Mikä mättää?
Asenne. Vuonna 2019 Suomeen valmistui 40 800 uutta asuntoa, joista erillisiä pientaloja 6 600 [1]. Käytännössä kaikkiin rakennettuihin taloihin on jonkun täytynyt tehdä sähkösuunnitelma. Osa omakotitaloista on varmasti suoraan talovalmistajan kuvastosta valittu valmis paketti avaimet käteen-periaatteella tilattuna, jolloin talotoimittajalla ja sen alihankintana sähköurakkaa tekevällä sähköasennusliikkeellä on sähkösuunnitelma valmiina edellisen tai kymmenien edellisten samanlaisten talojen pohjalta olemassa. Asuuko näissä kymmenissä kodeissa samanlaisia ihmisiä samanlaisin tarpein?
Oman asunnon hankinta on ihmisen suurimpia, useimmille suurin yksittäinen hankinta elämänsä aikana. Se jos joku, on suunnittelun arvoinen asia. Ikävä kyllä tämä ei vastaa todellisuutta usein. Toisinaan suunnitelmia ei löydy tai suunnitelmat eivät ole ajan tasalla, pahimmassa tapauksessa suunnittelua ei ole tehty laisinkaan. Entä kun päädyt myymään talosi. Voitko olla varma, että sinulla on kaikki vaaditut asiakirjat talosi sähköjärjestelmän osalta?
Maaliskuu 2020 osoitti sen, että tilanteet muuttuvat nopeasti ja etätyö kaksinkertaistui [2] edellisvuoteen nähden. Olikohan jokaisella uuden omakotitalon omistajalla etätöihin siirtyessä yleiskaapelointijärjestelmä kotona suunniteltu Viestintäviraston määräyksen 65D/2019 [3] mukaisesti, vai oliko ongelmia yhteyksissä työskenneltäessä verkkolevyjen kautta tai Teams-kokouksissa omaa työtään asiakkaalle esitellessä? Kotoa saattoi löytyä erillinen työhuone työpöytineen, jonne oli helppo siirtyä toimistolta. Oliko työhuoneeseen suunniteltu työpisteelle päätetyöskentelyyn suositellut, säädettävä 500 lux valaistusvoimakkuus ja valaisimet sijoiteltu ja valittu siten, että kiusahäikäisy, eli UGR arvo, on mahdollisimman pieni työpisteellä istuttaessa [4]?
Sähkösuunnittelun kustannus on vain pieni osa, mutta sen merkitys loppukäyttäjän asuinviihtyvyyteen on määrittelemätön. Asenne, rakentajan ja sähkösuunnittelijan sekä sähköurakoitsijan, ratkaisee lopputuloksen laadun.
Opinnäytetyöllä ongelmien kimppuun
Tämän artikkelin pohjana on vuonna 2021 perustettuun AONT-yritykseen tehty opinnäytetyö [5]. Opinnäytetyössä implementoitiin CADMATIC-sähkösuunnitteluohjelmisto [6] yrityksen tarpeisiin tarkoituksena nopeuttaa omakotitalosuunnittelussa toistuvia prosesseja, kuten projektin perustamistoimia, jotka pääosin noudattavat samaa kaavaa jokaisen kohteen osalta. Näitä toimia nopeuttamalla projektiin lasketuista kokonaistunneista jää suurempi osa itse suunnittelutyölle ilman, että laadusta tarvitsee karsia sisäisten kustannuspaineiden vuoksi. Yleisesti sähkösuunnitteluun voi tutustua opinnäytetyön ohjaajani Mikko Västin kirjoittamassa Sähkösuunnittelun murroksessa -artikkelissa [7].
Opinnäytetyössä laadittiin esimerkiksi omakotitalokohteiden sähkösuunnitteluun antenni- ja yleiskaapelointijärjestelmien periaatteelliset johdotuskaaviot, joita noudattamalla asennuksissa saavutetaan Viestintäviraston määräyksessä 65D/2019 vaadittu taso. Lisäksi työssä luotiin yrittäjän kokemuksen pohjalta useimmin omakotitalokohteissa käytettyjen asennuskalusteiden osalta valmis tuotemallikirjasto.
Tuotemallikirjastossa annettiin objekteille 2D- sekä 3D-symbolit eri tuotemalleja identifioivia tunnistetietoja, kuten tieto astianpesukoneelle tai jääkaapille tarkoitetusta pistorasiasta, oletuskorkeustietoja sekä tiettyyn käyttötarkoitukseen oleville objekteille tehotiedot tarkempaa sähköistä laskentaa varten. Kuvassa 1 tuotemallikirjasto.
Näitä tuotemalleja käyttämällä saavutetaan esimerkiksi seuraavia etuja:
- Kaapelipituuksien estimointi muuttuu tarkemmaksi.
- Asennuskalusteista ja tarvikkeista saadaan määräluettelot.
Kaapelipituuksien estimointi muuttuu tarkemmaksi, kun komponentit sijoitetaan todellisiin korkeuksiin. Tällöin suunnitteluohjelma pystyy huomioimaan kaapelin pystysuuntaisenkin etäisyyden. Tämä auttaa urakoitsijaa arvioimaan paljonko kaapelia kohteeseen tarvitaan. Toisaalta tarkentuvat kaapelipituudet edistävät myös sähköteknisten laskelmien tuloksien tarkkuutta, kuten oikosulku- ja jännitteenalenemalaskelmat. Tällä on suoraan vaikutusta sähköturvallisuusmääräyksien toteutumiseen. Kuten Mikko Västin kirjoittamassa Sähkösuunnittelun murroksessa -artikkelissa todettiin, mahdollistaa tuotemalleihin tietojen lisääminen asennuskalusteista ja -tarvikkeista suunnitteluohjelmassa tarkkojen määräluetteloiden tuottamisen. Tämä onkin yrityksessä työn alla oleva kehitysprojekti, jossa on tarkoitus lisätä tuotemalleille vielä tarkempia osatietoja, jolloin suunnitelmista on mahdollista laatia tarkat määräluettelot käytetyistä asennuskalusteista ja –tarvikkeista.
Tulevaisuuden sähkösuunnittelu
3D-maailma ja virtuaalitodellisuus on jo arkipäivää suurten kohteiden suunnittelussa Suomen suurimpien suunnittelutoimistojen mainoslauseiden, sekä niissä työskennelleenä omakohtaisten kokemusten mukaan [8], [9], [10].
Näiden suurten kohteiden parissa työskentelevät asiantuntijat ovat rakentamisen ammattilaisia, ja työskentelevät päivittäin suunnitteludokumenttien parissa osaten tulkita niiden tarkkoja yksityiskohtia. Omakotirakentajat eivät välttämättä ole rakentamisen ammattilaisia, saati osaavat tulkita esimerkiksi sähkösuunnitelman symboleita. Tämän kaiken lisäksi pitäisi vielä kyetä hahmottamaan, miltä kaikki tämä tuleen näyttämään valmiissa rakennuksessa. Valtaosa arkkitehtien tuotoksista renderöidään jo mallista staattiseksi 3D-kuvaksi, joten myös sähkösuunnitteluprosessiin tulee kytkeä mukaan 3D-näkymien luominen ja sen kautta loppuasiakkaan hyväksynnän hakeminen ennen kuin lähdetään toteutukseen.
Nyt seuraavana askeleena on siirtyä pois staattisista näkymistä kohti lisätyn todellisuuden AR- eli Augmented Reality ja virtuaalitodellisuuden VR- (Virtual Reality) ratkaisuja. Ne mahdollistavat omakotirakentajille päätöksentekoon interaktiiviset apukeinot kotinsa valinnoissa. Kaikki tämä on jo käytössä suurten kohteiden, esimerkiksi sairaaloiden leikkaussalien mallinnuksessa. Nykyohjelmistot mahdollistavat esimerkiksi säteenseurannan (RayTrace), jolla visualisoidaan valokuvantarkkoja mallinnuksia ja valaistuksen simuloinnin auringon kierron mukaan, jolloin pystytään optimoimaan valaistussuunnittelua ja näyttämään asiakkaalle, millaisia vaihtoehtoja tarkalla valaistussuunnittelulla voidaan luoda.
Tietomalli on kuitenkin paljon muutakin kuin vain hienoja interaktiivisia näkymiä. Malli toimii myös rakennuksen digitaalisena kaksosena (Digital Twin), jossa jokainen huollettava komponentti on mallinnettuna todelliseen sijaintiinsa ja sisältää tiedon tuotteen ominaisuuksista [13]. Digitaalisessa kaksosessa pystytään ylläpitämään tietoja, esimerkiksi määräajoin vaihdettavien komponenttien, kuten palovaroitinjärjestelmän paristojen tai ilmanvaihtokoneen suodattimien tilasta ja luomaan hälytykset, kun vaihtoaika lähestyy. Samaa mallia voidaan soveltaa komponenttien määräaikaistarkastuksiin. Esimerkiksi vikavirtasuojakytkimet tulee tarkistaa valmistajan määrittämällä tiheydellä yleensä 1 – 2 kertaa / vuosi. Tämä mahdollistaa huoltotöiden ennakoinnin ja suunnittelun. Tämän kun yhdistää työkohteessa tapahtuvaan digitaalisen kaksosen tutkimiseen, joka korostaa huoltotarpeessa olevat kohteet.
Tämä kaikki vaatii myös panostusta laitevalmistajilta. Valaisinvalmistajat ovat kohtuullisen hyvällä panostuksella mukana 3D-maailmassa tarjoten useimpien valaisimien BIM-objektit omilla kotisivuillaan, mutta Suomessa käytetyimpien sähkökalusteiden valmistajat laahaavat auttamattomasti perässä. LVI- puolen laitevalmistajat tarjoavat todella paljon kattavammin tuotteistaan 3D-objekteja suunnittelun tueksi. Www.bimobject.com ja www.revitcity.com tarjoavat käyttöön ilmaiseksi lukuisan määrän 3D-objekteja vapaaseen käyttöön, mutta sähköpuolen laitevalmistajat loistavat poissaolollaan. Sivustot tarjoavat tuotteita vain arkkitehdeille ja LVI-suunnittelijoille.
Entä jos asentaja voisi työmaalla unohtaa repeilevät, likaantuvat paperiset kuvat tai kaksi kättä vaativat tabletit sekä läppärit, ja katsoisi sähkösuunnitelmia suojalaseihin yhdistetyn, lisätyn todellisuuden avulla? Tällöin myös informaation ajantasaisuus olisi reaaliaikaista, kun suunnitelmia muutettaessa asentajan näkymä muuttuisi välittömästi pilvipalvelussa olevan suunnittelumallin päivityttyä. Työturvallisuusriskejä voitaisiin korostaa huomiovärein lisätyn todellisuuden avulla. Esimerkiksi kun lähestytään matalaa palkkia tai pudotusta, huomioväri “hälyttäisi” lähestyvästä vaarasta.
Olisiko siinä tulevaisuuden opinnäytetöiden tekijöille sopivia aiheita ratkaistavaksi?
