Tuoteosakaupoissa elementtisuunnittelua tehdään samanaikaisesti muiden alojen toteutussuunnittelun kanssa. Tämä suunnittelun limittyminen mahdollistaa suunnittelun kokonaisajan lyhentymisen ja elementtien asennustyön aikaistamisen. Toisaalta elementtisuunnittelun aloittaminen varhaisessa vaiheessa asettaa tiettyjä vaatimuksia muille suunnitelmille ja hankinnoille. Elementtisuunnittelun kannalta kriittisiä hankintoja ovat runkoon vaikuttavat rakennusosat ja järjestelmät, kuten hissit, portaat ja erilliset väestönsuojasuunnitelmat.
Kuva 1. Yleisesti käytössä olevat elementtikauppamallit hankinta-ajankohdan perusteella sijoitettuna eri hankevaiheisiin.
Kuvassa 1 on jaoteltu yleisesti käytössä olevat elementtikauppamallit hankinta-ajankohdan perusteella. Valkoisten tehtävälaatikoiden teksti kuvaa kyseisen vaiheen rakennesuunnittelun lopputulosta. Pääpolusta haarautuvat polut kuvaavat eri tuoteosa- ja elementtikauppojen suhteutumista koko prosessiin. Tuoteosakaupoissa tarjous- ja neuvottelumenettely vaatii molemminpuolista suunnitelmien ja asiakirjojen täsmentämistä. Tieto valitusta tuoteosatoimittajasta ja suunnitteluratkaisusta palaa prosessiin, kun kyseinen tuoteosakauppa solmitaan. Tätä on kuvattu tuoteosakaupasta prosessiin palaavalla nuolella. Toimitussopimuksen jälkeen vastuu suunnittelusta siirtyy tuoteosatoimittajalle. Eri elementtikauppamallit ovat samojen rakenneosien kohdalta luonnollisesti toisensa poissulkevia.
Elementtikauppaan sisältyvä suunnittelun määrä riippuu pääosin siitä, missä vaiheessa suunnitteluprosessia hankinta tehdään. Edellä esitetyt elementtikauppamallit on jaoteltu toimituksen laajuuden perusteella alla olevaan taulukkoon (Taulukko 1). Taulukon tehtävällä Rakennesuunnittelu tarkoitetaan toimituksen kohteena olevien rakenteiden rakennesuunnittelua, mikä tarkoittaa tuoteosakaupoissa muutakin kuin pelkkää elementtisuunnittelua. Taulukossa esitetty tuoteosakauppaan sisältyvä rakennesuunnittelu ei kuitenkaan sisällä päärakennesuunnittelijan tehtäviä. Tilaajan suunnitelmin tehtävässä elementtikaupassa punossuunnittelu on merkitty suluissa, sillä tehtävä riippuu elementtien tyypistä.
Taulukko 1. Elementtikauppamallien jaottelu toimituksen laajuuden perusteella. Suluissa olevat toiminnot ovat valinnaisia.
Tuoteosakauppojen aikatauluttamista käsitellään kohdassa Suunnittelun ohjaus.
Tuoteosakauppamalli 1
Tuoteosakaupassa rakennuttaja ostaa rakennekokonaisuuden, esimerkiksi rakennuksen rungon tai julkisivun ja sen suunnittelun sekä usein myös asennuksen. Tässä toimintamallissa toteutettavan ratkaisun pohjana toimii valittu ehdotussuunnitelma.
Tuoteosakauppamallissa 1 tarjoussuunnittelu perustuu arkkitehdin tilaohjelmaan, valitun vaihtoehdon tilamalliin sekä rakenteiden pääsuunnittelijan rakennejärjestelmäehdotukseen. Tuoteosakaupan sisällön tarkemman määrittelyn kannalta ehdotussuunnittelussa mukana olevan rakennesuunnittelijan on suunnitelmissaan hyvä esittää kaupan kohteena olevan rakennejärjestelmän olennaiset vaatimukset. Näitä ovat esimerkiksi kuormat, palovaatimukset, materiaalivaatimukset, perustusolosuhteet ja riittävät tiedot alustavaa työmaasuunnittelua varten. Tuoteosakaupan tyyppisissä kaupoissa on tarpeellista käydä neuvotteluja tarjousvaiheessa, että ratkaisu saadaan mahdollisimman hyvin palvelemaan asetettuja vaatimuksia.
Tuoteosakauppamallissa 1 arkkitehdin tilamallin käyttäminen ehdotussuunnittelussa on perusteltua, sillä se antaa massa- ja tilaryhmämalleja tarkemman kuvan tarjottavasta kohteesta. Myös tilaajan toiveet tulevat tilamallin kautta paremmin huomioiduiksi.
Ehdotussuunnittelun pohjalta tehtävä rakennekauppa soveltuu parhaiten liike- ja toimistorakennuksiin sekä tiloihin, joissa runko muodostaa suuren osan hankkeen kustannuksista, kuten teollisuushallit. Rungosta voidaan tehdä edullisempi, kun kantavien rakenteiden sijainnit, dimensiot ja laattajaot voidaan optimoida. Kustannussäästöjä saadaan usein myös rakenteista käyttämällä normaalien teräsbetonirakenteiden sijaan jännebetonirakenteita. Yleisesti rakennukset, joiden rungot toteutetaan pääosin pilarein ja palkein, soveltuvat parhaiten ehdotussuunnittelun pohjalta tehtävään rakennekauppaan.
Taulukossa (Prosessikaavio 1) on esitetty tehtäväkaavio ehdotussuunnittelun pohjalta tehtävälle rakennekaupalle. Taulukon sarakkeissa on esitelty rakennuttajan/tilaajan, arkkitehdin, rakennesuunnittelijan ja taloteknisen suunnittelijan oleellisia tehtäviä rakennuksen rungon suunnittelun ja mallintamisen näkökulmasta. Lisäksi oikeanpuolimaisessa sarakkeessa on tuoteosa- tai elementtitoimittajan tehtävät. Taulukon laatikot on otsikoitu kunkin suunnittelijan kyseisen vaiheen tietomallin mukaan. Prosessin kannalta tärkeät päätökset on esitetty taulukossa tummennettuina.
Tuoteosakauppamalli 2
Tuoteosakauppamallissa 2 sopimus rakenteiden toimituksesta tehdään yleissuunnittelun pohjalta. Tässä mallissa rakenteiden pääsuunnittelija valitsee toteutettavan runkoratkaisun, joka toimii rakennekaupan oleellisena reunaehtona. Yleissuunnittelun jälkeen kantavien rakenteiden paikat on jo määritelty, mutta dimensiot voivat vielä muuttua. Tällöin valitulla rakennetoimittajalla on mahdollisuus suunnitella ja kehittää rungon rakennusosat omaan tuotantoonsa soveltuviksi sekä materiaalien että valmistusratkaisujen osalta.
Parhaiten yleissuunnittelun pohjalta tehtävä rakennekauppa soveltuu asuinrakennuksiin ja muihin kohteisiin, joissa on paljon betonisia kantavia seiniä. Tällöin rakennetoimittaja pääsee vaikuttamaan esimerkiksi seinäelementtien saumojen paikkoihin. Sama pätee nykyään paljon käytettyihin sisäkuorielementteihin, joihin eristeet ja ulkoverhous kiinnitetään vasta työmaalla. Perinteisissä sandwichjulkisivuissa arkkitehti määrittelee saumojen paikat, mutta myös rakennesuunnittelija ja tässä tapauksessa rakennetoimittaja pääsevät vaikuttamaan saumojen sijainteihin.
Tuoteosakauppamallilla 2 toteutettava hanke etenee sujuvimmin, kun rakennetoimittajan tarjoama runkoratkaisu vastaa mahdollisimman tarkoin tarjouspyyntöasiakirjoissa esitettyä runkoratkaisua. Tällöin muut suunnittelualat voivat edetä hankintoja palvelevaan suunnitteluun rungon tarjouskilpailun kanssa samanaikaisesti. Yleissuunnittelun pohjalta tehtävän rakennekaupan tehtäväkaavio on esitetty taulukossa 3.
Tuoteosakauppamalli 3
Tässä tuoteosakauppamallissa rakennetoimittaja valitaan hankintoja palvelevan suunnittelun päätteeksi eli samassa vaiheessa pää- ja taloteknisten urakoitsijoiden kanssa. Yleissuunnitteluvaiheessa ja hankintoja palvelevassa suunnittelussa rakennesuunnittelija arvioi rakenneosien vaadittuja paksuuksia esimerkiksi elementtivalmistajien diagrammeista. Tähän tuoteosakauppamalliin voidaan sisällyttää myös toteutussuunnitteluvaiheen yksityiskohtien mitoitus. Tämän kauppamallin etuna on, että elementtitoimittajat tietävät laajempia tuoteosakauppamalleja tarkemmin mitä ovat tarjoamassa. Vastaavasti tarjouspyynnön laatiminen on helpompaa, koska suunnitteluna valmiusaste on korkeampi. Kääntöpuolena on, että elementtitehdas ei juuri voi vaikuttaa valmistettaviin elementteihin, jolloin kokonaisuuden optimointi jää tekemättä. Elementtitoimituksen kilpailuttaminen toteutusvaiheessa viivästyttää myös rakentamisen alkua laajempiin tuoteosakauppa-toteutusmalleihin verrattuna.
Nykyisin on laajimmin käytössä eräänlainen sekamalli, jossa on tuoteosatoimittaja vastaa elementtisuunnittelusta jännebetonielementtien punostuksen ja mahdollisesti raudoituksen osalta, mutta muun elementtisuunnittelun tekee tilaajan valitsema elementtisuunnittelija. Tässä tapauksessa tilaajan valitseman elementtisuunnittelijan tehtäviin kuuluvat elementin mittojen, kuormien, vaatimusten ja tartuntaosien määrittely. Toimintamalli soveltuu hyvin ontelolaatoille ja jännebetonipalkeille, koska tällöin elementtivalmistaja pystyy kasvattamaan sarjapituuksia raudoitus- ja punossuunnittelun avulla. Vaikutus on tosin huomattavasti laajempia tuoteosakauppamalleja vähäisempi, koska elementtien geometria määräytyy jo aiemman suunnittelun perustella.
Elementtikauppa tilaajan suunnitelmin
Elementtikauppa tilaajan suunnitelmin sisältää muista tuoteosakauppamalleista poiketen vähän tai ei yhtään tuoteosatoimittajan suunnittelua. Jännitettyjen rakenteiden punos- ja raudoitussuunnittelu on valinnainen suunnittelu, joka riippuu hankkeesta. Elementtisuunnittelun kokonaisuudessaan tekee tilaajan valitsema elementtisuunnittelija. Elementtisuunnittelija ja -toimittaja valitaan toteutussuunnitteluvaiheessa, jotka kilpailutetaan toteutusvaiheen tai hankintoja palvelevan suunnitteluvaiheen suunnitelmilla. Hankinta-ajankohdasta riippuen.
Tässä mallissa elementtisuunnittelijan ja -toimittajan vaikutusmahdollisuudet suunnitelmien kehittämiseen ovat vastaavanlaiset mitä tuoteosakauppamalli 3:ssa. Elementtisuunnittelijan ja -toimittajan valinta vasta toteutussuunnitteluvaiheessa rajaa paljon rungon tuoteosakokonaisuuden kehittämismahdollisuuksia. Toimittajien kannalta tässä mallissa on hyvää se, että suunnittelun valmiusaste hankinta-ajankohdasta riippuen on korkea. Huonoa tässä mallissa on sen tuoma viive rakentamisen aloitukseen. Sovellettavissa esimerkiksi hankekehityksissä, jotka vaativat pitkiä viranomaiskäsittelyitä.