Tietomallipohjaisen toimintatavan osaaminen korostuu talonrakennushankkeissa. Tulevaisuudessa hankkeet ovat pääsääntöisesti tietomallipohjaisia, eli rakennusten tietomalleja (BIM, Building Information Model) käytetään tilaajajohtoisesti mahdollisimman laajasti eri käyttötarkoituksiin hankkeen kaikissa vaiheissa.

Kirjoittajat: Timo Lehtoviita, Antti Roiha & Jarno Rautiainen

LAB-ammattikorkeakoulussa käynnistyi vuonna 2020 “BIM Integration in Higher and Continuing Education” BIM-ICE-hanke, joka tähtää rakennusalan tietomallinnuksen koulutuksen kehittämiseen ja käytäntöjen laajempaan käyttöönottoon rakennusalalla. Tavoitteena on parantaa osaavan ja ammattitaitoisen työvoiman saatavuutta sekä rakentamisen tuottavuutta ja laatua. Hanketta rahoittaa Euroopan Unioni.

LAB-ammattikorkeakoulun rakennustekniikan koulutusohjelmissa rakennuskohteiden tietomallintamista on ydinkurssien lisäksi monissa ammattiaineissa. Opiskelijat tutustuvat mallintamiseen jo ensimmäisen lukuvuoden aikana, mutta myöhemmin malleja hyödynnetään esimerkiksi tuotannonsuunnittelussa ja määrälaskennassa. Kuvan 1 mallin avulla opiskelijat tutustuvat mallipohjaiseen määrä- ja kustannuslaskentaan.

Kuvassa on esitetty rakennuskohteen kolmiulotteinen tietomalli leikattuna keskeltä paljasten rakennuksen kantavat rakenteet ja ontelotaattoja. Leikkauksesta näkyy myös seinien sisällä kulkevia talotekniikan asennuksia sekä huoneissa olevia keittiökalusteita.

Kuva 1. NCC Oy:n opetuskäyttöön luovuttama tietomalli Solibri Office-ohjelmassa (Kuva: Jarno Rautiainen)

BIM-ICE-hankkeessa kehitettiin kuuden opintopisteen projektityö-opintojaksoa, joka toimii herätteenä ymmärryksen lisäämiseen tietomallipohjaisten talonrakennushankkeiden kulusta. Opintojakso ajoittuu opiskelijoiden viimeiseen opintovuoteen ja siinä kootaan opiskelijoiden ammattiaineista karttunut osaaminen, yhdistäen se tietomallipohjaisen suunnitteluprosessin kertaukseen ja mallien käytön harjoittamiseen. Opintojakson laajempi raportti on saatavilla BIM-ICE-hankkeen avoimelta MOOC-alustalta (Lehtoviita ym. 2022).

Projektityön tavoitteet ja toteutus

Rakennusten tietomallintaminen nähdään rakentamisalan digitalisaation peruspilarina, joten mallipohjaisen toimintatavan on oltava osa insinööriopintoja. Sen keskeisiä periaatteita ja lähtökohtia ovat eri osapuolten tietomalliosaaminen ja tiivis yhteistyö hankkeen kaikissa vaiheissa. Projektityö opintojakson pääasialliset oppimistavoitteet ovat seuraavat:

Opiskelija ymmärtää tietomallipohjaisen hankkeen kulun ja edellytykset, tunnistaa tietomallien käyttömahdollisuudet, osaa tehdä tietomallinnuspohjaista suunnittelua ja tietomallintamiseen liittyviä erityistehtäviä sekä osaa käyttää tietomalleja määrä- ja kustannuslaskennassa ja muissa sovituissa käyttötapauksissa. Painopisteenä tietomallien käytössä ns. openBIM ja IFC-mallit.

OpenBIM on menettelytapa, jossa eri alojen suunnittelumallit tuotetaan avoimen tiedonsiir-tostandardin, IFC (Industry Foundation Classes) mukaiseen muotoon, mahdollistaen suunnitelmien yhteensovituksen ja laadunvarmistuksen sekä ohjelmistoriippumattomuuden hankkeissa. Tietomallintamista on tuettu BuildingSMART Finlandin julkaisemilla Yleiset tietomallivaatimukset 2012-julkaisuilla (YTV 2012), jotka ovat ohjeistus hyvistä käytännöistä ja mallien tietosisällöllisistä vaatimuksista.

Opintojakson toteutus perustuu YTV2012-julkaisusarjan tietomallipohjaisten hankkeiden määrittelyyn ja toimintatapoihin, alkaen tarveselvityksestä sekä hankesuunnittelusta ja päättyen hankintoja palvelevaan suunnitteluun. Suunnittelutehtävien lisäksi työryhmät tekevät sovittuja tietomallinnukseen käyttöön liittyviä tehtäviä, kuten määrälaskentaa, kustannuslaskentaa ja hiilijalanjäljen laskentaa. Kuvassa 2 on opiskelijoiden tuottama tietoympäristö sekä heidän mallipohjaisia suunnitelmiaan.

Kuva opiskelijoiden suunnittelussa tuottamista rakennuksen kolmiulotteisista malleista, pitäen sisällään rakennuksen, kantavan rungon sekä eri talotekniset järjestelmät. Rakennuksen malli on leikattu keskeltä paljastaen näkymän ulkoa sisälle. Kuvassa näkyy seinä- lattia- ja kattorakenteita sekä talotekniikan asennuksia, kuten kattovalaisimet.

Kuva 2. Opiskelijoiden tietomallit Trimble Connect-alustalla (Kuva: Jarno Rautiainen)

Projektityö-jaksolla toteutetaan simuloitu rakennushanke alkaen hankesuunnitteluvaiheen tilaohjelmasta ja tilaajan asettamista vaatimuksista. Nämä otetaan huomioon suunnittelussa ja suunnitelmia verrataan työn edetessä tilaajan vaatimuksiin. Opintojaksolla on myös tärkeää, että opiskelijat ymmärtävät rakennuksen runkorakenteeseen sekä rungon valintaan vaikuttavat tekijät.
Opintojaksolla tarkastellaan myös lisätyn todellisuuden sovellutuksia. Opiskelijat sitovat tietomallinsa maailmankoordinaatistoon ja siirtävät ne IFC-muodossa tarkasteltavaksi yhdessä Infrarakentamisen projektityö -opintojakson opiskelijoiden mallien kanssa. Tämän jälkeen ekskursiolla todellisessa sijainnissa, artikkelikuvan mukaisesti, opiskelijat saavat tilaisuuden tarkastella mallejaan todellisessa sijainnissa ja ympäristössä Trimble SiteVision -laitteistolla.

SiteVisionin lisätyn todellisuuden ratkaisu toimii puhelimen kameran kautta ja liimaa mallit GPS-paikannuksen ja -koordinaattien avulla kamerakuvan päälle oikealle paikalleen todellisessa ympäristössä.

Projektityön kehittäminen ja BIM-opetuksen tulevaisuus

Maankäyttöön ja rakentamiseen liittyen on käynnissä lakiuudistus, jolla tavoitellaan rakennusalan digitalisaation parantamista ja kiertotalouden vahvistamista. Osana uudistusluonnosta esiteltiin ehdotus valtakunnallisesta tietojärjestelmästä, joka kokoaa rakennetun ympäristön tietoja, kuten aluesuunnitteluun ja rakentamislupakäytänteisiin liittyvät tiedot. Lupa-tiedoille asetettaisi koneluettavuuteen liittyvä vaatimus, joka täyttyy rakennusten tietomallien avulla. (Ympäristöministeriö 2022). Esitetty uudistus pakottaisi rakennusalan laajemmin tietomallintamisen käyttöönottoon, jolloin tulisi varmistaa, että valmistuvilla rakennusinsinööreillä on valmiudet toimia alalla. Digitalisaation saavuttaminen ja tehokas hyödyntäminen vaatii, että valmistuneilla on riittävä osaaminen mallintamista integroivan suunnittelun ja rakentamisen prosessista.

Projektityö-opintojaksoa kehitetään edelleen BIM-ICE-hankkeen tulosten perusteella. Opintojakso keskittyy nykyisin vain yleisimpiin käyttötapauksiin, kuten arkkitehti- ja rakennesuunnitteluun, kustannuslaskentaan, eri prosessien laadunvarmistukseen sekä tietomallintamisen koordinointiin. Tulevaisuudessa tarkastellaan käyttötapausten laajentamista sekä mallintamisen paremmin integroivien työkalujen käyttöönottoa tilaajan vaatimusten hallintaan, määrä- ja kustannuslaskentaan sekä toteutusvaiheen aikataulutukseen.

Ympäristöministeriö jätti vuonna 2021 kommenttikierrokselle esityksen asetuksesta rakennusten ympäristöselvityksestä (Ympäristöministeriö 2021). Sen myötä tarkastelu voi olla tarpeen laajentaa myös hiilitehokkuustarkasteluun, jossa opiskelijat jalostavat malleihin pohjautuvat määräluettelot materiaaliluetteloiksi ja luovat karkean hiilitehokkuuslaskennan suunnittelukohteistaan.

Projektityössä tulee myös jatkossa päästä lähemmäs todellisen työelämän toimintaperiaatteita, kuten jaettujen mallien hyödyntämistä ja opiskelijoiden on kyettävä tuottamaan kaikki tarvittavat asiakirjat, kuten ovi- ja ikkunaluettelot ja -kaaviot. Senkin jälkeen haasteeksi jää työmaavaiheen käyttötapausten käsittely. Talonrakennustekniikan ja infrarakentamisen projektitöissä on myös edelleen hyvä lisätä yhteistyötä niin, että ne toteutetaan yhtenä kokonaisuutena aikataulullisesti ja toiminnallisesti todellisten rakennushankkeiden toimintatapojen mukaisesti.

Myös kansalliset tietomalliohjeistukset päivitetään lähivuosina ja mallintamisessa siirrytään entistä enemmän kansainvälisten standardien mukaisiin toimintatapoihin. Prosessien ja teknologioiden kehitys aiheuttavat jatkuvaa mukautumistarvetta opintojakson toteutuksessa.

Lähteet

Lehtoviita, T., Roiha, A. Kurkela, S. & Rautiainen, J. 2022. Projektityö oppimismuotona rakennusinsinöörikoulutuksen BIM-opinnoissa. BIM-ICE-hankkeen MOOC-alusta. Viitattu 23.11.2022. Saatavissa https://mooc.lab.fi/course/search.php?areaids=core_course-course&q=bim-ice

Ympäristöministeriö. 2021. Ehdotus ympäristöministeriön asetukseksi rakennuksen ilmas-toselvityksestä. Viitattu 17.11.2022. Saatavissa https://www.lausuntopalvelu.fi/FI/Proposal/Participation?proposalId=0b297461-cdee-4657-9a4e-d2791315257d

Ympäristöministeriö. 2022. Maankäyttö- ja rakennuslain uudistuksen jatkosta linjaus: uusi rakentamislaki sekä alueidenkäytön digitaalisuus eduskuntaan syksyllä. Viitattu 12.8.2022. Saatavissa https://ym.fi/-/maankaytto-ja-rakennuslain-uudistuksen-jatkosta-linjaus-uusi-rakentamislaki-seka-alueidenkayton-digitaalisuus-eduskuntaan-syksylla

YTV. 2012. Yleiset tietomallivaatimukset 2012. BuildingSMART Finland. Viitattu 17.11.2022. Saatavissa https://wiki.buildingsmart.fi/fi/04_Julkaisut_ja_Standardit/YTV

Kirjoittajat

Timo Lehtoviita toimii lehtorina LAB-ammattikorkeakoulun tietomallikoulutuksessa ja tietomalliasiantuntijana BIM-ICE-hankkeessa sekä muissa kehityshankkeissa.

Antti Roiha toimii lehtorina LAB-ammattikorkeakoulun rakennustekniikan koulutuksessa sekä rakennesuunnittelun ja -mallinnuksen asiantuntijana BIM-ICE-hankkeessa.

Jarno Rautiainen toimii TKI-asiantuntijana LAB-ammattikorkeakoulun rakennustekniikan hankkeissa, sekä satunnaisesti rakennusten tietomallien hyödyntämistä sisältävissä opetuskokonaisuuksissa.

Artikkelikuva: Opiskelijoiden tietomallit SiteVision-laitteistossa (Kuva: Jarno Rautiainen)

Julkaistu 1.12.2022

Viittausohje

Lehtoviita, T., Roiha, A. & Rautiainen, J. 2022. Projektityö rakennusten tietomallinnuksen oppimismuotona. LAB Pro. Viitattu pvm. Saatavissa https://www.labopen.fi/lab-pro/projektityo-rakennusten-tietomallinnuksen-oppimismuotona/