1 Lisa 1 - Ehituse digitaliseerimise ja automatiseerimis ülevaade globaalsel tasemel

BIM (ingl. k. Building Information Model - ehituse infomudel) tasemete eesmärkide kirjeldamiseks ja visualiseerimiseks on lähtutud UK BIM Task Group meeskonna poolt arendatud BIM arengutasemetest (BIM Maturity Level), kujutatud Joonis 1. Antud mudel kirjeldab ehitussektorit üldiselt ehk hõlmates kõiki osapooli ja valdkondi. Järgnevalt on kirjeldatud BIM Maturity Level tasemeid.


Joonis 1. Bew ja Richards BIM Maturity Level ehk ehitusvaldkonna kui terviku BIM küpsuse taset kirjeldav mudel (Lorimier et al. 2011).

0 tase (Level 0): Ehitise ja ehitusinformatsiooni vahetamiseks kasutatakse arvutijoonist või paberjoonist. Informatsiooni koostamiseks ja esitlemiseks puuduvad üldised põhimõtted ja standardid. Jooniste elektrooniline koostamine ei aita vähendada ehitusprojektides esinevaid puuduseid ning tootlikus pole oluliselt paranenud.

1 tase (Level 1): Koordineeritud peamiselt arvutijooniste (2D ja/või 3D) süsteemne koostamine lähtudes riiklikest standarditest. Info osapoolte vahel vahetatakse läbi projektipanga. Kasutatavad IKT lahendused pole koostalitlusvõimelised ning äriinfot hoitakse erinevates tarkvarakeskkondades.

2 tase (Level 2): Koordineeritud 3D elektrooniline keskkond, kus ehitusinformatsiooni modelleeritakse erinevates erialaspetsiifilistes rakendustes ning mudelitega on seotud geomeetriline ja mitte-geomeetriline informatsioon. Äriinformatsiooni hallatakse ressursside planeerimise süsteemides (ERP). Koostalitlusvõime on osaliselt tagatud tarkvaraettevõtete standarditega ning avatud failiformaatidega. Sellel tasemel kasutatakse lisaks mudelprojekteerimisele osaliselt 4D ja 5D mudeleid ning piiratud mahus andmeid kantakse korrashoiu tarkvaradesse. 2 taset on võimalik saavutada olemasolevate tehnoloogiatega, töövõtumeetoditega ja parimate praktikatega. Riigihankemeetodid võimaldavad saavutada 2. taset.

3 tase (Level 3): Avatud andmevahetus ja protsessid kasutades selleks koostööd võimaldavat mudelserverit ja veebiteenuseid, mis baseeruvad rahvusvaheliselt tunnustatud standarditel IFC (Industry Foundation Classes) ja IFD (International Framework for Dictionaries). Integreeritud BIM ehk iBIM võimaldab projekti meeskonna samaaegset töötamist. Hetkel olemasolevad lahendused ja lepingud seda.

Maailma suurimatel ehitusturgudel (Austraalia ja Uus-Meremaa, Brasiilia, Kanada, Prantsusmaa, Saksamaa, Jaapan, Lõuna-Korea, Suurbritannia ja USA) läbi viidud uuringu 7 kohaselt peetakse suurimateks BIM-rakenduste kasudeks:

  • vigade ja möödalaskmiste vähenemine - 41%;
  • tõhusam koostöö tellijate ja projekteerijatega - 35%;
  • oluliselt vähenenud vajadus vigade parandamiseks - 31%

Aktiivselt BIM-i kasutavad ettevõtjad investeerivad oluliselt rohkem mobiilseadmetesse kui BIM-i mitte kasutavad ettevõtjad, vastavalt 61% ja 38%. See asjaolu viitab, et BIM-rakendused on levimas ka otseselt ehitusplatsidele, eriti sellised rakendused, mis integreerivad BIM-i ja augmenteeritud reaalsuse 1, haarates loomulikult kaasa ka kogu ehitusdetailide tootmisprotsessi 8.

BIM rakenduste laialdast kasutamist ehituses peetakse ka mujal võimaluseks tõsta ehituse kui sektori lisandväärtust ja vähendada kulusid nii ajas, materjalides kui energiaressurssides. Samas tunnistatakse, et selle protsessi piduriks on ehituse kui konservatiivse tegevusala inertsus ja sisse juurdunud protsessid. Ohuks on võimalus, et väikesed ja keskmise suurusega ehitusettevõtted tõrjutakse konkurentsist välja või marginaliseeruvad kuna ei suuda kaasas käia vajalike muudatustega (investeeringutega) 9.

Vaadeldes BIM tehnoloogia arengut teistes riikides tuleb tunnistada Eesti suhtelist mahajäämust. Nii näiteks on Soomes kehtestatud põhjalik ehituse infomudeli kirjeldus (“Yleiset tietomallivaatimukset 2012”) ja Suurbritannias minnakse kõigi avaliku sektori ehitushangete osas üle BIM-formaatidele alates 2016. aastast.

Kui BIM on põhiliselt andmete korrastamise, esitamise ja visualiseerimise süsteem, siis sellele loogiliselt järgneb ehituse kui tootmise organiseerimine olemasolevate andmete põhjal selliselt, et oleks minimiseeritud aja, ressursside ja materjalide kulu. Selliseks BIM-iga hästi kokku sobivaks ja sellele loogiliselt järgnevaks süsteemiks loetakse nn. timmitud ehitust (ingl. k. lean construction).

Timmitud tootmise võttis esmaselt kasutusele Toyota Motor Company[10] eelmise sajandi 50-datel aastatel ja selle kreedoks loetakse tsitaati:

Timmitud mõtlemine on timmitud, sest see pakub võimaluse teha üha enam ja enam ühe vähema ja vähemaga - vähem inimese panust, vähem seadmeid, vähem aega ja vähem ruumi - liikudes üha lähemale sellele, et pakkuda kliendile täpselt seda, mida ta tahab.

Timmitud põhimõtted on toonud välja Womack jt (1990) ja neid võib kokku võtta:

  • Defineeri väärtus oma tulevase kliendi seisukohast
  • Kaardista väärtuse voog
  • Loo voog
  • Lase kliendi nõudlusel anda tootmisele hoogu ja tõmmet
  • Juhi pidevat liikumist paremuse poole ja taotle täiuslikkust

Timmitud tootmise juhtmõte on pidev raiskamise tuvastamine ja elimineerimine selle kõigis vormides. Toyota tootmissüsteem nimetas seitse raiskamise vormi:

  • Ületootmine
  • Ootamine
  • Transport
  • Ladus
  • Liikumine
  • Ületöötlemine
  • Defektid

Ülaltoodust lähtuvalt on timmitud meetodi aluseks ja liikumapanevaks motivaatoriks eelkõige kliendi / tellija soovid ja tahtmised.

Teadaolevalt Eestis sihipäraselt timmitud ehitust siiani rakendatud ei ole.

2 Lisa 2 - Ülevaade mõnedest puitmaja turgudest Euroopas

Euroopa riikides püütakse süsinikdioksiidi heitmeid vähendada mitmesuguste vahendite ja meetmetega. Nende hulka kuuluvad ka seadusandlikud ja normatiivsed meetmed, vähendamaks heitmeid tööstuses ja majanduses vaja minevate materjalide tootmiseks ja tootmisel enim saastamist põhjustavate materjalide asendamiseks vähem saastavamatega. Üheks selliseks võimaluseks on ka puidu kui ehitusmaterjali soosimine tsemendi kui energia- ja kütusemahuka materjali baasil toodetavate ehitusmaterjalide arvel. Teisest küljest on paljudes Euroopa riikides leevendatud ehitusnorme, mis piiravad puitkonstruktsioonide kasutamist ja mille kehtestamise ajendiks on kunagi olnud laastavate tulekahjude vältimine suurte sõdade ajal 11.

Ehitusalase seadusandluse ja teiste poliitika instrumentide kõrval mõjutavad puidust elumajade ehitamist üldised ehitusmahud ja muutused elanike arvus ning leibkondade suuruses aga ka üldine majanduse olukord. Puithoonete potentsiaalne turuosa sõltub arhitektide, arendajate ja ehitusettevõtjate suhtumisest. Lõpp-kasutajal ehk majaomanikul on hoone kandekonstruktsioonide materjali valikul üpris piiratud mõjutamise võimalused. Seejuures on üldine rahvaarv elamispinna nõudlust arvestades väiksema tähtsusega kui leibkondade suurus.

Arvestades, et puitmajade, kui materjalimahukate toodete eksporti piirab vahemaa, on mõistlik vaadelda turu olukorda mõnedes Euroopa riikides.

Selleks, et puitehitus väljuks "nišiehituse" renomeest, peab ehitusmahtude osas olema saavutatud teatud kriitiline mass, s.t. peamised materjali valiku üle otsustajad peavad hakkama suhtuma puitu kui tõsiseltvõetavasse konstruktsioonimaterjali. Sellise kriitilise massi saavutamine võtab palju aega. Sestap ongi riikides ja piirkondades, kus puit on olnud traditsiooniline ehitusmaterjal, selle tutvustamine konstruktsioonimaterjalina lihtsam kui nendes paikkondades, kus puitehituse traditsioon puudub nagu näiteks Prantsusmaal ja Hollandis.

Saksamaal rõhutatakse puitehituse olulisust seoses süsihappegaasi heitmete vähendamisega. Sellega seoses eeldatakse, et puitmajade osakaal ehitatavates ühe- ja kahepereelamutes tõuseb aastaks 2030 14%-lt 30%-le ja korterelamute osas 2%-lt 10%-le. Saksamaal on majaehituses märgatavad regionaalsed erinevused ja nii tulebki see kasv peamiselt lõunapoolsetest liidumaadest - Baden-Württembergist ja Baierist.

Peamiselt suhtutakse Saksamaal puitehitusse kui meetmesse, mis vähendab CO2 saastet. Tuleviku  ehitusmaterjaliks peab 50% sakslastest puitu. Samal ajal kui 27% pooldab tellist, 13% betooni ja 6% terast.

Rootsis oli kuni 1994. aastani lubatud puidust kandekonstruktsioonidega ehitada vaid kuni kahe korruselisi hooneid. Puithoonete ehitamise peamine mõjur sellest ajast alates on olnud võimalus ehitada tehaselise valmidusastmega suurelementidest, mis on märgatavalt odavam platsil ehitamisest. Praeguseks on 30% kuni neljakorruselistest elumajadest ehitatud puidust 12.

Iirimaa kuulub nende riikide hulka, kus puitmajade ehitamine oli normatiivselt piiratud. 1992. aastal oli vaid 5% uusehitustest puitkonstruktsioonidega. 2006, aasta lõpuks oli nende osakaal tõusnud juba 30%-ni. Aastakümne lõpuks plaanitakse jõuda olukorda, kus 50% kogu elamuehitusest on puitkonstruktsioonidest. Samas jääb mitmekorruseliste hoonete osas puitehitus tagasihoidlikuks, kuid kuna 80% kõigist elumajadest on ühepereelamud, ei oma see üldises kontekstis suurt tähtsust.

Suurbritannias mõjutab puitmajade ehitamise arengut  ehituspoliitika, mida nimetatakse Modern Methods of Construction (MMC). Selle kohaselt tuleks loobuda traditsioonilistest ehitusviisidest uuemate ja progressiivsemate kasuks, mille hulka kuulub ka puitmajade ehitamine. Üldiselt võtab see dokument hästi kokku suunad, millises peaks kaasaegne ehitus liikuma:

  • Vähendada tööd ehitusplatsil ja suurendada eelvalmistatud elementide osa, vähendades niiviisi vajadust madalalt kvalifitseeritud tööjõu järele;
  • Aja sääst. Lühendada aega ehitusprotsessis, mil ehitis ei ole ilmastikukindel. Väheneb ilmastiku mõju tööde kvaliteedile, vähenevad ilma põhjustatud tööde katkestused;
  • Väheneb materjali kulu.  Seoses timmitud ehituse meetodi kasutamisega hangitakse materjale täpsemas koguses.
  • Eriti mitmekorruseliste hoonete puhul on monteeritavatest tehases valmistatud elementidest (s.h. puidust) ehitamine kiirem kui traditsioonilistel meetoditel.
  • Puitehitisi on nende väiksema kaalu tõttu lihtsam ehitada nõrgematele pinnastele.

Kõige selle tulemusel on uute puitkonstruktsioonis hoonete osakaal uute elamute osas 25-30%.

Samal ajal on sellistes riikides nagu Prantsusmaa ja Holland, kus puitehituse traditsioon puudub, optimistlike hinnangute kohaselt võimlaik saavutada puitkonstruktsioonidest hoonetel vaid mõne protsendi suurune turuosa elamuehitussektorist. Kuigi Prantsusmaal on läbi viidud strateegia suurendamaks puitmajade osakaalu uusehituses ja kuigi selle tulemusel kasvas uute puitkonstruktsioonis hoonete osakaal 25%, moodustab see siiski vaid 2% kogu uusehitusest 13.

Ka Hollandis püüti suurendada puitehituse osakaalu. 1995-1999 läbi viidud programmiga sooviti suurendada puitehituse osa 20%, kuid tulemuseks oli vaid 15,7% kasv. Hollandis osutus populaarseks hoopis teine ehitusmaterjal, mida hakati propageerima samal ajal kui puitu, nimelt silikaattelliseid, mis on praeguseks haaranud ligi 60%.