Rakentamisen arki laajenee virtuaaliseen ulottuvuuteen. Digitaaliset kaksoset ja metaversumi muuttavat suunnittelua, käyttöä ja ylläpitoa sekä työmaita.
Kuuntele artikkeli
Rakentamisen digitalisaatio on harpannut eteenpäin. Tietomallit ovat jo arkea, ja yhä useampi rakennus saa digitaalisen kaksosen, jonka avulla voidaan mallintaa, optimoida ja ylläpitää kokonaisuuksia. Seuraava askel on metaversumi, joka yhdistää fyysisen ja virtuaalisen maailman. Se mahdollistaa esimerkiksi suunnitelmien visualisoinnin, käyttäjien osallistamisen, simuloinnit, ennakoinnit sekä huollon ja ylläpidon tuen.
Metaversumin toteuttaminen nojaa moniin teknologioihin. VR-lasit, haptiset hanskat ja puettavat liivit vievät käyttäjän virtuaalitodellisuuteen ja mahdollistavat moniaistisen vuorovaikutuksen. Lisätyssä todellisuudessa puolestaan älylasit, päähineet, älypuhelimet ja tabletit yhdistävät digitaaliset elementit todelliseen ympäristöön, jolloin virtuaalinen ja fyysinen kokemus sulautuvat yhteen.
”Metaversumi yhdistää fyysisen ja virtuaalisen maailman.
”Metaversumissa hyödynnetään lisäksi tilallisen laskennan ja 3D-mallinnuksen työkaluja, kuten LiDAR-skannereita, drooneja ja 3D-kameroita, joita täydennetään IoT-sensoreilla ja reaaliaikaisella datalla. Näin virtuaaliympäristö pystyy heijastamaan todellisuutta mahdollisimman tarkasti”, Granlund oy:n startup-yhteistyöstä vastaava johtaja Francisco Forns-Samso sanoo.
VIRTUAALITODELLISUUDEN (VR) ja lisätyn todellisuuden (AR) teknologioita on hyödynnetty Granlundilla jo pitkään. VR tukee esimerkiksi datakeskusprojektien suunnittelun katselmuksia ja asiakkaiden päätöksentekoa.
”Metaversumin suurin hyöty on yhteistyön parantuminen: sidosryhmät voivat kohdata virtuaalisessa ympäristössä ja tehdä päätöksiä nopeammin. Myös projektin etenemisen visualisointi ja käyttäjäpalautteen kerääminen tuovat lisäarvoa. Ratkaisuja on pilotoitu, mutta laajamittainen käyttö ei vielä ole arkea”, Forns-Samso kertoo.
Tampereen yliopiston kampuksella Granlund pilotoi digitaalisten kaksosten ekosysteemiä, jolla vertailtiin kiinteistökantaa ja analysoitiin yksittäisiä rakennuksia. Digikaksonen auttoi paljastamaan kampuksen kohonneet ylläpitokustannukset ja mahdollisti sisäilmaolosuhteiden sekä järjestelmien, kuten LVI-laitteiden, reaaliaikaisen seurannan yhdessä näkymässä.
Kalasataman projektissa AR-teknologiaa hyödynnettiin kaupunkisuunnittelussa puistojen ja infrastruktuurin hahmottamiseen. Käyttäjät pystyivät puhelimella tai tabletilla visualisoimaan rakennelmia, antamaan palautetta ja jopa muokkaamaan toistensa suunnitelmia pelimäisesti.
”AR-sovellusta voidaan hyödyntää myös rakentamisessa, esimerkiksi siltojen tai uusien rakennusten visualisoinnissa, aikataulujen havainnollistamisessa tyyliin “miltä näyttää kolmen kuukauden päästä” sekä logistiikassa materiaalien paikantamisessa ja kuljetusten ohjauksessa työmaalla”, Forns-Samso kuvaa.
TEKOÄLYLLÄ ON rakentamisen metaversumissa keskeinen rooli. Generatiivinen tekoäly tuottaa sisältöjä ja vaihtoehtoja kehotteiden pohjalta suunnittelun ja päätöksenteon tueksi. Seuraava kehitysvaihe on agenttipohjainen tekoäly, jossa verkosto tekoälyagentteja kykenee autonomisiin päätöksiin, suunnitteluun, toimeenpanoon ja sopeutumiseen vähäisellä ihmisen ohjauksella.
”Suurimmat pullonkaulat digitalisaation laajemmalle käytölle rakentamisessa eivät yleensä ole teknologisia vaan liittyvät ihmisten asenteisiin. Rakennus- ja kiinteistöala on monimutkainen ja konservatiivinen, ja eri sidosryhmien tavoitteiden yhteensovittaminen on haastavaa”, Granlundin Forns-Samso toteaa.
Keskeinen kehityskohde on myös standardointi. Yhteiset käytännöt ja mallien tietosisällön yhtenäistäminen helpottavat digitaalisten teknologioiden, kuten metaversumin laajempaa käyttöönottoa.
DIGITALISAATIO JA TEKOÄLY ovat mullistaneet myös kiinteistöjen ylläpidon. Caverion liitti muun muassa kaikki ylläpitämänsä asuinkerrostalot 24/7 etävalvontaan jo yli kaksikymmentä vuotta sitten, ja tekoäly on viime vuosina vienyt etävalvonnan mahdollisuudet uudelle tasolle.
Caverionin SmartFlow-valvomo yhdistää sähköisen huoltokirjan, sensoreiden tuottaman reaaliaikaisen datan, energianhallinnan ja tekoälypohjaisen analytiikan.
”Taloteknisiä järjestelmiä valvotaan keskusvalvomosta insinööritason päivystyksellä. Hälytykset analysoidaan etänä, jolloin 90 prosenttia ongelmista voidaan ratkaista ilman turhia ajokilometrejä. Tämä tuo sekä kustannus- että ilmastosäästöjä”, Caverionin yksikönjohtaja Petri Lehtinen sanoo.
Tekoäly tekee valvonnasta entistä älykkäämpää: se tunnistaa poikkeamia yksittäisten mittapisteiden sijaan kokonaisuuksista ja voi esimerkiksi havaita ilmanvaihtokoneen hyötysuhteen hiipumisen jo ennen hälytystä. Näin vältetään piilevät tehottomuudet, jotka muuten kuluttaisivat rahaa ja energiaa vuosien ajan.
Myös kenttähuolto on muuttunut. Caverionin huoltohenkilö saa mobiililaitteeseensa kattavan raportin laitteen historiasta, esimerkiksi sähköisen luiskalämmityksen oireilusta vuosien aikana ja voi lähteä korjaamaan vikaa huomattavasti paremmin valmistautuneena.
”Tallennamme kaikki vikakeikat pilveen, jolloin tieto ei ole henkilöriippuvaista vaan aina käytettävissä. Näin pystymme ylläpitämään rakennettua infraa tehokkaammin ja suorittamaan oikeat toimenpiteet heti ensimmäisellä käynnillä”, Lehtinen toteaa.
DIGITAALINEN KAKSONEN tuo rakentamiseen uudenlaista tarkkuutta myös aikaulottuvuudessa. Caverion hyödyntää urakoinnissa rakennuksen 3D-mallia, johon työmaalla määräajoin kiertävä kuvaaja lisää 360°-kuvia asennuksista.
”Näin voidaan varmistaa, että asennukset vastaavat suunnitelmia, ja samalla syntyy tarkka aikaleimallinen päiväkirja työn etenemisestä. Se lisää järjestelmällisyyttä ja laatua, kun kaikki data on avoimesti eri osapuolten käytettävissä”, Lehtinen sanoo.
Digitaalinen kaksonen helpottaa myös asennettavuuden varmistamista, materiaaliehdotusten hyväksyntää, dokumentointia sekä aikataulutuksen ja logistiikan hallintaa, kun aikaulottuvuus otetaan huomioon jo suunnitteluvaiheessa.
Kehitystä jarruttaa tällä hetkellä järjestelmien moninaisuus sekä se, ettei niiden välillä ole rajapintoja tai integraatiomahdollisuuksia.
”Pääurakoitsija usein määrittää käytettävät järjestelmät, mikä johtaa järjestelmien vaihteluun kohteesta toiseen ja osaamishaasteisiin henkilöstölle. Eri urakoitsijoilla on myös omia järjestelmiä esimerkiksi työturvallisuushavaintoihin, aikataulukseen ja oman työn tarkastukseen. Data hajaantuu eri toimijoiden pilviin ja konesaleihin, mikä vaikeuttaa kokonaisuuden hyödyntämistä”, Lehtinen sanoo.
Lehtisen mukaan rakennusalalla digitalisaatiota jarruttaa lisäksi hankkeiden erillinen kilpailutus: osapuolet vaihtuvat, opit ja kumppanuuksien hyödyt eivät siirry eteenpäin, ja uudet digiratkaisut näkyvät usein alkuvaiheen kustannuksina.
”Mallinnettua suunnittelua on tehty jo pitkään, mutta siinäkin on vielä puutteita. Usein vasta regulaatiomuutokset vauhdittavat kehitystä. Rakentamismääräysmuutos 2025 velvoittaa digitaaliseen suunnitteluun ja mallintamiseen kaikissa uudishankkeissa, ja myös käyttö- ja huolto-ohjeet on jatkossa laadittava koneellisesti luettavassa muodossa”, Lehtinen toteaa.
MYÖS VALTION toimitilakumppani Senaatti on aktiivisesti mukana rakentamisen digitalisaatiossa ja hyödyntää digiratkaisuja kiinteistöjen ylläpidossa.
”Testaamme digitaalisia kaksosia neljässä pilottikohteessa. Ne toimivat selaimessa katseltavina 3D-malleina. Aiemmin hyödynsimme anturidataan ja pilvipalveluihin perustuvaa olosuhdemallia, mutta tietoturvasyistä sen käyttö lopetettiin. Nyt kartoitamme ratkaisuja, jotka sopisivat laajempaankin käyttöön”, Senaatin tietomallinnuksen asiantuntija Juho Malmi toteaa.
Malmin mukaan kipupisteenä on tiedon epäjatkuvuus: esimerkiksi laitevalinnat eivät aina siirry urakoitsijalta suunnittelijalle, ja rakennusten jatkuvat muutokset vaikeuttavat ajantasaisuuden ylläpitoa. Digitaalista tietovarantoa ei vielä nähdä alalla niin arvokkaana, että sen ylläpitoon sijoitettaisiin systemaattisesti resursseja.
Senaatin kaksoset pohjautuvat pääosin suunnitteludataan, jota rikastetaan esimerkiksi sähkönumeron perusteella verkosta haettavilla laitetiedoilla ja käyttäjien syöttämillä tiedoilla ja havainnoilla. Näin ne tukevat kiinteistön ylläpitoa ilman jatkuvaa BIM-mallin muokkaamista.
”Ajantasaisen tiedon hallinta on aina ollut kiinteistöjen ylläpidon haaste. Älykkäät tietomallit ja niiden linkittäminen muihin järjestelmiin tarjoavat nyt uuden mahdollisuuden. Digitaalinen kaksonen voi mahdollistaa koko hankeketjun tiiviimmän ja tehokkaamman yhteistyön, kun kaikilla osapuolilla on käytössään sama, jatkuvasti päivittyvä tieto”, Malmi toteaa.
METAVERSUMI avaa rakennushankkeissa uudenlaisen vuorovaikutuksen tilaajien, suunnittelijoiden ja urakoitsijoiden välille. Lisätyn todellisuuden ratkaisut tuovat kaikille näkyviin työmaan ajantasaisen tilanteen.
”Esimerkiksi rakennuttajapäällikkö voisi tarkastella työmaan etenemistä, nähdä yksityiskohtia ja kommentoida asennuksia ilman fyysistä läsnäoloa. Tämä vähentäisi työmaakäyntejä ja madaltaisi kynnystä vuorovaikutukseen urakoitsijoiden kanssa”, Malmi toteaa.
Metaversumi tarjoaa uusia mahdollisuuksia myös laadunvalvontaan. Robotteja tai drooneja voitaisiin hyödyntää työmaan jatkuvassa dokumentoinnissa, esimerkiksi yön aikana. Näin seuraavana päivänä olisi tarkka kuva siitä, mihin vaiheeseen työt jäivät.
”Rakennuksen käytön aikana se voidaan dokumentoida säännöllisesti samoissa olosuhteissa. Tekoäly voisi havaita pieniäkin muutoksia, kuten jalkalistan irvistämisen tai sähkörasian kannen hajoamisen, ja raportoida niistä automaattisesti”, Malmi havainnollistaa.
Sensoritekniikka voi puolestaan täydentää digitaalista kaksosta, jos halutaan seurata esineiden ja laitteiden liikkeitä rakennuksessa. Tämä kuitenkin edellyttäisi kattavaa tunniste- ja lukijaverkostoa, mikä voi olla käytännössä haastavaa.
”Esimerkiksi siivouskärryihin olisi mahdollista liittää teknologiaa, joka kerää dataa ja tukee tilojen digitaalista seuranaa. Tähän liittyy kuitenkin yksityisyyskysymyksiä. Robottien yleistyminen siivouksessa voi tarjota mahdollisuuden yhdistää seurantateknologiaa esimerkiksi robotti-imureihin”, Malmi pohtii.
SUOMI KUULUU metaversumin kehittämisen kärkijoukkoihin.
”Metaversumeja rakennetaan tiiviissä ekosysteemiyhteistyössä, johon eri toimijat tuovat oman osaamisensa. Suomessa vahvuuksia ovat verkkoyhteydet, multimedia, sovellus- ja ohjelmistokehitys sekä laiteinnovaatiot. Kehitystä tapahtuu jo monella rintamalla, ja vauhti vain kiihtyy”, Nokian ohjelmajohtaja Jarkko Pellikka sanoo.
Metaversumi haastaa verkot erityisesti reaaliaikaisen datansiirron vaatimuksilla: valtavat tietomäärät, kuten videodata, on pystyttävä siirtämään ja analysoimaan viiveettä. Tämä edellyttää huippusuorituskykyisiä yhteyksiä sekä tehokasta datan pakkausta ja kompressointia.
”Tekoäly voi nousta ratkaisevaan rooliin dataliikenteen hallinnassa. Tulevaisuuden verkot ovat yhä älykkäämpiä ja autonomisempia: ne voivat havaita kapasiteetin tarpeen ja mukautua siihen, esimerkiksi lisäämällä kaistaa automaattisesti suurten ihmisjoukkojen kokoontuessa”, Pellikka jatkaa.
Metaversumin kehitys nojaa vahvasti standardointiin, joka luo yhteiset pelisäännöt. Nokia on ollut keskeinen toimija 5G- ja 6G-standardien luomisessa, mutta yhtä tärkeää on kiinteistöhallinnan ja talotekniikan standardointi, joka varmistaa järjestelmien yhteentoimivuuden.
”Ilman standardeja digitaalinen ja fyysinen maailma eivät voi aidosti kytkeytyä toisiinsa. Rakentamisen digitalisaatiossa hyödynnämme kumppaneiden asiantuntemusta kiinteistöhallinnan protokollista ja lainsäädännöstä”, Pellikka sanoo.
Kestävä kehitys ja energiatehokkuus ovat niin ikään digitalisaation keskiössä.
”Vastuullinen energiankäyttö tarkoittaa esimerkiksi datakeskusten hukkalämmön hyödyntämistä sekä älykkäitä ohjelmistoja ja algoritmeja, jotka optimoivat omaa energiankulutustaan”, Pellikka huomauttaa.
Marjukka Puolakka, teksti
Satu Paavola, lukija
Maria Heinola, pääkuva
Päivi Tuovinen, muut kuvat
