Yleisesti ottaen tietomallipohjaisessa suunnittelussa suunnitteluryhmän työ alkaa totuttua aikaisemmin, jotta tietomallien tuomat edut saadaan täysmääräisesti hyödynnettyä. Yleensäkin tietomallipohjainen suunnittelu toimii sitä paremmin, mitä useampi suunnittelija ja toimija käyttävät tietomalleja. Tällöin mallintamisen hyödyt jakaantuvat yksittäisen suunnittelualan sisäisistä hyödyistä laajemmin koko rakentamisprosessille.
Tiedonhallinta ja tietomallinnus
Tiedonsiirron menettelytavoista sovitaan aina hankekohtaisesti sopimuksessa tai viimeistään suunnittelun aloituskatselmuksessa. Tiedot siirretään sovitussa muodossa siten, että vastaanottaja pystyy niitä tehokkaasti hyödyntämään.
Tietomallien luovutuksesta sovitaan tietomallien luovutussopimuksin. Tietomalliluovutussopimuksissa tulee ottaa huomioon ainakin seuraavia asioita:
- Sopimuksen osapuolet
- Mihin käyttötarkoituksiin tietomalli luovutetaan
- Tietomallin tiedostoformaatit ja toimituksen sisältö
- Vastaanottajan oikeus luovuttaa malli kolmansille osapuolille
- Tietomallin luovutuksen korvausperusteet
- Tietomallin jokaisen rakenneosan suunnitteluvaiheen statustiedon käyttö
- Luovutetaanko malli pysyvästi vai määräaikaisesti
- Onko luovutus kertaluonteinen vai tehdäänkö se säännöllisin väliajoin
- Luovutuksiin liittyvä mallin sisällön oikeellisuuden tarkastaminen
- Tietomallin käytön vastuurajojen määrittely
- Luovutetaanko vain käyttöoikeus vai myös immateriaalioikeudet
SKOL RY:n ja ATL:n ovat laatineet tietomallien luovutussopimuspohjan käytettäväksi sellaisenaan tai sovellettavaksi tarpeen mukaan.
Tietomalli luovutetaan useimmiten natiivimuodossa tai IFC-formaatissa. Natiivimuodolla tarkoitetaan mallinnusohjelman omaa tiedostomuotoa. Natiivimuoto on avattavissa useimmiten vain saman ohjelmistovalmistajan tuotteilla. Mallinnusohjelmien väliseen tiedonsiirtoon yleisesti käytetty avoin tiedostomuoto on IFC-formaatti. Geometriatiedon lisäksi IFC-formaatti mahdollistaa rakennusosan haluttujen attribuuttitietojen siirtämisen. Attribuutteja voidaan käyttää esimerkiksi rakennusosan kerros, lohko ja suunnittelun vaihetiedon ilmoittamiseen. Lisätietoa IFC-formaatista on saatavissa mm. buildingSMART:n nettisivuilta. https://buildingsmart.fi/
Aiemmin rakennusten kolmiulotteisista malleista käytettiin nimitystä tuotemalli. Viime vuosina on yleistynyt nimitys tietomalli (BIM, Building Information Model), joka on käsitteenä tuotemallia laajempi ja voi koostua useiden suunnittelualojen malleista ja muista rakennukseen liittyvistä tietolähteistä. Ainostaan betonielementtien suunnittelua ja valmistamista varten tehtyä mallia voidaan nimittää myös tuotemalliksi. Rakennusten tietomallia laajempana kokonaisuutena voidaan puhua virtuaalisesta suunnittelusta ja rakentamisesta (VDC, Virtual Design and Construction), joka kattaa myös infrastruktuurin suunnittelumallit.
Tietomallikoordinaattori
Pääsuunnittelija tai hänen nimeämänsä henkilö toimii tietomallikoordinaattorina. Tietomallikoordinaattorilta edellytetään hyvää osaamista ja kokemusta tietomallintamisesta. Pääsuunnittelija voi käyttää erillistä alikonsulttia. Tietomallikoordinaattori vastaa suunnitteluryhmän tietomallien laadunvarmistamisesta.
- Suunnittelee tietomallintamisen organisoinnin
- Laatii hankkeen tietomallintamissuunnitelman
- Laatii tietomallintamisen aikataulun yhdessä pääsuunnittelijan kanssa
- Kirjaa projektipankkikäytännöt ja määrittelee tiedostojen nimeämiskäytännöt
- Järjestää tietomallinnuksen aloituskokouksen, ns. ”pelisääntöpalaverin”
- Ylläpitää yhdistelmämalleja ja tarkastaa niiden avulla suunnitelmien yhteensopivuutta ja päivittää mallin muiden suunnitteluosapuolien käyttöön
- Vetää säännölliset tietomallien yhteensovituskokoukset, joissa huolehditaan suunnitelmien sisällöllisestä yhteensopivuudesta
- Vetää tarvittavat tietomallikokoukset, joissa sovitaan tietomallintamisen teknisistä kysymyksistä
- Osallistuu tarpeellisiin kokouksiin ja havainnollistaa suunnitteluongelmia tietomallin avulla
- Valvoo tietomallien laatua ja tietomallintamistehtävien toteutumista sekä tietomalliselostusten laatimista
- Raportoi tietomallinnustilanteesta suunnittelukokouksissa
Betonielementtien tunnukset
Nykyaikaisessa rakentamisprosessissa toteutussuunnittelu, rakennusosien valmistus ja rakentaminen limittyvät usein voimakkaasti. Elementtivalmistaja tarvitsee tietoa elementeistä tuotannonsuunnitteluun ja rakentaja asennuksen suunnittelua varten, elementtisuunnittelijan työn ollessa vielä kesken. Lisäksi elementtien sarjatuotannon kannalta on tärkeää, että samanlaisista elementeistä on vain yksi valmistuspiirustus. Lisäksi se, että samanlaisista elementeistä laaditaan vain yksi valmistuspiirustus, vähentää myös suunnittelijan työtä. Elementtien asennus ja valmistus voidaan suunnitella karkeasti, kun elementeistä tiedetään tyypit ja sijainnit. Toteutuksen suunnittelu voidaan tehdä tarkemmin, kun kullekin elementille annetaan oma yksilöllinen tunnus. Tuotannonsuunnittelun ja -ohjauksen kannalta onkin perusteltua käyttää elementeillä ns. kaksoisnumerointia. Tällöin elementille annetaan yksilöllinen tunnus ja detaljoinnin valmistuttua piirustuksen numero. Yksilöllinen tunnus voidaan antaa elementille jo sen luonnin yhteydessä, jolloin sitä voidaan käyttää elementin tunnistamiseen läpi koko suunnittelu-, valmistus- ja toteutusprosessin ajan.
Piirustuksen numero koostuu elementin tyyppitunnuksesta ja piirustuksen järjestyslukua kuvaavasta numerosta. Elementtien tyyppitunnuksille, eli kirjainosalle, on annettu suositukset mm. BEC, Betonielementti-CAD -kansiossa. Piirustuksen numero on sama kaikille samanlaisille elementeille. Valmistuspiirustuksessa mainitaan, montako kappaletta kyseistä elementtiä valmistetaan ja valmistettavien elementtien yksilölliset tunnukset.
Kaksoisnumeroinnin käyttö helpottaa ja tuo tarkkuutta tuotannonsuunnitteluun, mutta samalla se lisää numerointia ylläpitävän suunnittelijan työtä. Numerointikäytännön laajuudesta, käytettävistä sarjoista ja esitystavasta tulee sopia projektikohtaisesti. Kaksoisnumeroinnin käyttö voidaan kirjata esimerkiksi suunnittelusopimukseen.
Reikä- ja varaussuunnittelu
Elementtirakentamisen etuna on, että rakenteisiin tulevat reiät voidaan tehdä jo elementtitehtaalla. Rakenteet ja talotekniset järjestelmät saadaan sovitettua parhaiten yhteen, kun yhteistoimintaa ja mallien yhteensovittamista tehdään riittävällä tarkkuudella jo yleissuunnittelun ja hankintoja palvelevan suunnittelun aikana. Tietomallipohjaisessa suunnittelussa reiät asettuvat paikoilleen rungon ja taloteknisten järjestelmien tarkentuessa suunnittelun edetessä. Törmäystarkasteluja voidaan suunnitteluprosessin aikana tehdä tarkastelemalla visuaalisesti eri suunnittelijoiden tietomalleja. Törmäystarkasteluja voidaan tehdä myös koneellisesti käyttämällä tähän varta vasten kehitettyjä ohjelmistoja, kuten Autodesk Navisworks tai Solibri Model Checker.
Onnistunut reikä- ja varaussuunnittelu edellyttää betonielementtien toiminnan ja valmistustekniikan tuntemusta. Tietomalleja käytettäessä perinteinen reikäpiirustuskierto voidaan korvata tietomalleja paremmin hyödyntävillä reikävarausmalleilla. Tällöinkin reikä- ja varaussuunnittelun koordinointivastuu säilyy päärakennesuunnittelijalla.
Seuraavassa on esitetty mallipohjaisen reikäsuunnittelun toimintaprosessi. Prosessin vaiheet on numeroitu etenemisjärjestyksessä.
- Eri talotekniset suunnittelijat tarkistavat järjestelmiensä yhteensopivuuden.
- Rakennesuunnittelija vie rakennusosamallinsa IFC-muodossa mallipalvelimelle. Käytettävä formaatti on projektikohtainen sopimuskysymys ja muitakin tiedostoformaatteja voidaan käyttää.
- Talotekninen suunnittelija hakee omaan järjestelmämalliinsa rakennesuunnittelijan IFC-mallin, jolloin mallissa risteävät talotekniset järjestelmät ja rakennuksen rakenteet.
- Ottaen huomioon kyseisten taloteknisten verkostojen vaatimat toleranssit, eristykset, asennusvarat ja järjestelmien palokatkot talotekninen suunnittelija luo malliin haluttuihin kohtiin reikävarauskappaleet. Reikävarauskappale tulisi mallintaa pinnasta yli sovitun matkan (esim. 50mm), jolloin reikävarauskappale on helpompi havaita mallissa. Reikävarauskappaleen koossa on hyvä huomioida myös rakenteen mahdollinen paksuntuminen, joten reiän tekeminen pinnasta selvästi yli on perusteltua. Reikävarauskappaleen tulee geometrian lisäksi sisältää tiedot reiän tarkoituksesta ja mahdollisesti myös sallittavat toleranssit.
- Kun tarvittavat reikävarauskappaleet on luotu, talotekninen suunnittelija tallentaa mallin IFC-formaattiin. Valmis reikävarausmalli sisältää vain reikävarauskappaleet ja niiden attribuuttitiedot. Malli tallennetaan projektissa käytettävälle mallipalvelimelle omaksi reikävarausosamallikseen. Mikäli talotekniset suunnittelijat tekevät kukin omat reikävarausmallinsa, käytetään näistä tällöin termiä reikävarausosamalli. Yhdessä nämä reikävarauksia sisältävät osamallit muodostavat varsinaisen reikävarausmallin.
- Rakennesuunnittelija/elementtisuunnittelija avaa taloteknisen suunnittelijan toimittaman reikävarausmallin ja luo reikävarauskappaleiden perusteella varsinaiset aukot rakenteisiin. Reikien sijaintien hyväksymiseen ja kommentointiin voidaan käyttää reikävarausobjektien attribuuttitietoja.
Reikävarauskappaleet näyttävät rakennesuunnittelijan tietomallissa kuvan 1.2. mukaisilta laatikoilta. Havainnollisuuden vuoksi kuvassa on näytetty myös LVI-järjestelmän seinän rei'ittämistä vaativat osat.
- Rakennesuunnittelija tarkistaa tuloksen yhdistämällä taloteknisen järjestelmämallin (IFC) sekä aukoilla varustetun rakennemallin, jolloin törmäyksiä läpivientien osalta ei saisi tulla, kuva 1.3. Taloteknisen suunnittelija tekee vastaavan tarkistuksen omassa tietomallissaan.