamisessa tulee hyödyntää suunnittelijoiden asiantuntemusta, jotta ne saadaan realistisesti saavutettavalle tasolle. Tiedon havainnollistaminen on luonteva osa arkkitehtien työkenttää,
sillä tavallisesti rakennushankkeessa arkkitehdit toimivat pääsuunnittelijoina ja ovat siten parhaiten perillä rakennushankkeen kokonaisuudesta. Saadun kokemuksen perusteella on mielestäni syytä hyödyntää
mittaristoja nykyistä enemmän. Mittaristot eivät kuitenkaan korvaa
rakennusprosessissa suunnitteludokumentteja ja havainnollistuksia
vaan toimivat niitä tukevina elementteinä. Havainnollistuksista on li-
94
Johtopäätökset
sätyötä, mutta case-tapausten kokemusten perusteella siitä saatavat
hyödyt korvaavat syntyvät lisäkustannukset.
Maksimaalinen hyöty mittaristosta saadaan kun se on esillä koko ajan
suunnittelun aikana. Oleellista on myös huolehtia sen jatkuvasta päivittämisestä. Case-tapausten pohjalta voidaan todeta, että mittaristosta on hyötyä monelle osapuolelle. Pääsuunnittelija hyötyy paremmasta
kokonaiskuvasta ja pystyy tällöin koordinoimaan hanketta paremmin.
Lisäksi hän voi nykyistä helpommin seurata suunnittelun kehittymistä ja tarvittaessa reagoida hankkeen kannalta huonoihin muutoksiin.
Tilaajille ja käyttäjille havainnollistettu mittaristo tarjoaa nykyistä
paremmat mahdollisuudet ymmärtää monimutkaisia hankekokonaisuuksia ja asioiden riippuvuussuhteita. Mittaristo on helppolukuisempi ja mahdollistaa nopeamman yleiskuvan saamisen kuin yksittäisten
asiantuntijoiden tuottamat erilliset dokumentit. Tilaajat ja käyttäjät
voivat paremman ymmärryksen ansiosta olla enemmän mukana määrittelemässä hankkeen suuntalinjoja. Mittaristo hyödyttää myös yksittäisiä suunnittelijoita. Heidän on helpompi hahmottaa tekemiensä
suunnittelupäätösten vaikutusta kokonaisuuteen.
Parhaimmillaan havainnollistettu mittaristo voi toimia tehokkaan
suunnittelun apuvälineenä. Mitä saumattomammin analyysien, simulointien ja laskelmien tulokset saadaan integroitua suunnitteluohjelmistoihin, sitä helpompi suunnittelijan on saada alustavia arvioita kulloinkin työn alla olevasta suunnitelmasta. Tällä tavoin on mahdollista
tuottaa tehokkaampia suunnitelmia ja enemmän lisäarvoa asiakkaalle.
Samaan aikaan suunnittelutiedon läpinäkyvyys lisääntyy mittaroinnin
kautta. Suunnittelija voi ottaa paremmin huomioon suunnitelman eri
osa-alueita mikä puolestaan johtaa parempiin suunnitteluratkaisuihin.
Viime kädessä rakennushankkeessa kustannukset ovat aina rajoittava tekijä. Tässä kustannusraamissa pyritään tuottamaan asiakkaalle
mahdollisimman hyvä suunnitelma. Ongelmana kuitenkin on, että
rakentaja ei ole mukana suunnitteluprosessin alussa ja kustannusten
luotettava arviointi alkuvaiheen suunnittelussa on vaikeaa. Lisäksi
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
95
rakennuksen elinkaaren aikana pelkät rakennuskustannukset ovat
varsin pieni osa. Toiminnasta, huollosta ja muista käytönaikaisista tekijöistä johtuvien elinkaarikustannusten saaminen mukaan nykyistä
tarkemmin mahdollistaisi paremmat suunnittelutulokset.
Rakennuksen energiankulutuksen arviointitavat ovat kehittyneet
käyttökelpoisiksi työkaluiksi alkuvaiheen suunnittelussa. Niillä päästään hyvään tarkkuuteen ja karkeatkin mallit kelpaavat lähtökohdaksi.
Lisäksi pystytään ottamaan huomioon esimerkiksi energiantuotantomahdollisuuksia. Rakennuskannan energiatehokkuuden parantaminen on viime vuosina ollut paljon esillä ja suunnittelua onkin haluttu
ohjata siihen suuntaan määräyksin ja vaatimuksin. Valmiin rakennuksen energiankulutus on merkittävä kuluerä ja siksi tulevan käyttäjän
kannalta tärkeä arvioitava mittari.
Viime aikoina on keskusteltu paljon rakennuksen ekotehokkuudesta. Toistaiseksi on tässä yhteydessä käsitelty pääasiassa rakennuksen
energiankulutusta ja siihen liittyviä mittareita, mutta arviointimenetelmien kehittyessä tulevaisuudessa pystytään arvioihin ottamaan
mukaan monipuolisemmin ekotehokkuuden eri aspekteja. Näin pystytään arvioimaan esimerkiksi rakennuksen hiilijalanjälkeä ja vertailemaan eri rakennusmateriaalien vaikutusta kokonaisuuden ekotehokkuuteen. Näihin liittyvä tieto on luontevasti rakennushankkeessa
mittaroitavaa ja havainnollistettavaa dataa.
Yhteistyö rakennushankkeessa on laajan tutkimuksen alla ja tämänkin
työn taustalla on tavoite kollaboraation lisäämisestä. Model Nova-tutkimushankkeessa on hyödynnetty solmutyöskentelyä yhtenä työkaluna yhteistyön lisäämiseksi rakennusprosessiin. Hankkeen alkuvaiheessa yhteisesti asetettavan mittariston ja sen havainnollisen esittämisen
tavoitteena on lisätä hankkeen osallisten ymmärrystä kokonaisuudesta. Yhteistoiminta tehostuu koko prosessiin liittyvän tiedon läpinäkyvyyden lisääntymisen kautta. Tiedon havainnollistaminen edesauttaa
läpinäkyvyyden lisäämisessä ja tästä syystä havainnollistuksia tulisi
hyödyntää rakennusprosessissa nykyistä monipuolisemmin.
96
Johtopäätökset
6.2. Jatkotutkimus
Rakennushankkeessa seurattavat tunnusluvut ja niiden käytön lisääntyminen tulevaisuudessa luo tarpeen standardoida mittarit. Näin
eri hankkeista saadaan vertailukelpoista tietoa. Tiedon arvioijalle
jo entuudestaan tutut havainnollistukset auttavat tulkitsemaan tietoa nopeammin. Näin on mahdollista tehdä nopeammin päätelmiä.
Havainnollistusmenetelmien vakiointi mahdollistaa myös niiden tehokkaamman käytön, koska niiden tuottaminen voidaan tällöin automatisoida. Samalla rakennushankkeelle on syytä määritellä havainnollistusvaatimukset, jotta voidaan hankkeen alussa sopia millaisia
havainnollistuksia tehdään ja miten niitä hyödynnetään.
Kustannusarviointi alkuvaiheen suunnittelussa vaatii vielä kehitystä,
jotta niitä pystytään hyödyntämään täysimääräisesti luonnosmaisten
suunnitelmien arvioinnissa. Koska kustannustekijät ovat usein viime
kädessä rajoittava tekijä, niiden luotettava arviointi alusta asti hyödyttäisi koko prosessia. Nykyisellään ongelmana on, että tavoitehintalaskentaan ei ole vielä sujuvia mallipohjaisia työkaluja.
Tällä hetkellä rakennusprosessissa tarvittavien analyysien ja simulointien tekeminen vaatii suunnittelijoilta lisätyötä eikä suunnittelijoiden
välinen tiedonsiirto ole yleensä saumatonta. Tyypillisesti arkkitehdin
luomaa tietomallia ei voida sellaisenaan hyödyntää rakenneanalyyseihin tai olosuhdesimulointeihin. Tällä osa-alueella on vielä paljon kehitettävää. Analyysien ja simulointien parempi integrointi suunnitteluohjelmistoihin auttaisi suunnittelijoita tuottamaan parempia
suunnitelmia nykyistä tehokkaammin. Näin käyttäjälle tuotettu lisäarvo kasvaa.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
97
7. LÄHTEET
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
99
7.1. Lähdeluettelo
Aalto, A. 1938-1939. Alvar Aalto-museon elektroninen Villa Maireanäyttely. [Viitattu 13.11.2013] Saatavilla: http://www.alvaraalto.fi/
net/villa_mairea/en/6.htm
AIA California Council. 2007. Integrated Project Delivery – A Working
Definition. 16s. [Viitattu 10.11.2013] Saatavilla: http://aiacc.org/wpcontent/uploads/2010/07/A-Working-Definition-V2-final.pdf
Azhar, S., Hein, M., & Sketo, B. 2011. Building Information Modeling
(BIM): Trends, Benefits, Risks, and Challenges for the AEC Industry.
Leadership and Management in Engineering. Vol. 11:3. S. 241–252.
doi:10.1061/(ASCE)LM.1943-5630.0000127
Azuma, R., Baillot, Y., Behringer, R., Feiner, S., Julier, S., & MacIntyre, B.
2001. Recent advances in augmented reality. IEEE Computer Graphics
and Applications. Vol. 21:6. S. 34 –47. doi:10.1109/38.963459
Bauer, M. I., & Johnson-Laird, P. I. 1993. How Diagrams Can
Improve Reasoning. Psychological Science. Vol. 4:6. S. 372–378.
doi:10.1111/j.1467-9280.1993.tb00584.x
Björk, B.-C. 2009. RATAS, a longitudinal case study of an early
construction IT roadmap project. Journal of Information Technology in Construction (ITcon). Vol. 14, Special Issue Next Generation
Construction IT: Technology Foresight, Future Studies, Roadmapping
and Scenario Planning. S. 385-399. [Viitattu 17.6.2013] Saatavilla:
http://www.itcon.org/2009/25
Bouchlaghem, D., Shang, H., Whyte, J., & Ganah, A. 2005. Visualisation in architecture, engineering and construction (AEC). Automation in
Construction. Vol. 14:3. S. 287–295. doi:10.1016/j.autcon.2004.08.012
100
Lähteet
Bresciani, S., Eppler, M.J. 2009. The Risks of Visualization: a Classification of Disadvantages Associated with Graphic Representations
of Information. Teoksessa: Schulz, P.J., Hartung, U., Keller, S. (toim.).
Identität und Vielfalt der Kommunikations-wissenschaft, UVK Verlagsgesellschaft mbH. Konstanz (Saksa). S. 165-178. ISBN 9783867641470.
Burkhard, R., 2004. Visual Knowledge Transfer between Planners and
Business Decision Makers. Teoksessa: Van Leeuwen, J. P., & Timmermans, H. J. P. (Eds.), Developments in Design & Decision Support Systems in Architecture and Urban Planning. Eindhoven, Eindhoven University of Technology. S. 193-208. ISBN 90-6814-155-4.
COBIM-hankkeen osapuolet, 2012. Yleiset tietomallivaatimukset
2012. Osat 1-13. Helsinki: Rakennustieto Oy. 183 s. [Viitattu 3.6.2013]
Saatavissa: http://www.buildingsmart.fi/8
Christ, R. 1975. Review and Analysis of Color Coding Research for Visual Displays. Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics. Vol. 17:6. S. 542–570. doi: 10.1177/001872087501700602.
Eastman, C., Teicholz, P., Sacks, R., Liston, K., 2011. BIM handbook:
a guide to building information modeling for owners, managers, designers, engineers and contractors. 2nd ed. John Wiley & Sons. 648 s.
ISBN 978-0470541371.
Engeström, Y. 2000. Activity theory as a framework for analyzing and redesigning work. Ergonomics. Vol. 43:7. S. 960–974.
doi:10.1080/001401300409143
Few, S. 2006. Visual Pattern Recognition - Meaningful patterns in
quantitative business information. [Viitattu 11.11.2013] Saatavilla:
http://www.perceptualedge.com/articles/Whitepapers/Visual_Pattern_Rec.pdf
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
101
Hannus, M. 2006. Kansainvälisen tutkimuksen haasteet. Seminaariesitys. [Viitattu 13.11.2013] Saatavilla: http://www.soberit.hut.fi/
ictinbe/hannus.pdf
Hietanen, Jiri, 2005. Tietomallit ja rakennusten suunnittelu: filosofinen selvitys tieto- ja viestintätekniikan mahdollisuuksista. Rakennustieto. Helsinki. 95 s. ISBN 951-682-783-7.
Hillier, B. (2007). Space is the machine: a configurational theory of architecture. Lontoo, Yhdistynyt kuningaskunta: Space Syntax. [Viitattu
28.5.2013]. Saatavissa: http://eprints.ucl.ac.uk/3881/
Kerosuo, H. Mäki, T. & Korpela, J. 2013. Knotworking – A novel BIMbased collaboration practice in building design projects. Teoksessa:
Proceedings of the 5th International Conference on Construction Engineering and Project Management. Orange County, California.
Kiviniemi, Arto. 2007. ICT-barometri 2007 – ICT:n käyttö rakennusalalla. VTT. Espoo. 28 s. [Viitattu 17.6.2013] Saatavissa: http://cic.vtt.
fi/projects/vbe net/data/2007_ICT barometri_raportti.pdf
Larkin, J. H., & Simon, H. A. 1987. Why a Diagram is (Sometimes)
Worth Ten Thousand Words. Cognitive Science. Vol. 11:1. S. 65–100.
doi:10.1016/S0364-0213(87)80026-5
Liukka, M & Kivelä J. 2011. Reaaliaikavisualisointi. Aalto-yliopiston
arkkitehtuurin laitoksella järjestetty kurssi.
Merikallio, L. & Haapasalo, H. 2009. Projektituotantojärjestelmän
strategiset kehittämiskohteet kiinteistö- ja rakennusalalla. Rakennusteollisuus RT. Helsinki. 43 s.
Niemioja, S. 2005. Arkkitehdin tuotemallisuunnittelu. Rakennusteollisuus RT ry. Helsinki. 3. painos. 73 s. [Viitattu 13.11.2013] Saatavilla:
102
Lähteet
http://virtual.vtt.fi/virtual/proj6/proit/julkiset_tulokset/proit_tuotemalliohje_ark_elokuu2005.pdf
Oliver, G., 2007. Erosion of drawing as a thinking and collaborative tool. Building Research & Information, Vol. 35:5. S. 571–575.
doi:10.1080/09613210701387776
Olofsson, T., Schade, J., Meiling, J., Heikkilä, K., Dehlin, S., Benning,
P., Hirvonen, T. 2010. The InPro Lifecycle Design Framework for Buildings. Public Report of Deliverable D17. 164 s. [Viitattu 3.6.2013] Saatavissa: http://www.inpro project.eu/docs/InPro_LifeCycleDesignFramework.pdf
Penn, A., & Turner, A. 2001. Space syntax based agent simulation.
Teoksessa: Schreckenberg, M., Sharma, S. D., (toim.) 2001. Pedestrian
and Evacuation Dynamics. New York, USA: Springer. S. 99-114. ISBN
978-3-540-42690-5
Penttilä, H. 2006. Describing the changes in architectural information technology to understand design complexity and free-form architectural expression. The Effects of CAD on Building Form and Design
Quality. Journal of Information Technology in Construction (ITcon).
Vol. 11, Special Issue: The Effects of CAD on Building Form and Design
Quality. S. 395-408. [Viitattu 17.6.2013] Saatavilla: http://www.itcon.
org/2006/29
Penttilä, H., & Weck, T.-U., 2006. The effects of information and communication technology (ICT) on architectural profession. Konferenssiesitys: ECPPM - e-Business and e-work in Architecture, Engineering
and Construction. Valencia, Espanja. [Viitattu 3.6.2013]. Saatavissa:
http://www.mittaviiva.fi/hannu/studies/penttila_060606_final.pdf
Penttilä, H. 2007. Early Architectural Design and BIM. Teoksessa:
Dong, A., Moere, A. V., Gero, J. S. 2007. Computer-Aided Architectural Design Futures (CAADFutures). Dordrecht, Alankomaat: Springer.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
103
S. 291-302. ISBN: 978-1-4020-6527-9 (painettu) 978-1-4020-6528-6
(sähköinen)
RYM Oy, 2012. Avaako solmutyöskentely tietomallintamisen lukot?
[Viitattu 28.5.2013]. Saatavissa: http://www.rym.fi/tulokset/2508.
aspx
Sacks, R., Koskela, L., Dave, B., & Owen, R. 2010. Interaction of Lean
and Building Information Modeling in Construction. Journal of
Construction Engineering and Management, Vol. 136:9. S. 968–980.
doi:10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000203
Samuelson, O. 2012. IT-Barometern 2011. Tukholma, Ruotsi: KTH
Royal Institute of Technology. 47 s. TRITA-FOB 2012:1. [Viitattu:
3.6.2013] Saatavissa: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:di
va-90946
Schade, J., Olofsson, T. & Schreyer, M. 2011. Decision‐making in a model‐based design process. Construction Management and Economics.
Vol. 29:4. S. 371-382. doi: 10.1080/01446193.2011.552510
Schreyer, M., Benning, P., Ryd, N., Tulke, J., Jaeger, J., & Brandt, T.
2010. A Smart Decision Making Framework for BIM (Public Report No.
D10). 57 s. [Viitattu 28.5.2013]. Saatavissa: http://www.inpro-project.
eu/docs/InPro_SmartDecisionMakingFrameworkBIM.pdf
Soebarto, V. I., & Williamson, T. J. 2001. Multi-criteria assessment of
building performance: theory and implementation. Building and Environment. Vol. 36:6. S. 681–690. doi:10.1016/S0360-1323(00)00068-8
Spence, R. 2007. Information Visualization: Design for Interaction.
2nd ed. Harlow: Pearson/Prentice Hall. 282 s. ISBN 978-0-132-065504.
104
Lähteet
Succar, B. 2009. Building information modelling framework: A research and delivery foundation for industry stakeholders. Automation in
Construction. Vol. 18:3. S. 357–375. doi:10.1016/j.autcon.2008.10.003
Sutherland, Ivan. 1963. SKETCHPAD-a man-machine graphical interface. Teoksessa: Proceedings of AFIPS Spring Joint Computer Conference 23. S. 329–346. Detroit, USA. doi:10.1145/1461551.1461591
Tufte, E. R. 2001. The Visual Display of Quantitative Information. 2nd
ed. Cheshire, CT, USA: Graphics Press. 197 s. ISBN 978-0961392147.
Woodward, C., & Hakkarainen, M. 2011. Mobile Mixed Reality System for Architectural and Construction Site Visualization. Teoksessa: Nee, A. Y. C. (toim.). Augmented Reality - Some Emerging Application Areas. Rijeka, Kroatia: InTech. ISBN 978-953-307-422-1. doi:
10.5772/26117.
Tiedon havainnollistaminen osana tietomallintavaa rakennushanketta
7.2. Kuvalähteet
Kaikki kuvat ovat tekijän, paitsi seuraavat:
1
Sutherland 1963.
2
Hannus 2006.
3
Succar 2009. Kuvankäsittely tekijän.
4
Niemioja 2005.
5
Aalto 1938-1939.
6
Burkhard 2004. Kuvankäsittely tekijän.
7
Olofsson ym. 2010.
9
Penn & Turner 2001. Kuvankäsittely tekijän.
13 Liukka & Kivelä 2011.
14 Woodward & Hakkarainen 2011.
15 Kuva B Tietoa Finland Oy 2013.
17 Merikallio & Haapasalo 2009. Kuvankäsittely tekijän.
19 Tietoa Finland Oy 2013.
21 Olofsson ym. 2010.
32 RYM Oy PRE / Model Nova 2013.
105