Kainuun uusi sairaala on Tekla BIM Awards 2018 -voittaja
Tässä laajassa sairaalahankkeessa tietomallinnusta on hyödynnetty rakennusprosessin alusta asti ja tietomallipohjainen yhteistyö on ollut kattavaa läpi hankkeen. Tuomaristo arvosti tietomallipohjaista käyttäjien osallistamista suunnittelussa, ja mallin hyödyntämistä toteutuksen eri vaiheissa. Puu- ja betonielementtien valmistus ja tuotannonohjaus toteutettiin tietomalliavusteisesti. Esimerkkinä projektissa kokeilluista innovaatioista oli lisätyn todellisuuden käyttäminen piirustusten katseluun. Lopullinen malli tulee osaksi huoltokirjaa ja ylläpidon tueksi.
Raadin perustelut valinnalle:
- Erittäin laaja tietomallipohjainen yhteistyö ja toteutus rakennushankkeen alusta asti mm. Big Room, mobiililaitteet ja BIM-kioski työmaalla
- Käyttäjien osallistaminen suunnittelun eri vaiheissa mm. CAVE:n avulla
- Sujuva yhteistyö eri suunnittelualojen kesken mm. 3D-pohjainen reikäkierto, mallien jakaminen Tekla Model Sharingin avulla sekä tiedonsiirto rakennesuunnittelun ja esivalmistuksen osasuunnittelun välillä
- Ylläpitomalli osaksi huoltokirjaa
- Innovatiivinen mallitiedon hyödyntäminen mm. piirustusnäkymien katselu lisätyn todellisuuden keinoin
- ”Kainuun uusi sairaala antoi parhaan kuvan BIM-yhteistyöstä”
Merkittävä puurakentamishanke tukee tehokasta sairaanhoitoa
Kainuun keskussairaalan uudisrakentamisella ja peruskorjauksella turvataan kainuulaisten päivystävät sairaanhoidon palvelut sekä syvennetään perus- ja erikoistason toimintojen integraatiota toimimalla yhteisessä rakennuksessa. Merkittävän puurakentamishankkeen toteuttaa Kainua-allianssi noudattaen Smart Hospital -tavoitteita, joilla pyritään toiminnan tehostamiseen ja sujuvuuteen sekä hoidon että kiinteistön käytön ja ylläpidon osalta. Tietomallipohjainen suunnittelu on ollut alusta alkaen lähtökohtana ja tilaajan vaatimuksena.
Nykyisen sairaalan vuonna 1969 valmistuneet pääosat ovat suurelta osin ohittaneet sekä teknisen että toiminnallisen käyttöikänsä. Uusi sairaala koostuu kolmesta rakennusosasta: uusi päärakennus (F), uusi logistiikkaterminaali (G) sekä nykyisen päivystysrakennuksen (E) peruskorjaus ja muutos muun sairaalatoiminnan käyttöön. Peruskorjauksen osuus bruttoneliöistä on 5 %. Projektin kehitysvaihe käynnistyi maaliskuussa 2015 ja toteutusvaihe helmikuussa 2017. Sairaala valmistuu kahdessa eri rakennusvaiheessa, ja kokonaisuudessaan työt saadaan päätökseen syksyllä 2021.
Sairaala on paitsi teknisesti myös toiminnallisesti vaativa hanke. Rakennuksen ja tekniikan tulee tukea hoidon tehokkuutta. Tilaajan keskeinen tavoite on ollut varmistaa muuntojoustavuus ja siten tukea muuttuvan sairaalatoiminnan vaatimuksia, joiden ansiosta talotekniikan osuus on huomattava. LVISA-toteutuksessa keskeisten järjestelmien hallinta (mm. tilojen käyttöolosuhteet, valvonta, turvallisuus ja viestintä) on keskitetty integroituun käyttöliittymään. Energiatehokkaat valaistus-, lämmitys- ja jäähdytysratkaisut, logistiikka-automaatio, varavoimatuotanto ja tietotekniikkaratkaisut ovat merkittäviä koko kiinteistöä palvelevia uudistuksia.
Kainuun uusi sairaala on myös merkittävä julkinen puurakentamiskohde, mikä on ohjannut hankkeen suunnittelua alusta lähtien. Tuotannollisesti ja taloudellisesti tehokas ratkaisu löytyi tehdasvalmisteisista puuelementeistä. Rakennuksen betoniseen runkoon yhdistetään yli 10 000 m2 puurakenteisia ja -verhoiltuja julkisivuelementtejä, jotka toimitetaan asennusvalmiina ikkunoineen ja pellityksineen. Käytännössä sairaalan päärakennuksen julkisivu on kokonaisuudessaan puuta. Seitsenkerroksisen hankkeen bruttoala on 46 282 m2. Betonielementtejä on noin 7350 kpl ja paikallavalubetonia noin 11 270 m3. Teräsrakenteita on 290 700 kg.
Rakentamisen kannalta hankkeen tekee haasteelliseksi se, ettei päivystävä hoito saa keskeytyä rakentamisen aikana. Potilaiden ja henkilöstön turvallisuus on työmaan tärkein asia. Toimintojen muutto saadaan toteutettua ilman potilastyön väliaikaisia siirtoja vaiheistuksen avulla.
Mallintaminen on orgaaninen osa hankkeen toteutusta
Projektiosapuolten yhteistoiminta on ollut poikkeuksellisen tiivistä hyödyntäen Big Room -toimistoa työmaalla, etäyhteyksiä, tietovarantoja ja tietomallikoordinaatiota. Käyttäjälähtöinen suunnittelu eli sairaalan henkilöstön osallisuus eri työryhmissä on nostanut esiin mahdollisuuksia, vaatimuksia ja rajoitteita käsiteltäväksi yhdessä allianssiosapuolten kanssa. Allianssi on toteuttanut suunnittelun kokonaisuudessaan tilaajan toiminnallisen suunnitelman pohjalta tilaohjelman, masterplanin ja ehdotussuunnittelun kautta hyväksyttyyn yleissuunnitelmaan ja rakentamispäätökseen. Mallintaminen ei ole vain erillinen tehtävä, vaan orgaaninen osa hankkeen toteutusta. Rakenne-, arkkitehtuuri- ja taloteknisten mallinnusten lisäksi myös sairaalan varusteiden ja -laitteiden mallintaminen on tuonut merkittävää lisäarvoa hankkeelle. Vaihtoehtojen vertailu ja muutosten tekeminen ehdotussuunnitteluvaiheessa, kustannuslaskennan ja hankinnan sekä rakentamisen tuotantoa palvelevat tehtävät ovat yhteensovittamisen lisäksi olleet keskeiset hyödyt.
Keskeisin haaste kehitysvaiheessa oli saada laskettua luotettava kustannusarvio rakentamispäätöstä ja allianssin tavoitehintaa varten. Tietomalleja hyödynnettiin laajasti ajantasaisessa määrälaskennassa, joka palveli projektin kustannushallintaa hyödyntäen Tekla Model Sharing -toimintoa. Määrät laskettiin mallista Organizer-työkalulla. Laskentavaiheessa oli huomattavaa etua mallista saadulla tarkemmalla määrätiedolla, jota ei muulla tavoin olisi ollut järkevästi tuotettavissa. Tiukassa aikataulussa onnistuttiin tiiviillä yhteistyöllä suunnittelutiimin ja laskennan kesken. Vaikka rakennekuvia ei ollut julkaistu kaikista kerroksista, määrien erittely eri tuotannon vaiheisiin onnistui myös mallin avulla. Rakennemallin lisäksi kustannuslaskennassa hyödynnettiin myös Archicad-mallia natiivi- ja IFC-muodoissa.
Rungon toteutuksessa tavoitteena on ollut käyttää mahdollisimman paljon valmiita runkoelementtejä ja minimoida paikallavalun määrää. Elementtirakenteiden tuotantoaikataulussa pysyminen edellytti kymmenen suunnittelijan yhtäaikaista työskentelyä rakennemallissa, mikä vaati hyvää mallinnuskuria sekä ennakkovalmisteluja ohjelmistokonfliktien ja viiveiden välttämiseksi. Rungon pääasiallisena suunnitteluohjelmistona käytettiin Tekla Structuresia. Dokumentoinnissa hyödynnettiin lisäksi Autocad-ohjelmistoa pääasiassa detaljitason rakenneleikkausten tuottamiseen.
Kaikki valmistuksessa käytetty betonielementtidata siirrettiin Tekla-mallista suoraan elementtivalmistajan ERP-järjestelmään. Kainuun sairaalan suuri erikoismateriaalin määrä olisi ollut huomattavan hankalaa hallita ilman mallista löytyvää tietoa. Mallin avulla myös tuotantoa on pystytty suunnittelemaan sekä hankintojen että materiaalilaskennan osalta ennen kuin viralliset valmistuskuvat ovat valmiita.
Puuelementtien suunnittelussa käytettiin Vertex BD-ohjelmistoa, johon geometrialähtötiedot, aukko- ja reikävaraukset vietiin Tekla-mallista. Ohjelmien välinen tiedonsiirto toteutettiin IFC-tiedostoformaatin avulla. Lisäksi käytettiin Trimble SketchUpia joidenkin tuoteosien ja väliaikaisten referenssien mallintamiseen. Kohteen reikäkierto on toteutettu täysin tietomallipohjaisesti.
Keskeisenä osallistamistyökaluna on käytetty Sweco-CAVEA (Computer Assisted Virtual Environment), jolla pystytään liikkumaan lähes 1:1-kokoisessa 3D-virtuaalitilassa. Sairaalan henkilöstöstä CAVE-sessioihin on toistaiseksi osallistunut yli 800 rakennuksen käyttäjän edustajaa. Tietomalleja käytetään myös yksiköiden henkilöstön infoissa sekä myöhemmin käyttöönottovaiheen perehdytyksen apuvälineenä. Työmaalla tietomallin käyttöä sovelletaan paitsi tuotannon suunnitteluun ja seurantaan myös aktiivisesti toteutuksen eri tehtävissä. Projekti-insinööreille mallin käyttö on keskeinen työkalu yleisaikataulun ja viikkosuunnittelun laadinnassa ja tuotannon palavereissa. Tuotannon apuvälineinä käytetään mobiililaitteita ja työmaan BIM-kioskeja. Kaikkiin elementtipiirustuksiin liitetty QR-koodi tehostaa elementtituotantoa sekä työmaata, sillä malli on kaikkien piirustusta käsittelevien osapuolten käytössä. Koodista avautuva malli toimii lisätyn todellisuuden (Augmented Reality) keinoin, näkymällä hologrammina piirustuksen päällä, tai vaihtoehtoisesti puhelimen näytöllä perinteisenä pyöriteltävänä 3D-mallina.
Projektin osapuolet
Tilaaja: Kainuun sosiaali- ja terveydenhuollon kuntayhtymä
Pääurakoitsija: Skanska Talonrakennus Oy
Rakennesuunnittelu: Sweco Rakennetekniikka Oy
Arkkitehti: Sweco Architects Oy
Talotekniikkasuunnittelu: Sweco Talotekniikka Oy
Käyttäjälähtöisen suunnittelun ja logistiikan asiantuntijatehtävät: Sweco PM Oy
Talotekniikkaurakoitsija: Caverion Suomi Oy
