1
GSPublisherVersion 66.19.78.0
auki alas
Kaide h1000
Kaide h1200
Parvekekaiteet h=1100
0 1 2m
A30 42,5 m2 2h+k A23
28,5 m2 1h+kt
A22 27,0 m2 1h+kt
A31 42,5 m2 2h+k
A28 29,5 m2 1h+kt
A29 29,5 m2 1h+kt A27 29,5 m2 1h+kt A26 29,5 m2 1h+kt A25 29,5 m2 1h+kt
A32 40,5 m2 2h+kt
A24 29,5 m2 1h+kt
JK/PA SK
TK HKTK
SKSKHKHKTK
TKK
SKHKHKTK
TKK SK JK/PAHK
VH/40
VH/40
VH/60+VT
JK/PA
SKTK AP HK
JK/PA
SKTK AP HK
JK/PA
SKTK AP HK
JK/PA
SKTK AP HK
JK/PA
SKTK AP HK
(AP)
(AP)
JK/PA AP SK
HK TK
JK/PA AP SK
HK TK
AP JK/PA
AP JK/PA
3. 3.kerros 1:100
GSPublisherVersion 61.19.78.0
3,2 m2 8,5 m2
6,0 m2
2,7 m2
9,1 m2 9,8 m2 10,0 m2
16,0 m2 15,9 m2
14,9 m2 14,1 m2
auki alas Kaide h1200
01 2m
6,0 m2
3,2 m2
3,2 m2
3,2 m2
3,2 m2
42,5 m2 2h+k 57,0 m2
3h+kt
42,5 m2 2h+k
29,5 m2 1h+kt
29,5 m2 1h+kt 29,5 m2 1h+kt 29,5 m2 1h+kt
40,5 m2 2h+kt
59,5 m2 3h+kt
SKSKHKHKTK
TKK
SKHKHKTK
TKK SK
JK/PAHK
VH/40
VH/40
VH/60+VT
JK/PA
SKTK AP HK
JK/PA
SKTK AP HK
JK/PA
SKTK AP HK
JK/PA
SKTK AP HK
JK/PA
SK HK
(AP)
JK/PA AP
AP JK/PA
AP JK/PA
TK
(AP)
HK SK
3. 3.kerros 1:100
Aleksi Kraama
Arkkitehtuuri Diplomityö 2021
CLT-TILAELEMENTTIRAKENTEISET OPISKELIJAKERROSTALOT
IDEASTA TOTEUTUKSEEN research-by-design
GSEducationalVersion Shared space void
2h+k 49m2
2h+k 49m2 1h+k 30m2 1h+k 30m2 1h+k 30m2 1h+k 30m2 1h+k 37m2
1h+k 30m2
2h+k 49m2 1h+k 30m2 1h+k 37m2
Roof top terrace
Technical 27 m2
Club Room 40 m2 Hall
9 m2
Sauna 52 m2
Aleksi Kraama CLT-TILAELEMENTTIRAKENTEISET OPISKELIJAKERROSTALOT
IDEASTA TOTEUTUKSEEN research-by-design
Tekijä Aleksi Kraama
Diplomityö CLT-tilaelementtirakenteiset opiskelijakerrostalot ideasta toteutukseen - research-by-design
Vuosi 2021
Tutkinto-ohjelma Rakennetun ympäristön tiedekunta
Arkkitehtuurin yksikkö
Diplomityö
Työn ohjaajat Apulaisprofessori (tenure track), arkkitehti, tohtori Sofie Pelsmakers, sustainable architecture, sustainable housing design
Yliopisto-opettaja, arkkitehti Teemu Hirvilammi, rakennusoppi
Sivumäärä 106
Kieli Suomi
Avainsanat Research-by-design, kestävä puuarkkitehtuuri, CLT-tilaelementti, opiskelija-asuminen
I.
I.1 I.2 II.
II.1 II.2 II.3 II.4 III.
III.1 III.2 III.3 III.4 III.5 III.6 III.7 IV.
IV.1 IV.2 IV.3 IV.4 V.
V.1 VI.
VI.1 VI.2 VI.3
Tiivistelmä Abstract Johdanto METODOLOGIA Research-by-design Tutkimuksen kulku TUTKIMUSKIRJALLISUUS Design
Prosessi
Teollinen puurakentaminen
Kestävä asuntosuunnittelu ja opiskelija-asumisen arkkitehtuuri SUUNNITTELUVAIHEET
Lumipuun kronologia
Opiskelijoiden suunnittelemat puurakenteiset opiskelija-kerrostalot Kilpailusuunnitelman keskeiset ominaisuudet
Toteutettavuuden kehittäminen ehdotussuunnitteluvaiheessa Yleissuunnittelu
Toteutussuunnittelu
Yhteenveto suunnitteluvaiheista SUUNNITTELUPROSESSIN ANALYYSI Suunnitelmien vertaileva analysointi Haastattelututkimus
Suunnitteluprosessin dynamiikka Tulokset
VAIHTOEHTOINEN SUUNNITELMA Suunnitelmatutkielma
PÄÄTELMÄT
Tutkimusmetodin ja tulosten kytkeytyminen Tutkimuksen yhteenveto
Lisätutkimukset Lähteet
Kiitokset
i ii iii
1 2 2
5 6 11 16 24
31 32 37 38 45 49 56 59
61 62 70 75 80
83 84
99 100 101 103
104 106
Sisällysluettelo
TIIVISTELMÄ
Opinnäytteessä käsitellään miten arkkitehtuurillinen idea ja tavoite muuntuu suun- nitteluprosessissa. Suunnittelu- ja tutkimuskohteena on kaksi 6-kerroksista opiske- lija-asumiseen tarkoitettua CLT-tilaelementtirakenteista puukerrostaloa. Suunnitel- ma perustuu yliopisto-opintojen yhteydessä tehtyyn arkkitehtuuri-ideakilpailutyö- hön. Tutkimus on toteutettu research-by-design -metodilla tutkimalla suunnittelua ja suunnittelemalla tutkimuksellisesti, sekä haastattelemalla suunnittelun osapuo- lia. Vertaamalla alkuperäistä ideaa toteutuneeseen ja analysoimalla suunnittelu- prosessin vaiheita tunnistetaan vaikuttavimmat suunnittelutehtävät ja niiden keski- näinen suhteellisuus, ja siten voidaan kehittää suunnittelun ennakoitavuutta, sekä mahdollisuuksia saavuttaa tavoitteita.
Diplomityössä esitetään, että esivalmistamiseen liittyvää suunnittelua, rakenta- misjärjestelmää, arkkitehtuurin kilpailuideointia sekä kestävää puurakentamista voidaan edistää integroidun suunnitteluprosessin ominaisuuksilla sekä research- by-design suunnittelututkimuksella.
Tutkimuksessa taustoitetaan suunnitteluprosessin intuitiivisia, käsitteellisiä ja toteuttavia puolia, päätöksentekoa, yhteistyötä, suunnittelun ohjausta, kustannus- ten määräytymistä, ympäristövaikutuksia, teollista puurakentamista, esivalmista- mista, standardointia, rakentamisjärjestelmän ominaisuuksia, opiskelija-asuntoja sekä yksin- ja yhdessä asumista. Opinnäyte sisältää vaihtoehtoisen suunnitelman, jossa yhdistyy tutkimuksessa havaitut asumiseen liittyvät laatutekijät (mm. moni- muotoinen huoneistojakauma, ulko- ja sisätilan suhde sekä yhteistilat), suunnitte- luprosessissa saavutettu toteutuskelpoisuus sekä alkuperäisen viitesuunnitelman kaupunkikuvallisuus ja konsepti.
JOHDANTO
Olin tavattoman onnekas, että arkkitehtiopintojen aikana, minun ja opiskelijato- verin Eero Kuokkasen suunnittelemat puurakenteiset opiskelijakerrostalot toteu- tettaisiin. Samoin olin tavattoman onnekas, että olin mukana jatkosuunnittelus- sa, vaikuttamassa ja seuraamassa idean kulkua konkretiaan. Ehkä kuitenkin vielä onnekkaampi olin kun voin tehdä tällaisesta positiosta diplomityön, uppoutua aiheeseen syvemmin ja pohtia tapahtunutta sekä tulevaa.
Ympäristöä merkittävästi kuormittavana sektorina rakentamisalalla on vahva tarve uudistua, kun tehtävänä on laskea päästöjä ja löytää luonnonvaroja säästäväm- piä rakentamistapoja. Uudisrakentamisen asuntotuotannossa puukerrostalot ovat vieläkin melkoinen erikoisuus, mutta puurakentamisella on potentiaalia olla yksi ekologisimmista rakentamisen tavoista. Tästä syystä puurakentamisen kehitystutki- mus ja innovaatioiden mahdollistaminen ovat tärkeitä. Ekologisuuden lisäksi tulee kuitenkin pystyä rakentamaan toiminnallisesti, taloudellisesti, esteettisesti ja tekni- sesti hyväksyttävästi. Olenkin pyrkinyt diplomityössäni analysoimaan tutkimusai- hettani mahdollisimman kokonaisvaltaisesti, tutkivan arkkitehdin roolissa, ja siten myös luomaan yleistettävää tietoa vahvasta case-study luonteesta huolimatta.
Keskeisenä tutkimuskysymyksenä on tutkia suunnitteluvaiheiden ja suunnitteluteh- tävien merkityksiä, organisointia ja vaikutuksia laatuperustaisen ideoinnin (kuten arkkitehtuurikilpailu) toteutumisessa. Tutkin millaisia kompromisseja, muutoksia ja haasteita liittyy millekin projektin vaiheelle, ja miten suunnittelua on mahdollista kehittää.
Metodologiana on suunnittelututkimus eli research-by-design, jossa tutkimus- ta tehdään tutkimuskohteena olevan rakennushankkeen suunnitteluprosesseja ja suunnitelmia tutkimalla, sekä suunnitellaan tutkimuksen tueksi. Hankkeeseen liittyvien osapuolten haastatteluilla (tilaaja, pää- ja rakennussuunnittelija, raken- nesuunnittelija, rahoittaja ja tilaelementtitoimittaja) pyrin avaamaan yhteistyön konteksteja, ja kehittämään sekä analysoimaan rakentamisjärjestelmän vaikutuk- sia ja hankkeen tavoitteiden toteutumista. Lopuksi tutkimus sisältää suunnitelmien vertailusta johdetun vaihtoehtoisen suunnitelman, jossa yhdistyvät tutkimuskirjalli- ABSTRACT
The thesis deals how an architectural idea and objective follows in the design process. The objects of both design and research are two 6-storey wooden apart- ment buildings for student housing constructed with prefabricated volymetric CLT-modules. The implementation of the development project is based on archi- tectural idea competition design concept carried out in connection with university studies. The research has been composed using a research-by-design method by investigating the design process together with an act of design, as well as inter- viewing the parties of the project. By comparing the original idea with the realized one and analyzing the stages of the design process, the most influental design tasks and their mutual relativity are identified, and thus the predictability of the design and the possibilities to achieve the aims can be developed.
The thesis suggests that the implementation of high prefabrication, construction system, architectural ideation and sustainable wood architecture can be improved through the correct use of integrated design and research-by-design methods.
Research provides background on the intuitive, conceptual and implementation aspects of the design process, decision-making, cooperation, design control, cost control, environmental impact, industrial timber construction, prefabrication, stan- dardization, building system features, student apartments and elements of sustain- able housing design. The thesis includes an alternative design that combines the quality factors related to housing carried out in the study (eg diverse apartment distribution, the connectivity of outdoor and indoor space and shared spaces), the feasibility achieved in the design process and the urban features and concept of the original competition design.
I METODOLOGIA
“There is no ought from is.”
David Hume
”In research by design, the architectural design process forms a pathway through which new insights, knowledge, practices or products come into being.
It generates critical inquiry through design work.”
Bob Roggema suuden havaintoja, kilpailutyön keskeiset ominaisuudet ja jatkosuunnittelun toteu-
tettavuus.
Suunnittelukohteena on Tampereen opiskelija-asuntosäätiön rakennuttamat kaksi 6-kerroksista puukerrostaloa opiskelijoille Tampereelle Hervantajärven uuteen kaupunginosaan. Hankkeen viitesuunnitelmana on asuntosuunnittelun jatkokurs- sin yhteydessä tehty kurssi- ja kilpailutyö Lumipuu. Jatkosuunnittelua tutkitaan Arkkitehdit LSV:llä arkkitehtitoimistotyönä tehdyn työn pohjalta, jossa olen toimi- nut hankkeessa projektisuunnittelijana.
Hankkeen erityispiirteiksi voi kiteyttää kolme keskeisintä asiaa, jotka ovat vaikutta- neet suunnitteluprosessiin ja tähän tutkimukseen:
(i) teollisen puurakentamisen promootiohanke (ii) toteutus opiskelijakilpailutyön pohjalta
(iii) melko uusi rakentamistapa (CLT-tilaelementti)
Nämä aspektit kuvaavat tavoitteita: edistää teollista puurakentamista laadukkaalla puuarkkitehtuurilla (i), etsiä tuoreita ja toteutuskelpoisia ideoita arkkitehtiopiskeli- joilta puurakenteisiksi opiskelija-asunnoiksi (ii) sekä toteuttaa kaksi edellä mainit- tua tavoitetta CLT-tilaelementtitekniikalla (iii).
Tutkimus on tehty toteutussuunnittelun aikana, ja julkaistu samoihin aikoihin, kun perustustyöt tontilla ja ensimmäisen tilaelementin eli ”malliasunnon” tuotanto Elementti-Sampon tehtaalla Kuhmossa on alkamassa.
Seuraavan sivun lainaukset ellei lähdeluettelossa:
Hume, D. (1739) A Treatise of Human Nature.
Suunnitteluprosessin analysointi
Suunnittelututkimus tapahtuu analysoimalla suunnitteluvaiheiden suunnitteluteh- täviä ja suunnitelmia ideakilpailuvaiheessa, viitesuunnitelman kehitysvaiheessa eli ehdotussuunnitteluvaiheessa, rakennuslupatehtävien vaiheessa sekä toteutus- suunnitteluvaiheessa. Tutkimuksessa edetään kronologisesti ideasta toteutukseen ja tällä tavoin luodaan aikajana suunnitteluprosessin tärkeimmistä tapahtumista.
Tutkimuksessa puretaan aluksi kilpailusuunnitelman keskeiset ideat ja olennaiset olemukset. Tarkoituksena on hahmottaa kuinka nämä alkuperäiset ajatukset siirty- vät toteutussuunnitteluun ja mitkä asiat johtavat muutoksiin.
Suunnitelmien vertailu
Tutkimuksessa tehdään suunnitelmakuvien visuaalista vertailua kuvaparien avul- la. Tästä aiheutuvana tutkimusongelmana on suunnitelmakuvien riittävä vertailu- kelpoisuus. Suunnitelmakuvia tehdään eri hankevaiheissa eri tarkoitukseen, eri tiedon valossa sekä erilaisella tarkkuustasolla. Tätä varten on tutkimuksessa pyritty muokkaamaan suunnitelmakuvia rinnastettavaan muotoon. Toisaalta suunnitelmi- en erilaisia representaatioita on myös jätetty tarkoituksellisesti vastaamaan suun- nitteluvaihetta.
Suunnitelmien vertailua tehdään kolmella päätasolla:
1. Ulkoinen ilme, kaupunkikuva
2. Sisäiset toiminnot, asuntosuunnittelu
3. Tontin toiminnot, yhteydet, liittyminen ympäristöön
Haastattelututkimus
Suunnittelututkimuksessa hyödynnetään research-by-design -metodin mukaises- ti kokemusperäistä tietoa suunnittelusta myös haastattelujen muodossa. Raken- tamisen ollessa merkittävästi yhteistyötä rakennushankkeen eri osapuolten haas- tattelut valaisevat suunnitteluprosessin moniulotteisuutta. Haastateltaviksi valikoi- tiin tutkimuksen näkökulmasta (ideasta toteutukseen) olennaisimmat osapuolet, johtaen siihen, että kaikkia osapuolia tai suunnittelijoita ei ole erillisesti haastateltu.
Tutkimuksessa on haastateltu tilaajan ja tilaelementtitoimittajan hankepäälliköitä, I.1
RESEARCH-BY-DESIGN
Research-by-design -määritelmä
Research-by-design -tutkimuksen kohteena on suunnittelu (design) ja tutkimuk- seen liittyy suunnittelua tiedon tuottamisen prosessina (Biggs, 2012; Laurel, 2003;
Fallman, 2007; Koskinen et al., 2001; Roggema, 2016, s.2 mukaan). Tutkimuksen kohteena voi siis olla suunnitteluprosessi ja siihen liittyvät suunnitelmat tai suun- niteltu objekti tai asia (esim. kaavoitus tai rakennuskohde) itsessään. Roggema (2016, s.2-3) määrittelee että suunnittelututkimuksessa selvitetään strategioita, käytäntöjä, malleja ja olosuhteita, joissa luovaa työtä (suunnittelua) voidaan tehdä.
Suunnittelututkimusta tehdään suhteessa käytännön kokemukseen ja siitä saata- vat tutkimustulokset ovat hyödynnettävissä eri osapuolten toimesta (EAAE/AEEA Research Centre 2016; Roggema, 2016, s.3 mukaan). Suunnittelua voidaan tutkia myös suunnittelemalla vaihtoehtoja tutkimusongelman olemuksen ymmärtämi- seksi (Vervoort & Pisman, 2016, s.3; Pelsmakers & Saarimaa, 2020, s.39 mukaan).
Tässä diplomityössä tutkitaan suunnitteluprosessia ja myös tuotetaan tietoa suun- nittelun avulla.
I.2
TUTKIMUKSEN KULKU
Tutkimuskohteena on suunnitteluprosessin kehittäminen analysoimalla konkreet- tista esivalmisteista rakennushanketta ja tutkimus-suunnittelutehtävänä jatkoke- hittää toteutussuunnitelmaa kaupunkikuvallisesta ja toiminnallisesta näkökulmas- ta yhdistäen toteutussuunnittelun realismia ja ideakilpailusuunnittelun innovatiivi- suutta.
Yleisenä tutkimuskysymyksenä on purkaa suunnitteluprosessin kronolo- giaa suunnittelututkimuksen avulla ja tällä tavoin pyrkiä löytämään keinoja saavut- taa tulevissa puurakennushankkeissa vielä korkeampia tavoitteita ja parempaa arkkitehtuurillista laatua kohtuullisin kustannuksin. Tätä kysymystä lähestytään arvi- oimalla suunnitteluvaiheisiin liittyviä suunnittelutehtäviä ja niiden oikea-aikaisuut- ta. Näistä syistä tutkimuksessa sivutaan arkkitehtisuunnittelun lisäksi muita suunnit- telualoja ja hankesuunnittelua myös yleisesti.
II TUTKIMUSKIRJALLISUUS
”Design is the conscious and intuitive effort to impose meaningful order.”
Victor Papanek
”The form is the solution to the problem;
the context defines the problem.”
Christopher Alexander
“Technology is the answer, but what was the question?”
Cedric Price
“Standardisoimista on aina ollut olemassa, yhtenä tärkeimpänä tekijänä se on ollut luomassa järjestelmäl-
lisyyttä rakennustaiteeseen. Standardisointi käsitetään usein menetelmäksi, joka samanlaistaa ja luo kaavamais- ta. On itsestään selvää, ettei tämä pidä paikkaansa. Oikea
standardisoiminen on niin hoidettava ja kehitettävä, että standardisoidut rakennusosat ja raaka-aineet ovat omi- naisuuksiltaan sellaisia, että mahdollisimman suuri määrä erilaisia niiden keskinäisiä yhdistelmiä saadaan tulokseksi.
Maailman paras standardisoimiskomitea on luonto itse.
Luonnossa esiintyy standardisoiminen kohdistettuna lähinnä ja melkein yksinomaan mahdollisimman pieniin yksikköihin, soluihin. Seurauksena tästä ovat miljoonat joustavat yhdistelmät, joissa kaavamaisuutta ei tapaa lainkaan. Seurauksena on myös suunnaton rikkaus ja or- gaanisesti kasvavien muotojen ilmeinen vaihtelu. Samaa tietä on rakennustaiteenkin standardisoinnin kuljettava.”
Alvar Aalto arkkitehtuurikilpailun edustajaa, pää- ja rakennussuunnittelijaa, rakennesuunnitte-
lijoita, sekä rahoittajan eli Asumisen rahoitus ja kehityskeskuksen (ARA) edustajaa.
Haastattelu suoritettiin eettisten periaatteiden ja tietosuojailmoituksen mukaisesti yleisiä tieteellisiä menetelmiä noudattaen. Haastateltavat saivat kysy- mysrungon tutustuttavakseen ennen haastattelua. Vaikka haastattelukysymykset olivat muotoiltu eri tavoilla eri osapuolille, voidaan kysymykset ja keskusteluaiheet teemoittaa seuraavasti:
• Kilpailusuunnitelman ja toteutussuunnitelman vertailu
• Suunnitteluhaasteet
• Rakentamisjärjestelmän vaikutus suunnitteluun
• Puurakentamisen kehittäminen
• Elinkaari
Suunnitteluprosessin kehittäminen
Suunnitteluvaiheiden analysoinnin, suunnitelmien vertailun ja haastatteluiden johtopäätöksenä kehitetään tutkimuksessa suunnitteluprosessin kokonaiskuva.
Tässä huomioidaan tutkimuskirjallisuus ja suunnitteluvaiheiden vaikuttavuus tavoit- teiden saavuttamiselle ja toteutettavuudelle sekä integroituva suunnitteluprosessi ja esivalmisteinen rakennetekniikka.
Vaihtoehtoinen suunnitelma
Tutkimus-suunnittelutehtävänä tutkimuksessa esitetään synteesimäinen suunnitel- ma, joka on suunnittelu- ja tutkimusprosessin myötä syntynyt tutkija/suunnitteli- jan ehdotus vaihtoehtoisesta versiosta. Suunnitelmassa on poimittu alkuperäisen suunnitelman arkkitehtuurillisia arvoja, asumisviihtyvyyttä ja yhteisöllisyyttä pitäen kiinni kuitenkin merkittävin osin jatkosuunnittelussa saavutetusta rakennustalou- dellisesta ja teknisestä toteutettavuudesta. Lisäksi vaihtoehtoisessa on hyödynnet- ty tutkimuskirjallisuutta perusteltujen suunnitteluratkaisujen löytämiseksi. Vaihto- ehtoinen suunnitelma on luotu tukemaan tutkimuksen havaintoja suunnittelupro- sessin kehittämisestä.
Seuraavan sivun lainaukset ellei lähdeluettelossa:
Kuvitteleminen ja havainnollistaminen
Alexanderin systemaattisen suunnitteluprosessin käsitteellistämisen rinnalle on tutkimuksessa haettu vastapainoa mm. arkkitehti Peter Zumthorin suunnitte- lun määritelmistä. Zumthorin (2006, s.66) mukaan suunnittelu alkaa arkkitehtuu- rille ominaisista aistittavista materiaaleista. Zumthor kuvailee kirjassaan Thinking Architecture (2006) suunnitteluprosessiaan ja siihen liittyvää ajattelua mm. sisäis- ten kuvien (inner images) käsitteen avulla. Zumthor kirjoittaa, että suunnitteluajat- teluun liittyvät sisäiset kuvat ovat sekä uusia, että arkkitehdin henkilökohtainen kokoelma koetuista tiloista, opeista ja kokemuksista (ibid, s.65). Zumthorin mukaan sisäinen kuva tavoitteellisesta suunnittelukohteesta auttaa olemaan sekoittamatta suunnitelmien representaalista luonnetta ja lumoa todelliseen arkkitehtuurilliseen laatuun (ibid, s.67). Tähän liittyen fyysiset materiaalit ja kappaleet ovatkin Zumtho- rin mukaan suunnittelulle olennaisia (ibid, s.65). Zumthorin ajattelusta välittyy, että
C1 F1
C1
Actual world
Actual world Context
Scheme 1
Scheme 3 Scheme 2
Form
Actual world Mental picture
Mental picture
Formal picture of mental picture
F1
C1 F1
C2 F2
C2 F2
C3 F3
Konteksti ja muoto suunnitteluprosessissa. (Alexander, 1964, s.76)
II. 1 DESIGN
Muoto ja konteksti
Tutkimuksen teoreettisena taustatukena on käytetty Christopher Alexande- rin suunnitteluprosessin teorioita, joita hän on esittänyt kirjassaan Notes on the Synthesis of Form (1964). Kirjassa hän yksinkertaistaa, jakaa osiin ja käsitteellistää kompleksista, intuitiivista ja innovatiivista suunnittelun problematiikkaa. Alexande- rin mukaan suunnitteluprobleema koostuu muodosta ja kontekstista. Hän kirjoit- taa, että muoto on ratkaisu ongelmaan ja konteksti puolestaan määrittää ongel- man. (Alexander, 1964, s.15) Problematiikalla voimme myös kyseenalaistaa mitä määrittelemme kontekstiksi ja mitä muodoksi: esim. suunnittelemmeko ympäris- töystävällistä rakentamista olosuhteiden ehdoilla vai muokkaammeko olosuhtei- ta palvelemaan ympäristöystävällistä rakentamista? Tämä avaa näkökulmia aineen kiertokulkua koskevaan suunnitteluproblematiikkaan. Samaan tapaan voidaan myös ajatella, muokataanko kilpailusuunnitelmaa toteutuskelpoiseksi vai muok- kaammeko toteutuskelpoisuuden määritelmää kilpailusuunnitelman mukaiseksi.
Asiaan sopiva vertaus voisi olla Lacaton & Vassal arkkitehtitoimiston toteuttama neljän kuukauden havainnointiin perustuva suunnittelututkimus erään Bordeaux:n aukion kehittämisestä, jonka päätelmänä oli olla tekemättä mitään (Lacaton, 2020, s.70).
Muodon ja kontekstin suunnitteluproblematiikkaan liittyvää perusasetel- maa on kappaleissa pyritty hyödyntämään suunnittelututkimuksessa. Lisäksi on hyödynnetty Alexanderin ajattelua muodon ja kontekstin eri tasoja suunnittelu- prosessissa, kun on huomioitu hankkeen ja suunnittelun reunaehtoja eri suunnit- teluvaiheissa. Alexander (1964, s.77) jakaa muodon ja kontekstin tasot kolmeen osaan seuraavasti: aktuaalinen maailma, mentaalinen kuva ja formaalinen kuva mentaalisesta kuvasta. Näitä jakoja voisi sovelletusti kuvastaa arkkitehtisuunnit- teluun esimerkiksi näin: 1. reaalimaailma jossa eletään ja johon suunnitellaan 2.
käsitteellistetty tahtotila maailmasta, ja lopulta 3. kommunikoitavissa oleva esitys käsitteellisestä tahtotilasta. Suunnitteluprosessi toteutuu Alexanderin mukaan näillä tasoilla muodon ja kontekstin yhteisvaikutuksessa. Tätä prosessikuvausta on käytetty tutkimuksessa hahmottamaan suunnittelua ja siihen liittyvää päätöksen- tekoprosessia ideoinnista toteutukseen. Suunnittelijan on siis ymmärrettävä sekä kontekstin (esim. juridiikka, kestävä arkkitehtuuri ja kaupunkirakenne) että muodon eri tasoja (esim. tuotanto, rakenteet ja talous) suunnitteluprosessin eri vaiheissa.
Nämä kuusi tasoa hahmottavat hyvin esiin CLT-tilaelementtisuunnittelua ja siinä huomioitavia toisiinsa kytkeytyviä, mutta eri tavalla kuluvia ja vaihdettavia raken- nusosia. Asuntosuunnitteluun liittyen erityishuomiona voisi nostaa tilat ja niiden joustavuus: Brand antaa näille aika-akseliksi 3-30 vuotta, huomioiden että kaupal- lisissa tiloissa on nopea muutos ja asumisen tiloissa muutos on hitaampaa (Brand, 1994, s.13). Olennaista joustavan asuntosuunnittelun näkökulmasta on kuin- ka hyvin asuntosuunnittelu vastaa monipuolisia asumisen toimintoja ja tarpei- ta, sekä mahdollistuuko ajassa tapahtuvat muutostarpeet. Voiko huoneita lisätä tai yhdistää? Onko asunnoissa ja huoneissa tarpeeksi neliöitä tällaiseen? Saako kaikki huoneet riittävästi päivänvaloa myös muutosten jälkeen? Kuinka rakenne ja talotekniikka puolestaan mahdollistavat huoltoa ja muuntojoustavuutta? Asuk- kaan oman tilan kalustettavuus (stuff) asuntosuunnittelussa on kuitenkin kevyin ja täten joustavin taso. Muuntojoustavuuden aspektien puuttumista nykyasuntora-
stuff space plan systems skin structure site Shearing Layers of Change. (Brand 1994, s.13)
Muutoksen tasot pysyvimmästä eniten vaihtuvaan:
(i) Paikka (SITE) ikuinen (ii) Rakenne (STRUCTURE) 50+ v.
(iii) Tilat (SPACE PLAN) 3-30 v.
(iv) Kuori (SKIN) 20 v.
(v) Talotekniikka (SERVICES) 7-15 v.
(vi) Sisustus (STUFF) jatkuva muutos arkkitehtuurisuunnittelu on rationaalisuuden lisäksi kokonaisvaltaista ja moniaistil-
lista sekä materiaaleihin liittyvää (havaintoja, tunnelmia, kohtaamisia, hajuja, muis- toja, tuntumia ja kokemuksia).
Alexander ja Zumthor kuvaavat suunnitteluprosessille tärkeitä ominaisuuk- sia: muodon ja konstekstin käsitteellistäminen, sekä kokemuksellinen, intuitiivinen ja luova ajattelu. Papanek (1985, s.4) onkin määritellyt suunnittelun seuraavalla tavalla: suunnittelu on sekä tiedostettua että intuitiivista pyrkimystä kohti merki- tyksellistä järjestystä. Luovuus on nähty kuuluvan rationaalisuuden rinnalle myös research-by-design tutkimus-strategioissa (Mirza et al., 2019). Zumthorin ajatuk- set voivat auttaa suunnittelijaa pääsemään kiinni konkretiaan ja eläytymään suun- nittelukohteeseensa pyrkiessään kokemuksellisiin laatutekijöihin lopputuloksessa.
Alexanderin malli puolestaan mahdollistaa tilallisen ja toiminnallisen kehittelyn ja suunnittelutehtävän kontekstuaalisen merkityksen muodostumisen sekä suunnitte- luprosessin analysoimisen.
Aika
Rakennettu arkkitehtuuri ja myös arkkitehtisuunnitelma muovautuu ajan kulussa ja siten aikaan mukautuminen määrittää osaltaan rakennuksen elinkaaren. Brandin mukaan aika ja rakennuksen koko elinkaari on suunnitteluproblematiikan keskiös- sä, ja nämä tasot ovat eroteltu erityisesti ajan näkökulmasta hänen kirjassaan How Buildings Learn (Brand, 1994). Eri suunnitteluvaiheiden suunnitelmien analysoin- nin, vertailemisen ja käsitteellistämisen arvioimisessa arkkitehtuurillisia elementte- jä on tutkimuksessa hahmotettu tämän ns. avoimen arkkitehtuurin kategorioiden mukaan erillisiin muutoksen tasoihin (Shearing layers of change). (Brand, 1994, s.13) Smith on soveltanut Brandin jaottelua myös esivalmisteiseen arkkitehtuuriin ja sen suunnittelun käsitteellistämiseksi. Smith (2010, s.222) mukaan esivalmista- misessa moduulirakentamisessa on mahdollisuus vastata erilaisiin ajallisiin haastei- siin: suunnittelu purettavaksi, uudelleen käytettäväksi, suunnittelu väliaikaiseksi tai suunnittelu muutokseen. Brand (1994, s.20) mukaan puurakennejärjestelmät ovat perinteisesti erottaneet rakenteen, talotekniikan ja kuoren. Tasot reflektoivat myös ihmisten ja rakennusten välistä suhdetta, kuten esimerkiksi hallinnollisesta näkö- kulmasta (esim. asukas, omistaja, taloyhtiö tai huolto) (ibid., s.17). Keskeistä näis- sä tasoissa on, että ne suunnitellaan ikään kuin toisistaan erillisiksi rakennusosiksi, jotka elävät eri aikasykleissä rakennuksen elinkaaren aikana.
II. 2
PROSESSI
Päätöksentekomalli
Tapani Eskola kuvaa väitöskirjassaan Arkkitehtuuri käsitteenä (2005) suunnittelu- tutkimusta seuraavanlaisella esimerkillä: ”Suunnittelua saatetaan teoreettisesti tutkia muun muassa rationaalisen päätöksentekomallin avulla. Sen keskeisin termi
‘päätöksenteko’ voidaan määritellä esimerkiksi seuraavasti: Päätöksenteko on tavoitteellinen valinta useamman kuin yhden mahdollisen toimintasuunnan välil- lä. Jokainen päätöksenteko tapahtuu siihen vaikuttavissa oloissa: päätöksenteon ajankohta ja päätöksentekopaikka.” (Eskola, 2005, s.65)
Tässä tutkimuksessa päätöksenteko on keskeinen termi, kun tutkitaan, miten idea kulkee kohti toteutustaan, ja kun arvioidaan hankkeen onnistumista sekä yleisten ja erityisten tavoitteiden toteutumista. Päätöksentekoprosessin voi hahmottaa hierarkkisesti prioriteettien kautta, jotta ymmärretään mitä päätöksiä tulee suunnittelun eri vaiheissa milloinkin tehdä. Näin voidaan artikuloida esiin keskeisimmät suunnitteluaspektit, joiden nojassa kokonaisuus myös on. Erilaisten valintatilanteiden, olosuhteiden ja päätöksentekomallien vaikutuksia voidaan arvi- oida tutkittaessa suunnitteluprosessin toimivuutta.
Päätöksentekoprosessiin vaikuttaa keskeisesti myös se, kuinka rakennus- hankkeessa tieto suunnitteluratkaisuista ja kustannuksista muotoutuu ja tarken- tuu projektin kuluessa (RIL 262-2014, 2013, s.167). Valintatilanteissa voidaan mm.
”estää tarpeettomien tai kohtuuttomien kustannuksien syntyminen” (ibid., s.167).
Päätösten ohjaaminen hankkeen valintatilanteissa.
(RIL 262-2014, 2013, s.168) Ohjaamaton hanke
Kustannuskatto
Yksittäinen valintatilanne
kentamisessa on huomioinut mm. Pelsmakers & Saarimaa (2020). Smith (2016, s.3) on huomioinut, että esivalmisteisen moduulirakentamisen haittapuolena voi olla rakenneosan (structure) joustamattomuus ja muunneltavuuden vaikeus.
Innovaatio
Kestävän kehityksen mukainen arkkitehtuuri ja sopeutuminen yhteisiin päästöta- voitteisiin sitovat yksittäisen hankkeen suunnitteluryhmän lisäksi koko teollisuuden alaa. Tavoitteiden saavuttaminen ja uudentyyppisten rakentamistapojen- ja malli- en hyödyntäminen edellyttää innovatiivisuutta.
Asuinkerrostalo on pääsääntöisesti monimutkainen tekninen tuotanto, ja keskeisesti yhteistyötä eri osapuolten, suunnittelualojen ja valmistajien kans- sa. Riihiluoman mukaan suunnittelutehtävien riippuvaisuus toistensa lähtötiedois- ta aiheuttaa suunnitteluprosessiin ns. kriittisiä pisteitä, joihin kuuluvat tehtävät voidaan suorittaa ainoastaan yhteistyössä (Riihiluoma, 2017, s.1).
Innovaation mahdollistuminen yhteistyöprosessissa koostuu mm. Smithin mukaan kolmesta tekijästä: kontekstuaalinen ympäristö, organisaatio ja teknolo- gia. Kontekstuaalinen ympäristö viittaa markkinoihin, teollisuuteen, infrastukruu- riin ja kulttuuriin. Organisaatio viittaa suhteisiin, kommunikaatioon ja vastuisiin osapuolten yhteistyössä. Teknologia tarkoittaa saatavilla olevaa teknologiaa ja sen ominaisuuksia. (Tornatzky & Fleischer; Smith 2010 mukaan, s.47-48)
Innovaation mahdollistuminen yhteistyöympäristössä.
(Tornatzky & Fleischer; Smith, 2010 mukaan, s.48) Environment
Technology Organization
INNOVATION
Suunnittelun ohjaus
Suunnittelun ohjauksella varmistetaan, että suunnitteluprosessi ja suunnitel- ma-asiakirjat toteuttavat asetettuja toiminnallisia, taloudellisia, esteettisiä, teknisiä, ympäristöllisiä tavoitteita ja muita vaatimuksia (Rakennustieto 2017, RT 10-11284).
Suunnittelun ohjauksen menetelmiä ja osatekijöitä ovat Leppänen (2015 s.35-48) mukaan aikataulu, kustannukset, suunnittelun organisointi sekä tavoitteiden hallin- ta ja asiakkuus. Lindholmin mukaan kustannuksien ohjaus on tilaajan ja suunnitte- lijan välistä hyvää yhteistyötä, jossa kehitetään suunnitelmia laatu- ja kustannusta- voitteiden mukaisiksi. Onnistumisen edellytyksenä on etsiä ja löytää luovia ja hyviä suunnitteluratkaisuja. (Lindholm, 2009, s.8-9)
Kustannukset määräytyvät ja kertyvät erivaiheisesti kustannusten määräy- tyessä ensiksi enimmäkseen tarve- ja hankesuunnittelun aikana (Haahtela & Kiiras, 2015, s. 42). RIL 262-2014 (2013, s.162) mukaan ehdotussuunnittelu on kustannuk- siin eniten vaikuttava suunnitteluprosessin vaihe ja tarvitsee siksi riittävät resurs- sit. Samoin ns. ”MacLeamy Curve” kuvaa suunnittelupäätösten tehokkuutta suun- nitteluprosessin alkuvaiheessa. Smith korostaa tämän mallin vaikutusta erityises- ti suunnittelijan tai suunnittelijakonsultin roolissa olevaan kun suunnitteluratkaisut muotoilevat hankkeen olennaisimpia tekijöitä. Eri suunnittelualojen tehtävien inte- groitumisen on nähty merkitsevän korostunutta yhteistyötä, joka sijoittuu ajallisesti suunnittelun alkuvaiheeseen. (Smith, 2010, s.58-59) Tällaisen suunnittelumuodon on nähty vaativan riittävää luottamuksen ja vapauden tasapainoa sekä ohjaus- ja suunnitteluryhmän horisontaalista hierarkiaa perinteisen vertikaalisen hierarkian sijaan (Dodgson, 2008; Smith, 2010, s.59 mukaan) Suunnitteluprosessin ja sen osapuolten integroiminen oikealla tavalla on keskeistä erityisesti esivalmistei- sessa rakentamistavassa (Smith, 2010, s.56). Kustannusten määräytymis -kaavion ja MacLeamy Curve -mallin perusteella voidaan päätellä, että ehdotus- ja yleis- suunnitteluvaiheessa on kaikkein mahdollisinta saavuttaa asetetut rakennushank- keen tavoitteet toteutuskelpoisilla suunnitteluratkaisuilla. Valitut suunnitteluratkai- sut sitovat kustannuksia ja siten rajoittavat muutosten mahdollisuutta seuraavissa suunnitteluvaiheissa (Leppänen, 2015, s.37).
Tutkimuksen suunnitelmien vertailu ja analysointi osiossa käsitellään mm.
MacLeamyn mallin, esivalmisteisuuden ja suunnittelun integroinnin vaikutuk- sia suunnitteluprosessiin CLT-tilaelementtirakentamisen ja arkkitehtikilpailutyön toteuttamisen näkökulmista.
Tarve-
selvitys Hanke-
suunnittelu Rakennus-
suunnittelu Rakentaminen 100 %
50 %
Käyttöön- otto
Kustannusten kertyminen ja määräytyminen (Haahtela & Kiiras, 2015, s.42)
”MacLeamy Curve” kuvaa Smithin mukaan päätösten vaikuttavuut- ta hankkeen alussa. Esivalmistamiselle ominaisen suunnitteluproses- sin integraation on nähty merkitsevän suunnittelulle korostunutta osapuolten välistä yhteistyötä painottaen suunnittelun alkuvaihetta.
(CD=construction design) (Smith, 2010, s.58-59) Kustannusten
määräytyminen
Kustannusten kertyminen
RT 10-11224 LVI 03-10581 KH 90-00597
OHJEET kesäkuu 2016 1 (4)
korvaa RT 10-10387 LVI 03-10125
HT/1/kesäkuu 2016/Rakennustieto Oy © Rakennustietosäätiö RTS 2016
TALONRAKENNUSHANKKEEN KULKU Rakennushankkeen vaiheet ja osittelu
Tässä ohjekortissa läpikäytävät rakennushankkeen vaiheet ovat tarveselvitys, hankesuunnittelu, ehdotussuunnittelu, yleissuunnittelu, toteutussuunnittelu, rakentaminen, käyttöönotto ja takuuaika. Ohjeessa esitellään myös osittelu, joka on keskeinen projektinhallinnan työkalu.
Ohjekortti kuuluu Talonrakennushankkeen kulku -ohjesarjaan. Sarjan osat ja niiden laadinnassa käytetty lähdekirjallisuus esitellään ohjekortissa Talonrakennushankkeen kulku. Yleistä.
1 RAKENNUSHANKKEEN VAIHEET
Rakennushanke käynnistyy rakennuttajan, kiinteistökehittäjän tai -sijoittajan aloitteesta ja se jakautuu seuraaviin vaiheisiin:
• tarveselvitys
• hankesuunnittelu
• ehdotussuunnittelu
• yleissuunnittelu
• toteutussuunnittelu
• rakentaminen
• käyttöönotto
• takuuaika.
kattavalla sopimuksella, mutta tilaaja ei vielä sitoudu jatkotoi- meksiantoon ko. sopijakumppanin kanssa tai edes hankkeen toteutukseen. Kehityssopimuksessa voi olla optio hankkeen toteutuksesta tai sopimukseen on merkitty kehitysvaiheen jäl- keen mahdollinen toimeksiannon katkaisupiste.
2 RAKENNUSHANKKEEN OSITTELU
Osittelu on projektin johtamisen työkalu. Osittelulla tarkoite- taan projektin jakamista pienempiin kokonaisuuksiin, joiden avulla projektia voidaan hallita ja ohjata paremmin. Osittelulla kuvataan koko projekti sekä se, miten sen eri osat liittyvät toi- siinsa teknisesti, toiminnallisesti, aikataulullisesti, kustannuksil- taan sekä vastuiltaan.
Rakennushanke ositellaan tyypillisesti monella eri tavalla riippuen hankkeen vaiheesta ja osapuolesta. Rakennusalan julkaisuissa, kuten tehtäväluetteloissa, rakennusalan nimikkeis- töissä ja Talonrakennuksen kustannustieto -julkaisuissa, on esi- tetty erilaisia tapoja ositella projekti. Osittelua tehtäessä tulee ottaa huomioon, että eri osittelut vaikuttavat toisiinsa ja koko rakennushankkeeseen. Osittelussa on tärkeää huolehtia koko- naisuudesta ja jatkuvuudesta sekä sopia, mikä taho hallitsee ja huolehtii siitä, että eri vaiheet ja osat toteuttavat kokonaisuutta johdonmukaisesti.
Rakennushankkeeseen soveltuva osittelumenetelmä riippuu hankkeen ominaispiirteistä. Jos rakennushanke on hyvin laa- ja, hankkeen tilapäätökset tehdään myöhään tai hankkeessa halutaan hyödyntää yhdistelmää eri toteutusmuodoista, kan- nattaa suunnittelu ja hankinnat ositella esimerkiksi avoimen rakentamisen tai sijainnin mukaisella periaatteella. Käytettäes- sä suunnitelmapaketteihin osittelua ja avoimen rakentamisen mukaista osittelua rakennuttajan päätösten sekä suunnitelmi- en ja hankintojen yhdistäminen on helpompaa.
RT 10-11107 Hankkeen johtamisen ja rakennuttamisen tehtä- väluettelo HJR12 sisältää rakennushankkeen tehtävät tarvesel- vityksestä takuuajan tehtäviin.
Kuva 1. Talonrakennushankkeen vaiheet.
TARVESELVITYS HANKESUUNNITELMA EHDOTUS-
SUUNNITTELU YLEISSUUNNITTELU TOTEUTUS-
SUUNNITTELU RAKENTAMINEN TAKUUAIKA
Hankepäätös Investointipäätös Valittu
ehdotussuunnitelma Hyväksytty yleissuunnitelma
ja pääpiirustukset Hyväksytyt
toteutussuunnitelmat Vastaanottopäätös SUUNNITTELUN VALMISTELU RAKENNUSLUPATEHTÄVÄT RAKENTAMISEN VALMISTELU KÄYTTÖÖNOTTO
SISÄLLYSLUETTELO
1 RAKENNUSHANKKEEN VAIHEET 2 RAKENNUSHANKKEEN OSITTELU KIRJALLISUUTTA
Talonrakennushankkeen kulku -ohjekorttisarjassa erillisiksi vai- heiksi ei esitetä suunnittelun valmistelua, rakennusluvan han- kintaa eikä rakentamisen valmistelua. Kyseiset tehtäväkokonai- suudet sijoittuvat edellä esitettyihin vaiheisiin.
Osassa rakennushankkeista on hankkeen kehitysvaihe, jossa hankkeen toteutuskelpoisuutta selvitetään ilman varmuutta siitä, että hankkeeseen lopuksi ryhdytään. Kehitysvaihe on vai- he, jossa jokin taho (suunnittelija, muu konsultti ja/tai urakoitsi- ja) on mukana kehittämässä hanketta erillisellä kehitysvaiheen
Talonrakennushankkeen vaiheet (RT 10 - 11224, 2016)
Talonrakennushankkeen vaiheet (RT 103253, 2020) HANKKEEN TEHTÄVÄKOKONAISUUDET
Tarveselvityksessä perustellaan tilahankinnan tarpeellisuus tai olemassa olevan tilan muutostarve, kuvataan alustavasti tarvittavat tilat ja niille asetettavat vaatimukset, tutkitaan vaihtoehtoiset käyttömahdolli- suudet sekä arvioidaan eri ratkaisujen edullisuus.
> Hankepäätös
Hankesuunnittelussa asetetaan rakennushankkeelle täsmälliset laa- juutta, toimivuutta, laatua, kustannuk- sia, ajoitusta ja ylläpitoa koskevat tavoitteet. Hanke- suunnittelun tuloksena syntyy hankesuunnitelma, joka muodostuu projektiohjelmasta ja hankeohjelmasta.
Valmisteluun kuuluu tarvittavien selvitysten teettämi- nen ja toteu- tusmuodon alustava määrittäminen.
> Investointipäätös
Suunnittelun valmistelussa organisoidaan suun- nittelu, pidetään mahdolliset suunnittelukilpailut, käydään tarvittavat neuvottelut, valitaan suunnittelijat ja tehdään suunnittelusopimukset.
> Suunnittelupäätös (Suunnittelun käynnistäminen) Ehdotussuunnittelussa laaditaan vaihtoehtoiset suunnitteluratkaisut asetettujen tavoitteiden täyttämi- seksi.
> Valittu ehdotussuunnitelma
Yleissuunnittelussa ehdotussuunnitelma kehitetään toteutus- kelpoiseksi yleissuunnitelmaksi. Yleissuun- nitelma kohdistuu sekä rakennuksen kiinteään perus- osaan että muuntuvien tila-alueiden suunnitteluun.
Yleissuunnitelma voi sisältää erilaisia vaihtoehtoja tila- ratkaisuiksi.
> Hyväksytty yleissuunnitelma ja pääpiirustukset
Rakennuslupatehtävissä selvitetään hankkeen edel- lyttämät lupa- menettelyt, varmistetaan suunnittelijoi- den kelpoisuus ja pääpiirustusten hyväksyttävyys sekä laaditaan lupahakemus tarvittavine asiakirjoineen.
> Rakennuslupa
Toteutussuunnittelussa yleissuunnitelma kehitetään rakentamisen ja hankinnan edellyttämiksi mitoitetuiksi suunnitelmiksi ja tuote- määrittelyiksi. Toteutussuun- nitteluun sisältyy tuote- ja järjestelmä- osasuunnittelu.
> Hyväksytyt toteutussuunnitelmat
Rakentamisen valmistelussa organisoidaan rakenta- minen, kilpailu- tetaan rakentamistehtävät, käydään sopimusneuvottelut ja tehdään urakka- ja hankintaso- pimukset.
> Rakentamispäätös
Rakentamisessa varmistetaan sopimuksenmukainen toteutus, ta- voitteet täyttävä lopputulos sekä tarvitta- vat käyttö- ja ylläpitovalmiudet. Rakennuksen valmis- tuminen todetaan vastaanotossa.
> Vastaanottopäätös
Käyttöönotossa varmistetaan järjestelmien toiminta ja annetaan käytön opastus.
> Rakennuksen käyttöön ottaminen
Takuuaikana seurataan rakennuksen toimivuutta, tehdään takuuajan säädöt, pidetään tarvittavat tarkas- tukset ja korjataan mahdolliset puutteet.
Lähtötiedot, vaiheet ja toteutusmuoto
Junnonen ja Kankainen (2020, s.52) mukaan talonrakennushankeen lähtötietoai- neisto muodostuu olennaisesti seuraavista asiakirjoista tai asiakokonaisuuksista:
• hankesuunnitelma
• erilaiset suunnitteluohjeistot
• suunnitteluohje sekä rakennuttajan asettamat, hankkeen yksityiskohtaisten tavoitteiden täsmennykset
• tehtäväluettelot
• normit ja normiluontoiset ohjeet
• rakennustöiden yleiset laatuvaatimukset (RYL-julkaisut) hyvän suunnittelu- ja rakentamis- tavan esittäjänä
Projekti jaetaan tavallisesti ajallisesti seuraaviin vaiheisiin: tarveselvitys, hanke- suunnittelu, ehdotussuunnittelu, yleissuunnittelu, toteutussuunnittelu, rakenta- minen ja käyttöönotto. Toteutusmuodosta riippuen projektin suunnitteluvaiheet voivat seurata peräjälkeen vaihe kerrallaan tai limittyä rinnakkain (Junnonen &
Kankainen, 2020, s.29). Toteutusmuoto on rakennuttajan strateginen valinta, joka vaikuttaa keskeisesti koko hankkeen kulkuun. Junnonen ja Kankainen (2020, s.32) mukaan toteutusmuodossa huomioidaan mm. rakennushankkeen laajuus, tekni- nen vaativuus, erityisolosuhteet, aikataulu, riskien hallinta, tiedot käyttäjistä ja markkinatilanne.
Suunnittelun tehtäväkokonaisuudet ja hankevaiheet ja niiden sisältö tiivis- tettynä on esitetty Rakennustiedon ohjekorttien mukaisesti oheisella sivulla. Ijäk- sen mukaan suunnittelun tehtäväluetteloissa määritellään suunnittelutehtävien sisältöä, laajuutta ja tuloksellista tavoitetta (Ijäs, 2013, s.76). Arkkitehtisuunnittelun tehtäväluettelon mukaan suunnittelun tehtäväluetteloita käytetään suunnitteluko- konaisuuden hallintaan ja osana suunnittelun laadunvarmistusta (RT 103253 2020, s.1).
mahdollisimman pitkäikäisiin käyttökohteisiin – kuten rakennusten rakenteisiin.
(Ympäristöministeriö, 2021). Teollisessa puurakentamisessa on kuitenkin lisäksi huomioitava metsien kestävä käyttö, biodiversiteetin väheneminen ja ympäristö- riskien kasvaminen (Nykänen et al. 2017, s.32).
Ympäristöministeriön ”Rakennusaineiden ympäristövaikutukset” -selvityk- sen mukaan suunnittelussa tulisi ottaa jo hyvin alkuvaiheessa huomioon materi- aalien ympäristövaikutukset (Ruuska et al. 2013, s.34). Toteutettujen tutkimusten verrokkirakennuskohteiden hiilijalanjälkilaskennan vertailujen mukaan puurakenta- minen aiheuttaa vähemmän päästöjä kuin betonirakentaminen. VTT:n tutkimusten mukaan puukerrostalon hiilijalanjälki on n. 57 % vastaavanmuotoisen betonisen kerrostalon hiilijalanjäljestä (”betonikerrostalon hiilijalanjälki on noin 1,75 kertaa isompi vastaavanlaiseen puukerrostaloon nähden”). Elinkaaripäästöjen arviointiin ja tuloksiin vaikuttaa tutkimusten mukaan laskennallisen elinkaaren pituus, huomi- oidaanko käytönaikainen energia ja materiaalien valmistus (mm. kuljetus, uusimi- nen ja loppukäsittely). VTT:n case-vertailussa puurakennejärjestelmien hiilijalan- jäljissä on eroja: esim. rakennusosakokonaisuutena CLT-tilaelementtirakennus oli kohteista vähäpäästöisempi ja siihen oli käytetty vähemmän materiaaliresursse- ja (kg/br-m2), vaikka väli- ja ulkoseinissä materiaalia käytetäänkin enemmän kuin suurelementtirakentamisessa. Tutkimuksessa huomioidaankin, että rakennukses- sa käytettyjen materiaalien määrä riippuu rakenneratkaisujen lisäksi rakennuksen arkkitehtuurista ja suunnittelun lähtökohtina olevista toiminnallisista ominaisuuk- sista sekä materiaalien laaduista. Lisäksi on mainittavaa, että tutkimuksen mukaan puurakentamisessa palonsuojaukseen tarkoitettu kipsilevy muodostaa suhteelli- sen suuria määriä huonosti hyödynnettävää rakennusjätettä. (Nykänen et al., 2017, s.75-76)
Mattila (2014, s.17; s.51) mukaan ympäristövaikutuksissa tulisi ottaa huomioon kasvihuonepäästöjen ja energiansäästön sijaan ennen kaikkea aineen
Kerrostalojen hiilijalanjälki: tutki- muksessa huomioitu raaka-aineiden hankinta, kuljetus, valmistus ja jäte.
A Puu- ja betonihybridi, suurelementtirakenteinen B CLT-tilaelementtirakenteinen Cpuu Suurelementtirakenteinen Cbetoni Betonirakenteinen (Nykänen et al. 2017, s.72)
II. 3
TEOLLINEN PUURAKENTAMINEN
Kestävyys ja aika
Väestönkasvun ja kaupungistumisen myötä uudisrakentamisen tarve on valtava.
Kaikessa inhimillisessä toiminnassa ja myös rakentamisessa on huolehdittava luon- non hyvinvoinnista. Rakennusaineiden kiertokulku tulee olla kestävällä pohjalla.
Kestävän rakennuksen tulee olla enemmän kuin osiensa summa. Teknologia ei ole ainoa vastaus kestävän kehityksen ongelmaan. Holistinen kestävyys ja sen mukai- nen suunnittelu tarkoittaa koko elinkaaren aikaista tarkastelua toiminnallisesta, sosiaalisesta, teknisestä, taiteellisesta sekä ympäristövaikutusten näkökulmista.
Lisäksi on aika ja sen tuomat muutokset.
Kauniista rakennuksesta oikealla paikalla pidetään huolta, kun se pysyy käytössä. Brandin mukaan rakennuksesta tekee rakastetun ikä ja muunneltavuus.
Hän kirjoittaa, että rakennus oppii käyttäjiltään ja käyttäjät rakennukselta. (Brand, 2015, s.23) Kestävän kehityksen mukaisen arkkitehtuurin olennaisimpia kritee- reitä on pitkäaikaisiksi suunnitellut ja toteutetut rakenteet (Takano, 2014, s.45).
Rakennusten pitkään ikään vaikuttavat kuitenkin fyysisten ominaisuuksien lisäksi muutokset mm. toiminnallisissa, teknisissä, taloudellisissa, juridisissa ja sosiaalisis- sa olosuhteissa (König, 2010; Takano, 2014, s.45 mukaan). Tästä syystä kestävän arkkitehtuurin on myös oltava muunneltavaa, huollettavaa, korjattavaa tai tilallises- ti joustavaa, kun muutoksia tapahtuu esim. käyttäjäkunnan, tilan tarpeiden, ikään- tymisen, talotekniikan, energiamuotojen, huollon, rakentamismääräysten, talou- dellisen arvon, ilmaston tai ympäristön puolesta. Tähän liittyy edellisessä luvussa esitelty Shearing Layers of Change, jossa hahmotetaan eritavoin ajassa muokkau- tuvat rakennuksen elementit (ks. Brand, 1994, s.12). Rakentamisalan resilienssiä voidaan vielä lisäksi tehostaa (mm. kiertotalouden avulla ja suunnittelemalla raken- nusosat purettaviksi ja uudelleen käytettäväksi).
Ympäristövaikutukset
Rakentamissektorin ja sen materiaalien käytön merkittävien päästö- ja jätevaiku- tusten johdosta rakentaminen on väistämättömien muutosten tarpeessa ympä- ristökriisien edessä. Teollisen puurakentamisen osuuden kasvattaminen on nähty yhdeksi osaratkaisuksi tähän tilanteeseen. Metsätuotteiden hyödyntämisessä on nähty järkevänä, että puutuotteita sijoitettaisiin hiilensidonnan näkökulmasta
suunnittelu- ja kehitystyö suunnittelijoiden ja rakennusosien valmistajien kanssa (ibid., s.43) Esivalmistaminen vaatii esisuunnittelua. Esivalmistamisen ja moduu- lirakentamisen vaikutusta suunnitteluprosessin etupainoisuuteen ja integroitumi- seen käsiteltiin edellisessä luvussa ja käsittelyä jatketaan suunnitelmien analysoin- nin yhteydessä.
Lean, massakustomointi ja standardointi
Lean -tuotantomenetelmässä yksi keskeisimmistä tehokkuuden periaatteista on, että jäte eli ”hukka” (ylituotanto, kuljetus, tuotantolinjan epäsiisteys, odottelu, turha työ, virheet) pyritään minimoimaan (Smith, 2010, s.62). Nämä periaatteet tukevat myös kestävän kehityksen tavoitteita luonnonvarojen käytön tehokkuu- dessa ja jätteen muodostumisen vähentämisessä. Autoteollisuudelle kehitettyä Leania on sovellettu myös rakentamiseen ja sen kehittämiseen. Näin myös itsensä Toyotan toimesta, joka valmistaa autojen lisäksi esivalmistettuja tilaelementtejä asuinrakentamiseen (ibid., 2010, s.62). Lean -rakentamisessa ja teollisessa rakenta- misprosessissa ylipäänsä keskeisinä asioina on pidetty yhteistä tavoitetta, tuotan- non ja suunnittelun yhteistyötä, asiakaslähtöisyyttä, tietotekniikan hyödyntämistä, esivalmistamista ja kokemuksen hyödyntämistä (Nykänen et al., 2017, s.36). Lean perustainen esivalmistus ja suunnittelu edellyttää siis teollisten prosessien tunte- musta ja jatkuvaa yhteistyötä asiakkaan ja rakennusosien valmistajien kanssa.
Massakustomointi tarkoittaa teollisen sarjatuotannon ja automaation hyödyntämistä (esim. laatu, tehokkuus ja jätteen minimointi) siten, että kohtuullisil- la kustannuksilla voidaan mahdollistaa variaatiot ja kustomointi (Smith 2010, s.68).
Popovicin tutkimuksen mukaan teollisen puurakentamisen kehityspotentiaali liittyy massakustomointiin (Popovic, 2018, s.65). Massakustomointiin kuuluu mm. asiak- kaan tarpeiden ymmärtäminen ja esim. kaiken sellaisen standardoiminen mikä ei muodosta tai muodostaa vain vähän lisäarvoa asiakkaalle (Salvador et al. 2009;
Piller & Tseng, 2009; Popovic, 2018 mukaan, s.9). Tähän voidaan huomioida, että rakentamisessa suunnitellaan käytännössä aina erilaisiin tarpeisiin, ympäristöihin ja kaavoitusolosuhteisiin. Myös Aalto (1941, s.75) on peräänkuuluttanut monimuo- toisuutta standardisoiduillakin ratkaisuilla.
Nykäsen mukaan nykyinen RunkoPES 2.0 standardi (CLT, rankarunko ja pilaripalkkirunko) mahdollistaa suunnittelun vakioiduilla rakennetyypeillä ilman, että valmistajaa vielä tiedetään (Nykänen et al., 2017, s.38). Korkean puurakenta- misen järjestelmien avoin standardointi on vielä nuorta verrattuna tuotantotehok- kaaseen betonielementtirakentamisen järjestelmään (BES), jonka perusta luotiin kiertokulku, terveelliset rakenteet ja luonnonvarojen rajallisuus. On siten huomi-
oitavaa, että puurakennus ei ole tehty vain puusta, vaan rakennusaineita voi olla hyvin paljon (mm. puu, kipsilevy, kivivilla, liima, metallit, lasi, muovit, mineraalivil- la, betoni, laasti, savi, maalit, kemikaalit, komposiitit). Ruuska et al. (2013, s.34) mukaan rakennusosatietoa tulisi olla ympäristövaikutusten minimoimiseksi saata- villa arkkitehtisuunnittelussa myös muuten kuin hiilijalanjäljen muodossa. Raken- netun ympäristön ympäristövaikutuksia arvioitaessa tulee myös huomioida raken- nusaikaisten päästöjen kumuloituminen, kun puretaan ja uudelleenrakennetaan rakennuksia (Mattila, 2010, s.17). Tämä puoltaa purkuosien tehokasta hyödyntä- mistä tai pitkäikäisempiä rakennuksia. Myös Nykänen et al. (2017, s.76) mukaan
”More with Less” on periaate luonnonvarojen säästeliääseen käyttöön.
Ympäristövastuullista rakentamista on kansainvälisesti sertifoitu erilaisilla järjestelmillä (mm. LEED, BREEAM). Suomessa on vuonna 2017 otettu käyttöön Rakennustietosäätiön RTS-ympäristöluokitus. RTS perustuu eurooppalaisiin stan- dardeihin (CEN TC 350 standardit), ja se yhdistää erilaisia kotimaisia käytäntöjä:
Sisäilmastoluokituksen, M1-luokituksen, rakennusten elinkaarimittarit, Kuivaket- ju10:n ja Viherkerroin-menetelmän (Rakennustietosäätiö, 2021).
Rakennuskohteiden elinkaaren ympäristövaikutukset (LCA) määräytyvät merkittävällä tavalla suunnittelun alkuvaiheen päätöksenteossa, kun tutkitaan ja valitaan rakennusjärjestelmää, rakenteita ja materiaaleja (Ruuska 2018, s.18). Siksi kestävyyden eri ulottuvuuksien arviointivälineet ja vaikutuskeinot tulisi myös olla osa käytännön suunnitteluprosessia.
Esivalmistaminen ja arkkitehtuuri
Esivalmistaminen on merkittävä osa arkkitehtuurin perinnettä. Rakentamisen esivalmistaminen on liitetty toisaalta ammoisten aikojen suojien rakentamiseen, antiikin arkkitehtuuriin, mutta ennen kaikkea se liitetään modernin ajan teolliseen rakentamiseen (Smith, 2010, s.3). Rakennusosien korkealla esivalmistusasteella pyritään mm. sarjallisuuteen, laatuun ja minimoimaan työmaalla tapahtuvat työvai- heet. Esivalmistamisessa pyritään myös materiaali- ja kustannustehokkuuteen vähentämällä hukan ja jätteen muodostumista verrattuna paikallarakentamiseen (ibid., s.239).
Lienee huomionarvoista, että rakennustaiteen ja paikkasidonnaisuuden näkökulmista teollinen esivalmistamisen on nähty myös haasteena ja jopa riski- nä arkkitehtisuunnittelulle ja siten myös rakennetulle ympäristölle (ibid., s.244).
Keskeistä esivalmisteisen rakennusprojektin onnistumiselle on Smithin mukaan
Jean Prouvén oma talo, Nancy, 1954. Kattodetalji.
© Centre Pompidou, Bibliothéque Kandinsky.
1950- luvulla Jean Prouvé käytti itselleen suunnittelemassa talossaan ensim- mäisiä CLT:n tapaisia esivalmistettuja ristiinliimattuja 40 mm puulevyjä seinä- ja kattorakenteissaan. Hän käytti levyjä myös kaarevissa kattomuodoissa. Kyseessä oli vuonna 1952 patentoitu Rousseau-levy. Rousseu-levyt sisälsivät kuitenkin vielä paljon rakenneteknisiä riskejä siinä käytetyn liiman kosteus ja lämpökestävyy- den suhteen. (Berthier 2015, s.95) Prouvé oli suunnittelussaan vahvasti kiinni teolliseen esivalmistamiseen myös puurakenteiden käytössä. Berthierin mukaan Prouvé käsitti arkkitehtuurin ennen kaikkea teknisenä objektina taidesymbolin sijasta (Berthier 2015, s.105).
Tutkimuskohteena olevan TOAS Lumipuun tilaelementtien ristiinliima- tut puulevyt eli CLT-levyt (cross laminated timber) tehdään Crosslamin tehtaalla Kuhmossa. Käytetty CLT on syrjäliimaamatonta ja toimii höyrynsulkuna. Liima on valmistajan mukaan formaldehydivapaata 1-komponenttista polyuretaani liimaa (Crosslam, 2021). Liimatyypin takia CLT:n kierrätystä on pidetty myös ongelmalli- sena, mutta kestävien biopohjaisten liimojen kehitys on vielä kesken (Scalet, 2015, s.23). Massiivipuulevyjä valmistetaan myös liimattomina, kuten liittimillä kootut NLT, MHM ja DLT.
jo 1960-luvun lopussa. Kuten tuolloin asuntotuotannon rakentamisjärjestelmät olivat kovien vaatimusten edessä rakentamisen volyymin kasvaessa, samoin tämän päivän asuntotuotanto on jälleen murroksessa, kun pyritään löytämään kestä- vää, ekologista ja taloudellista rakentamisjärjestelmää. Tutkimuksen haastattelun tulosten osuudessa esitetään näkökohtia erityisesti CLT-tilaelementtirakentamisen liitosten vakiointiin ja niiden kehitystarpeeseen.
CLT-tilaelementit ja suunnittelu
Puukerrostalojen erilaiset järjestelmät (esim. kantavat seinät -järjestelmä, pila- ri-palkkijärjestelmä, pilari-laattajärjestelmä, sekajärjestelmä, platform järjestel- mään perustuva suomalainen avoin puurakennejärjestelmä, pien- ja suurelementti sekä tilaelementtijärjestelmä) soveltuvat eri tavoin tarkoituksiinsa rakenteellisesti sekä kustannuksellisesti (Karjalainen, 2002, s.204-221). Sorrin (2017, s.6) mukaan CLT-tilaelementtirakentamisen etuja ovat mm. parempi rakentamisen laatu, ajan- säästö rakentamisprosessissa, kosteusongelmien välttäminen, ekologisuus, avarat puolilämpimät porrashuoneet, sisäänvedetyt parvekkeet, ulokkeina toimivat tilae- lementit ja sisätilojen tunnelma.
Merkittävä muutos teollisen puukerrostalorakentamisen kehittymisen kannalta oli kun vuoden 2011 palomääräykset mahdollistivat 5-8 kerroksisten puukerrostalojen rakentamisen (Tulonen, 2020, s.17). Tilaelementtejä voidaan toteuttaa myös rankarakenteisena, mutta Tulonen (2020, s.38) mukaan Suomessa tilaelementit toteutetaan enimmäkseen CLT-rakenteisina. Suomen ensimmäinen esivalmisteinen CLT-tilaelementtirakenteinen puukerrostalo valmistui Seinäjoelle vuonna 2013. CLT-tilaelementtirakentamista on sittemmin sovellettu huomionar- voisesti mm. opiskelija-asuntokohteissa (Sipiläinen, 2020, s.42).
Tilaelementti on kuorman siirtoon ja rakennuksen kokonaisjäykistykseen osallistuva itsenäinen rakennusosa (Sorri, 2017, s.17). CLT-tilaelementtirakenta- misessa esivalmistusaste on hyvin korkea. Karjalaisen (2002, s.204-221) mukaan puukerrostalon esivalmistusasteeksi voidaan tilaelementtijärjestelmällä saavuttaa 90%, mutta tämä vaatii Karjalaisen mukaan taloudellisen kannattavuuden näkö- kulmasta vakioituja liitoksia ja pitkiä tuotantosarjoja. Tilaelementtiin rakennetaan tehtaalla valmiiksi talotekniikka, huonetilat, kiinteä kalustus ja liittyvät julkisivuver- houkset (Sorri, 2017, s.16). Tulonen (2020, s. 38) mukaan tilaelementtien kapea suorakaidemuoto rajoittaa asuntosuunnittelun mahdollisuuksia, mutta toisaalta myös mahdollistaa esim. sisäänvedettyjen parvekkeiden toteuttamisen kustannus- tehokkaasti betonirakentamista paremmin.
samanlaisia komponentteja, joita on helppo kuljettaa ja käsitellä”. Tilaelementtien muodon ja aukotuksen variaatioilla on merkittävä yhteys myös aiemmin esitettyyn teollisen puurakentamisen massakustomointiin. Sorrin mukaan tilaelementtien muoto voi olla suorakulmaisesta särmiöstä poikkeava, kunhan se täyttää valmis- tuksen ja kuljetuksen ehdot. Aukotusta määrittävät mm. jäykistyksen ja noston vaatimukset. Tilaelementin lyhyet sivut eivät teoriassa ole kantavia ja niitä voidaan aukottaa hyvin vapaasti kunhan huomioidaan vaikutukset jäykistykseen. (ibid., s.135-145) Arkkitehtisuunnittelun kannalta merkityksellistä on myös, että julkisivun pysty- ja vaakasuuntaiset moduulilinjat asennetaan työmaa-aikaisesti, jolloin julki- sivu-elementtisaumadetaljiikka tulee huomioida arkkitehtuurisuunnittelussa ja siitä voi rakentaa myös oman aiheensa (ibid., s.72).
Esivalmistamisen on aiemmassa kappaleessa todettu vaativan suunnitel- mien korkeampaa valmiusastetta varhaisemmissa vaiheissa. Sorrin mukaan yhteis- työprosessia suunnittelijoiden ja tuotannon ei hallita vielä riittävästi esivalmistei- sessa rakentamisessa. Lisäksi Sorri korostaa suunnittelun ohjauksen merkitystä korkean esivalmistamisasteen hankkeissa. (ibid., s.25) Sorrin tutkimuksen haastat- teluissa on huomioitu myös se, että suunnittelutyölle on CLT-tilaelementtiraken- tamisessa varattava riittävästi aikaa niin arkkitehtisuunnittelussa kuin rakenne- ja talotekniikkasuunnittelussakin. (Takala, 2016; Sorri, 2017, s.26 mukaan)
Tilaelementin CLT-runko (Sorri, 2017, s.8).
CLT-tilaelementtijärjestelmän suunnitteluperiaatteita on tiivistetty Sorrin diplomityössä ohjekortiksi, joka on suunnattu CLT-tilaelementtikerrostalon arkki- tehtisuunnittelun luonnosvaiheeseen (Sorri, 2017). Myös Stora Ensolla on CLT-ti- laelementtikonseptiin perustuva kansainvälisille markkinoille suunnattu suunnit- teluohjeistus (Stora Enso, 2016). Sorrin laatima ohjekortti on tarkoitettu Suomen rakentamisympäristöön ja sisältää siten tarkkaa suunnittelutietoa. Lisäksi Sorrin diplomityö taustoittaa ja antaa merkittävästi lisäinformaatiota ohjekortille.
Kilpailukykyisen toteutettavuuden näkökulmasta arkkitehtisuunnitelmi- en tulisi olla rakentamisjärjestelmän mukaisia jo alkuvaiheessa, jotta vältettäisiin muutoskierroksia tai kalliita rakenneratkaisuja (Sorri, 2017, s.2). Sorrin mukaan CLT-tilaelementtirakenteisen kerrostalon rakennusrungon yleisratkaisun muodos- tuminen oikealla ja toteutettavalla tavalla on tärkein edellytys tarkemman suun- nittelun onnistumiselle (ibid., s.4). Tässä kuten monissa muissakin asioissa tulee huomioida, että rakentamisjärjestelmästä huolimatta on suunnittelussa ensisijai- sesti otettava huomioon kaikille asuinrakennuksille yhteiset määräykset ja ohjeet esim. turvallisuudesta, viihtyisyydestä ja kestävyydestä.
Olennaisimmat CLT-tilaelementtirakenteisen kerrostalon suunnittelun osatekijät (Sorri, 2017, s.8-37):
• CLT-tilaelementin rakenne (asunto tai osa asunnosta+talotekniikka)
• CLT-tilaelementtikerrostalon rakenne (kytketyt tilaelementit+muut rakenteet)
• Paloturvallisuus (aktiivinen, passiivinen ja toiminnallinen)
• Tilaelementin koko ja muoto (valmistus, kuljetus ja nosto)
• Asuntopohjien muodostaminen (tilaelementtijako, talotekniikka)
• Kerrospohjien muodostaminen (jäykistys, akustiikka)
• Aukotus (ei-jäykistävät seinät, aukkojen pielet, nostopisteet)
• Julkisivut (painuminen, esivalmistaminen, saumat)
Tilaelementit voidaan Sorrin mukaan jakaa kahteen tyyppiin: tekniseen moduuliin ja huonemoduulin. Tekninen moduuli (märkätilat, keittiö) ja siihen liittyvä talotek- niikka keskitetään perussuunnitteluperiaatteen mukaan porrashuoneen viereen.
Samoin suunnittelussa minimoidaan talotekniset kytkennät tilaelementtimoduu- lien välillä. (ibid., s.17)
Arkkitehtuurisuunnittelun ja massakustomoinnin näkökulmasta on merki- tyksellistä hahmottaa kuinka paljon tilaelementtejä voi varioida - eli kuinka paljon erilaisia moduuleja suunnitelma voi sisältää. Sorrin mukaan periaate on että:
”Rakennus kootaan mahdollisimman pienestä kappalemäärästä mahdollisimman
