Juho Lahtinen
Materiaalipassi rakennuksen elinkaaren tiedon hallinnassa
Diplomityö, joka on jätetty opinnäytteenä tarkastettavaksi diplomi-insinöörin tutkintoa varten.
Espoossa 3.9.2021 Valvoja: Antti Peltokorpi Ohjaaja: Mirkka Rekola
Aalto-yliopisto, PL 11000, 00076 AALTO www.aalto.fi Diplomityön tiivistelmä
Tekijä Juho Lahtinen
Työn nimi Materiaalipassi rakennuksen elinkaaren tiedon hallinnassa
Maisteriohjelma Real Estate Economics Koodi ENG24
Työn valvoja Apulaisprofessori Antti Peltokorpi
Työn ohjaaja(t) Asiantuntija Mirkka Rekola, Senaatti-kiinteistöt
Päivämäärä 3.9.2021 Sivumäärä 61 Kieli Suomi
Rakennuksen materiaalipassi on dokumentaatio ja työkalu rakennusten materiaali- ja rakennus- tuotetiedon esittämiseen ja tallentamiseen. Materiaalipassi osoittaa rakennuksen osien uudelleen- käyttöpotentiaalin ja antaa niille jäännösarvon talteenottoa ja uudelleenkäyttöä varten. Materiaa- lipassijärjestelmä voi toimia uudelleenkäytettävien rakennuksen osien markkinamekanismina tai linkkinä jälkimarkkinoille.
Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää rakentamisen materiaalipassin käytännön merkitystä, hyö- tyjä ja käyttöönoton haasteita rakennuksen omistajalle. Tutkimus tehtiin osana ympäristöministe- riön, Senaatti-kiinteistöjen ja Helsingin kaupungin pilottihanketta, jossa ministeriön toimeksian- nosta testattiin Madaster-materiaalipassia Senaatti-kiinteistöjen peruskorjaushankkeessa. Tutki- mus lukeutuu tapaustutkimuksiin. Aineistona toimi kohteen tietomallit ja piirustukset sekä havain- not, muistikirjamerkinnät ja aineisto, joka kertyi yhteistyöstä tutkimuksen sidosryhmien kanssa.
Yhteistyötä tehtiin ja tietoa jaettiin etäpalaverien, -työpajojen, kokousten, webinaarien ja sähkö- postin avulla muun muassa Madasterin, Senaatti-kiinteistöjen, Helsingin kaupungin, ympäristö- ministeriön ja Ramboll Finlandin edustajien kanssa. Lisäaineistoa saatiin, kun alustavia tuloksia esiteltiin Senaatin johtajille ja asiantuntijoille, ympäristöministeriölle ja Rakennustiedolle.
Tutkimuksen perusteella rakennuksen materiaalipassi ei ole tuotetiedon hallinnan järjestelmä, mutta täydentää rakennuksen elinkaarenaikaista tiedonhallintaa dokumentoimalla rakennuksen materiaali-, rakennustuote-, rakennusosa- ja tekniikkaosatietoa. Materiaalipassin käsite on vasta muotoutumassa eikä talletettavalle tietosisällölle ole valmista määritelmää. Materiaalipassin sisäl- lön tarkkuustaso ja kattavuus voidaan valita tarpeen mukaan. Siinä voidaan huomioida vain mate- riaalitiedot, materiaali- ja tuotetiedot sekä niiden jäännösarvon laskentaan tarvittavat paikalliset taloustiedot ja näiden tietojen lisäksi ympäristö- ja elinkaaritiedot. Materiaalipassiin voidaan tal- lentaa tiedot kaikista rakennuksen osista tai vain niistä, joista materiaali- ja määrätiedot on saata- villa.
Materiaalipassin hyödyt liittyvät kiertotalouteen, rakentamisen ympäristövaikutusten hallintaan ja rakennuksen tuotetiedonhallintaan. Materiaalipassin tietosisältö rakennuksen osista toimii tieto- kantana ja voi hyödyttää esimerkiksi korjausrakentamista, rakennusmittauksia, kuntotutkimuksia ja haitta-ainekartoituksia. Suurimmat haasteet Madaster-materiaalipassin käyttöönotossa ovat tie- tomallien tietosisältöjen sääntelemättömyydestä johtuvat ongelmat, nimikkeistöön liittyvät ongel- mat, kerroksellisten rakennusosien käsittely tietomalleissa ja alustalla sekä tuote- ja materiaalikir- jaston puute. Ongelma on myös se, ettei rakennuksen osien uudelleenkäyttöä edellyttävää jälki- markkinaa vielä ole. Olennainen haaste materiaalipassin hyödyllisyydessä myöhempien elinkaaren vaiheiden kannalta on myös, miten sen tieto saadaan pysymään ajantasaisena. Jatkotutkimusta pi- täisi keskittää jäännösarvoon, jota materiaalipassin kiertotaloushyötyjen toteutuminen edellyttää.
Jäännösarvoon liittyvällä tutkimuksella selvitetään muun muassa mitä tietoa rakennuksen osista tarvitaan, jotta voidaan arvioida niiden soveltumista uusiokäyttöön ja mitä lainsäädännön muu- toksia tarvitaan uusiokäytön ja jälkimarkkinoiden edistämiseksi.
Avainsanat rakennuksen materiaalipassi, kiertotalous, rakennustuotetiedon hallinta
Aalto University, P.O. BOX 11000, 00076 AALTO, www.aalto.fi Abstract of master's thesis
Author Juho Lahtinen
Title of thesis Materiaalipassi rakennuksen elinkaaren tiedon hallinnassa
Master programme Real Estate Economics Code ENG24
Thesis supervisor Assistant Professor Antti Peltokorpi
Thesis advisor(s) Specialist Mirkka Rekola, Senaatti-kiinteistöt
Date 3.9.2021 Number of pages 61 Language Finnish
The building material passport is a documentation and tool for presenting and storing building material and construction product information. The material passport indicates the re-use poten- tial of the building components and gives them a residual value for recovery and re-use. The mate- rial passport system can act as a link to the secondary market.
The aim of the study was to find out the practical significance, benefits and implementation chal- lenges of the construction material passport for the owner of the building. The study was carried out as part of a pilot project between the Ministry of the Environment, Senate Properties and the City of Helsinki, in which Madaster material passport was tested in a renovation project. The study is a case study. The data of the empirical part of this thesis consists of BIMs, as well as observa- tions, notes, and material generated from collaboration with research stakeholders. Cooperation was established and information was shared via remote workshops, meetings and e-mails with rep- resentatives of Madaster, the Senate Properties, the City of Helsinki and Ramboll Finland. Addi- tional material was obtained when preliminary results were presented to the stakeholders.
Based on the study, the material passport is not a product information management system but complements the building's lifecycle information management by documenting the building's ma- terial, construction product, building and technical component information. The concept of a ma- terial passport is still at a preliminary stage and there is no ready-made definition of the infor- mation content to be stored. The level of accuracy and coverage of the contents of the material passport may be chosen according to specific needs. It can only take into account material data, material and product data and the local economic data needed to calculate their residual value, or in addition to these, also environmental and life cycle data. The material passport can store infor- mation about all parts of the building or only those for which material information is available.
The benefits of a material passport are linked to circular economy, the management of the environ- mental impact of construction and the product information management of a building, the benefits of which the material passport can contribute to. The information content of the material passport about the parts of the building serves as a database and can be useful for, for example, renovation construction and contaminant surveys. The main challenges in implementing the Madaster mate- rial passport are problems due to the unregulated data content of the data models, the problem re- lated to the nomenclature, the handling of layered building components in the data models and platform, and the lack of a product and material library. Another challenge is that there is not yet a secondary market for the re-use of building components. An essential challenge in the usefulness of the material passport for later life cycle stages is how to keep its information up to date. Further re- search should focus on the residual value, what data is needed for it and what legislation changes are needed for re-use and secondary market to realize the circular economic benefits of a material passport.
Keywords material passport, circular economy, building product information management
Sisällysluettelo
1 Johdanto ... 3
1.1 Tutkimuksen tausta ... 3
1.2 Tavoitteet, tutkimuskysymykset ja rajaukset ... 5
1.3 Tutkimusmenetelmät, aineisto ja työn rakenne ... 5
2 Rakennuksen tiedonhallinta ... 7
2.1 Rakennuksen tuotetietoon liittyviä käsitteitä ... 7
2.2 Rakennuksen tuotetiedon hallinta ... 8
2.3 Rakentamisen tuotetietokannat, suunnitelmat ja huoltokirja... 10
2.4 Rakennuksen tietomalli ja digitaalinen kaksonen ... 12
2.5 Rakennuksen materiaalipassi ... 13
2.6 Materiaalipassi ja kiertotalous ... 15
2.7 Materiaalipassiin liittyviä aloitteita ja toimia ... 18
2.7.1 Madaster-materiaalipassi... 18
2.7.2 EPEA Building Circularity Passport® ... 20
2.7.3 Buildings As Material Banks ... 21
2.7.4 SundaHus Material Data ... 21
2.8 Johtopäätökset kirjallisuustutkimuksesta ... 22
3 Empiirinen tutkimus ... 24
3.1 Empiirisen tutkimuksen tausta ... 24
3.2 Tutkimuskohteen kuvaus ... 25
3.3 Analyysimenetelmät ... 26
3.3.1 Tapaustutkimusprosessi ... 27
3.3.2 Tapauksen määrittely ja konteksti ... 27
3.3.3 Aineisto ... 28
3.3.4 Aineiston analysointi ... 29
3.3.5 Tapaustutkimuksen raportointi ja arviointi ... 30
4 Tulokset ... 32
4.1 Materiaalipassin koostaminen ... 32
4.1.1 Materiaalitiedon vienti IFC-tiedostona ... 32
4.1.2 Materiaalitiedon vienti Excel-tiedostomuodossa ... 34
4.1.3 Tuotettu Madaster-materiaalipassi ... 40
4.1.4 Materiaalien jäännösarvo ... 41
4.2 Materiaalipassin hyödyt ja käyttöönottoon liittyvät haasteet ... 44
4.2.1 Nimikkeistöön liittyvät ongelmat ... 45
4.2.2 Materiaali- ja rakennustuotetietoon liittyvät puutteet ... 45
4.2.3 Kerroksellisten rakennusosien aiheuttamat haasteet ... 46
4.2.4 Tietomallinnukseen liittyvät ongelmat ja kehitystarpeet ... 46
4.2.5 Rakennuksen materiaalipassin mahdollistamia hyötyjä ... 47
4.2.6 Hyötyjä rakennuksen kiertotaloustiedoista ... 49
5 Pohdinta ja johtopäätökset ... 50
5.1 Tutkimuksen uutuusarvo ... 50
5.2 Suositukset käytännön toimijoille ... 51
5.3 Tutkimuksen luotettavuus ja yleistettävyys ... 51
5.4 Jatkotutkimusaiheet ... 52
Lähdeluettelo ... 54
1 Johdanto
1.1 Tutkimuksen tausta
Tässä diplomityössä tarkastellaan rakennuksen materiaalipassia rakennuksen omistajan näkökulmasta. Diplomityön toimeksiantajana toimi Senaatti-kiinteistöt. Materiaalipas- silla tarkoitetaan dokumentaatiota fyysisen rakennuksen materiaalikoostumuksesta. Sen lisäksi, että materiaalipassi esittää rakennukseen käytetyt materiaalit, sen tarkoitus on muodostaa materiaaleille jäännösarvo talteenottoa ja uudelleenkäyttöä varten. (Honic, Kovacic & Rechberger, 2019; Luscuere, 2017.)
Euroopan unioni käyttää materiaalipassin sijasta käsitettä rakennuksen digitaalinen loki- kirja (engl. digital building logbook), joka on yhteinen arkisto rakennuksen tiedolle. Se voi sisältää muun muassa rakennusmateriaalien ominaisuuksiin ja niiden jäljitettävyy- teen liittyvää tietoa. Volt ym. (2020) toteavat, että laajan sisältönsä ansiosta materiaali- passi osaltaan mahdollistaa kiertotalouden rakennetussa ympäristössä. Tärkein yksittäi- nen asia, joka rakennuksen digitaalisen päiväkirjan tulisi sisältää, on rakennuksen mate- riaali-inventaario. Tämä päätelmä syntyi sidosryhmille tehdystä kyselystä, joka liittyi Euroopan unionin julkaisemaan rakennuksen digitaalisen päiväkirjan määrittelyyn.
(Volt ym., 2020.)
Suomessa ympäristöministeriön valmistelemaan maankäyttö- ja rakennuslain (132/1999) kokonaisuudistukseen liittyy esitys rakennuksen materiaaliselosteesta tai -passista, jolla pyritään hallitsemaan paremmin rakennuksen ympäristövaikutuksia sen elinkaaren ajan (Piispa, 2019). Rakennuksen materiaalipassi liittyy myös ympäristö- ministeriön käynnissä olevaan muovien vähentämiseen tähtäävään muovitiekarttaan.
Materiaalipassilla halutaan kehittää muovien ja materiaalien tunnistamista kierrätystä ja uusiokäyttöä varten. (Ympäristöministeriö, 2020b.) Valtioneuvoston ehdotuksessa kier- totalouden strategiseksi ohjelmaksi tähdätään muutokseen, jossa vuoteen 2035 men- nessä suuri osa Suomen rakennuksista, infrastruktuurista ja rakennustuotteista valmiste- taan kierrätetyistä, uusiutuvista tai vähähiilisistä raaka-aineista. Digitaaliset materiaali- passit erittelevät rakennuskohteiden sisällön. Rakennukset toimivat resurssipankkeina ja hiilinieluina. (Valtioneuvosto, 2021.)
Yhtenä tavoitteena Euroopan unionin luonnonvarojen kestävän käytön strategiassa on tehostaa resurssien käyttöä. Pelkästään ympäristön pilaantumista ehkäisevä sääntely ei riitä. (EC, 2005.) Pääministeri Marinin hallituksen ohjelman tavoitteena on, että Suomi on hiilineutraali vuoteen 2035 (EU-tasolla ennen 2050) mennessä. Eräänä keinona ta- voitteen saavuttamiseksi hallitusohjelmassa on mainittu kiertotalous, jonka avulla vah- vistetaan neitseellisiä raaka-aineita korvaavien kierrätysraaka-aineiden markkinoita.
Kierrossa olevien raaka-aineiden osuutta lisätään suunnitelmallisesti. (Valtioneuvosto, 2019.) Asetetut tavoitteet ovat johtaneet tarpeeseen kehittää toimintatapoja kierrätysas- teen nostamiseksi ja samalla pienentää primääriraaka-aineiden käyttöä (Honic ym., 2019). Suomen kansallisessa kiertotalouden strategisessa edistämisohjelmassa vuoteen 2035 tavoitellaan muutosta, jolla kiertotaloudesta luodaan talouden uusi perusta.
(Ympäristöministeriö, 2021a.)
Kiertotaloudessa tuotteiksi ja rakennusmateriaaleiksi jalostettuja primääriraaka-aineita pidetään käytössä mahdollisimman pitkään tuotannon ja käytön suunnittelulla. Tuotan- nossa hyödynnetään uusiutuvaa energiaa. Tuotteille pyritään mahdollistamaan pitkä elinkaari ja uusi käyttötarkoitus perinteisen käyttöiän päätyttyä erilaisilla toimilla, kuten ylläpidolla, korjauksella, uudelleenkäytöllä, uudelleenvalmistuksella, kunnostamisella ja
kierrätyksellä. (Ellen MacArthur Foundation, 2018; Geissdoerfer ym., 2017; Suomen ympäristökeskus, 2019.) Kiertotalouden ja resurssitehokkuuden edistämiseksi rakennus- teollisuudessa tarvitaan tietoja rakennustuotteiden materiaalikoostumuksesta ja ainevir- roista (esim. primääriraaka-aineet, rakennusmateriaalit, jätteet). Jäsennellyn tiedon saa- tavuus materiaaleista on avain kohti siirtymistä nykyisestä lineaarisesta taloudesta kier- totalouteen. (Heinrich & Lang, 2019a.)
Materiaalipassi on työkalu, joka tarjoaa alustan ja tietokannan rakennusten materiaali- ja rakennustuotetiedon tallentamiseen, linkittämiseen ja asiaan liittyvän tiedon tarjoami- seen sidosryhmille (Heinrich & Lang, 2019b). Luscuere (2017) esittää, että kun kierto- taloutta viedään rakentamisessa käytäntöön, voidaan työkaluna käyttää materiaalipassia.
Se sisältää kuvauksen rakennuksessa käytettyjen materiaalien ominaisuuksista ja antaa niille jäännösarvon talteenottoa ja uudelleenkäyttöä varten. Hansen ym. (2013) ja Luscuere (2017) kuvaavat materiaalipasseja markkinapaikkamekanismina, jossa jo ja- lostettujen materiaalien ja rakennustuotteiden jatkokäyttöä pyritään edistämään. Materi- aaleihin lisätään uusi jäännösarvoulottuvuus, joka perustuu materiaalien soveltuvuuteen talteenottoa ja uudelleenkäyttöä varten, kun ne tulevat hyödynnettäviksi muissa tuot- teissa ja prosesseissa.
Myös Suomen ympäristökeskus (2019) korostaa, että Suomen päästövähennystavoitteet sekä tavoite hiilineutraaliudesta vuoteen 2035 mennessä vaikuttavat siihen, että kiertota- loustoimet ovat oleellisia myös rakentamisessa (Valtioneuvosto, 2019). Kiertotaloutta, materiaalipassia ja vähähiilisyyttä edistetään maankäyttö- ja rakennuslain uudistuksella, jossa yhtenä päätavoitteista on hiilineutraali yhteiskunta. Uudistuksen tarkoituksena on selkeyttää nykyistä vuonna 2000 voimaan tullutta lakia, jossa runsaasta 300 pykälästä kaksi kolmasosaa on lain voimaantulon jälkeen muutettuja, lisättyjä tai kumottuja. Laki- uudistuksen päätavoitteita ovat hiilineutraalin yhteiskunnan lisäksi luonnon monimuotoi- suuden vahvistaminen, rakentamisen laadun kehittäminen sekä digitalisaation edistämi- nen.
Maankäyttö- ja rakennuslain uudistuksessa huomioitavia laajoja yhteiskunnallisia ilmi- öitä ovat muun muassa ilmastonmuutos, aluerakenteen erilaistuminen ja kaupungistumi- nen. Aikataulutavoitteena on, että hallituksen esitys uudeksi maankäyttö- ja rakennus- laiksi valmistuu vuoden 2021 loppuun mennessä. (Ympäristöministeriö, 2020a.) Esitys rakennuksen materiaaliselosteesta tai -passista liittyy vähähiilisyyden tavoitteeseen (Piispa, 2019). Tavoitteena on parantaa rakennuksen koko elinkaaren kestävää suunnitel- mallista käyttöä ja ylläpitoa. Lisäksi halutaan kehittää rakentamisen laatua. Tähän pyri- tään jäsentämällä rakentamisen vastuukysymykset paremmin sekä selkeyttämällä raken- tamisen ketjun eri osapuolten tehtäviä ja rooleja. (Ympäristöministeriö, 2020a.)
Käsillä olevaa tutkimustyötä varten tehdyn tiedonhaun perusteella aiemmissa tutkimuk- sissa ei ole kuvattu sitä, miten materiaalipassi voitaisiin ottaa käyttöön ja mitä haasteita materiaalipassia luotaessa on havaittu. Tietoa ei löytynyt myöskään siitä, miten materi- aalipassi täydentää rakennuksen tiedonhallintaa. Tutkimuksissa ei ole käsitelty materi- aalipassia rakennuksen omistajan näkökulmasta eikä sitä, mitä hyötyjä materiaalipassi voisi mahdollistaa. Tietoa ei ole siitä, mitkä rakennuksen osat materiaalipassin pitäisi sisältää, vai onko syytä sisällyttää ne kaikki. Epäselvää on myös, tulisiko materiaalipas- sissa tavoitella materiaali- vai rakennustuotetason tarkastelua.
Aiemmissa tutkimuksissa on lähinnä kuvattu materiaalipassin ideaa teoreettisesta näkö- kulmasta. Käytännön kokemusta materiaalipassista on Alankomaissa, eikä sitä ole
tutkimusnäkökulmasta dokumentoitu. Ei ole vielä myöskään selvää, paljonko materiaa- lipassista on hyötyä käytettyjen materiaalien jatkohyödyntämisessä eri rakennusalan toi- mijoiden ja kiertotaloustoimijoiden näkökulmasta.
1.2 Tavoitteet, tutkimuskysymykset ja rajaukset
Tutkimuksen tavoitteena on selvittää rakentamisen materiaalipassin käytännön merki- tystä, hyötyjä ja käyttöönoton haasteita rakennuksen omistajalle. Tämä on yhteiskunnal- lisesti tärkeä aihealue, koska rakentamisen ympäristövaikutukset ovat merkittäviä, niitä halutaan vähentää ja Suomen tavoite on saavuttaa hiilineutraalius vuoteen 2035 men- nessä (Airaksinen, 2019; Valtioneuvosto, 2019). Tavoitteen saavuttamiseksi valtioneu- vosto on laatinut kiertotalouden strategisen ohjelmaehdotuksen (Valtioneuvosto, 2021).
Rakennusalalla materiaalipassin on todettu auttavan siirtymistä kiertotalouteen
(Luscuere, 2017; Volt ym., 2020). Seitsemästä Euroopan maasta tehdyssä tutkimuksessa todettiin, että siirtyminen kiertotalouteen vähentäisi kunkin maan kasvihuonekaasupääs- töjä jopa 70 prosenttia (Minson, 2020).
Työtä ohjaavat tutkimuskysymykset ovat seuraavat:
1. Miten rakennuksen materiaalipassi koostetaan?
2. Miten rakennuksen materiaalipassi täydentää rakennuksen elinkaaren aikaista tie- donhallintaa ja käsitteitä?
3. Millaisia hyötyjä rakennuksen materiaalipassi mahdollistaa?
4. Millaisia haasteita rakennuksen materiaalipassin käyttöön ottaminen aiheuttaa?
Työn aihe, materiaalipassi, on valittu työn tilaajan Senaatti-kiinteistöjen tarpeista. Tut- kimus sijoitetaan kontekstiinsa selvittämällä, miten materiaalipassi yhdistyy muuhun tietoon rakennusinvestoinnista ja rakennuksen elinkaaren aikana syntyvään tietoon.
Näin voidaan ymmärtää, minkälaiseen kokonaisuuteen materiaalipassi sijoittuu.
Tutkimus luo käytännön tietoa materiaalipassin tuottamisen käytännön työstä ja vaati- muksista. Tietoa syntyy lisäksi esimerkiksi siitä, mitä materiaalipassin käyttöön ottami- nen rakennushankkeilta vaatii, sekä hyödyistä ja haasteista, jotka voivat vaikuttaa sii- hen, tuleeko materiaalipassista rakennusalalle vakiokäytäntö. Työ selvittää, millaisia valmiuksia on ottaa käyttöön digitaalisia ratkaisuja, ja luo niiden käyttöönotolle pohjaa sekä osaltaan mahdollistaa muutosta kiertotalouden mukaisiin liiketoimintamalleihin ra- kennusalalla.
Tutkimus rajataan alueellisesti ja toimialaperusteisesti koskemaan kotimaista talonra- kentamista. Tutkimuksessa keskitytään selvittämään materiaalipassin koostamista ja hyötyjä sekä käyttöönoton haasteita. Tutkimuksen kirjallisuusosassa käsitellään materi- aalipassia ja kahta siihen läheisesti liittyvää aihetta, jotka ovat rakennuksen tiedonhal- linta ja kiertotalous.
1.3 Tutkimusmenetelmät, aineisto ja työn rakenne
Tutkimus lukeutuu tapaustutkimuksiin. Tapaustutkimus soveltuu analyysimenetelmäksi, koska materiaalipassialustan toimivuutta ja materiaalipassin tuottamista täytyi arvioida testaamalla materiaalipassijärjestelmää käyttöliittymän avulla tosielämässä. Tällä tarkoi- tetaan, että testaus toteutettiin käytännön olosuhteissa käynnissä olevan rakennushank- keen yhteydessä. Tämäntyyppisen kontekstissa toteutettavan tutkimuksen tekemiseen lähdekirjallisuus, muun muassa Crowe ym. (2011), ohjaa käyttämään tapaustutkimusta.
Tapaustutkimuksen avulla on mahdollista luoda syvällinen, kattava käsitys monimutkai- sesta asiasta tarkastelemalla sitä tosielämän olosuhteissa.
Jotta voidaan sekä selvittää materiaalipassin koostamista että arvioida materiaalipassin tuottamisen haasteita käytännössä, on tärkeää liittää tutkimus käynnissä olevaan raken- nushankkeeseen. Myös tämä perustelee tapaustutkimuksen käyttöä tutkimusmetodina.
Tapaustutkimuksessa testattiin materiaalipassin tuottamista Hakaniemenranta kuudelle Senaatti-kiinteistöjen peruskorjaushankkeessa. Materiaalipassin tuottamisen arviointia varten on ensin koottava syötettävät tiedot ja sen jälkeen testattava materiaalipassin tuottamista käyttöliittymän avulla.
Tutkimuksen aineistona toimivat kohteen tietomallit ja piirustukset sekä havainnot, muistikirjamerkinnät ja aineisto, joka kertyi yhteistyöstä tutkimuksen sidosryhmien kanssa. Yhteistyötä tehtiin ja tietoa jaettiin etäpalaverien, -työpajojen, -kokousten, we- binaarien ja sähköpostin avulla muun muassa Madasterin, Senaatti-kiinteistöjen, Helsin- gin kaupungin, ympäristöministeriön ja Ramboll Finlandin edustajien kanssa. Lisäai- neistoa saatiin, kun alustavia tuloksia esiteltiin Senaatti-kiinteistöjen johtajille ja asian- tuntijoille, ympäristöministeriölle ja Rakennustiedolle.
Aineistoa kerättiin osallistumalla ympäristöministeriön, Senaatti-kiinteistöjen ja Helsin- gin kaupungin pilottihankkeeseen. Hankkeessa testattiin ja arvioitiin kaupallista Madas- ter Platform -materiaalijärjestelmää ministeriön toimeksiannosta. Testaus toimi tutki- muksen empiirisen osan tapaustutkimuksena. Madaster Platform on verkkosovellus, jossa on www-käyttöliittymä. Testauksessa materiaalipassin tietosisällön kokoamisen ja materiaalipassin tuottamisen yhteydessä tehtiin havaintoja ja muistikirjamerkintöjä. Ha- vaintoja tehtiin muun muassa materiaalipassin tuottamisesta, yleisestä merkityksestä ja hyödyistä sekä koostamisen haasteista. Näkökulmia kartoitettiin pilottihankkeessa ha- vainnoiden ja sidosryhmien, kuten ympäristöministeriön, Ramboll Finlandin ja hank- keen muiden toimijoiden, kanssa käydyissä keskusteluissa.
Tutkimuksen kirjallisuusosa, luku 2, käsittelee rakennuksen tiedonhallintaa. Aluksi määritellään rakennuksen tuotetietoon liittyviä käsitteitä, jotta voidaan kuvata, miten tätä tietoa rakennuksen elinkaaressa hallitaan. Seuraavaksi kuvataan rakennuksen tuote- tiedon hallintaa ja käsitellään rakennuksen materiaalipassia. Lopuksi tehdään johtopää- töksiä käsitellyistä asioista. Luku 3 on työn empiiristä osaa. Siinä käsitellään tapaustut- kimuksen prosessia, esitellään tutkimusaineisto ja kuvaillaan tutkimuskohdetta. Lisäksi käydään kirjallisuuden avulla läpi tapaustutkimuksen analyysimenetelmät ja miten niitä on sovellettu tässä tutkimuksessa. Tapaustutkimuksen empiirisen osan tulokset esitel- lään luvussa 4. Lopuksi luvussa 5 tehdään johtopäätöksiä työn keskeisistä tutkimustu- loksista ja pohtien arvioidaan tuloksia.
2 Rakennuksen tiedonhallinta
Tässä luvussa pohjustetaan työn tutkimuskysymyksiin vastaamista ja pyritään vastaa- maan seuraavaan tutkimuskysymykseen: miten rakennuksen materiaalipassi täydentää rakennuksen elinkaaren aikaista tiedonhallintaa ja käsitteitä? Tutkimuskysymyksien avuksi on muotoiltu seuraavat apukysymykset, joita käsitellään tässä luvussa:
• Mikä rakennuksen materiaalipassi (kirjallisuuden mukaan) on ja miksi se pitäisi ottaa käyttöön eli mitä hyötyä siitä väitetään olevan?
• Mitä on rakennuksen tuotetieto: onko se tietoa rakennukseen käytetyistä kauppa- tuotteista vai tietoa koko rakennuksesta?
• Miten rakennuksen tuotetietoa hallitaan?
• Onko rakennuksen tuotetietoa tarvetta hallita?
2.1 Rakennuksen tuotetietoon liittyviä käsitteitä
Rakennus on omalla sisäänkäynnillä varustettu rakennuskohde, joka on erillinen, kiinteä tai paikallaan pidettäväksi tarkoitettu kokonaisuus. Rakennus sisältää eri toimintoihin tarkoitettua katettua ja yleensä ulkoseinien tai muista rakennelmista erottavien seinien rajoittamaa tilaa. (Ympäristöministeriö, 2020c.) Rakennus koostuu kuvan 1 mukaisesti rakennusosista, tekniikkaosista, rakennustuotteista ja materiaaleista (Cambridge University Press, 2021; Kotimaisten kielten keskus, 2021; Laki eräiden
rakennustuotteiden tuotehyväksynnästä, 2012; Ympäristöministeriö, 2020c).
Rakennusosa on rakennettavan tai rakennetun kohteen, kuten rakennuksen, käsitteelli- sesti itsenäinen, aineellinen osa, joka talonrakennuksessa koostuu rakennustuotteista.
Tyypillisiä rakennusosia ovat esimerkiksi välipohjat, ulkoseinät ja vesikatot. Tekniikka- osa on käsitteellisesti itsenäinen osa, joka kuuluu talotekniseen järjestelmään. Talonra- kennuksessa tekniikkaosat koostuvat rakennustuotteista, ja niitä ovat esimerkiksi lämpö- patterit, pistorasiat ja ohjauslaitteet. (Ympäristöministeriö, 2020c.)
Rakennustuote on pysyvä rakennusosa, rakenne tai rakennuskohteeseen kiinteästi liit- tyvä tarvike, tuote, laite tai näiden asentamista varten tarvittava osa, jolle maankäyttö- ja rakennuslaki asettaa olennaisia teknisiä vaatimuksia (Laki eräiden rakennustuotteiden tuotehyväksynnästä, 2012). Rakennustuotteita ovat esimerkiksi betonielementit, ikkunat ja sahatavara (Ympäristöministeriö, 2020c). Materiaali on (fyysistä) raaka-ainetta, josta voidaan valmistaa esineitä, kuten rakennustuotteita. (Cambridge University Press, 2021;
Kotimaisten kielten keskus, 2021.)
Kuva 1. Rakennuksen koostumussuhde materiaalista rakennukseen
Tuotetieto kuvaa tuotetta ja siihen liittyviä asioita (BuildingSMART Finland, 2021;
Sääksvuori & Immonen, 2008). Halttunen ja Hokkanen (1995) sekä Sääksvuori ja Immonen (2008) korostavat, että tuotetietoa ovat lähes kaikki ne tiedot, jotka liitetään valmistettavaan ja hallittavaan tuotteeseen. Haapasalo ym. (2018) määrittelevät
tuotetiedon rakennushankkeen lopputuloksena syntyvän lopputuotteen eli rakennetun objektin, esimerkiksi rakennuksen, kannalta: tuotetieto kattaa kaiken tiedon, joka vaadi- taan rakennetun objektin (tuotteen) suunnittelemiseksi, tuottamiseksi, myymiseksi, toi- mittamiseksi ja ylläpitämiseksi. Tuotetietoa on järkevää tarkastella rakennushankkeen lopputuloksena syntyvän lopputuotteen eli rakennetun objektin kannalta nimenomaan, kun tarkastellaan rakennushanketta yli elinkaaren. Tällä saavutetaan se, että hankkeen osapuolet ymmärtävät rakennetun objektin samalla tavalla. (Haapasalo ym., 2018;
Silvola, 2018.)Tuotetiedon käsite on laaja, ja se voidaan jakaa kolmeen osaan: määritte- lytiedot, elinkaaritiedot ja metatieto (Halttunen & Hokkanen, 1995; Sääksvuori &
Immonen, 2008).
Määrittelytiedot määrittelevät yksikäsitteisesti tuotteen toiminnalliset ja fyysiset ominai- suudet. Määrittelytiedolla kuvataan, millaisesta tuotteesta on kyse. Tuotetta voidaan ku- vata esimerkiksi suunnittelun tai valmistuksen näkökulmasta teknisillä arvoilla, raken- netiedoilla tai abstrakteilla ja käsitteellisillä tiedoilla. Elinkaaritiedot liittyvät aina tiet- tyyn tuoteyksilöön ja kuvaavat esimerkiksi valmistukseen, käyttöön, huoltoon ja hävit- tämiseen liittyvää tietoa. Metatieto on tietoa tiedosta. Se kertoo esimerkiksi sen, kuka tiedon on tallentanut ja missä muodossa se on. (Halttunen & Hokkanen, 1995;
Sääksvuori & Immonen, 2008.)
Peltokorpi (2021) jakaa tuotetiedon vakiotietoihin, instanssitietoihin ja prosessitietoihin.
Vakiotiedot ovat tuotteen valmistajan määrittämiä perustietoja ja ominaisuuksia, jotka säilyvät tuoteyksilöiden välillä samoina, esimerkiksi mitta- ja materiaalitiedot. Instans- sitiedot yksilöivät tuotteen tunnisteella ja antavat yksilökohtaista tuotetietoa. Prosessi- tieto on rakennushankkeen aikana syntyvää tuoteyksilöön ja toimituserään liittyvää tie- toa, kuten aikaleimat. BuildingSMART Finland (2021) määrittelee tuotetiedon (engl.
product data) tiedoksi, joka kuvaa tuotetta ja siihen liittyviä asioita. Tuotetieto on tieto- jen digitaalinen esitysmuoto, joka soveltuu sellaiseen kommunikointiin, tulkintaan ja prosessointiin, joissa toimijoina ovat ihmiset ja ohjelmistot.
Tuotetiedon hallinta (engl. product data management, PDM) kattaa kaikki toimenpiteet ja järjestelmät, joiden avulla tuotetietoa järjestetään ja hallitaan (CIMdata, 2021;
Halttunen & Hokkanen, 1995). Menetelmällä yritys sekä järjestää, käyttää ja hallitsee tuotteisiinsa liittyviä tietoja että hallitsee näiden tuotteiden elinkaarta (CIMdata, 2021).
Tuotetietoa järjestetään ja hallitaan siten, että tiedot ovat ristiriidattomia ja ajan tasalla, ne ovat helposti käytettävissä ja ne on suojattu tietoturvallisesti (Halttunen &
Hokkanen, 1995).
2.2 Rakennuksen tuotetiedon hallinta
Rakennuksen elinkaari jakautuu kahtia suunnittelu- ja rakennusvaiheeseen sekä tilajoh- tamisvaiheeseen, englanniksi facilities management (FM). Vaiheet ovat erillään toisis- taan rakennuksen hallinnan prosesseissa. (Helander, 2014; Vanlande, Nicolle & Cruz, 2008.)
Rakennushankkeeseen osallistuvilla yrityksillä on harvoin käytössään varsinaista tuote- tiedon hallinnan järjestelmää. Lisäksi tiedonhallinnan prosessi on epäselvä eikä tuotetie- don johtamista ole yleisesti rakennusalan hankkeissa määritelty (Haapasalo ym., 2018).
Itse asiassa tuotetieto (tässä yhteydessä tieto rakennushankkeen lopputuloksena synty- västä lopputuotteesta eli esimerkiksi rakennuksesta) on rakennusalalla yleisesti vieras käsite, eikä sitä ole juurikaan yrityksissä sisäisesti määritelty (Haapasalo ym., 2018;
Haataja, 2018). Vaikka käytännön työssä hyvin usein ajatellaan, että rakennuksen
tietomallinnus (engl. building information modeling, BIM) kattaa koko rakennuksen tiedon hallinnan, tämä ei pidä paikkaansa (Haapasalo ym., 2018; Halttula, Haapasalo &
Herva, 2016).BIM ei toimi työkaluna koko rakennusprojektin hallitsemiseksi, eikä sitä joidenkin lähteiden mukaan ole sellaiseksi tarkoitettukaan (Haapasalo ym., 2018;
Succar, 2009). Se ei kata läheskään kaikkia rakennuksen elinkaaren tiedonhallinnan nä- kökulmia (Haapasalo ym., 2018; Silvola, 2018).
Tuotetiedon hallintajärjestelmän puuttuminen tarkoittaa, että tuotetieto koostetaan luo- vutusmateriaaliksi usein fyysisinä asiakirjoina (Haapasalo ym., 2018). Se johtaa siihen, että tärkeä tuotetieto on hajanaista, kun sitä tarvitsevat eri tahot, kuten takuuprosessin osallistuva työryhmä sekä huolto-ohjeet vastaanottava tilaaja (Haapasalo ym., 2018;
Rakennustieto, 2000). Systemaattisuuden puutteen ja kiireen vuoksi hankkeen luovutus- asiakirjat ovat puutteellisia (Haapasalo ym., 2018; Koski, 2004; Peltokorpi, 2021). Ai- neisto kootaan kiireessä hankkeen loppuvaiheessa, mutta se voitaisiin koota vaivatto- mammin ja tehokkaammin rakentamisen yhteydessä (Koski, 2004).
Tuotetiedonhallinnan hyödyt ovat mittavat rakennushankkeen kaikille osapuolille (Haapasalo ym., 2018; Peltokorpi, 2021). Yksittäisiä prosesseja voidaan tehostaa ja ra- kennushankkeiden elinkaaren hallintaa parantaa kattavalla, standardoidulla ja digitaali- sella tuotetiedolla (Peltokorpi, 2021). Rakennushakkeiden tiedonhallinnan hyötyjä on tutkittu myös tietomallinnuksen kannalta. Vaikka BIM ei kata kaikkia rakennuksen elin- kaaren tiedonhallinnan näkökulmia, sen hyödyt ovat silti merkittävät. Niitä ovat esimer- kiksi nopeammat ja tehokkaammat prosessit sekä parempi suunnittelun, kustannusten ja ajan hallinta. (Azhar, 2011; Haapasalo ym., 2018.)
Tuotetiedonhallinnan järjestelmät ovat standardisoitu ratkaisu ja tietokanta, jossa on kaikki tieto, joka liittyy tuotteeseen ja sen tuottamiseen tarvittaviin prosesseihin (Haapasalo ym., 2018; Schorr ym., 2011). Tuotetietokanta vähentäisi päällekkäistä tie- don etsimistä ja syöttämistä. Hankkeessa tuotetietojen kanssa tekemisiin joutuva sidos- ryhmä on laaja ja kattaa lähes kaikki toimijat. Myös käyttö- ja ylläpitovaiheen aikana on tarve päästä ylläpidettävän tai huollettavan tuotteen tietoihin. (Peltokorpi, 2021.)
Rakennukseen liittyvää tietoa tuotetaan hyvin paljon rakennushankkeen suunnittelu- ja rakennusvaiheen aikana. Usein osapuolet myös kamppailevat suurten tiedonhallinnan ongelmien kanssa näiden vaiheiden aikana. Suunnitelmia, tekstitiedostoja ja kolmiulot- teisia malleja harvoin tallennetaan ja säilytetään keskitetysti, eikä niitä linkitetä toi- siinsa. (Haapasalo ym., 2018.) Hankkeessa käytetyn rakennustuotteen tietoa ei yleensä yhdistetä suunnitelmiin tai tietomalleihin; se on puutteellista, eikä se siirry vaiheesta toi- seen eikä osapuolten välillä. Samaa rakennustuotetietoa etsivät ja syöttävät useaan ker- taan eri sidosryhmät. (Peltokorpi, 2021.)
Halmetojan (2016) keskeinen havainto on, etteivät nykykäytäntöjen mukaan laaditut tie- tomallit hyödytä ylläpitoa. Materiaalien käyttöikiä, hoitojaksoja tai muuta ylläpidon tar- vitsemaa tietoa ei yleisesti tallenneta tietomalliin. Tietomallin tietotekninen rakenne ei sovi parhaalla mahdollisella tavalla ylläpidon tiedon tallennukseen. Tiedostokoko, aina- kin yhdistelmämallin tapauksessa, kasvaisi liian kookkaaksi. Ylläpidon kannalta olisi toimivaa tallentaa ylläpitoon tarvittava tieto erilliseen tietokantaan ja linkittää se tieto- mallin rakennusosiin. Tämän edellytyksenä olisi tunnistuskäytännöstä sopiminen.
Aiemmin kuvattiin, että tuotteeseen liittyvää tietoa tuotetaan hyvin paljon rakennus- hankkeen suunnittelu- ja rakennusvaiheen aikana, mutta tätä tietoa harvoin tallennetaan
ja säilytetään keskitetysti, eikä tietoja linkitetä toisiinsa, siirretä vaiheesta toiseen tai osapuolten välillä. Samaa tuotetietoa etsivät ja syöttävät useaan kertaan eri sidosryhmät.
(Haapasalo ym., 2018; Peltokorpi, 2021.)
Aiemmin kerrottiin tuotteeseen liittyvän tiedon tuottamisesta, tallentamisesta ja säilyttä- misestä sekä siitä, miten tietoa syöttävät ja etsivät useat sidosryhmät (Haapasalo ym., 2018; Peltokorpi, 2021). Lisäksi koska luovutusmateriaalin koostaminen ei ole järjestel- mällistä ja materiaali on usein paperisina asiakirjoina, tuotetieto on hajanaista ja puut- teellista ja ongelmia syntyy, kun tietoa tarvitaan esimerkiksi huolto-ohjeeksi ylläpidon tarpeisiin ja takuuprosessin tueksi (Haapasalo ym., 2018; Koski, 2004; Peltokorpi, 2021; Rakennustieto, 2000). Näiden havaintojen perusteella voidaan todeta, että koska tuotetietoa (tässä yhteydessä tieto rakennetusta eli esimerkiksi rakennuksesta) ei suun- nittelu- ja rakennusvaiheessa järjestelmällisesti hallita eikä sen käsitettä ole yksiselittei- sesti määritelty (tai sitä Haapasalon mukaan ei edes tunneta), on sen hallinta rakennus- hankkeen jäljiltä ylläpitovaiheessa hankalaa.
2.3 Rakentamisen tuotetietokannat, suunnitelmat ja huoltokirja
Tässä luvussa käsitellään markkinoilla olevia rakennustuotteiden tuotetietokantoja. Ra- kennustuotetietokantoja esitellään, koska materiaalipassin tietosisältö koostuu muun muassa materiaali- ja rakennustuotetiedosta ja tutkimuksessa mukana olleen Madaster- materiaalipassin koostamiseksi voidaan hyödyntää ulkoista materiaali- ja rakennustuote- tietokantaa. Lisäksi käsitellään rakennuksen suunnitelmia ja huoltokirjaa.
RT tuotetieto on Rakennustieto Oy:n ylläpitämä ja tarjoama verkkotietokanta. Tietokan- taan on koottu rakennustuotteiden tuotetiedot ja rakennustuotteiden dokumentit. Hakuja voidaan tehdä muun muassa rakennustuotevalmistajan, rakennustuotteen ja Talo
2000 -nimikkeistön perusteella. RT-tuotetietopalvelun käyttäminen on ilmaista, mutta rakennustuotevalmistajien on maksettava rakennustuotteidensa julkaisusta palvelussa.
Ohjelmointirajapinnan (application programming interface, API) kautta rakennustuote- tietokantapalvelu on mahdollista yhdistää rakennustuotevalmistajien ja urakoitsijoiden, kaupan ja IT-palveluntuottajien järjestelmiin. Rakennustuotetietokannan muutokset ra- kennustuotetietoihin, rakennustuotetietokuviin, yritystietoihin ja tekstidokumentteihin päivittyvät automaattisesti ohjelmistorajapinnan kautta. Rajapintasovituksessa käytetään vakiomuotoista rakennustuotetiedon siirtosanomarakennetta. (Rakennustieto, 2021.) RT urakoitsijan tuotetieto taas on rakennusurakoitsijan käyttöön suunniteltu sovellus, joka yhdistyy edellä esiteltyyn RT tuotetiedon tietokantaan. Sovellus dokumentoi ja koostaa tiedot rakennushankkeessa käytetyistä rakennustuotteista. Kooste sisältää työ- maalla asennetut ja työn aikana käytetyt rakennustuotteet ja rakennustuotevalmistajan rakennustuotteisiin liittämät tekniset rakennustuotetietodokumentit. Kun hanke valmis- tuu, urakoitsija pystyy tuottamaan tilaajalle rakennuksen edellä kuvatun rakennustuote- selosteen, joka kertoo, mistä talo on tehty. (Rakennustieto, 2021.)
RT-, LVI- ja Infra-kortistot sisältävät rakennustuote- ja muun tiedon lisäksi rakennus- alaa ohjaavaa lainsäädäntöä ja määräyksiä. Lisäksi sinne on koottu yleisiä laatuvaati- muksia ja ohjeita. Tietosisältö on suunnattu esimerkiksi rakennuttamisen, suunnittelun ja urakoinnin tarpeisiin. Siellä on tietoa eri työvaiheisiin, kuten tilaamiseen, suunnitte- luun, toteutukseen, vastuukysymyksiin ja valvontaan. (Rakennustieto, 2021.)
Sähkönumerot-tuotetietokanta sisältää tiedot kaikista sähkönumeroiduista tuotteista.
Vastaavasti on myös olemassa LVI-numeropalvelu. Sähkönumero on kansallinen
tuotekoodi sähköisen talotekniikan alalla tuotteen tunnistamiseksi ja yksilöimiseksi. Pal- velu sisältää jokaisen sähkötuotteen tuotekortin, johon tuotteen toimittaja täydentää tuotteen nimi- ja teknisten tietojen lisäksi dokumentteja ja kuvia. Sähkönumero yksilöi tuotteen ja kertoo tuotteen toimittajan ja tuoteryhmän. (STK-Tietopalvelut, 2021.) Rakennustuotteiden tuotetietokantoja tarkemmin tutkineen Peltokorven mukaan usean tietokannan haasteena on, että ne sisältävät vain pienen osan saatavilla olevista tuot- teista. Vakioitu, kattava ja digitaalinen tuotetieto rakennustuotteista hyödyttäisi raken- nusalaa esimerkiksi parantamalla rakennushankkeiden laatua. (Peltokorpi, 2021.) Rakentamisen suunnittelun lähtökohtana ovat sekä uudisrakennuksessa että korjaus- ja muutostyössä kohteen käyttötarkoitus ja rakennushankkeeseen ryhtyvän tarpeet ja ta- voitteet. Suunnittelussa on huomioitava rakentamisen yleiset vaatimukset, ja rakennuk- sen on oltava esteettisesti ympäristöönsä sopiva ja ekologisilta ominaisuuksiltaan kes- tävä. Yleisiä vaatimuksia ovat muun muassa rakenteiden lujuuden ja vakauden, palotur- vallisuuden ja terveyden ja ympäristön perusvaatimukset. Rakennuksen suunnittelu teh- dään yhteistyönä muun muassa rakennus-, rakenne-, LVI- ja sähkösuunnittelijan kes- ken. Hankkeen suunnittelusta vastaa pääsuunnittelija, joka yleensä on rakennussuunnit- telija tai arkkitehti. Suunnittelutehtäviin vaaditaan tehtävää vastaava kelpoisuus. Hank- keen kustannukset ratkaistaan pääosin suunnitteluvaiheessa. (Ympäristöhallinto, 2017.)
”Rakennussuunnitelma sisältää rakennuksen pääpiirustukset, joihin kuuluvat asemapiir- ros sekä pohja-, leikkaus- ja julkisivupiirustukset. Erityissuunnitelmat sisältävät tarpeel- liset muut piirustukset, laskelmat ja selvitykset.” (Laki maankäyttö- ja rakennuslain muuttamisesta, 2014.)
Rakennushankkeen päättyessä tiedot rakennuksesta siirretään huoltoa ja kunnossapitoa varten rakennuksen huoltokirjaan. Terminä huoltokirja on saanut eri merkityksiä eri ta- hoilla. (Justander & Puhto, 2003.) Kiinteistöliiketoiminnan sanastossa huoltokirja mää- ritellään seuraavalla tavalla: ”Huoltokirja on kiinteistökohtainen asiakirjakokonaisuus, joka sisältää perustietojen lisäksi kiinteistön ylläpitoon liittyvät ohjeet ja tavoitteet sekä seurantatietoja.” (KIRA, 2016.) Maankäyttö- ja rakennuslaki määrittelee rakennuksen käyttö- ja huolto-ohjeen seuraavasti: ”Käyttö- ja huolto-ohjeen tulee sisältää rakennuk- sen käyttötarkoitus ja rakennuksen ominaisuudet sekä rakennuksen ja sen rakennusosien ja laitteiden suunniteltu käyttöikä huomioon ottaen tarvittavat tiedot rakennuksen asian- mukaista käyttöä ja kunnossapitovelvollisuudesta huolehtimista varten.” (MRL,
1999/117i.) Maankäyttö- ja rakennuslain 13. §:n (132/1999) sekä maankäyttö- ja raken- nusasetuksen 66. §:n (895/1999) nojalla annetussa rakennuksen käyttö- ja huolto-oh- jeessa A4 on määrätty, että ”rakennushankkeeseen ryhtyvän asiana on huolehtia, että ta- varantoimittajat ja urakoitsijat toimittavat tuotekohtaiset hoito-, huolto- ja kunnossapito- ohjeet liitettäväksi käyttö- ja huolto-ohjeeseen”.
Euroopan unionin tavoitteena on kehittää rakennuksille digitaalinen lokikirja (engl. di- gital building logbook), joka olisi yhteinen arkisto rakennuksen tiedoille. Yhtenä toi- minnallisuutena lokikirjassa olisi käyttö-, seuranta- ja huolto-ohje. Lokikirja sisältäisi tärkeimmät dokumentit, kuten suunnitelmat, asennusdokumentit ja rakennustuoteku- vaukset ja niiden ominaisuudet. Lokikirjaan taltioitaisiin käyttö-, huolto- ja kunnosta- mistoimet. (Volt ym., 2020.)
2.4 Rakennuksen tietomalli ja digitaalinen kaksonen
Rakennuksen tietomalli (engl. Building Information Model, BIM) on havainnollistava väline ja tietokeskus, jonka avulla on mahdollista arvioida vallitsevia suunnitelmia. Se mahdollistaa rakennuksen 3D-mallinnuksen ja tietokoneavusteisen suunnittelun (Haapasalo ym., 2018; Succar, 2009.) BIM tukee tietovarastoinnin ja simulaatioiden avulla integraatioita ja osapuolten yhteistyötä. (Haapasalo ym., 2018; Halttula ym., 2016.) Se on tietoon perustuva, objektipohjainen ja virtuaalinen esitys tiloista, ja se aut- taa päätöksentekoa ja parantaa rakennusprosessia (Azhar, 2011).
Pääasiassa tietomallia käytetään ennen rakentamista, suunnitteluvaiheessa (Eadie ym., 2013; Haapasalo ym., 2018; World Economic Forum, 2018; Zuppa, Issa & Suermann, 2009). Sitä voidaan käyttää suunnittelussa, rakentamisessa ja ylläpidossa muun muassa visualisointiin, kustannusarviointiin, rakennusprosessin vaiheistukseen, sopimusproses- siin ja kiinteistönhoidon helpottamiseen (Azhar, 2011; Haapasalo ym., 2018; Succar, 2009). Tietomallin konsepti on kehittynyt tuotemallinnuksesta (Haapasalo ym., 2018).
BIM:n keskeinen ajatus on toteuttaa rakennushanke virtuaalisesti ennen kuin rakentaminen on alkanut, tarkoituksena löytää potentiaaliset ongelmat, riskit ja (rakennusosien toisiinsa) törmäykset (Azhar, 2011).
BIM on rakennusalan ammattilaisille tehdyn kyselyn perusteella tarkoitettu työkaluksi, jota käytetään rakennushankkeen alkuvaiheessa ja jonka käyttötarkoitus on visualisointi ja virheiden tunnistaminen (Haapasalo ym., 2018). Rakennuksen tietomalli on prosessi, jolla tuotetaan, tallennetaan, hallitaan, vaihdetaan ja jaetaan rakennustietoja yhteensopi- valla ja uudelleen käytettävällä tavalla. Tietomallijärjestelmä on työkalu, jonka avulla käyttäjät voivat integroida ja käyttää uudelleen rakennustietoja rakennuksen koko elin- kaaren ajan. Tietomallin avulla tietoja voidaan hallita koko rakennus- ja suunnitteluvai- heen ajan. (Vanlande ym., 2008.) BIM ei toimi työkaluna koko rakennusprojektin hal- litsemiseksi tai kata koko rakennuksen tiedonhallintaa (Haapasalo ym., 2018; Halttula ym., 2016; Succar, 2009).
Toteumamalli (as-built) on rakentamisvaiheessa tuotettu ja täydennetty hankkeen loppu- tulosta vastaava malli (Pătrăucean ym., 2015). Mallintamisessa on varmistettava, että rakentamisen aikana tehdyt muutokset on viety malleihin ja tietomalli vastaa toteutu- nutta rakennusta. Toteumamallin pääasiallinen käyttötarkoitus liittyy rakennuksen tila- hallintaan, huoltoon, korjauksiin ja myöhemmän käytön suunnitteluun.
(BuildingSMART Finland, 2012.)
Toteumamallin luomisessa on kaksi vaihetta: as-built-tiedon kokoaminen ja tietomallin- nus. Suunnittelumallin (as-designed) tuottamiseen verrattuna toteumamallin muodosta- minen on haastavampaa. Toteumamalli voidaan tuottaa suunnittelumallin. (Pătrăucean ym., 2015.)
Rakennuksen ylläpitovaiheessa esimerkiksi tilanhallinnassa tietomallien käyttö on tois- taiseksi vähäistä. Tietyissä elinkaarimallilla toteutetuissa hankkeissa yhdistelmämalli on ollut käytössä ylläpidossa. (Kiviniemi, 2017.) Ylläpitovaiheessa tietomalli mahdollistaa esimerkiksi rakennuksen energiankulutuksen seurannan. Rakennuksen elinkaaren loppu- päässä suunnitelmallista materiaalien uudelleenkäyttöä voidaan edistää BIM-mallin avulla. Tämä vaatii materiaalien sisällyttämisen malliin sekä sen ylläpidon. (Niskanen, 2019.)
Edellytyksenä tietomallien rakennuksen käytönaikaiselle hyödyntämiselle on useiden osapuolten välinen yhteistyö ja teknisten ratkaisujen kehittäminen. Ylläpito hyötyy kui- tenkin jo pelkän tietomallin käytöstä verrattuna 2D-piirustuksiin. Tietomallien käytönai- kaiseen hyödyntämiseen tähtäävä ensimmäinen toimi on tuoda olemassa olevat tieto- mallit ylläpidon käyttöön. Kun eri osapuolet pääsevät hyödyntämään malleja omassa toiminnassaan, esiin voi nousta aiemmin tunnistamattomia käyttömahdollisuuksia.
(Halmetoja, 2016.)
Tietomalli tuottaa vain staattista tietoa eikä pysty ylläpitämään reaaliaikaista tietoa il- man muita tietolähteitä. Esineiden internet (IoT) on tehnyt mahdolliseksi sen, että dy- naamista erilaisten sensorien tuottamaa tietoa voidaan yhdistää tietomallista saatavaan staattiseen tietoon. (Deng, Menassa & Kamat, 2021; Tang ym., 2019.) IoT on määritelty erilaisten tunnistelaitteiden internetiksi, jossa tietoja voidaan jakaa eri järjestelmien vä- lillä (Deng ym., 2021; Gubbi ym., 2013).
Tilojen reaaliaikaisen olosuhdetiedon analysointi ja visualisointi tuli mahdolliseksi tie- tomalleissa sellaisten älylaitteiden avulla, jotka automaattisesti siirtävät ajantasaisen tie- don malleihin. BIM- ja IoT-tekniikoiden asianmukainen integrointi voi auttaa rakennus- hankkeen ja rakennuksen tilatiedon reaaliaikaisessa seurannassa (Dave ym., 2018; Li ym., 2018; Natephra & Motamedi, 2019). Tietomallinnuksen ja IoT:n integrointi on joh- tanut (rakennusalalla) digitaalisen kaksosen syntyyn (Deng ym., 2021; Tagliabue ym., 2021).
Deng ym. (2021) kävivät läpi 123 artikkelia, joissa käsiteltiin uusia tekniikoita, jotka helpottavat tietomallin kehittymistä digitaaliseksi kaksoseksi. Artikkelissa kehitettiin viisiportainen siirtymä BIM:n kehittymiseksi digitaaliseksi kaksoseksi. Viisi tasoa ovat 1. BIM, 2. BIM-tuetut tietosimulaatiot, 3. BIM-integraatio IoT:n (sensorit) kanssa, 4. te- koälyyn (AI) integroitu BIM tietoperusteisia ennusteita varten ja 5. ihanteellinen digi- taalinen kaksonen. Tutkimuksessa ei ole päästy ylimmälle tasolle viisi, jossa tuotetaan riittävän kattavaa tietoa siitä, millainen olisi ihanteellinen rakennusalan digitaalinen kaksonen. Toistaiseksi on vasta ehdotettu ihanteellisen digitaalisen kaksosen käsitteitä.
(Deng ym., 2021.)
2.5 Rakennuksen materiaalipassi
Materiaalipassi on dokumentaatio, joka sisältää kuvauksen rakennuksessa käytettyjen materiaalien ominaisuuksista ja osoittaa rakennuksen materiaalien uudelleenkäyttöpo- tentiaalin ja ympäristövaikutukset (Heinrich & Lang, 2019b; Honic, Kovacic &
Rechberger, 2019). Luscuere (2017) linjaa, että materiaalipassia voidaan hyödyntää siir- tymässä lineaaritaloudesta kiertotalouteen, koska se esittää kuvauksen rakennuksessa käytetyistä rakennustuotteista ja materiaaleista sekä antaa niille jäännösarvon uudelleen- käyttöä varten. Rakennuksen materiaalipassi toimii järjestelmänä, joka tallentaa ja esit- tää rakennuksen materiaali- ja rakennustuotetiedon (Heinrich & Lang, 2019b). Materi- aalipassijärjestelmä toimii markkinamekanismina tai linkkinä jälkimarkkinoille, joilla rakennustuotteet ja jalostetut materiaalit saavat talteenottoon ja uudelleenkäyttöpotenti- aaliin liittyvän jäännösarvon (Hansen ym., 2013; Luscuere, 2017).
Guldager, Sommer ja Sommer (2019) määrittelevät materiaalipassin julkaisussa ”Buil- ding a circular future” seuraavasti: materiaalipassi sisältää kaikki olennaiset tiedot ra- kennustuotteista tai komponenteista, jotka on tarkoitettu uudelleenkäyttöön. Heidän tut- kimuksensa osoittaa, että materiaalipassi on yhteys tiedon ja elementin välillä eikä ko- koelma tietoa elementistä.
Materiaalipassi pohjautuu käsitteeseen ”nutrient certificate”, jonka mainitsi ensi kertaa Katja Hansen vuonna 2003 osana tutkimuksiaan. Hansen toimi Erasmus-yliopiston van- hempana tutkijana sekä innovaatioiden ja laadun The Cradle to Cradle™ kolmen pro- fessuurin (insinööritieteet, suunnittelu ja arkkitehtuuri) puheenjohtajana. Hän esitti
”nutrient certificate” -käsitettä päästöjen, energian ja hiilen päästökaupan vastineeksi.
Materiaalipassi käsitteenä on kuvattu artikkelissa ”Resource Re-Pletion Role of Build- ings: Introducing Nutrient Certificates A.K.A Materials Passports as a Counterpart to Emissions Trading Schemes”. (Hansen ym., 2013; Luscuere, 2017.)
Kuvassa 2 esitetään materiaalipassi sellaisena tasopohjaisena järjestelmänä, joka esittää tietomallissa olevia rakennuksen tietojen eri tasoja. Rakennus jaetaan neljään tasoon. Ra- kennus-taso koostuu rakennuksen kaikkien materiaalien osuuksista ja määristä. Rakenne- tyyppi-taso kuvaa, minkälaisista rakennetyypeistä rakennus koostuu ja mitä kukin raken- netyyppi (esimerkiksi ”US01, VP01”) sisältää. Elementti-taso yksilöi eri kerroksissa ole- vat objektit erillisiksi elementeiksi, esim. VP01 1. kerros, VP01, 2. krs jne. Elementti- taso esittää kaikki materiaalit tietyssä objektissa. Elementti-tasossa kaikki objektit ovat tunnistettavissa globaalisti yksilöidyllä tunnisteella (GUID = Global Unique Identifier, kiinteä 22 merkin jono), jotka määritetään BIM-ohjelmistossa automaattisesti. Materi- aali-taso kertoo yhden rakennekerroksen tai materiaalin määrän, materiaalin ja kierrä- tyspotentiaalin. Järjestelmän liittäminen materiaalipassiin perustuu Markovan ja Rechen- bergerin (2011) tutkimukseen. (Honic ym., 2019.)
Kuva 2. Materiaalipassi tasopohjaisena järjestelmänä (Honic ym., 2019)
Käytännön esimerkkinä materiaalipassista OECD (2020) mainitsee Madaster Plat- form -materiaalipassiverkkosovelluksen. Lisäksi OECD listaa kaksi sidosryhmää, jotka ovat kehittäneet näitä passeja: rakennusmateriaalien terveys- ja ympäristöarviointiyritys SundaHus ja EU Horizon 2020 -projekti BAMB (Buildings As Material Banks).
Materiaalien uudelleenkäytön edistämiseksi Amsterdamin kaupunki otti käyttöön mate- riaalipassit yhdeksi kiertotalouden toimintaohjelmansa päätavoitteeksi vuonna 2016.
Yksi toimintaohjelman keinoista on rakennusyritysten kannustaminen materiaalipassien käyttöön tarjoamalla alennuksia tonteista. Kansallisesti Alankomaiden hallitus on perus- tanut kaksi investointitoimenpidettä, jotka tarjoavat vähennyksiä (enintään 75 %) inves- tointikustannuksista yhteensä 310 tukikelpoiseen vihreään sijoitukseen, mukaan lukien materiaalipassit. (OECD, 2020.)
Ympäristöministeriö on RYHTI-hankkeen yhteydessä käynnistämässä rakennetun ym- päristön tietojen mallinnuksen kehityshanketta, jossa valmistellaan rakennuksen tieto- mallin tietosisältöjä, rakennustuotetietosisältöjä, materiaalitietosisältöjä ja kokonaisark- kitehtuuria. Samalla käynnissä olevaan MRL-kokonaisuudistukseen liittyy muun mu- assa esitys rakennuksen materiaaliselosteesta. Ympäristöministeriön Senaatti-kiinteis- töiltä ja Helsingin kaupungin asuntotuotannolta tilaama materiaalipassisovelluksen tes- taus toimii testialustana rakennetun ympäristön tietojärjestelmän kehitystyössä ja MRL- uudistuksessa. (Piispa, 2019.) Lain valmistelussa todetaan rakentamisen käyttävän 50 prosenttia maapallon raaka-aineista (Airaksinen, 2019; Ympäristöministeriö, 2020a).
Rakennusten osuus Suomen energiankulutuksesta on 32 prosenttia ja hiilidioksidipääs- töistä 30 prosenttia (Airaksinen, 2019). Lakiuudistuksella pyritään varmistamaan ra- kennuskannan muuttuminen vähähiiliseksi (Piispa, 2019).
Lakiuudistuksen valmistelussa on esitetty rakentamisen ohjausta koskevia ehdotuksia.
Niissä ilmastonmuutosta pyritään torjumaan olennaisilla teknisillä vaatimuksilla, jotka koskevat rakennusten elinkaarta ja vähähiilisyyttä. Suunnittelussa on laskettava raken- nuksen hiilijalanjälki ja määritettävä rakennuksen tavoitteellinen tekninen käyttöikä. Ra- kennusten elinkaarta pidennetään ja rakentamista ohjataan vähähiiliseksi. Kiertotaloutta edistetään, jolloin rakennustuotteiden uusiokäyttö ja kierrättäminen helpottuvat.
(Ympäristöministeriö, 2020a.)
Kuten edellä on todettu, EU:n ja Suomen tavoitteena on tehostaa luonnonvarojen käyt- töä vahvistamalla kierrätysraaka-aineiden markkinoita samalla pienentäen primääri- raaka-aineiden käyttöä. Tavoitteeseen pääsemiseksi yhtenä keinona on Pääministeri Ma- rinin hallituksen ohjelmassa ehdotettu rakennusalalla kiertotaloutta. Eräänä työkaluna kiertotalouden avuksi on ehdotettu rakentamisessa materiaalipassia (Heinrich & Lang, 2019b; Luscuere, 2017).
2.6 Materiaalipassi ja kiertotalous
Suomessa hiilineutraalius- ja päästövähennystavoitteet tuovat esiin kiertotaloustoimien tarpeellisuutta osana ilmastotoimia myös rakentamisessa (Valtioneuvosto, 2019).
Minson (2020) toteaa, kuinka kiertotalous on vaihtoehto nykyiselle ”valmista, käytä, hä- vitä” -toimintatavalle, ja toteaa kiertotalouden käyttöönoton johtavan vähähiiliseen ta- louteen. Tutkimuksissa on todettu, että kiertotalouteen siirtymällä voidaan merkittävästi vähentää kasvihuonepäästöjä ja samalla lisätä työllisyyttä. Kiertotaloudessa nykyinen lineaarinen talous korvattaisiin vähähiilisellä talousmallilla. Aiemmin todetun mukai- sesti rakennussektorilla kiertotalouden käyttöön ottamiseksi on esitetty yhtenä keinona materiaalipassia (Luscuere, 2017). Se toimisi markkinamekanismina, jossa materiaalei- hin lisätään uusi jäännösarvoulottuvuus. Jäännösarvo perustuu materiaalien soveltuvuu- teen talteenottoa ja uudelleenkäyttöä varten, kun ne tulevat hyödynnettäviksi muissa tuotteissa ja prosesseissa. (Hansen ym., 2013; Luscuere, 2017.)
Kiertotalouden määritelmän mukaan tuotteiksi ja rakennusmateriaaleiksi jalostettuja pri- määriraaka-aineita käytetään mahdollisimman pitkään tuotannon ja käytön suunnittelun avulla. Tuotteita pyritään käyttämään mahdollisimman pitkään ja löytämään niille uusi käyttötarkoitus perinteisen käyttöiän päätyttyä ylläpidon, korjauksen, uudelleenkäytön, uudelleenvalmistuksen, kunnostamisen ja kierrätyksen avulla. (Ellen MacArthur Foun- dation, 2018; Geissdoerfer ym., 2017; Suomen ympäristökeskus, 2019.) Jotta rakennus- teollisuudessa lineaarisesta taloudesta voidaan siirtyä kohti kiertotaloutta, tarvitaan jä- senneltyä tietoa rakennustuotteiden materiaalikoostumuksesta ja ainevirroista, kuten pri- määriraaka-aineista, rakennusmateriaaleista ja jätteistä. (Heinrich & Lang, 2019a.) Kiertotalouden periaatteiden mukaan rakennettu rakennus on väliaikainen kertymä tun- nistettuja rakennusosia, tuotteita ja materiaaleja. Niiden alkuperä ja joissain tapauksissa tulevaisuuden käyttötarkoitus tunnetaan. (Hutton ym., 2016.) Vaikka tuotteet ja raken- nukset on mahdollista suunnitella purettaviksi osiin ja uudelleenkäytettäviksi, on kierto- talousajattelun soveltaminen rakentamisessa rajoittunut pitkälti rakennusjätteen mini- mointiin ja kierrätykseen. Kiertotaloutta on toistaiseksi tutkittu vain vähän järjestelmien näkökulmasta, kuten esimerkiksi sitä, kuinka uudet liiketoimintamallit mahdollistavat materiaalien suuren jäännösarvon säilyttämisen. Keskeinen haaste kiertotalouden laa- jemman käyttöönoton kannalta on se, että rakennusalan keskeiset toimijat eivät ole asi- asta tarpeeksi tietoisia eikä kannusteita ole. Jotta koko toimitusketjuun saataisiin kan- nusteita kiertotalouden periaatteiden täytäntöönpanoon, tarvitaan selkeä taloudellinen kehys ja sitä tukevat mittarit, työkalut ja ohjeet. (Adams ym., 2017.)
Kun rakennusta kunnostetaan, rakennetaan uudelleen tai rakennus on purettava, monet rakennusmateriaalit päätyvät usein kaatopaikoille. Uudelleenrakentamista tapahtuu usein, kun rakennuksen käyttötarve muuttuu. Rakennuksen käyttötarve voi muuttua ajan mittaan uusien suuntausten, käyttäjien määrän muutosten tai omistajanvaihdoksen vuoksi. Rakennuksen eri osilla on eripituinen elinkaari. Perustusten elinkaari voi olla yli 100 vuotta, rakenteiden yli 50 vuotta, julkisivun yli 30 vuotta, väliseinien ja järjestel- mien yli 10 vuotta ja tavaroiden, kuten huonekalujen, yli 1 vuotta. (Guldager ym., 2019.)
Uudelleenkäytön mahdollistavan suunnittelun yleissääntö on käyttää kuvan 3 mukaisia liitoksia, jotka voidaan avata. Mekaaniset liitokset voidaan kiinnittää ja purkaa useita kertoja vahingoittamatta itse materiaalia tai liitäntää. Tanskalainen yritys MT Højgaard on selvittänyt ne rakenteelliset elementit, jotka kiinnitetään useimmiten yhteen nykyai- kaisissa puusta, teräksestä ja betonista valmistetuissa rakenteissa. Tämän perusteella voidaan ymmärtää, mihin liitoksiin on syytä keskittyä uudelleenkäytön mahdollista- vassa suunnittelussa. (Guldager ym., 2019.)
Pylväät ja palkit usein liitetään toisiinsa kiinteästi, kun taas esimerkiksi pylväät harvem- min liitetään kiinteästi laattaelementteihin. Siksi on keskityttävä kehittämään pylväiden ja palkin välisiä liitoksia, jotka on helppo avata. Kuvassa 3 on esitetty kaksi mekaanista liitososaa. Ne ovat syntyneet tarpeeseen, jossa Suomen kylmä sää ei salli perinteisiä va- lettuja liitoksia. Tällaiset liitososat voidaan teoriassa avata, mikä mahdollistaa rakenteen purkamisen ja elementtien uudelleenkäytön. (Guldager ym., 2019.)
Kuva 3. Tenloc-elementtiliitos ja neljän pultin pylväskenkä ovat esimerkkejä liitoksista, jotka voi- daan avata (Guldager ym., 2019; Peikko, 2021).
Suomessa yksi materiaalien kiertoa edistävä käytännön sovellus on Materiaalitori, www-pohjainen tietoalusta. Se on kehitetty yrityksille ja julkisille organisaatioille jättei- den ja tuotannon sivuvirtojen ammattimaiseen vaihdantaan. Mukana on yli 800 rekiste- röitynyttä yritystä. Keskeinen tavoite on edistää kiertotaloutta tarjoamalla rakennusalan toimijoille kohtaamispaikka, jossa uusiokäytettävien ja kierrätettävien materiaalien tar- joajat ja tarvitsijat voivat löytää toisensa.Materiaalitorilla on tarjolla mm. maa-aineksia, ja sieltä etsitään mm. muovia. Materiaalitorilla tarjotaan lisäksi kiertotalouden asiantun- tijapalveluita. (Materiaalitori, 2021.)
Esimerkki kiertotaloutta tukevasta rakennuksesta on Alankomaissa sijaitseva vuonna 2013 valmistunut Brummenin kaupungintalo, joka liitettiin paikalla olemassa olevaan historialliseen rakennukseen. Kunnanrajan jatkuvan siirtymisen vuoksi kunta tilasi ra- kennuksen käyttöiäksi 20 vuotta. (Hutton ym., 2016.)
Brummenin kaupungintalo oli ensimmäinen rakennus maailmassa, jolle luotiin materi- aalipassi. Rakennus koostuu vanhasta 1890-luvulla rakennetusta osasta ja uudesta osasta. Noin 90 prosenttia uuden tilan materiaaleista voidaan purkaa ja käyttää uudel- leen. Konseptin uutuuden takia oli haastavaa vakuuttaa asiakas materiaalipassin tärkey- destä ja hankkia kaikki tarvittavat tiedot toimittajilta. (Hutton ym., 2016.)
Toinen kiertotalouden esimerkkikohde on verkkoyhtiö Lianderin pääkonttori
Duivenissa Alankomaissa. Siinä olemassa oleva 24 000 m2:n rakennuskeskittymä kehi- tetään pääkonttoriksi Lianderille. Alkuperäisten rakenteiden raaka-aineista hyödynne- tään uudelleen yli 80 prosenttia. Uudet lisätyt rakenteet suunnitellaan uudelleenkäytettä- viksi. Kohteesta muodostettiin materiaalipassi kaikkien käytettyjen materiaalien ja ra- kennuselementtien ylläpitoa, jäännösarvoa ja tulevaa käyttöä silmällä pitäen. Materiaali- passista koituva hyöty nähtiin syntyvän tiedosta rakennuksessa käytetyistä materiaa- leista (määrä ja laatu) ja tiedosta huollon, korjauksen, kunnostamisen, uudelleenkäytön, uudelleenkäsittelyn ja kierrätyksen mahdollisuuksista. Haasteena koettiin tiedon kerää- minen tuotteiden valmistajilta ja urakoitsijoilta. Tästä syystä nähtiin tärkeänä, että
vaadittujen tietojen toimittaminen tulisi sisällyttää rakennusurakkaan pääurakoitsijan kanssa. (Hutton ym., 2016.)
2.7 Materiaalipassiin liittyviä aloitteita ja toimia
Tässä luvussa tuodaan esiin tarjolla olevia tai kirjallisuudessa mainittuja materiaalipas- seja ja niihin liittyviä aloitteita. Tavoitteena on selvittää taustatiedoksi, onko olemassa erilaisia materiaalipasseja, lähestymistapoja tai konkreettisia työkaluja materiaalipassin tuottamiseen. Taulukossa 1 vertaillaan materiaalipassiin liittyviä tahoja.
Taulukko 1. Materiaalipassiin liittyvien aloitteiden ja toimien vertailu
Kaupallinen järjestelmä Yritys Hanke / aloite
EU building logbook x
MRL materiaaliseloste x
Madaster x x
EPEA x
BAMB x
SundaHus Material Data x
Tutkimuksen tiedonhaussa julkisia materiaalipasseihin liittyviä aloitteita tai toimintata- poja löytyi muutama. Euroopan unioni sisällyttää materiaalipassin rakennuksen digitaa- lisen lokikirjan (engl. digital building logbook) käsitteeseen, jonka sisällön tärkein yk- sittäinen asia on sidosryhmäkyselyn mukaan rakennuksen materiaali-inventaario. Ruot- sissa vaaditaan yleisesti kirjaamaan rakennushankkeen aikana käytetyt rakennustuotteet ja materiaalit todistamaan ympäristövaatimusten noudattamista. (Volt ym., 2020.) Suo- messa maankäyttö- ja rakennuslain uudistukseen liittyy esitys rakennuksen materiaa- liselosteesta, joka erittelee rakennuskohteiden sisällön (Valtioneuvosto, 2021;
Ympäristöministeriö, 2020a).
2.7.1 Madaster-materiaalipassi
Madaster platform on selainpohjainen verkkopalvelualusta, jossa voi materiaali- ja ra- kennustuotetiedon pohjalta koostaa rakennuksen materiaalipassin. Järjestelmä muodostaa rakennuksen materiaalipassin materiaali- ja rakennustuotetiedot ja niiden määrät sisältä- vän lähdetiedoston avulla. (Madaster, 2021a.)
Madasteriin perustetaan organisaatiokohtainen tili. Tiliin voidaan perustaa yksi tai use- ampia kansioita, jotka puolestaan voivat sisältää yhden tai useampia rakennuksia sekä ti- likohtaisia rakennustuotteita ja materiaaleja. Jokaiselle rakennukselle muodostuu alus- talle viedyistä rakennuksen materiaalitiedoista rakennuksen materiaalipassi. Edellytyk- senä on, että tieto on alustalle vietäessä tai alustalla muokattu ja täydennetty halutun tark- kuustason mukaiseksi ja sen luotettavuus on tarkastettu. (Madaster, 2021b.)
Järjestelmä muodostaa rakennuksen materiaalipassin yhdistämällä seuraavat kaksi tieto- lähdettä:
1. Rakennuksen osat, kuten materiaali, rakennustuote tai useasta tuotteesta koos- tuva rakennusosa (esimerkiksi väliseinä) ja niihin liittyvät nimi-, nimikkeistö-, materiaali- ja määrätiedot sekä osan sijaintikerros. Rakennuksen osat ja niihin liit- tyvät vaadittavat tiedot viedään Madasteriin käyttöliittymän avulla joko IFC-tie- dostomuodossa (avoin tietomallitiedosto) tai xlsx-taulukkomuodossa (Excel-tie- dosto).
2. Rakennustuote- ja materiaalitietokannat. Tietokanta sisältää tuotteisiin ja ma- teriaaleihin liittyvät tunnistetiedot sekä materiaalien elinkaaren, ympäristön, kus- tannusten ja kierrätettävyyden kannalta oleelliset tiedot. (Madaster, 2021b.) Ra- kennustuote- ja materiaalitietokantoja voidaan perustaa hankekohtaisesti tai voi- daan käyttää API-rajapinnan kautta yhdistettyjä kolmannen osapuolen ulkoisia tietokantoja. Madaster sisältää myös valmiita englanninkielisiä rakennustuote- ja materiaalitietokantoja.
Rakennusosat luokitellaan Madasterissa kuuteen eri ”elinikäsegmenttiin” (engl. shearing layers of change) niiden erilaisen eliniän ja uusimistahdin (korjaukset ja uusiminen) mu- kaan. Tämä perustuu seuraavassa esitettyyn kuvan 4 mukaiseen Brandin (1994) -luokit- teluun, jossa rakennus jakautuu kuuteen segmenttiin eliniän mukaan. Guldager ym.
(2019) esittävät, että kaavio näyttää rakennukseen liittyvien elementtien jakautumisen eliniän suhteen.
SITE = tontti – elinikä ikuinen
STRUCTURE = rakenteelliset osat – elinikä 30–300 vuotta SKIN = rakennuksen ulkokuori – elinikä 20 vuotta
SERVICES = rakennuksen toiminnalliset osat, kuten talotekniikka – elinikä 7–15 vuotta SPACE PLAN = rakennuksen tiloja jakavat osat, kuten väliseinät – elinikä 3–30 vuotta STUFF = irtaimisto – vaihtuvuus jopa päivittäin tai kuukausittain.
Kuva 4. Rakennuksen elinikäsegmentit (Brand, 1994)
Materiaali- ja rakennustuotetiedot yhdistetään niiden viemisen jälkeen automaattisesti ja tarpeen mukaan manuaalisesti materiaali- ja rakennustuotetietokantojen tietoihin. Palve- lualusta esittää kiinteistön materiaalitiedot käyttöliittymässä visuaalisessa muodossa. Se tuottaa materiaalitiedot esittävän materiaalipassin kiinteistölle. Madaster tarjoaa tietoa kiinteistön taloudellisesta jäännösarvosta, haitta-aineista ja uudelleenkäyttöpotentiaa- lista. Madasteriin tallennettuja materiaalipassin sisältämiä tietoja voidaan järjestelmän avulla jakaa kolmansien osapuolten palvelutarjoajien kanssa. Näitä ovat esimerkiksi uu- delleenkäytettävien materiaalien markkinapaikat ja isännöitsijät. Madasterin esittämät tiedot ovat saatavilla verkossa sisäiseen käyttöön ja yhteistyökumppaneille. (Madaster, 2021a, 2021b.)
Madasterin päänäkymässä esitetään käyttäjän pääsyoikeuden alaiset kiinteistöt. Kiinteis- töt voidaan jaotella portfolioihin. Päänäkymässä voidaan tarkastella yhtä tai useampaa kiinteistöä ja käyttäjän järjestelmään määrittämää rakennusosaa. (Madaster, 2021b.) Rakennuksen materiaalipassi esitetään Madasterin rakennusmoduulissa (building mo- dule). Materiaalipassi esittää alustalle ladattujen aktivoitujen lähdetiedostojen tiedot eri- laisina vertailtavina osuuksina ja määrinä.
