Korjausrakentaminen on ajankohtainen aihe Suomessa. Rakennusten lämmityskulut aiheuttavat merkittävän osan Suomen kokonaisenergiankulutuksesta, joten perusparannuksille ja energiakorjauksille on jatkuva tarve. Tällä hetkellä rakennusten korjausvelka on suuri.
Rakennustekniikan opiskelijana kiinnostuin siitä, miten korjausrakentamisen suunnittelua voitaisiin tehostaa erilaisin työkaluin. Opintojeni aikana tutustuin parametriseen mallintamiseen ja siihen, miten vanhoista rakennuksista voidaan luoda pistepilviä, jotka toimivat kolmiulotteisen inventointimallin pohjana. Esitin ajatukseni työnantajalleni Sitowiselle, ja talon sisältä löytyikin etsimiäni tutkimustarpeita.
Sitowisen suunnittelijoilla on jo jonkin verran asiantuntemusta parametrisessa mallintamisessa. Samalla talossa kuitenkin tiedostetaan, että sen tarjoamia mahdollisuuksia pitäisi tutkia lisää.
Opinnäytetyössäni tutkin sitä, voidaanko parametrista mallintamista hyödyntää korjausrakentamisen rakennesuunnittelussa.
Parametrisen mallintamisen käyttö korjausrakentamisessa on vielä vähäistä. Menetelmä on melko uusi, ja mallintaminen on hankalampi toteuttaa kuin uudisrakentamisessa. Usein se edellyttää, että olemassa oleva rakennus mitataan ja kuvataan ennen mallintamista. Perinteinen tapa korjaushankkeissa on, että mallintamisen sijaan tehdään CAD-suunnitteluohjelmalla kaksiulotteiset kuvat ja käytetään niitä.
Algoritmi toimii kuin kakkuresepti
Opinnäytetyössäni tutkin sitä, voidaanko parametrista mallintamista hyödyntää korjausrakentamisen rakennesuunnittelussa. Työn toimeksiantaja oli Sitowise, ja se hyväksyttiin Seinäjoen ammattikorkeakoulussa kesällä 2022.
Parametrinen mallintaminen on yksi kolmiulotteisen tietomallinnuksen muoto. Siinä malli rakennetaan syöttämällä ohjelmaan koodeja ja komentosarjoja eli algoritmeja. Rakennetaan siis tekstimuotoinen ohjelmistokoodi, joka luo 3D-mallin suunnittelijan puolesta.
Parametrisesti luodun mallin etuna on sen muokattavuus: mallia voidaan muokata vain muuttamalla jotain komentosarjan osaa, jolloin kaikki siihen liittyvä päivittyy halutulla tavalla. Parametrien avulla luodun mallin muuttaminen ja ajan tasalla pitäminen on nopeampaa kuin perinteisen tietomallin.
On kuitenkin tärkeää, että komentosarjat rakennetaan oikein. Arkkitehti ja suunnittelija Arturo Tedeschi on verrannut parametrisessa mallintamisessa käytettävää algoritmia suklaakakkureseptiin. Jos algoritmissa on virheitä tai jos vaiheita ohitetaan, lopputulos ei vastaa odotuksia.
Mielestäni parametrinen mallintaminen voi hyödyttää korjausrakentamisessa niin suunnittelutyön tekijää kuin tilaajaakin.
Tietokone laskee oikeat materiaalimäärät
Opinnäytetyössäni kehitin mitoitusohjelman korjaushankkeeseen, joissa toteutetaan julkisivukorjaus ja energiaremontti puurakenteisena julkisivuna. Koodasin ohjelman yhdessä ohjaajan avustuksella käyttämällä Autodesk Dynamo -ohjelmointiympäristöä. Sen laskenta ja mitoitus hyödyntävät Mathcad-sovelluksen automatiikkaa. Ohjelma ja sitä varten tehty ohjevideo jäävät Sitowisen sisäiseen käyttöön.
Mitoitusohjelma helpottaa rakennesuunnittelijan ja arkkitehdin yhteistyötä, kun molemmilla on pääsy samaan ohjelmaan. Ohjelma helpottaa esimerkiksi korjaushankkeessa tarvittavien tarvikkeiden ja materiaalien määrien optimoinnissa ja auttaa vähentämään materiaalihukkaa.
Ohjelman toimintaperiaate on, että arkkitehti määrittää halutut verhouslaudan ulottuvuudet sekä laudoitussuunnan. Sen jälkeen rakennesuunnittelijan on helppo määrittää tiedot, joilla päästään optimaaliseen lopputulokseen. Mitoitus ei vaadi siis suunnittelijoilta kuin lähtötietojen syöttämisen. Nykyisin vastaavien tietojen vaihto tapahtuu yleensä sähköpostilla tai Teams-palavereissa, ja mitoitus tehdään erillisessä sovelluksessa tai jopa käsin.
Ohjelma kehitettiin korjausrakentamisen tarpeisiin, ja sellaisenaan se soveltuu hyvin yksinkertaisten kohteiden mitoitukseen. Sitä voidaan kuitenkin soveltaa myös uudisrakentamisessa, ja sitä on mahdollista jatkojalostaa puujulkisivua vaativampiinkin laskelmiin.
Mielestäni parametrinen mallintaminen voi hyödyttää korjausrakentamisessa niin suunnittelutyön tekijää kuin tilaajaakin. Se säästää suunnitteluun tarvittavaa aikaa, mikä näkyy lopulta myös työn kustannuksissa.
