91�����

Talotekniikka määrittää rakennusten tulevaisuutta: toimivuutta, olosuhteita ja kestävyyttä, ja sen osuus rakennusinvestoinneista kasvaa jatkuvasti. Silti nykyinen tapa tuottaa talotekniikkaa näyttää juuttuneen menneeseen.

Building 2030 - ja Talotekniikka 2030 -konsortiot ovat käynnistäneet ainutlaatuisen yhteistyön, jossa Aalto-yliopiston ja Tampereen yliopiston tutkijat kartoittavat talotekniikan teollistamisen mahdollisuuksia. Yhteisen tutkimuksen otsikko on ”Talotekniikan modulaarisuus, esivalmistus ja toleranssit”.

Tammikuun 2025 työpajassa professorit Olli Seppänen ja Arto Saari pohjustivat tutkimuksen lähtökohtia yritysedustajille. Aalto-yliopiston tutkija Tuomas Valkonen ja Tampereelta Anni Luoto ja Kimmo Keskiniva esittelivät alustavia tuloksiaan. Esitykset synnyttivät vilkasta keskustelua ja evästivät tutkijoita jatkoon.

Ei vielä teollisen tason tuotantoa

Kuva sairaalan taloteknisestä tietomallista muistuttaa jo prosessiteollisuuden laitteistoa; risteilevien kanavistojen, putkistojen ja laitteiden määrä on huikea. Talotekniikan suunnittelu, esivalmistus ja asennus ovat kuitenkin kaukana prosessiteollisuuden tarkkuudesta.

Tietomallia kyllä käytetään suunnitteluun ja eri suunnittelualojen mallien yhteensovitukseen, mutta suunnittelijat tuottavat asentajille tietomallien lisäksi edelleen perinteisiä 2D-piirustuksia. Asentajat puolestaan tulkitsevat suunnitelmia parhaansa mukaan ja tekevät asennukset tilan ja tilanteen perusteella.

Talotekniikan suunnittelijoilta ei tilata detaljitason asennussuunnittelua. Talotekniset suunnitelmat ovat suunnittelijan käsitys siitä, miten eri kanavien, putkistojen ja kaapeleiden reititys tulisi toteuttaa. Koska toleranssivaatimuksia asennukselle ei ole, asentajat voivat poiketa suunnitelmista vaikka ne olisivat sinänsä toteutettavissa.

Nykyinen toimintatapa ei mahdollista esivalmistuksen lisäämistä vaan vaatii muutoksia hankekäytäntöihin.

Kun suunnitelma kohtaa todellisuuden

Tuomas Valkonen on jo aiemmin kartoittanut talotekniikka-asennusten toteutumista. Hänen selvityksensä mukaan asentajat tekevät suunnitteluratkaisuja paikan päällä sekä optimoidakseen omaa työtään että paikatakseen suunnitelmien puutteita tai ristiriitoja.

Nyt Valkonen esitti konkreettisena esimerkkinä huonetilan, josta oli laserkeilauksella tuotettu mittatarkka pistepilvi. Hän asetti pistepilven ja tilan talotekniikan BIM-mallin päällekkäin, jolloin erot suunniteltuun paljastuivat. Alakaton yläpuolisessa tilassa oli kaiken kaikkiaan 35 mitattua komponenttia.  Kuvan perusteella IV-kanavat, viemäri- ja sprinkleriasennukset ja sähköarina eivät osuneet vaaka- eivätkä pystysuunnassa suunnitelluille paikoille. Lisäksi yksi suunniteltu viemäriasennus puuttui kokonaan ja osa asennuksista oli tehty naapuritilaan. 

Mitatut vaakapoikkeamat olivat suurimmillaan kymmeniä senttimetrejä. Viemäriputkisto poikkesi siinä määrin suunnitellusta, että mittavertailu ei ollut kaikilta osin mahdollista.

Valkonen oli tehnyt mittavertailun käsityönä mutta jatkossa tarkoitus on automatisoida prosessi mahdollisimman pitkälle. Siihen tarvitaan pistepilvi ja IFC-tietomalli, joista järjestelmät ja osat on tunnistettavissa. Jos suunnitelma ja toteutus poikkeavat merkittävästi, automaattinen vertailu on kuitenkin haastavaa. 

Asentajat suunnittelijoina

Valkonen arvioi, että toiminnallisten vaatimusten painotus ja asentajien oman työn helpottaminen vaikuttavat eniten suunnitelmista poikkeamiseen.

Koska ilmanvaihtojärjestelmässä geometria vaikuttaa painehäviöön ja putkivirtaukseen, kanaviston asennuksessa ollaan tarkempia kuin viemäreissä. Kannatukset vaikuttavat puolestaan viemäriasennusten lopulliseen sijaintiin. Kannatusta ei yleensä suunnitella, joten asentajat päättävät siitä työn kuluessa.

Myös asennustilan koolla on merkitystä. Kun tilaa on paljon ”mittanauhaa ei tarvitse käyttää”, kuten haastatteluista selvisi. Asentajat tekevät tällöin ratkaisuja helpottaakseen omaa työtään. Esimerkiksi kun viemäripisteiden paikat oli merkitty holviin, asentaja voi sijoittaa putket niihin parhaaksi katsomaansa paikkaan ja saatavissa olevilla tarvikkeilla.

Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että suunnitelmien rakennettavuus on merkittävin syy mallien ja asennusten eroihin. Suunnittelijoilla ei ole välttämättä riittävästi tietoa optimaalisesta asennustavasta ja siihen vaikuttavista tekijöistä. Eräs osallistuja kertoi esimerkin tapauksesta, jossa paksun sähkökaapeli ei taipunut suunniteltuun jyrkkään kulmaan ja asennus vaati siksi ennakoitua enemmän tilaa.

Haasteita koko prosessille

Monissa tapauksissa pienet erot suunnitellun ja asennetun välillä eivät tuota välitöntä haittaa. Etenkin ahtaissa tiloissa ongelmia kuitenkin syntyy, kun asentajat joutuvat väistelemään toisiaan, mikä voi hidastaa työn etenemistä.

Joskus asennukset eivät osu suunniteltuihin läpivienteihin, jolloin on tehtävät uusia reikiä. Lisäksi voi syntyä dominoefekti, kun pienet erot kumuloituvat suuriksi muutoksiksi töiden loppuvaiheessa. Esivalmistamisen aikahyödyt puolestaan menetetään, jos esivalmisteita joudutaan muokkaamaan työmaalla.

Kiinteistön omistajallekin poikkeavat ratkaisut aiheuttavat ongelmia rakennuksen elinkaaressa, kun asennuksia pitää huoltaa, korjata tai muuttaa, eikä paikkaansa pitäviä suunnitelmia ole käytössä.

Esivalmistuksen vaatimukset ja ratkaisut

Tampereen yliopiston tutkijat ovat aloittaneet kirjallisuustutkimusosuuden, jonka painopiste on suunnitteluratkaisuissa. Anni Luoto kertoi, Building 2030 -tutkimukseen viitaten, että talotekniikan esivalmistuksesta pitäisi päättää ja sen hyötyjä kartoittaa jo yleissuunnitteluvaiheessa. 

Toteutusvaiheessa talotekniikkaurakoitsijat tulisi saada mukaan esivalmistussuunnitelman laadintaan. Esivalmistus lisää suunnittelijoiden työmäärää perinteiseen verrattuna mutta satsaus tarkempaan suunnitteluun olisi koko prosessin näkökulmasta kannattavaa. Kaiken kaikkiaan suunnittelijat kaipaisivat enemmän asennustietämystä urakoitsijoilta.

Luoto esitteli tavoitetilana teollistuneen rakentamisen ja sitä tukevan kulttuurin, jossa standardisoidut tuotteet ja prosessit mahdollistavat esivalmistuksen ja tahtirakentamisen. Hän jatkaa tutkimusta selvittämällä suunnittelun keinoja päästä tavoitteeseen.

Talotekniikan systeemiset ratkaisut

Kimmo Keskiniva kuvaili erilaisia talotekniikka-asennusten systematisoituja ratkaisuja. Ne tukevat esivalmistusta ja vähentävät paikalla tehtävää improvisointia.

Yksi ratkaisu on asennusmoduuli, joka koostuu esivalmistetuista reititysmoduuleista ja niiden sisään asennettavista järjestelmämoduuleista. Nämä asennukset voisivat noudattaa 3M-moduulimitoitusta rakennustekniikan tapaan.

Rakennusten käyttöarvon kannalta muuntojoustavuus on entistä tärkeämpää. Jousto on tarpeen jo rakennusaikana, kun tilojen lopulliset käyttäjät selviävät vasta hankeen jälkipuolella. Ratkaisuksi on esitetty SUKE-mallia, joka noudattaa avoimen rakentamisen periaatteita. Siinä rakennus jaetaan kiinteään perusosaan ja muuntuviin tilaosiin. Talotekniikkaa sisältyy kiinteään osaan, jolloin sen standardisointi ja esivalmistus olisi osa joustavaa ratkaisua.

Seuraavat askeleet

Tutkijat jatkavat työtään saamansa palautteen evästäminä. Tarkoitus on myös tehdä mittauksia uusilla työmailla. Seuraavissa työpajoissa konsortioiden jäsenyritysten edustajat pääsevät edelleen keskustelemaan tarpeista ja ratkaisuista.

Tutkimuksen tuloksia julkaistaan vuoden loppuun mennessä ja niitä voi tulla kuulemaan kaikille avoimissa seminaareissa. 

Seuraa hankkeen tiedottamista  - ja :n LinkedIn-sivuilla.