Hybridirakennehankkeen hankekehitys rakennesuunnittelun näkökulmasta

Abstract

Hybridirakentaminen on yksi osa ratkaisua rakennusalan pyrkimyksissä pienentää ympäristövaikutuksiaan ja osa rakenteiden ja materiaalien käytön optimointia. Työn tavoitteena oli selvittää hybridiajattelun vaikutusta rakennuksen hankekehitykseen ja materiaalien tehokasta käyttöä eri rakenneosissa. Tutkittiin myös maankäyttö- ja rakentamislain uudistuksen vaikutuksia rakennesuunnittelijan työhön, sen vaikutusta hybridirakentamisen yleistymiseen, sekä rakennesuunnittelijan vaikutuskeinoja rakennushankkeen ympäristövaikutuksiin.

Työ suoritettiin tutustumalla aiheeseen liittyvään taustamateriaaliin ja laatimalla tämän pohjalta haastattelukysymyksiä. Haastattelut toteutettiin puolistrukturoituina. Haastattelutulosten ja taustamateriaalista ilmenneiden asioiden pohjalta vastattiin tutkimuskysymyksiin ja tehtiin johtopäätökset.

Maankäyttö- ja rakennuslain uudistus vaikuttaa ensisijaisesti asettamalla vaatimuksia rakennusten ympäristö- ja elinkaarivaikutusten huomioimiseen erilaisten selvitysten ja rajaarvojen muodossa. Rakennetun ympäristön tietojärjestelmän käyttöönotto tuo mukanaan tietomallipohjaiset rakennusluvat. Vaativan ja poikkeuksellisen vaativan suunnittelutehtävän väliin tulee uusi pätevyystaso, erittäin vaativa.

Rakennesuunnittelija voi vaikuttaa hankkeen ympäristövaikutuksiin ja hankkeen onnistumiseen hankekehitystä tehdessä parhaiten esittelemällä hyvin perusteltuja ja kustannustehokkaita ratkaisuja, joissa ympäristönäkökulma on huomioitu. Tämä vaatii suunnittelijalta ensisijaisesti tietoa.

Puurakenteita kannattaa käyttää rakennusten ulkoseinissä ja yläpohjissa, joissa rakenneosilla on suuri tilavuus ja kohtuulliset käytettävyysvaatimukset. Teräsrakenteet ovat parhaimmillaan pitkien jännevälien palkeissa ja hoikissa pilareissa. Betonia kannattaa käyttää välipohjissa sekä asuntojen välisissä seinissä äänieristyksen takia. Pienten vaakasiirtymien takia myös jäykistysjärjestelmä kannattaa toteuttaa betonirakenteisista kuiluista tai joissain tapauksissa teräksestä. Materiaaleista kannattaa kehittää uusia puuta hyödyntäviä liittoratkaisuja, jotta hiilijalanjälkitavoitteiden täyttyminen on tulevaisuudessa helpompaa.

Työ on keskittynyt julkis- liike- sekä asuinrakentamiseen. Tutkimuksen perusteella pystyttiin myös arvioimaan hallimaisten rakennusten rakenneratkaisuja. Työn tuloksia voidaan käyttää hybridirakennusten alustavaa suunnittelua ja hankekehitystä tehdessä, kun pohditaan rakenteiden materiaalien valintaa. Hankkeen suurimmat päätökset tehdään hankkeen alkuvaiheessa, joten on järkevää luoda näiden päätösten tekemistä tukevaa materiaalia.

Hybrid structures are one part of the solution in construction industry’s pursuit of lowering its environmental impact and a part of optimizing the use of structures and materials. The goal of this study is to find out the impact of hybrid ideology in project development of a structure and the effective use of materials in different structural components. The impact of the reform of land use and building act in structural designers’ work, the effect it has in hybrid building becoming common and the ways in which a structural engineer can affect the environmental effects of a construction project were also studied.

The study was carried out by first introducing oneself to the background material related to the subject and creating interview questions based on the knowledge acquired. Interviews were conducted as half-structured interviews. The conclusions were drawn from the data collected in the interviews and the studied material.

The most important changes in the reform of the land use and building act are new demands on taking the buildings’ environmental effects and life cycle into account in the form of new reports. The all-new database of built environment brings information model-based building permits with it. There will be a new qualification level between the demanding and exceptionally demanding, very demanding.

Structural engineer can best affect the environmental effects and the success of the project in the project development phase by bringing well justified and cost-effective solutions that take environmental effects into account to the discussion. This requires information about the subjects.

Timber structures are best used in the outer walls and roofs of buildings, due to high volume in structural parts and low serviceability requirements. Steel structures are at their best in long span beams and slender columns. Concrete should be used in floors and inner walls between apartments because of great sound insulation. It is also useful when used in lateral systems due to its’ stiffness as it will reduce the lateral displacements. Steel also has a place in lateral systems. New composite structural elements should be developed to reach the upcoming carbon limits more easily in the future.

This study was conducted from the point of view of public, commercial, and residential buildings. Based on the study, the structural design choices of a hall structure were also evaluated. The results of this study can be used while performing the preliminary design of a new structure and in the buildings’ project development phase. They can be used to evaluate the choice of structural materials in the project. The decisions with the greatest impact are made in the early stages of a project, so it is well worth to create material to support these decisions.