TEKNISET PALVELUT

Yhdistelmämalli auttaa eri tekniikkalajien yhteensovituksessa.
Yhdistelmämalli auttaa eri tekniikkalajien yhteensovituksessa.

Yleiset inframallivaatimukset YIV 2015 julkistettiin

Inframalleilla tehoa suunnitteluun ja työmaille

Infrakohteiden tietomallinnukseen on määritelty yleiset vaatimukset. Tarkoitus on yhdenmukaistaa toimintatapoja ja levittää hyväksi havaittuja ratkaisuja. Ohjeet perustuvat tähänastisiin parhaisiin käytäntöihin ja niitä kehitetään kokemusten myötä.

Teksti Juha Liukas ja Harri Mäkelä

Infrakohteiden tietomallinnuksen tavoitteena on tukea suunnittelun ja rakentamisen laadun, tehokkuuden, turvallisuuden ja kestävän kehityksen mukaisia prosesseja. Tietomallinnusta hyödynnetään kohteen koko elinkaaren ajan, lähtien suunnittelun alusta ja lähtötietojen keräämisestä jatkuen rakentamisen jälkeen infran hallintaan.

Mallien käyttöönotto tulee aluksi tukemaan ja tehostamaan perinteistä toimintaa, mutta muuttaa ajan kuluessa toimintatapoja ja prosesseja. Infra-alalla tietomallinnuksesta käytetään myös termiä inframallintaminen ja tietyn infrakohteen tietomallista termiä inframalli. Inframallintaminen voidaan laajentaa yleisesti infran tiedonhallinnaksi.

Yleiset inframallivaatimukset eli YIV-ohjeet ovat osa Rakennustietosäätiön buildingSMART Finland (bSF) erityispäätoimikunnan tietomallintamisen ohjekokonaisuutta, johon kuuluvat talokohteita käsittelevät YTV 2012 -tietomalliohjeet ja tulevaisuudessa myös ”kaupunkimalleja” koskevat ohjeet. YIV-ohjeiden viimeistelystä ja käyttöön hyväksymisestä vastaa bSF:n infratoimialaryhmä.

YIV-ohjeet ovat teknisiä ohjeita eli niissä selostetaan, miten mallit laaditaan ja miten malleja hyödynnetään eri käyttötapauksissa. Kysymyksessä on yleinen infra-alan ohjeisto vastaavasti kuin InfraRYL, joka nimestään huolimatta on ohjejärjestelmä, vaikka sisältää sekä vaatimuksia että ohjeita. Ohjeilla pyritään edistämään alan yhteisten käytäntöjen leviämistä. Ne ovat myös tärkeä perusta alan tietomallinnuksen koulutuksessa. Ohjeet ovat kaikkien toimijoiden käytettävissä infrabim.fi -verkkosivuston kautta.

Mallinnusohjeiden tavoitteena on ohjata, yhdenmukaistaa ja kehittää koko infra-alan mallinnuskäytäntöjä. Ohjeiden perustana ovat tämän hetken parhaat käytännöt, ja ohjeita kehitetään jatkuvasti osaamisen ja työvälineiden kehittymisen myötä. Tavoitteena on myös tuoda esille hyvät kokemukset ja ottaa edelleen niitä yhteisiksi ohjeiksi.

Mallien käytöstä hyviä kokemuksia

Kokemukset inframallinnuksesta ovat olleet tähän mennessä erittäin positiivisia. Mallinnuksen avulla virheet vähenevät, tehdään vähemmän turhaa työtä ja päätöksenteko helpottuu. Ohjeita voidaan ottaa käyttöön vaiheittain, kuten kunnissakin on jo tehty muun muassa lähtötietomallin, suunnitelmien havainnollistamisen ja koneohjausmallien osalta. Koulutus käytännön hankkeiden rinnalla tuo joustavasti osaamista uusiin käytäntöihin. Työ saattaa viedä aluksi enemmän aikaa, mutta tuo myös nopeasti tehokkuutta ja kustannussäästöjä kuntatalouteen.

Yleiset inframallivaatimukset kattavat lähtötiedot, suunnittelun eri vaiheet, rakentamisen, rakennetun infran todentamisen sekä myöhemmin myös infran hallinnan. YIV 2015 -ohjeista on julkaistu käyttöön osat 1–7 ja viimeisteltävänä ovat osat 8–10. Osat 11 ja 12 tulevat sisältämään useita erillisiä ohjeita inframallin ja tiedon hallinnan hyödyntämisestä eri suunnitteluvaiheissa, rakentamisessa ja infran hallinnassa. Seuraavassa on lyhyesti kuvattu ohjeiden eri osien sisältöä.

Ohjeiden osa 1 on yleinen johdanto tietomallinnusta hyödyntävän infrahankkeen toimintamalliin. Tietomallipohjaisen toiminnan tarjoamien etujen täysimittainen hyödyntäminen edellyttää muutoksia osapuolten toiminnassa ja jatkuvaa panostusta standardien, rajapintojen ja ohjelmistojen kehittämiseen. Mallintamisen käyttö on huomioitava hankkeen organisoinnissa, vaiheistuksessa, aikataulussa, toimintatavoissa ja tiedonvaihdossa.

Osassa 2 kuvataan projekteissa tehtävän tietomallinnuksen perusasiat ja -käsitteet sekä inframallien tuottamista ja hyödyntämistä eri hankevaiheissa koskevat yleiset vaatimukset. Inframallintamiseen liittyy olennaisena osana erilaiset paikkatietoaineistot (kaava-, ympäristötiedot jne.), jotka voidaan havainnollistaa myös 3D-malleissa.

Osassa 3 lähtötietomalliksi kutsutaan eri tietolähteistä saadut tai mitatut tuotteiden, toiminnan ja palveluiden suunnittelua varten hankitut lähtötiedot jäsenneltynä digitaalisessa muodossa. Tällaisia ovat esimerkiksi maastomalli, kaavamalli, maaperämalli ja nykyisten rakenteiden, esimerkiksi vesihuoltoverkoston malli sekä viiteaineisto, kuten viranomaisluvat ja päätökset. Lähtötietomalli täydentyy hankkeen edetessä.

Lähtötietomalli on kokoelma erilaisia aineistoja, mutta erityisesti tietynlainen tapa koota, muokata ja hallita sekä dokumentoida hankkeen lähtöaineisto. Tavoitteena on harmonisoida lähtöaineisto mahdollisimman pitkälle tietomallipohjaista suunnittelua tukevaan muotoon.

Osan 4 ohjeessa käsitellään teiden, ratojen, katujen ja puistojen mallinnusvaatimuksia suunnitteluvaiheissa ennen rakentamiseen tähtäävää suunnittelua.

Toteutusmalli tuo hyötyjä työmaalla

Osissa 5–7 määritellään rakennussuunnitelmavaiheen mallien sisältö rakennusosien geometrian ja ominaisuuksien osalta. Julkaisun menettelytavoilla on tavoitteena saada rakennussuunnitteluvaiheessa tuotetuista tietomalleista ja niiden sisällöistä yhdenmukaisia. Osien määrittely on tehty Infra-rakennusosanimikkeistön mukaisista rakenneosista ja järjestelmistä.

Rakennussuunnitelmavaiheen inframalleja on täydennetty koneohjausta koskevalla ohjeella 5.2, jossa määritellään maarakentamisessa käytettävien toteutusmallien sisältö sekä tarkkuusvaatimukset tie-, katu- ja rataväylien sekä -alueiden pintojen osalta. Toteutusmalli on suunnittelujärjestelmän sisältämästä suunnitelmamallista muodostettava rakennettavan kohteen (digitaalinen 3D) malli (koneohjausmalli). Suurimmat hyödyt toteutusmallista saadaan työmaalta.

Laadunvarmistustoimenpiteet (osa 8) liittyvät pääosin mallin teknisen sisällön tarkastukseen, ei suunnitelman oikeellisuuden arviointiin. Taitorakenteiden, kuten siltojen ja betonisten rakenteiden osalta, laadunvarmistuksessa noudatetaan erillisiä taitorakenteita koskevia ohjeita. Esimerkiksi Helsingin kaupungin rakennusvirastolla on käytössä ohje: Taitorakenteiden tietomallinnusohje, 1.8.2014 ja vastaavasti myös katuhankkeita varten Kadunsuunnittelun inframalliohje, 1.9.2014.

Osa 9 sisältää ohjeita eri suunnitteluvaiheiden ja rakentamisen aikaisten määrien ja siitä johdettavien kustannusten arviointiin. Havainnollistaminen on yksi tietomallien käyttötarkoitus suunnitteluprosessin aikana. Havainnollistamista käytetään tukemaan päätöksentekoa muun muassa eri ratkaisujen analysoinnissa. Keskeisiä etuja ovat eri suunnitelmavaihtoehtojen vertailun helpottuminen, eri osapuolten vuorovaikutuksen tehostaminen, päätöksenteon tukeminen ja ristiriitojen tai epäjatkuvuuskohtien havaitseminen. Visuaaliset mallit auttavat tiedottamisessa eri medioissa.

Juha Liukas työskentelee infran tietomallien ja tiedonhallinnan johtavana asiantuntijana Sito Oy:ssä ja toimii bSF Infra-toimialaryhmän puheenjohtajana. Harri Mäkelä työskentelee johtavana asiantuntijana Innogeo Oy:ssä ja on vastannut YIV-ohjeiden toimitustyöstä.

Faktat

YIV-ohjeiden luettelo

1. Tietomallipohjainen hanke

2. Yleiset mallinnusvaatimukset

3. Lähtötiedot

4. Inframalli ja mallinnus hankkeen eri suunnitteluvaiheissa

5. Rakennemallit;

5.1. Maa-, pohja- ja kalliorakenteet; Päällys- ja pintarakenteet,

5.2. Maarakennustöiden toteutusmallin (koneohjausmalli) laadintaohje,

5.3. Maarakennustöiden toteumamallin laadintaohje

6. Rakennemallit

6.1. Järjestelmät

7. Rakennemallit

7.1. Rakennustekniset rakennusosat

8. Inframallin laadunvarmistus

9. Määrälaskenta, kustannusarviot

10. Havainnollistaminen

11. Infran hallinta (käyttö, korjaus ja hoito - ylläpito/kunnossapito)

12. Tietomallin hyödyntäminen eri suunnitteluvaiheissa ja infran rakentamisessa

Inframallit laajassa hyötykäytössä Kokkola – Ylivieska kaksoisraideprojektissa

Teksti ja kuva Teppo Rauhala

Infra-alalla tietomallinnus on kehittynyt viime vuosien aikana merkittävästi. Suurimpana vaikuttajana on ollut vuonna 2010 aloitettu InfraFINBIM-kehityshanke. Siinä määriteltiin alussa visio, jonka mukaan suuret infran haltijat tilaavat vuonna 2014 pääsääntöisesti vain mallipohjaista palvelua.

Laajempi pilotointi tietomallipohjaisen toiminnan hyödyntämisestä suuressa rakennushankkeessa on kuitenkin jäänyt tekemättä. Liikennevirasto aloitti tämän kehitystyön alkuvuodesta 2014 ja pilottikohteena on rataosuuden Riippa–Eskola Destian toteuttama ST-urakka. Tavoitteeksi otettiin pilotoida Inframodel3 -formaatin käyttöä suunnittelussa ja tuotannossa sekä maarakenteiden osalta mallipohjaisessa laadunvalvonnassa.

Mallipohjaisen laadunvarmistuksen perusajatus on muodostaa prosessi ja kehittää toimivat työtavat, joiden avulla saadaan minimoitua työnaikaiset virheet. Menetelmässä tarkastetaan muun muassa ennakolta inframallit, mittausperusta ja työkoneautomaatiojärjestelmät. Näiden järjestelmällisellä seurannalla ja hyödyntämisellä vähennetään virheitä tuotannossa ja toisaalta voidaan korvata osa perinteisistä manuaalisesti tehtävistä tarkemittauksista. Pilotissa seurattiin rakenteiden geometristen mittojen lisäksi rakenteen tiiveyden tai kantavuuden vaatimustenmukaisuuden toteumista.

Pilottialueella tehtiin mittauksia todella paljon, jotta voitiin varmistua prosessin toimivuudesta. Tarkemittauksista noin 98 prosenttia oli +- 20 mm sisällä ja noin 70 prosenttia mittauksista oli +- 10 mm sisällä. Sekä tiehöylän että jyrän paikannustarkkuuden todettiin olevan samalla tasolla. Lisäksi havaittiin GNSS-jyrällä tehtävän tiiveyden seurannan tuottavan hyötyjä tuotantovaiheessa. Mallipohjaista seurantaa hyödyntämällä ylijyräämistä voitiin välttää ja jyräyksen läpimenoaika lyheni.

Tilaajan kokeneen rakennuttajainsinöörin mukaan mallipohjaisen rakentamisprosessin avulla onnistuttiin radan tai väylän rakennekerrokset muotoilemaan kerralla oikeaan tasoon mikä vähentää materiaalin lajittumista ja pienentää laadun hajontaa. Samalla kerrosrakenteiden homogeenisuus ja pinnan tasaisuus paranevat.

InfraRYL ei kuitenkaan täysimääräisesti mahdollista uuden toimintatavan käyttöönottoa, joten tulisiko miettiä sen uudistamista: mitä ja miten rakenteita tulisi mitata?

Lisätietoja tietomallipohjaisen suunnittelu- ja rakentamisprosessin Inframodel3-pilotin loppuraportista (http://www2.liikennevirasto.fi/julkaisut/pdf8/lts_2015-17_tietomallipohjaisen_suunnittelu_web.pdf).

Kirjoittaja työskentelee projektipäällikkönä Proxion Oy:ssä.

Esittelymallilla voidaan havainnoillistaa asukkaille suunniteltu vaihtoehto.
Esittelymallilla voidaan havainnoillistaa asukkaille suunniteltu vaihtoehto.

Faktat

YIV-ohjeiden luettelo

1. Tietomallipohjainen hanke

2. Yleiset mallinnusvaatimukset

3. Lähtötiedot

4. Inframalli ja mallinnus hankkeen eri suunnitteluvaiheissa

5. Rakennemallit;

5.1. Maa-, pohja- ja kalliorakenteet; Päällys- ja pintarakenteet,

5.2. Maarakennustöiden toteutusmallin (koneohjausmalli) laadintaohje,

5.3. Maarakennustöiden toteumamallin laadintaohje

6. Rakennemallit

6.1. Järjestelmät

7. Rakennemallit

7.1. Rakennustekniset rakennusosat

8. Inframallin laadunvarmistus

9. Määrälaskenta, kustannusarviot

10. Havainnollistaminen

11. Infran hallinta (käyttö, korjaus ja hoito - ylläpito/kunnossapito)

12. Tietomallin hyödyntäminen eri suunnitteluvaiheissa ja infran rakentamisessa

Inframallit laajassa hyötykäytössä Kokkola – Ylivieska kaksoisraideprojektissa

Teksti ja kuva Teppo Rauhala

Infra-alalla tietomallinnus on kehittynyt viime vuosien aikana merkittävästi. Suurimpana vaikuttajana on ollut vuonna 2010 aloitettu InfraFINBIM-kehityshanke. Siinä määriteltiin alussa visio, jonka mukaan suuret infran haltijat tilaavat vuonna 2014 pääsääntöisesti vain mallipohjaista palvelua.

Laajempi pilotointi tietomallipohjaisen toiminnan hyödyntämisestä suuressa rakennushankkeessa on kuitenkin jäänyt tekemättä. Liikennevirasto aloitti tämän kehitystyön alkuvuodesta 2014 ja pilottikohteena on rataosuuden Riippa–Eskola Destian toteuttama ST-urakka. Tavoitteeksi otettiin pilotoida Inframodel3 -formaatin käyttöä suunnittelussa ja tuotannossa sekä maarakenteiden osalta mallipohjaisessa laadunvalvonnassa.

Mallipohjaisen laadunvarmistuksen perusajatus on muodostaa prosessi ja kehittää toimivat työtavat, joiden avulla saadaan minimoitua työnaikaiset virheet. Menetelmässä tarkastetaan muun muassa ennakolta inframallit, mittausperusta ja työkoneautomaatiojärjestelmät. Näiden järjestelmällisellä seurannalla ja hyödyntämisellä vähennetään virheitä tuotannossa ja toisaalta voidaan korvata osa perinteisistä manuaalisesti tehtävistä tarkemittauksista. Pilotissa seurattiin rakenteiden geometristen mittojen lisäksi rakenteen tiiveyden tai kantavuuden vaatimustenmukaisuuden toteumista.

Pilottialueella tehtiin mittauksia todella paljon, jotta voitiin varmistua prosessin toimivuudesta. Tarkemittauksista noin 98 prosenttia oli +- 20 mm sisällä ja noin 70 prosenttia mittauksista oli +- 10 mm sisällä. Sekä tiehöylän että jyrän paikannustarkkuuden todettiin olevan samalla tasolla. Lisäksi havaittiin GNSS-jyrällä tehtävän tiiveyden seurannan tuottavan hyötyjä tuotantovaiheessa. Mallipohjaista seurantaa hyödyntämällä ylijyräämistä voitiin välttää ja jyräyksen läpimenoaika lyheni.

Tilaajan kokeneen rakennuttajainsinöörin mukaan mallipohjaisen rakentamisprosessin avulla onnistuttiin radan tai väylän rakennekerrokset muotoilemaan kerralla oikeaan tasoon mikä vähentää materiaalin lajittumista ja pienentää laadun hajontaa. Samalla kerrosrakenteiden homogeenisuus ja pinnan tasaisuus paranevat.

InfraRYL ei kuitenkaan täysimääräisesti mahdollista uuden toimintatavan käyttöönottoa, joten tulisiko miettiä sen uudistamista: mitä ja miten rakenteita tulisi mitata?

Lisätietoja tietomallipohjaisen suunnittelu- ja rakentamisprosessin Inframodel3-pilotin loppuraportista (http://www2.liikennevirasto.fi/julkaisut/pdf8/lts_2015-17_tietomallipohjaisen_suunnittelu_web.pdf).

Kirjoittaja työskentelee projektipäällikkönä Proxion Oy:ssä.