Rakennusten tietomallit osana kiertotalouden tietovarastoa

Rakennuksen tietomallia kuvaava lyhenne BIM voidaan määritellä kahdella tavalla. Laajasti ymmärrettynä se voi tarkoittaa rakentamiskohteen tietomallinnusta eli rakentamiskohteeseen liittyvän kaiken digitaalisen esityksen käyttöä (Building Information Modelling). Hanketasolla BIM (Buildig Information Model) on kunkin suunnittelualan tuottama kolmiulotteinen malli, joka sisältää rakennuksen ja rakennusosien geometrian sekä rakennusosiin liittyvää materiaali- ja tuotetietoa sekä muuta ominaisuustietoa. Mallit syntyvät suunnittelussa käytettävien tietomallipohjaisten ohjelmien käytön tuloksena ja ne voidaan yhdistää helposti yhtenäiseksi kokonaisuudeksi tiedonsiirtostandardien avulla. Näin tuotettu informaatiota sisältävä malliaineisto on merkittävä osa rakentamiskohteen digitaalista esitystä ja tietovarastoa.

Kirjoittajat: Patrik Koskinen & Timo Lehtoviita

Rakennusten tietomallien käytön edut ovat moninaiset, ja ne alkavat kaikkien rakennushankkeeseen osallistuvien ammattilaisten välisen koordinoinnin parantamisesta. BIM on rakennuksen ja rakennusprosessin koko elinkaaren aikaisten tietojen kokonaisuus digitaalisessa muodossa, jonka avulla rakennushankkeita voidaan luoda ja hallinnoida nopeammin, taloudellisemmin ja ympäristöä vähemmän kuormittavasti. Omien ja markkinakohtaisten tietojen integroinnin ansiosta BIM mahdollistaa tarkemmat ennusteet rakennuksen toiminnallisesta suorituskyvystä sekä tuotteiden paremman erotettavuuden (Arunkumar et al. 2018).

Lisäksi BIM mahdollistaa rakennushankkeiden virtuaalisen simuloinnin jo kauan ennen kuin ensimmäinen tiili muurataan tai puu istutetaan, mikä vähentää virheiden mahdollisuutta. BIM tarjoaa huomattavia etuja perinteisiin 2D-piirustuksiin ja 3D-malleihin verrattuna, koska se sisältää lisäinformaatiota rakennuksen, sen prosessien ja rakennusosien ominaisuuksista. Informaation avulla voidaan muodostaa helposti myös erilaisia kustannuslaskelmia, aikatauluja, energialaskelmia tai simulaatioita, jotka perinteisillä suunnittelumenetelmillä vaatisivat runsaasti esivalmisteluja, tiedon keruuta ja tietojen yhdistelyä (Riddell 2021).

Miten BIM:ää voidaan käyttää materiaalitietojen tietovarastona?

BIM on tietomalli, jota voidaan käyttää materiaalitietojen hallintaan. BIM mahdollistaa materiaali-informaation keskitetyn tallentamisen ja seurannan koko hankkeen elinkaaren ajan. Talletettu informaatio sisältää tiedon materiaalien kierrätettävyydestä. Näitä tietoja voidaan sitten käyttää kiertotalouden tukemiseen tunnistamalla kierrätys- ja uudelleenkäyttömahdollisuuksia. Lisäksi BIM voi auttaa optimoimaan materiaalien käyttöä tunnistamalla alueet, joilla tarvitaan vähemmän materiaalia. Näin ollen BIM:llä voi olla merkittävä rooli kestävän rakentamisen käytäntöjen tukemisessa.

BIM:n käytön hyödyt materiaalitiedon tietovarastona

Kiertotalous on nykyään ajankohtainen aihe ja hyvästä syystä. Perinteinen lineaarinen talous – jossa otamme resursseja maapallolta, valmistamme tuotteita, käytämme niitä jonkin aikaa ja sitten hävitämme ne – ei yksinkertaisesti ole kestävä. Kiertotalous sen sijaan perustuu periaatteeseen, jonka mukaan materiaalit pidetään käytössä mahdollisimman pitkään. Tämä ei ainoastaan vähennä jätettä, vaan sillä on myös monia muita etuja.

Ensinnäkin se auttaa säästämään resursseja. Kun kierrätämme materiaaleja, käytämme niitä uudelleen sen sijaan, että louhisimme uusia raaka-aineita maaperästä. Tämä säästää energiaa ja vähentää kasvihuonepäästöjä. Lisäksi kierrätys voi auttaa luomaan työpaikkoja ja vauhdittaa taloutta. EPA:n mukaan jokainen kierrätetty jätetonni luo kuusi työpaikkaa, kun taas jokainen kaatopaikalle sijoitettu jätetonni luo vain yhden työpaikan (Abdul-Rahman & Wright 2014).

Kiertotalousajattelulla on myönteinen vaikutus myös tuotteen elinkaaren loppupäähän. Perinteisessä lineaarisessa taloudessa tuotteet suunnitellaan usein vanhenemista varten – eli ne tehdään niin, että ne hajoavat tietyn ajan kuluttua, jotta kuluttajien on ostettava uusi tuote. Tämä tuhlaus on sisäänrakennettu yhteiskuntamme rakenteeseen. Kiertotaloudessa tuotteet suunnitellaan kuitenkin kierrätystä silmällä pitäen. Ne tehdään kestämään pidempään ja olemaan helpommin purettavissa ja kierrätettävissä elinkaarensa lopussa. Näin ollen kiertotalous voi auttaa vähentämään jätettä ja suojelemaan ympäristöä.

BIM:llä voi olla tärkeä rooli rakennusalan kiertotaloudessa, sillä se voi toimia materiaalitietojen säilytyspaikkana. Kun tuotteet suunnitellaan BIM:n avulla, kaikki tiedot käytetyistä materiaaleista voidaan tallentaa keskitettyyn tietokantaan. Tämä sisältää tiedot siitä, mistä materiaalit ovat peräisin, mistä ne on valmistettu ja miten ne voidaan kierrättää tai käyttää uudelleen elinkaarensa lopussa. Näin ollen BIM voi auttaa varmistamaan, että materiaaleja käytetään tehokkaasti ja että jätteet minimoidaan. Lisäksi BIM voi auttaa suunnittelijoita valitsemaan materiaaleja, joiden ympäristövaikutukset ovat vähäisemmät koko tuotteen elinkaaren ajan – raaka-aineiden louhinnasta tuotannon ja käytön kautta lopulliseen hävittämiseen tai kierrätykseen. Näin BIM voi auttaa meitä siirtymään lähemmäs kiertotaloutta, jossa resursseja käytetään tehokkaammin ja jätteet minimoidaan.

BIM:n käytön rajoitukset materiaalitiedon tietovarastona

Rakennusten tietomallinnus (BIM) on tehokas työkalu, jonka avulla arkkitehdit ja insinöörit voivat luoda tehokkaampia ja toimivampia rakennuksia. BIM:llä on kuitenkin rajoituksensa, ja yksi suurimmista on materiaalitietojen puute. BIM-mallin luomiseksi arkkitehtien ja insinöörien on syötettävä tarkat tiedot käyttämistään materiaaleista. Tämä voi olla haastavaa, sillä materiaalitiedot ovat usein hajautettu eri tietokantoihin ja järjestelmiin. Tämän seurauksena oikeiden tietojen löytäminen ja syöttäminen voi olla vaikeaa, mikä voi johtaa virheisiin BIM-mallissa. Lisäksi BIM-mallit luodaan usein ottamatta huomioon rakennuksen koko elinkaarta. Näin ollen ne eivät välttämättä sisällä tärkeitä tietoja kunnossapidosta ja korjauksista (Wang et al. 2013). Tämän vuoksi BIM:ää tulisi käyttää välineenä, jolla täydennetään perinteisiä materiaalitietovarastoja, eikä korvata niitä.

BIM:n tulevaisuus ja sen käyttö rakennusalalla

Tulevaisuudessa BIM:stä tulee yhä tärkeämpi työkalu rakennusalalla. Kun maailma siirtyy kohti kiertotaloutta, tarve kierrättää ja kunnostaa olemassa olevia rakennuksia kasvaa. BIM:llä on tärkeä rooli näiden monimutkaisten prosessien hallinnassa. Kun rakennuksesta luodaan digitaalinen malli, arkkitehdit ja insinöörit näkevät tarkalleen, missä kukin osa sijaitsee. Näin he voivat purkaa rakennuksia tehokkaammin ja tunnistaa parhaat materiaalit kierrätystä tai uudelleenkäyttöä varten. Lisäksi BIM auttaa rakennusyrityksiä suunnittelemaan ja toteuttamaan korjauksia tehokkaammin. Tarjoamalla tarkkaa tietoa rakennuksen olemassa olevasta infrastruktuurista BIM voi auttaa minimoimaan häiriöt ja maksimoimaan resurssien käytön. Maailma muuttuu kestävämmäksi, kun BIM:stä tulee olennainen osa rakennusalaa.

Lähteet

Arunkumar, S., Suveetha, V. & Ramesh, A. 2018. A feasibility study on the implementation of building information modeling (BIM): from the architects’ & engineers’ perspective. Asian J Civ Eng 19, 239–247. Saatavissa https://doi.org/10.1007/s42107-018-0020-9

Riddell, T., 2021. Building Information Modeling. Its Benefits to Construction. MSUITE. Viitattu 29.9. 2023. Saatavissa https://www.msuite.com/building-information-modeling-its-benefits-to-construction/

Abdul-Rahman, F., & Wright, S. E. 2014. Reduce, reuse, recycle: alternatives for waste management. NM State University Cooperative Extension Service. Viitattu 27.9.2023. Saatavissa https://pubs.nmsu.edu/_g/G314.pdf

Wang, Y., Wang, X., Wang, J., Yung, P. & Jun, G. 2013. Engagement of Facilities Management in Design Stage through BIM: Framework and a Case Study. Advances in Civil Engineering. Viitattu 27.9.2023. Saatavissa https://dx.doi.org/10.1155/2013/189105

Kirjoittajat

Patrik Koskinen on tietojenkäsittelytieteen tohtori, joka työskentelee LAB-ammattikorkeakoulussa johtavana asiantuntijana Teknologia yksikössä. Hän työskentelee rakennetun ympäristön hankkeissa digitalisaation, IoT:n ja data-analytiikan asiantuntijana.

Timo Lehtoviita toimii rakennustekniikan lehtorina LAB-ammattikorkeakoulussa. Hän työskentelee myös tietomalliasiantuntijana LABin toteuttamassa Ryhti-hankkeessa sekä muissa kehityshankkeissa.

Artikkelikuva: Rakennuksen digitaalinen tietomalli helpottaa rakennusmateriaalien kierrätettävyyttä ja uudelleenkäyttöä. Kuva: Patrik Koskinen, tuotettu Stable Diffusion tekoälyllä.

Julkaistu 4.10.2023