Moduulirakentamisen hyödyt ja haasteet asuntosuunnittelussa

(1)

Sami Siitonen

MODUULIRAKENTAMISEN HYÖDYT JA HAASTEET ASUNTOSUUNNITTELUSSA

Kandidaatintyö

Rakennetun ympäristön tiedekunta

Tarkastaja: Taru Lehtinen

Huhtikuu 2022

(2)

TIIVISTELMÄ

Sami Siitonen: Moduulirakentamisen hyödyt ja haasteet asuntosuunnittelussa, Benefits and Challenges of Modular Construction in Housing Design

Tampereen yliopisto

Arkkitehtuurin TkK-tutkinto-ohjelma Kandidaatintyö

Huhtikuu 2022

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on tutkia moduulirakentamiseen liittyviä hyötyjä, haasteita ja mahdollisia kehityskohteita asuntosuunnittelukohteissa. Moduulirakentaminen on yleis- tyvä rakennusmenetelmä, joka tarjoaa rakennusvaiheessa ja rakennuksen elinkaaren myöhem- missä vaiheissa suunnittelijalle ja rakennuttajille vaihtoehtoja, jotka eroavat perinteisten raken- nusmenetelmien käytännöistä. Tehdasvalmistuksen ominaisuudet rakennusalalla ja moduulien uusiokäyttö ovat rakennustavan erityispiirteitä, jotka luovat selvän eron perinteisten rakennusme- netelmien ja moduulirakentamisen välille.

Työn teoriaosuus käsittelee moduulirakentamisen tehdastyövaiheen hyötyjä koskien ra- kennusprojektin pituutta, hiilijalanjälkeä, työn laatua ja työmaaturvallisuutta. Tehdastyövaiheen lisäksi teoriaosuudessa tarkastellaan moduulirakennusten ja erityisesti moduulien elinkaariin vaikuttavia tekijöitä, kuten moduulien liitoksia. Teoriaosuudessa käsiteltäviä rakennusmenetelmän haasteita ovat tehtaiden taloudellisiin investointeihin liittyvät ongelmakohdat sekä moduulirakentamisen mahdollinen rajoittava vaikutus asiakkaan rooliin suunnitteluvaiheessa. Teoriaosuu- dessa käytetty aineisto on koottu moduulirakentamista käsittelevistä tieteellisistä artikkeleista, konferenssijulkaisuista sekä moduulirakennuskohteiden rakennusvaihetta käsittelevistä tutkimuk- sista.

Moduulirakentamista on työssä tutkittu teoriaosuudessa käytettyjen aineistojen lisäksi myös esimerkkiasuntojen avulla. Esimerkkiasuntojen tutkimisen kautta tarkastellaan yksittäisten moduulien vuorovaikutusta toisiinsa, moduulien toistuvuutta kerrospohjissa sekä moduulien uu- siokäyttöön vaikuttavia tekijöitä esimerkiksi moduuleihin sijoitettujen toimintojen avulla. Esimerk- kiasunnoiksi valitut asunnot ovat keskenään erilaisia esimerkkejä moduulirakentamisesta asuntosuunnittelussa.

Teoriaosuuden ja esimerkkiasuntojen tarkastelun tuloksena työssä on koottu havaintoja moduulirakentamisen hyödyistä ja haasteista rakennusalan eri osa-alueilla. Näitä havaintoja tar- kastelemalla ja niitä toisiinsa vertaamalla muodostuvat työn tulokset. Keskeisimpiä tuloksia ovat tasapainon löytämisen merkitys moduulien elinkaaren pidentämisen ja rakennustavan taloudelli- sen kannattavuuden välillä sekä työn havaintojen perusteella ympäristöystävällisen ja pitkällä ai- kajänteellä taloudellisesti kannattavan moduuliratkaisun analysoiminen.

Avainsanat: moduulirankentaminen, ympäristöystävällisyys, asuntosuunnittelu Tämän julkaisun alkuperäisyys on tarkastettu Turnitin OriginalityCheck –ohjelmalla.

(3)

SISÄLLYSLUETTELO

1. JOHDANTO ... 1

1.1 Työn rajaus ja taustoitus ... 1

1.2 Rakenne ... 2

2.MODUULIRAKENTAMINEN ... 3

2.1 Moduulirakentaminen rakennustapana... 3

2.2 Moduulirakentamisen ympäristövaikutukset ... 7

3. ESIMERKKIASUNNOT ... 11

3.1 Esimerkki 1 ... 11

4.HAVAINNOT JA TULOKSET ... 17

4.1 Teoriaosuuden pohjalta tehdyt havainnot ... 17

4.2 Esimerkkikohteiden pohjalta tehdyt havainnot ... 19

4.3 Tulokset ... 20

5.YHTEENVETO ... 22

LÄHTEET ... 23

KUVALÄHTEET ... 24

(4)

1. JOHDANTO

Työn johdannossa esitellään lyhyesti moduulirakentaminen rakennusmenetelmänä sekä taustoitetaan työn tavoitteita ja lähestymistapoja aiheen tutkimisessa. Kappaleessa esi- tellään myös työn rakenne ja rajaus.

1.1 Työn rajaus ja taustoitus

Yleisesti voidaan todeta, että on olemassa kolmenlaisia modulaarisia rakennussystee- meitä; Täysin modulaarinen, paikallisesti modulaarinen ja tehtaalla valmistettuihin pie- nempiin komponentteihin perustuva. Täysin modulaarisista rakennusosista suunnitellussa rakennuksessa moduulit rakennetaan kokonaan tehtaalla ja tämän jälkeen ne kul- jetetaan työmaalle. Tämän rakennusjärjestelmän suurin hyöty on rakennusajan keston lyhentämien, mutta toisaalta osien kuljetus ja niiden vaikea muokkaaminen työmaalla saattaa aiheuttaa ongelmia. Paikallisesti modulaariset rakennusosat puolestaan yhdis- tetään työmaalla tilakokonaisuuksiksi. Näiden rakennusosien kuljettaminen on helpom- paa kuin täysin modulaaristen rakennusosien. Kolmas vaihtoehto on tehtaalla valmiste- tut komponentit, jotka kootaan työmaalla suunnitelman mukaiseksi kokonaisuudeksi.

Komponentit tarjoavat mahdollisuuden rakentaa muotokieleltään joustavia rakennuksia.

Tämä rakennussysteemi tarjoaa parhaan mahdollisuuden muokata tehdasvalmistettuja osia, mutta toisaalta sen moduulirakentamiseen yleisesti liitetyt hyödyt, kuten työmaa- vaiheen kesto ja siihen liittyvien päästöjen vähennykset, ovat pienemmät kuin kahdella muulla rakennussysteemillä. Komponenttien koko vaikuttaa työmaarakentamisen jous- tavuuteen, mutta toisaalta myös työmaalla vaadittavaan työn määrään ja kestoon.

(Huang & Krawczyk, 2006)

Moduulirakentaminen on kasvava rakennustapa maailmalla. Modular Building Institute (MBI) kertoi vuonna 2010 julkaisemassaan raportissa, että National Institute of Stan- dards and Technology (NIST) pyysi rakennusalan edistämistä ja kilpailukykyä selvittävän selonteon, jonka tarkoituksena oli löytää menetelmiä, joilla rakennusalan tuottavuutta saataisiin kaikkein tehokkaimmin kasvatettua seuraavan 20 vuoden ajanjaksolla Yhdys- valloissa. Selonteosta vastuussa ollut komitea nosti esille viisi erilaista tehokkuutta lisää- vää rakennusalan kehityskohdetta, joilla se näki suurimman potentiaalin rakennusalan

(5)

kehittämiseksi. Näistä kohteista kolmas oli esivalmistuksen, moduulirakentamisen ja ra- kennustyömaan ulkopuolisen tehdastyön lisääminen. (MBI, 2010)

Rakennusten elinkaaria pidentämällä pystytään suoraan vaikuttamaan rakennusteolli- suudesta aiheutuviin päästöihin. Moduulirakentamisen elinkaarien pidentäminen ja rakennusvaiheen aiheuttamien päästöjen vähentäminen eroaa perinteisistä paikallaraken- netuista projekteista. Näitä eroavaisuuksia tutkitaan työn toisessa kappaleessa. Moduu- lien uusiokäyttö ja työmaavaiheen lyhentäminen ovat työssä ympäristöystävällisyyden näkökulmasta tarkasteltavia asioita.

Kandityössä tutkitaan joustavan moduulirakentamisen vaikutuksia ja mahdollisuuksia osana tulevaisuuden kestävää asuntosuunnittelua. Työssä tutkitaan moduulirakentamista rakennusmenetelmänä, sen mahdollisia hyötyjä asuntorakentamiseen, rakennusvaiheen aiheuttamia ilmastovaikutuksia, rakennustavan uusiokäytön mahdollistavia ominaisuuksia sekä esimerkkiasuntoja jo valmistuneista moduulirakennuskohteista. Tutki- mus rajautuu kerrostalojen asuntosuunnitteluun.

1.2 Rakenne

Tutkimuksen ensimmäisessä kappaleessa tutkitaan moduulirakentamista rakennusme- netelmänä ja sen ominaisuuksia osana asuntosuunnittelua. Tämän kappaleen tavoitteena on selvittää rakennusmenetelmän erityisominaisuuksia ja näiden ominaisuuksien tarjoamia mahdollisuuksia kestävän asuntosuunnittelun kehittämiselle. Kappaleessa tarkastellaan mihin rakennusalan haasteisiin ja ongelmiin moduulirakentamisella on pyritty vaikuttamaan. Tämän lisäksi kappaleessa tutkitaan rakennusmenetelmän soveltuvuutta erityisesti joustavuuden, rakennushankeen, ympäristöystävällisyyden ja rakennusten elinkaaren pidentämisen näkökulmasta.

Toinen kappale tutkii esimerkkiasuntoja moduulirakentamiskohteista. Kappaleessa tarkastellaan asunnoissa käytettyjä moduulien muodostamia kokonaisuuksia, ratkaisuja ja tilojen toimivuutta. Tavoitteena on tutkia esimerkkiasuntoja ensin yksittäisinä kokonaisuuksina. Tämän jälkeen kappaleessa tutkitaan eri esimerkkikohteiden väliltä löytyviä eroja ja yhtäläisyyksiä.

Työn kolmas kappale tarkastelee teoriaosuuden ja esimerkkiasuntojen tutkimisen pohjalta syntyneitä havaintoja. Kappaleessa tutkitaan lopuksi havaintojen pohjalta syntyneitä tuloksia moduulirakentamisen hyödyistä ja haasteista asuntosuunnittelussa.

Kandityö päättyy kappaleeseen, jossa tehdään yhteenveto tutkituista aiheista ja niiden yhteisvaikutuksista joustavaan asuntosuunnittelun kehittymiseen kerrostaloasuntosuun- nittelussa.

(6)

2. MODUULIRAKENTAMINEN

Tässä kappaleessa tutkitaan moduulirakentamista rakennusmenetelmänä. Ensimmäi- sessä alakappaleessa tarkastellaan moduulirakentamisen erilaisia muotoja sekä niiden tuottamia mahdollisuuksia, hyötyjä ja haasteita. Alakappaleessa pyritään tutkimaan moduulirakentamisen joustavuutta ja moduulirakentamisen tarjoamia ratkaisuita globaalei- hin rakennusalan ongelmiin. Tutkitaan myös, millaisissa tapauksissa moduulirakentamista on pyritty hyödyntämään muuttuvien olosuhteiden luomien ongelmakohtien ratkai- semisessa ja minkälaisia ekonomisia vaikutuksia moduulirakentamisella on rakennus- prosesseihin ollut. Alakappaleen tavoitteena on selventää moduulirakentamisen omi- naispiirteitä ja sitä, miten näitä ominaispiirteitä pystytään hyödyntämään rakennusalalla.

Kappaleessa tutkitaan myös ominaispiirteiden luomia haasteita.

Toinen alakappale keskittyy tarkastelemaan moduulirakentamisen ympäristövaikutuk- sia. Alakappaleessa tarkastellaan moduulirakentamisesta aiheutuvia hiilidioksidipääs- töjä, rakennusvaiheen kestoa, työmaaturvallisuutta sekä moduulien ja rakennusmateriaalien uusiokäytön mahdollistavia tekijöitä. Alakappaleen tavoitteena on tutkia moduulirakentamisen rakennusaikaisia ympäristövaikutuksia, elinkaarta, jätteen määrää ja ver- rata myös joissain tapauksissa näitä tekijöitä perinteisin rakennusmenetelmin toteutettuihin rakennusprojekteihin.

2.1 Moduulirakentaminen rakennustapana

Moduulirakentaminen ei ole uusi keksintö. Vuonna 1851 Lontoon maalimannäyttelyyn valmistunut Crystal Palace on yksi historian kuuluisimmista moduulirakennuskohteista.

Rakennustapa ei kuitenkaan yleistynyt vielä tuohon aikaan, vaikkakin seuraavat maail- mannäyttelyt järjestettiin niin ikään vastaavanlaisissa lasirakennelmissa Corkissa 1852, Dublinissa ja New Yorkissa 1853, Münchenissä 1854, sekä Pariisissa 1855. (The Editors of Encyclopedia, 2021) Crystal Palace sai valmistumisensa jälkeen kritiikkiä, sillä rakennuksen ei katsottu olevan arkkitehtuurisesti merkittävä kohde, vaan pikemminkin insi- nöörityön tulos. (Dobraszczyk & Sealy, 2016) Arkkitehtien kritiikki Crystal Palacea koh- taan saattoi olla yksi moduulirakentamisen kasvua hidastaneista tekijöistä.

(7)

Moduulirakentaminen tarjoaa mielenkiintoisia vaihtoehtoja asuntojen tilallisiin ratkaisuihin niin rakennusvaiheessa kuin myös sen jälkeen. Arkkitehti Sini Kotilainen on tarkas- tellut sarjaräätälöinnin kehittymisen vaikutusta moduulirakentamiseen tutkimuksessaan

”Moduulirakentaminen. Ratkaisumalleja tulevaisuuden asuntorakentamisen haasteisiin”

(Kotilainen, 2013). Tutkimuksessa todetaan sarjaräätälöinnin soveltamisen olevan haastavaa asuntosuunnittelussa, sillä ihmisten vaatimuksia asuntojen suhteen on vaikeaa ennustaa. Kirjoituksessa mainitaan myös moduulirakentamisen mahdollistamasta asukkaan ja rakentajan välisestä vuorovaikutuksesta. Tämä maininta saa pohtimaan, olisiko mahdollista käyttää moduulirakentamisen tarjoamia lähtökohtia rakennuksen elämän- kaaren myöhemmissä vaiheissa, esimerkiksi moduuleja yhdistämällä tai pienemmillä rakenteellisilla muutoksilla.

Vuorovaikutuksesta asukkaan ja rakentajan välillä ovat kirjoittaneet myös Joseph Huang ja Robert J. Krawczyk (Huang & Krawczyk, 2006). He toteavat tekstissään, että internetin avulla tapahtuvassa rakennusten massasuunnittelu vaatisi suuren määrän dataa ihmisten toiveista asuntojensa suhteen ja myös systeemin, jossa on valmiita rakenneratkai- suja, jotka pystyvät vastaamaan asukkaiden vaatimuksiin. Huang ja Krawczyk toivoivat kirjoituksessa tämän menetelmän auttavan rakennusten käyttäjiä ratkaisemaan moduulirakentamiseen ja tilojen suunnitteluun liittyviä ongelmia arkkitehdin sijaan. Kirjoittajat uskovat, että jos ihmiset ovat avoimia tälle suunnittelumenetelmälle, tämä auttaisi moduulirakentamiseen liittyvien ennakkoluulojen poistamisessa. Rakennustapaa ei pidet- täisi enää niin paljon sitoutuneena pelkästään tehtaassa valmistettujen tehokkaiden tilaelementtien valmistukseen, vaan ihmiset kokisivat olevansa osa suunnitteluprosessia.

Kotilaisen sekä ja Huangin ja Krawczykin kirjoituksissa on paljon yhteneväisyyksiä sar- jaräätälöintiin viittaavien osuuksiin liittyen. Molemmissa teksteissä nostetaan esiin mo- dulaarisen tehdasrakentamisen mahdollisuus auttaa asukkaita osallistumaan suunnitte- luprosessiin. Kummassakaan tekstissä ei kuitenkaan nostettu esiin suoraa ratkaisua asukkaiden yksilöllisten tarpeiden vastaamiseen liittyviin ongelmiin. Tekstien pohjalta voidaan kuitenkin todeta, että sarjaräätälöinti on yksi niistä moduulirakentamiseen liitty- vistä mahdollisista hyödyistä, jotka saattavat auttaa tulevaisuuden joustavassa asuntosuunnittelussa.

Tutkielmassa ”Kennosta kodiksi” Tiia Ruutikainen on nostanut esille moduulirakentamiseen liittyvän asuntojen yhdistelyn. Tässä suunnittelunäkökulmassa tulee ottaa huomioon erilaisten tilojen ja tilaelementtien sijoittelu asuntojen sisällä niin, että asuntojen muuntelu vaatii mahdollisimman vähän rakenteellisia muutoksia. (Ruutikainen, 2013)

(8)

Tämä Ruutikaisen mainitsema seikka selventää suunnittelijan tehtävää muunneltavuu- den näkökulmasta. Suunnittelijan rooli moduulirakentamiskohteessa, jonka tavoitteena on tukea joustavaa asuntosuunnittelua, on ainakin osittain löytää ratkaisuita moduulien ja tilaelementtien sijoittelussa niin, että ne mahdollistavat asuinkerrosten muunneltavuu- den tilaelementtien vähäisillä rakenteellisilla muutoksilla.

Kasvavat lapsiperheet ovat yksi joustavan asuntosuunnittelun tarvetta lisäävistä väestö- ryhmistä. Perheen ja samalla tilantarpeen kasvaessa perhe joutuu usein muuttamaan suurempaan asuntoon. Tätä käsitellään tutkimuksessa Brisbanen alueen kasvavien Australialaisten lapsiperheiden vaatimuksista asuntilan tarpeen kasvaessa. Tutkimuk- sen tarkoituksena oli selvittää, voisiko moduulirakentaminen - tai jokin muu rakennus- muoto, jossa rakennusosat tuotetaan valmiiksi rakennustyömaan ulkopuolella - auttaa tuottamaan joustavia asuntoratkaisuita kasvaville lapsiperheille. Tutkijat mainitsivat kirjoituksessaan otannan olevan liian pieni tukemaan kattavaa johtopäätöstä, mutta toteavat tutkimustulosten osoittavan, että moduulirakentamisella aikaansaadut ratkaisut aut- toivat luomaan tutkituille lapsiperheille mieleisiä asuntoja. (Phillips, et al., 2016)

Moduulirakentamisella on mahdollista kasvattaa asuntoa tarvittaessa, mutta myös rakennuksen tilojen vähentäminen on mahdollista, jos rakennus jossain vaiheessa elin- kaartaan ei enää kaipaa osaa moduuleista. Myös moduulien uusiokäyttö on mielenkiin- toinen yksityiskohta, kun tarkastellaan moduulirakentamista osana tulevaisuuden kestä- vää asuntosuunnittelua.

Britanniassa hallitus on suunnitellut moduulirakentamisen lisäämistä lähitulevaisuu- dessa (Perampalam, et al., 2019). Automatisoitu moduulien rakentaminen nopeuttaa ra- kennushankkeita ja nostaa lopputuloksen laatua. Näiden seikkojen lisäksi moduulirakentaminen mahdollistaa kevyempiä rakenteita kuin perinteiset rakennusmenetelmät. Ra- kennusalan taloudellinen tilanne Britanniassa pakottaa alan toimijoita kehittämään uusia menetelmiä tuotannon tehostamiseksi. Tämä on aikaansaanut moduulirakentamisen kaltaisen rakennustavan tehokkaan kehittymisen.

Britanniassa tapahtuva muutos edullisempien rakennusalan ratkaisuiden lisäämisen edistämiseksi ja Australiassa kasvava joustavan asuntosuunnittelun tarve ovat toisistaan erillisiä ilmiöitä. Molemmat tapaukset kuitenkin osoittavat, että muuttuvat olosuhteet pa- kottavat eri alojen toimijoita löytämään uusia ratkaisuita, tapahtuipa olosuhteiden muutos sitten taloudessa, väestörakenteessa, tai jollain muulla yhteiskunnan osa-alueella. Mo- lemmissa edellä mainituista tapauksista on ratkaisua lähdetty hakemaan moduulirakentamisesta, mikä kertoo rakennustavan soveltuvuudesta vastaamaan erilaisiin ongelmiin,

(9)

joihin perinteiset rakennusmenetelmät eivät välttämättä pysty tuottamaan ratkaisua.

Tällä on suuri vaikutus moduulirakentamisen yleistymiseen rakennusmenetelmänä.

Maailmassa on 34 yli 10 miljoonan asukkaan kaupunkia. Näistä kaupungeista 26 sijaitsee kehitysmaissa. Nämä nopeasti kasvavat kaupungit eivät tarjoa tasapuolisia tai vält- tämättä edes riittäviä elinoloja köyhimmille asukkailleen. Kaupunkien nopeasti kasvavat väkimäärät aiheuttavat tarpeen nopeasti toteutettaville rakennusprojekteille, jotka johtavat heikkoon rakentamisen laatuun ja heikkoihin elinoloihin. Näillä alueilla edullisten asuntojen massatuotannolle on selkeä tarve, ja ekonomisesti tämän tyyppinen massatuotanto voidaan järkevästi toteuttaa vain standardisoinnin ja asuntotyyppien yhdenmu- kaisuuden kautta. Moduulirakentamisen soveltuvuus edullisena ja nopeana rakennustapana voi tarjota näillä alueilla mahdollisuuksia elinolojen parantamiseen. Työmaavai- heen keston lyhentäminen ja meluhaittojen väheneminen auttavat lisäämään tiiviin ur- baanin ympäristön viihtyisyyttä rakennusprosessin aikana. (Generalova, et al., 2016) Rakennusalalla valitaan maantieteellisestä sijainnista riippumatta usein edullisin vaihtoehto projektia toteutettaessa. Moduulirakentamisen kannattavuuden kasvattaminen li- säisi luultavasti sen käyttöä rakennustapana erityisesti köyhillä nopeasti kasvavilla alueilla, sillä kuten Generalovan, et al. (2016) tutkimuksessa todettiin, tarve nopealle ja edul- liselle asuinrakentamiselle on näillä alueilla jatkuva ja suuri. Moduulirakentamisen suosion kasvu maailmanlaajuisesti on vaikuttanut viime vuosina kiihtyvän. Tästä koituvat hyödyt niin ekologisesti kuin myös työmaaturvallisuuden ja asuinympäristöjen viihtyisyyden kannalta vaikuttavat merkittäviltä kehitysaskelilta kehittyvien suurkaupunkienosien rakennusteollisuuden kannalta.

Moduulirakentamisen ominaisuuksia tutkivien aineistojen vertailu on tehnyt selväksi rakennushankkeen aikaiset säästöt materiaalin, työajan ja työvoiman tarpeen suhteen. R.

Lawson ja R. Ogden mainitsevat kuitenkin erään moduulirakentamiseen liittyvän talou- dellisen haasteen. Moduulirakenteiden valmistamiseen tarkoitettujen tuotantotilojen rakentaminen ja ylläpito vaativat investointeja, ja niiden kannattavuus on riippuvainen ti- laustöistä. Heidän mukaansa toiminnoiltaan tyypillisen mittaluokan tehtaan rakentaminen vaatisi noin 9–11 miljoonan euron investoinnin ja vuosittain noin 4–5 miljoonan euron ylläpitokustannukset. (Lawson & Ogden, 2010)

Moduulirakentamisen kehittäminen ja sen mahdollisten hyötyjen maksimoiminen vaatii työtä ja rakennusmenetelmän suosion kasvamista. Mark B. Luther pohtii moduulirakentamisen kehittymistä tulevaisuudessa. (Luther, 2009) Tekstissään Luther toteaa, että jos rakennusala olisi pyrkinyt käyttämään teknologian kehityksen tuottamia apuvälineitä

(10)

auto- ja lentoalojen tapaan, eläisimme nykyään paljon edistyneemmissä asunnoissa. Ny- kyään alojen kehityksessä on kuitenkin suuri ero johtuen teknologian kehityksestä ja sen hyödyntämisen eroista eri alojen välillä. Lutherin mukaan moduulirakentamiselle on on- gelmallista sen vähäinen käyttö rakennustapana ja tästä johtuvat puutteet tuotteiden val- mistuksen määrässä ja tuotteiden toimituksessa. Nämä kolme osa-aluetta ovat toisistaan riippuvaisia ja muodostavat kokonaisuuden, joka ei voi toimia ilman, että rakennustavan suosio kasvaa. Moduulirakentaminen tarjoaa mahdollisuuden hyödyntää nykytek- nologiaa ja tehokasta tehdasvalmistamista paljon laajemmin kuin perinteiset rakennus- menetelmät. Näiden etujen hyödyntäminen laajamittaisesti kuitenkin edellyttää, että moduulirakentaminen kasvattaa suosiotaan. (Luther, 2009)

2.2 Moduulirakentamisen ympäristövaikutukset

R.M Lawson ja R.G Ogden tutkivat kirjoituksessaan esimerkkikohteiden avulla moduulirakentamisen hyötyjä. Tekstissä on käytetty tutkimuskohteena vuonna 2009 Wolver- hamptoniin valmistunutta 25-kerroksista kerrostalokohdetta. Kohteen on suunnitellut O`Connell East Architects-toimisto. Kerrostalon rakentamiseen vaadittu työmaavaihe kesti 59 viikkoa, mikä oli arvioiden mukaan 50 viikkoa vähemmän kuin vastaavan paikal- larakennetun kohteen rakentamisaika. Työmaavaiheen kesto väheni siis tämän arvion mukaan 45 % moduulirakentamisen avulla. Projektin aikana käytettyjen osien valmistukseen ja asennukseen työmaalla kului 16 työtuntia kerrosneliömetriä kohden, mikä oli arvioiden mukaan 80 % tehokkaampaa, kuin vastaavan tyyppisessä paikallarakennetussa kohteessa. Työn tehokkuuden nousu selittyy tutkimuksen mukaan ainakin osittain sillä, että moduulirakentamiskohteissa tehostetaan nimenomaan niitä rakentamisen osa-alu- eita, jotka kuluttavat työmaalla toteutettuina paljon aikaa. Sijoittamalla nämä toiminnot niille optimoituihin tiloihin, saadaan aikaiseksi säästöjä niin työhön kuluvassa ajassa,

(11)

kuin myös rakentaessa syntyvän jätteen määrässä. Kirjoituksessa arvioidaan, että ra- kennusaikaisen jätteen määrä vähenee noin 15 % moduulirakentamisesta johtuvien hyö- tyjen myötä. (Lawson & Ogden, 2010)

Rakennushankkeen aikaisten päästöjen määrän väheneminen moduulirakentamisessa verrattaessa paikan päällä toteutettavaan rakennushankkeeseen on huomioitu myös kanadalaisessa tutkimuksessa, jossa verrattiin 4-kerroksisen, 48-moduulisen rakennuksen rakennusajan aiheuttamia päästöjä skenaarioon, jossa kyseinen rakennus olisi rakennettu paikan päällä. Tutkimus osoitti moduulirakentamisen vähentäneen rakennushankkeen hiilidioksidipäästöjä 43 % verrattaessa työmaalla toteutettuun vastaavaan rakennushankkeeseen. Tutkimuksessa todettiin myös moduulirakennuksen rakennusajan olevan 55 % lyhyempi verrattaessa tutkimuksessa vertailukohteena käytettyyn työmaa- hankkeeseen. (Agha, et al., 2021)

Etelä-Korealaisessa, vuonna 2022 julkaistussa tutkimuksessa on tutkittu kahden samassa kerrostalossa sijaitsevan siiven rakennusaikaisia hiilidioksidipäästöjä ja rakennusajan kustannuksia. (Jang, et al., 2022) Siivistä toinen on toteutettu perinteisin rakennusmenetelmin ja toinen moduulirakentamisella. Kerrostalossa on kuusi maanpäällistä kerrosta. Tutkimuksessa verrattavat siivet vastaavat kokoluokaltaan toisiaan, ja molempiin on sijoitettu 20 asuntoa. Rakennusaikaisten kustannusten osalta moduulirakentamisella toteutettu rakennuksen siipi oli 8,1 % kalliimpi toteuttaa verrattuna perinteisin ra- kennuskeinoin rakennettuun siipeen. Tutkimuksessa on rakennusaikaisten kustannusten osalta otettu huomioon vain rakennusmateriaalien valmistamiseen ja kokoamiseen liittyvät kustannukset, joten tutkimus ei välttämättä kerro koko kuvaa, kuten kirjoittajat tekstissä toteavat. Hiilidioksidipäästöjen osalta moduulirakentamisella toteutettu rakennuksen siipi tuotti rakennusvaiheessa 36,2 % vähemmän päästöjä kuin perinteisin rakennusmenetelmin toteutettu siipi.

Kahden edellä mainitun kerrostalohankkeen rakennusaikaisten päästöjen määrä kertoo moduulirakentamisen tarjoamista hyödyistä. Wolverhamptonissa ja Kanadassa toteutettuihin kerrostalohankkeisiin liittyvien tutkimusten esittämät luvut rakennushankkeen keston lyhenemisestä ovat toistensa kanssa linjassa projektien mittakaavojen erilaisuudesta huolimatta. Kanadalaisessa tutkimuksessa esimerkkikohteena käytetty kerrostalo on uu- dempi, mikä saattaa osittain selittää suurempaa saavutettua säästöä rakennusvaiheen kestossa.

Vuonna 2019 julkaistussa artikkelissa tutkitaan kuuden esivalmistetun moduulirakenta- miskohteen ja kolmen perinteisillä rakennusmenetelmillä toteutetun rakennuskohteen

(12)

eroja rakennusvaiheen osalta. (Jiang, et al., 2019) Tutkimuksessa tutkitut kohteet olivat arkkitehtuuriltaan ja olosuhteiltaan toisiaan vastaavia. Tutkimuksessa lähetettiin kysely 51 alan ammattilaiselle, joilla kaikilla oli kokemusta sekä moduulirakentamisen, että perinteisten rakennusprojektien alalta. Kyselyyn vastanneiden asiantuntijoiden tehtävänä oli arvioida ekonomiseen, ekologiseen ja työvoiman tarpeeseen liittyviä eroja rakennustapojen välillä rakennusprosessin aikana. 16 tutkittavasta kohdasta kolmessa tutkijat huomasivat kyselyn pohjalta suuren eron rakennustapojen välillä. Nämä olivat muottei- hin kulunut työn ja materiaalin määrä, työmaavaiheen tuottama rakennusjäte ja työmaan aiheuttamat päästöt. Kaikilla näillä osa-alueilla moduulirakentamisella toteutetut projektit olivat huomattavasti tehokkaampia ja ympäristöystävällisempiä kuin vertailukohteet. 10 tutkittavassa kohteessa tutkimuksessa ilmeni pienempiä, mutta silti huomattavia eroja.

Näihin lukeutuivat muun muassa rakennusaika, rakennustyön laatu, turvallisuusriskit ja työvoiman tarve. kolmessa tutkituista kohteista tutkijat huomasivat eroja, jotka he luokit- telivat vähäisiksi. Nämä kohteet olivat energiankäyttö, työvoiman saatavuus ja ekonomi- set säästöt. Näiden osa-alueiden vähäinen muutos oli tutkijoiden ennakko-odotuksiin nähden yllättävää.

Moduulirakentamisen etuihin lukeutuva vähäinen työmaahenkilökunnan määrä auttaa paitsi työmaalla tapahtuvien inhimillisistä virheistä johtuvien viivästysten ehkäisemi- sessä, myös työmaaonnettomuuksien määrän vähentämisessä. Moduulirakentamista käytettäessä työmaaonnettomuuksien määrä laskee jopa 80 %. (Abdelmageed, et al., 2020) Työmaaturvallisuuden paraneminen on luonnollista, sillä tehdasympäristössä työskentely eroaa suuresti työmaasta, jossa olosuhteet eivät ole yhtä vakioidut. Työolo- suhteiden vakiointi ja työnkuvan toistettavuus selittävät myös osaltaan rakennusprosessin keston lyhentämistä. Mitä lähemmäs massatuotantoa muistuttavaa liukuhihnatyötä rakennusprosessin tehdasvaiheen saa optimoitua, sitä suuremmat ovat moduulirakentamisen hyödyt niin projektin keston, ekonomisten ja ekologisten säästöjen, kuin myös työvoiman tarpeen suhteen.

(kirjoittajien nimet) tutkivat eroja kahden moduulirakennuskohteen välillä. Heidän tutki- muksensa tavoitteena oli tarkastella ympäristövaikutusten eroja sellaisten moduulirakennusten välillä, joista toisessa rakennusosien purkuvaihe ja uusiokäyttö on otettu suunnitteluvaiheessa huomioon ja toisessa nämä asiat on jätetty huomioimatta. (Minunno, et al., 2020) Molempien kohteiden moduulit on valmistettu samassa tehtaassa ja niihin käy- tetyt materiaalit on laskettu tarkasti. Materiaalien ja moduulien kuljetukseen liittyviä pääs- töjä ei ole otettu tutkimuksessa huomioon. Myöskään veden kulutusta rakennus- tai siir- tovaiheessa ei ole kummassakaan kohteessa sisällytetty tutkimukseen. Tutkimuksen

(13)

lähtökohtana on, että kohde, joka on suunniteltu purkuvaiheen jälkeen uusiokäytettä- väksi, palvelee useamman rakennuksen elinkaaren pituisen ajan, kun taas toisen kohteen materiaalit kierrätetään rakennuksen purkuvaiheessa.

Tekstissä on nostettu esiin erityisesti moduulien, julkisivuverhousten ja sisäverhousten kiinnitykset ja niiden soveltuvuus uusiokäytön mahdollistavalle purkamiselle ja uudelleen kokoamiselle. Kohteessa, jossa materiaalien ja moduulien uusiokäyttö on suunnitteluvaiheessa otettu huomioon, nämä kiinnitykset on toteutettu liitoksilla, jotka mahdollistavat verhoilujen väliaikaisen siirron. Näin katto- ja seinärakenteisiin päästään käsiksi helposti uusiokäyttövaiheessa ilman, että sisäverhoilu- ja julkisivumateriaaleja tarvitsee hajottaa.

Verhoilumateriaalien hajottaminen purkuvaiheessa on kirjoittajien mukaan yleinen käy- täntö tapauksissa, joissa materiaalit on liitetty seinä- ja kattorakenteisiin nauloilla ja ke- mikaaleilla. Pintojen liittäminen toisiinsa näin on kirjoittajien mukaan nopea ja halpa me- netelmä. Hajotetut materiaalit kierrätetään tämän jälkeen uusiokäytön sijaan.

Myös moduulien kiinnittäminen toisiinsa on uusiokäyttöön suunnitellussa kohteessa toteutettu purettavien liitosten avulla. Tämä kiinnitysten liitoskohtien suunnittelutapa mahdollistaa tutkijoiden mukaan moduulien siirtämisen ilman, että rakennusmateriaalia me- nee purkuvaiheessa hukkaan käytännössä ollenkaan.

Uusiokäyttöön suunnitellussa rakennuksessa myös teräsrungossa käytettävät materiaalit ovat uusiokäytettyjä ja niiden uusiokäyttö edelleen on myös mahdollistettu liitoskohtien pulttien helpolla irrottamisella. Rakennuksen teräsrunkoon käytetystä 22 070 kg:sta 16 137 kg oli uusiokäytettyä terästä.

Tutkimuksessa tarkasteltavia rakennuksia vertailtaessa huomataan, että uusiokäyttöön suunnitellun rakennuksen valmistusaikaiset hiilidioksidipäästöt ovat 28 % prosenttia pie- nemmät kuin vertailukohteena toimeen moduulirakennuksen. Tämä johtuu tutkijoiden mukaan pitkälti teräsrungon valmistuksessa hyödynnetystä materiaaleista, jotka olivat uusiokäytettyjä. Moduulien tultua elinkaarensa päätökseen uusiokäyttöön suunnitellun kohteen lopulliset hiilidioksidipäästöt verrattaessa purkuvaiheessa kierrätettävään koh- teeseen olivat 60 % pienemmät. Tämän tutkimustuloksen pohjalta kirjoittajat toteavat, että rakennusosien uusiokäyttö ja niiden elinkaarien pidentäminen on ympäristöystäväl- lisyyden näkökulmasta hyödyllisempää kuin rakennusosien kierrättäminen moduulirakennuskohteissa.

(14)

3. ESIMERKKIASUNNOT

Tässä kappaleessa tutkitaan moduulirakentamista esimerkkiasuntojen avulla. Esimerk- kiasunnoiksi on valittu yhdestä moduulista valmistettu yksiö, kahdesta moduulista valmistettu kaksio ja kolmesta moduulista valmistettu kolmio. Työssä tutkitaan yksittäisten asuntojen pohjia kokonaisten kerrospohjien sijaan. Asuntojen moduulijako on selven- netty sanallisesti tekstissä ja tämän lisäksi moduulien rajat on merkitty pohjapiirroksiin esimerkkiasuntojen sisäisiä väliseinälinjoja myötäilevin katkoviivoin. Asuntojen pohjapiir- roksia ja moduulien suhteita tutkimalla pyritään selvittämään moduulien siirrettävyyteen ja muuntojoustavuuteen vaikuttavia seikkoja mahdollisissa uusiokäyttökohteissa. Tutki- malla moduulien sijoittelua ja suhteita yksittäisten asuntojen sisällä huomataan myös asuntosuunnitelmallisia ongelmakohtia, joita moduulirakentaminen tuo mukanaan. Tä- män kappaleen tavoitteena on löytää ja tarkastella näitä moduulirakentamisen ongelmakohtia asuntosuunnittelun näkökulmasta. Yhdeksi esimerkiksi näistä ongelmakohdista voidaan nostaa keskenään samanlaisten moduulien toistuminen eri asunnoissa ja tämän aiheuttamat tilalliset haasteet. Kappaleessa pyritään myös selvittämään, minkälaiset mo- duulityypit mahdollistavat mahdollisimman helpon ja joustavan uusiokäytön. Tämän asian tutkimisessa tarkastellaan moduulien sisältämiä funktioita ja niiden puutteita.

3.1 Esimerkki 1

Esimerkkiasunto 1 on Helsingin Kirkkonummella sijaitseva 26,0 m² yksiö. Yksiö on osa 4-kerroksista puukerrostaloa, joka on valmistunut vuonna 2020. Asunnon parvekkeelle johtavat lasiset ovet tuovat luonnonvaloa sisälle, mutta parvekkeen syvyys suojaa sisä- tiloja liialliselta auringonvalon aiheuttamalta lämpenemiseltä kesäaikana. Keittiön ja kylpyhuoneen sijoittelu kahdessa vierekkäin olevassa moduulissa on toteutettu niin, että asuntojen yhdistäminen huoneistojen välisen seinän aukotuksella on mahdollista ilman, että märkätilat ja keittiöiden elementit muodostaisivat asumista vaikeuttavia kokonaisuuksia. Asunnon toisella sivustalla sijaitseva rappukäytävä erottaa pohjoispäädyn yk- siön muista seinustan asunnoista. Seinustan eteläisimmän päädyn asunto on suunniteltu niin, että keittiö ja kylpyhuone eivät ole yhteydessä seinustan keskimmäisiin asuntoihin.

Tämän asunnon liittäminen kerroksen muihin asuntoihin ei olisi käytännöllistä asuntosuunnittelun näkökulmasta tarkasteltuna.

(15)

Kuva 1. Esimerkkiasunto 1

Moduulin yksinkertainen luonne helpottaa sen siirtämistä ja sijoittamista uuteen käyttö- tarkoitukseen, jos käyttötarkoituksen tai moduulin sijainnin muuttamiselle syntyy joskus tarve. Asunto voisi sisääntulonsa ja parvekkeen sijoittelun puolesta toimia myös rakennuksessa, jossa asunnot ovat suoraan yhteydessä rappukäytävän tasanteeseen. Pieni ja yksinkertainen moduuli on suunniteltu vastaamaan yhden ihmisen asumiseen liittyviin tarpeisiin, eikä moduulin siirtäminen muuta asunnon luonnetta tässä suhteessa. Tämän- kaltaisten uusiokäyttöön helposti soveltuvien moduulien valmistaminen ja käyttö raken- nuksissa muuttaa rakennusten elinkaariajattelua. Vaikka rakennus jossain kohtaa puret- taisiin, sen osat voivat palvella vielä pitkään ja vähentää näin uudisrakentamisen aiheuttamia päästöjä tulevaisuudessa.

Pieni koko ja yksinkertainen suunnitteluratkaisu ei ole kuitenkaan pelkkä hyöty moduu- liyksiölle. Asunnon pohjapiirroksessa on esitetty mahdolliset paikat sängylle, ruokapöy- dälle ja sohvalle. Pohjapiirroksessa esitetty sisustusratkaisu on käytännössä ainoa, joka asunnossa voisi toimia. Television sijoittamiselle tarkoitetulle tasolle tai esimerkiksi pöy- täkoneelle tarkoitetun tilan löytäminen olisivat vaikeita sisustuksellisia elementtejä mo-

(16)

duulin koon vuoksi. Televisio on käytännössä pakko sijoittaa seinälle ja tietokone ruokai- lupöydän ääreen. Tilan puute pakottaa tietysti kompromisseihin kaikissa pienissä yksi- öissä, eikä tämä ole vain moduulirakentamiseen liittyvä ongelmakohta. Moduulin yksin- kertaisuus tarjoaa näin ollen niin hyötyjä kuin myös haasteita asuntosuunnittelun ja pohjaratkaisun osalta.

3.2 Esimerkki 2

Esimerkkiasunto 2 on Helsingissä Myllypurossa sijaitseva 57,5 m² kahdesta moduulista muodostuva asunto. Asunto on osa 5-kerroksista moduulikerrostaloa, joka valmistui vuonna 2012. Kerrostalon rakentamisessa on käytetty Fixcel-teräskennostoa. Projektin toteuttanut rakennusyhtiö Neapon on aikaisemmin työskennellyt laivanrakennusteolli- suuden parissa, jossa he ovat hyödyntäneet modulaarista rakennustapaa jo pitkään.

(Rakennuslehti, 2012)

(17)

Asunnon huonejako on selkeä ja asuinhuoneet ovat hyvin tilavia. Näkymä asunnon si- säänkäynniltä avautuu keittiön läpi parvekkeen ikkunaan, mikä luo heti asuntoon saapu- essa mielenkiintoisen näkymäsarjan. Keittiön ja eteisen erottava väliseinä mukailee sa- maa linjaa kylpyhuoneen ja asuinhuoneiden välisen seinän kanssa. Tämä suunnitelmal- linen yksityiskohta on ymmärrettävä ja perusteltu, mutta verrattaessa kylpyhuoneen ja saunan pinta-alaa asuinhuoneiden pinta-alaan herää kysymys, olisiko pesutiloille varat- tua alaa voinut kasvattaa asuinhuoneiden kustannuksella. Kylpyhuoneessa pyörätuolin kääntösäteelle merkitty ympyrä ei ole esteetön. Tämän lisäksi lavuaari, suihku ja ves- sanpönttö ovat tilan puutteen johdosta hyvin lähellä toisiaan. Saunatilan mahdollinen kasvattaminen pinta-alaltaan hyvin tilavan makuuhuoneen kustannuksella olisi voinut myös lisätä pesutilojen viihtyisyyttä ilman, että se olisi heikentänyt makuuhuoneen toimivuutta.

Pohjapiirroksen väliseinälinjoja tarkasteltaessa herää ajatus, onko asunto rakennettu kahdesta eri moduulista, jotka on liitetty toisiinsa vasta rakennuspaikalla. Asunnon kahdesta moduulista ensimmäinen käsittää asuinhuoneet ja keittiön, jälkimmäinen taas eteisen ja pesutilat. Tämä ratkaisu mahdollistaa moduulien helpomman siirtämisen tehtaalta rakennuspaikalle ja mahdollisesti jatkossa myös uuteen käyttötarkoitukseen suunnitel- lulle sijainnille. Ratkaisu on uusiokäytön ja tätä kautta myös elinkaariajattelun kannalta järkevä ja perusteltu ratkaisu, sillä koko asunnon kokoisen moduulin siirtäminen voisi olla äärimmäisen haastavaa. Tämä saattaa olla myös ainoa tapa toteuttaa kyseinen asunto järkevästi moduulirakentamisen avulla. Toisaalta moduulien erillisyys ja linjojen yhden- mukaisuus heikentää osaltaan asuntosuunnittelun toimivuutta. Keittiön ja ruokailutilan vaatima tila määrittää asuinhuoneiden runkosyvyyden, mikä taas vuorostaan määrittää pesutiloille jäljelle jäävän pinta-alan.

Asunnon pohjapiirros toistuu rakennuksen neljässä ylimmässä kerroksessa. Moduulira- kentamisessa toistuvuus lisää tehdastyön tehokkuutta, sillä toisiaan vastaavien osien valmistaminen säästää aikaa.

(18)

3.3 Esimerkki 3

Esimerkkiasunto 3 on Helsingin Myllypurossa sijaitseva 73,0 m² kolmesta moduulista muodostuva asunto. Asunto sijaitsee samassa rakennuksessa kuin esimerkkikohde 2.

Asunto koostuu kolmesta asuinhuoneesta, keittiöstä, saunallisesta pesutilasta ja erilli- sestä WC-tilasta. Asuinhuoneista kaksi on makuuhuoneita, jotka sijaitsevat asunnon eri päädyissä. Asunto kattaa syvyydeltään koko kerroksen, eli luonnonvaloa pääsee huo- neistoon asunnon molemmista päädyistä.

Asunto koostuu kolmesta erillisestä moduulista; keittiön ja makuhuoneen, eteisen ja WC:n, sekä olohuoneen, toisen makuuhuoneen ja pesutilat käsittävistä moduuleista.

(19)

Näistä moduuleista etenkin eteisen ja WC:n muodostava kokonaisuus on uusiokäytön kannalta erinomainen, sillä se mahdollistaa monen erityyppisen pohjaratkaisun toteuttamisen. Myös kylpyhuoneen ja kaksi asuinhuonetta käsittävä moduuli on joustava kokonaisuus, jonka voi tarvittaessa yhdistää myös nykyisestä pohjaratkaisusta poikkeavaan kokonaisuuteen. Keittiön ja toisen makuuhuoneen sisältävä moduuli taas voi olla uusio- käytön kohdalta haastavampi kohde, ellei käyttökohteena ole nykyistä asuntoa vastaava kokonaisuus. Tähän moduuliin sisältyvä eteisen komero saattaa hankaloittaa moduulin joustavaa käyttöä, ja osaltaan rajoittaa sen mahdollista uudelleen sijoittamista. Ongel- makohta heijastuu myös osaltaan eteismoduulin uusiokäyttöön, sillä uudessa käyttökoh- teessa tulisi olla säilytystilaa eteisen yhteydessä. Moduulien uusiokäyttöä voisi helpottaa, jos kaikki moduulin sisältämän huoneen käyttötarkoitukselle oleelliset elementit saataisiin sisällytettyä kyseiseen moduuliin. Jos asunnon kaikki moduulit siirrettäisiin rakennuksen purkuvaiheessa palvelemaan samanlaisena kokonaisuutena kuin esimerkkikoh- teessa, ei näitä ongelmia tietenkään olisi. Kysymys siitä, onko moduulit tarkoitettu palvelemaan toimivasti vain tietynlaisessa pohjaratkaisussa, vai onko ne tarkoitettu muun- tojoustavuudeltaan vastaamaan myös muunlaisiin ratkaisuihin, on hyvä tiedostaa suunnitteluvaiheessa.

Makuuhuoneiden sijoittelu mahdollistaa WC- ja peseytymistiloille tarkoitetun kompaktin tilan asunnon keskiosaan. Jos makuuhuoneet olisi sijoitettu pohjaratkaisussa vierekkäin, keittiölle ja olohuoneelle jäänyt tila olisi ollut eteisestä katsottuna oikealla liian pieni. Jos olohuone ja keittiö olisi sijoitettu eteisen vasemmalle puolelle, niiden muodostama tila- kokonaisuus olisi ollut merkillinen. Makuuhuoneiden sijoittaminen kauemmas porraskäy- tävästä vähentää myös niihin kantautuvaa melua.

Kylpyhuone ja saunatila ovat identtiset esimerkkikohde 2:ssa ja esimerkkikohde 3:ssa.

Tämä edesauttaa näiden elementtien tehokasta tehdasvalmistusta, mutta toisaalta taas tarkoittaa myös sitä, että molemmissa asunnoissa näiden tilojen kohdalla pätevät samat ongelmat tilanpuutteen suhteen. Asuntojen keittiöitä vertailtaessa on nähtävissä, että kaksion pohjaratkaisu tarjoaa tilavamman ratkaisun keittiön ja ruokailutilan osalta. Ruo- kapöydän sijoittaminen keittiöön on esimerkkikohde 3:n kohdalla lähes välttämätöntä, mutta tämä tekee keittiöstä huomattavasti ahtaamman tuntuisen kuin esimerkkikohde 2:n, jossa ruokapöydälle varattu tila on keittiön ulkopuolella. Molemmissa asunnoissa keittiöön pääsee hyvin luonnonvaloa, mikä lisää tilojen viihtyisyyttä.

(20)

4. HAVAINNOT JA TULOKSET

Tässä kappaleessa tarkastellaan työn teoriaosuuden ja esimerkkiasuntojen pohjalta syn- tyneitä havaintoja. Ensimmäisessä alakappaleessa pohditaan moduulirakentamisen kasvua tulevaisuudessa, rakennusmuodon merkitystä rakennusalalla, sekä rakennusvaiheen ympäristöystävällisyyden vaikutusta rakennustavan suosioon tulevaisuudessa.

Pohdinta perustuu teoriaosuudessa tehtyihin havaintoihin rakennustavan hyödyistä ja haitoista sekä rakennustavan kasvuun niin positiivisesti kuin negatiivisestikin vaikutta- vista tekijöistä.

Toinen alakappale käsittelee esimerkkiasuntojen analyysin liittyviä havaintoja, kuten moduulien uusiokäyttöön vaikuttavia suunnitteluratkaisuita, moduulien toistuvuutta kerros- talorakennuksessa ja sen vaikutusta tehdastyön tehokkuuteen, sekä kerrospohjien mah- dollisen vakioinnin vaikutusta moduulirakentamisen taloudelliseen kannattavuuteen ja tätä kautta myös rakennustavan suosioon.

Kolmas alakappale koostuu havaintojen perusteella muodostuneista tuloksista. Alakap- paleessa tarkastellaan teoriaosuuden ja esimerkkiasuntojen yhdessä muodostamaa kuvaa moduulirakentamisesta. Tulosten perusteella muodostetaan päätelmät rakennustavan hyödyistä ja kehityskohteista asuntosuunnittelussa.

4.1 Teoriaosuuden pohjalta tehdyt havainnot

Tulevaisuuden asuntosuunnittelun haasteita on vaikeaa ennakoida tarkasti, mutta glo- baalit ilmiöt, kuten ikärakenteiden muuttuminen, hiilidioksidipäästöihin kohdistuvat rajoi- tukset ja suurkaupunkien nopea väestönkasvu vaativat joustavia, ympäristöystävällisiä ja taloudellisesti kannattavia rakennusmenetelmiä. Moduulirakentamisen hyödyt eivät välttämättä ole vielä kaikilla näillä osa-alueilla riittävän suuria lisäämään rakennusmuodon nopeaa ja välitöntä yleistymistä, mutta tulevaisuudessa tämä on varteenotettava mahdollisuus. Suurin yksittäinen tekijä minkä tahansa rakennusmuodon yleistymiselle on taloudellinen kannattavuus. Ilmastonmuutos ja rakennusprosessin hiilijalanjälkien pienentäminen saattaa kuitenkin kasvattaa rakennusprosessin päästövähennysten ja rakennuksen elinkaaren merkitystä projekteihin käytettävää rakennustapaa tarkastelta-

(21)

essa. Moduulirakentamisen yleistyminen ympäristöystävällisyyden kautta saattaisi puolestaan lisätä myös rakennustavan taloudellista kannattavuutta tehdastyön lisääntyvän optimoinnin myötä.

Moduulirakentamisen suurimmat ympäristöystävällisyyteen liittyvät hyödyt perinteiseen rakentamiseen verrattuna ovat tällä hetkellä rakennusprosessiin keskittyneitä. Raken- nusaikaisten päästöjen vähentäminen entisestään yhdistettynä moduulien uusiokäyt- töön lisäisi rakennustavan houkuttavuutta ympäristöystävällisenä vaihtoehtona tulevaisuudessa. Moduulien elinkaariajattelua edistämällä on mahdollista luoda paitsi joustavaa asuntosuunnittelua, myös joustavaa yhdyskuntasuunnittelua. Kun rakennus on täyttänyt käyttötarkoituksena tietyssä sijainnissa, on se mahdollista siirtää toisaalle. Tämä vähen- tää uudisrakentamisen tarvetta ja saattaa pienentää kynnystä tehdä tarvittavia muutoksia kaupunkirakenteeseen.

Moduulirakentamisen käytön lisäämiselle ja sen tarpeelle on eri alueilla erilaisia syitä.

Vauraammissa maissa kuten Britanniassa ja Yhdysvalloissa käytön lisäämistä on puol- lettu viranomais- ja tutkijatahoilta rakennusalan tehokkuuden kehittämistä auttavana te- kijänä. Tehokkuuden kasvattaminen kuitenkin vaatii rakennustapaan kohdistuvaa tutki- mustyötä. Kehittyvissä maissa puolestaan moduulirakentamisen soveltuvuus vastaamaan rakennusalan ongelmiin nopeasti väkimäärältään kasvavissa suurkaupungeissa voi osaltaan tulevaisuudessa vaikuttaa rakennusmuodon yleistymiseen. Asuinrakenta- misen laadun, rakennusalan hiilijalanjäljen ja ympäristön viihtyisyyden parantaminen näillä alueilla on rakennusalan kehityskohde, johon moduulirakentamisen ominaisuudet työmaavaiheen kestoltaan nopeana ja rakennusvaiheen päästöjen valossa ympäristöys- tävällisenä rakennustapana pystyisi mahdollisesti tuottamaan ratkaisuja.

Moduulien ja moduulirakentamisessa käytettyjen rakennusmateriaalien uusiokäyttö on rakennuksen koko elinkaaren ja rakennusprosessin aikaisten hiilidioksidipäästöjen kannalta suuri yksittäinen tekijä. Etenkin rakennuksen teräsrungossa käytettävien osien uu- siokäytön mahdollistaminen ja osien uusiokäyttö kierrätyksen sijaan vähentää huomattavasti moduulirakentamisen uudisrakentamiskohteiden päästöjä. (Minunno, et al., 2020)

Moduulien uusiokäyttöä helpottavien purettavien liitosten valmistaminen on moduulien ja rakennusmateriaalien elinkaarien kannalta hyödyllistä, mutta toisaalta se vie rakennusvaiheessa aikaa ja on kalliimpaa, kuin nopeasti tehdastyössä toteutetut liitokset.

Tämä ympäristöystävällisyyteen pitkällä aikavälillä vaikuttava tekijä siis osaltaan heiken- tää moduulirakentamisen tehdasvaiheeseen normaalisti liitettyjä hyötyjä, kuten kustan- nustehokkuutta ja lyhyttä rakennusaikaa.

(22)

Työmaalla tapahtuvien tapaturmien ja rakennusvirheiden vähäinen määrä verrattaessa perinteisillä rakennusmenetelmillä toteutettuihin projekteihin ovat molemmat tehdastyön ja tätä kautta myös moduulirakentamisen hyviä puolia.

4.2 Esimerkkikohteiden pohjalta tehdyt havainnot

Joustavaa asuntosuunnittelua tukevassa moduulirakentamisessa suuressa roolissa ovat moduulien uusiokäyttö ja asuntojen yhdistäminen pienillä rakenteellisilla muutoksilla.

Molempiin voidaan vaikuttaa suunnittelun yksityiskohdilla ja asunnon muodostamien moduulien tarkastelulla yksittäisinä kokonaisuuksina, eikä pelkästään huoneiston osina.

Moduulin suunnittelu- ja rakennusvaiheessa on mahdollista vaikuttaa sen mahdolliseen uusiokäyttöön suunnittelemalla moduuli vastaamaan useamman pohjaratkaisun vaatimuksiin, tai pitämällä huoli, että moduulin muokkaaminen on tulevaisuudessa mahdollista. Yksinkertaiset moduulit, joissa kaikki keskeiset toiminnot on sijoitettu samaan kokonaisuuteen, tarjoavat parhaat mahdollisuudet joustavaan uusiokäyttöön. Pohjaratkai- sun osalta joustavuutta parantaa esimerkiksi märkätilaelementtien järkevä sijoittelu.

Samanlaisten asuntopohjien toistaminen kerroksittain tarkoittaa myös toistuvuutta moduulien tehdasvalmistuksessa. Tämä lisää tehdastyön tehokkuutta ja tätä kautta kustannusten ja rakennusajan lyhenemistä. Esimerkkiasunnoissa 2 ja 3 erilaisiin moduuleihin oli sisällytetty keskenään samanlaiset märkätilat. Moduulien ja tilaelementtien yhdenmu- kaisuus on tehokkuutta lisäävä seikka, mutta saattaa asuntosuunnittelun näkökulmasta johtaa välillä kompromisseihin.

Kerrospohjia pienemmässä asuntojen mittakaavassa tarkasteltaessa toistuvuuden rooli moduulirakennuskohteissa tuottaa samanlaisia hyötyjä ja haasteita. Samassa rakennus- kohteessa moneen kertaan toistuvan yksittäisen moduulin käyttäminen on tehokkuuden kannalta järkevää, mutta moduuli ei välttämättä tilallisesti toimi jokaisessa asunnossa yhtä hyvin.

(23)

4.3 Tulokset

Asuntopohjien ja jopa kerrosten vakiointi kerrostalorakentamisessa helpottaisi suuresti moduulirakentamista tukevaa massatuotantoa. Toistettava prosessi tekisi rakennuspro- jekteista entistäkin tehokkaampia ja näin moduulirakentamiseen liittyvät hyödyt korostui- sivat. Tämänkaltainen suuren mittakaavan massatuotanto saattaa olla vielä kaukaisessa tulevaisuudessa, mutta mitä suuremmaksi moduulirakentamisen kysyntä kasvaa, sitä lä- hemmäksi rakennustavalle optimaalisen prosessin mahdollistavaa tuotantotapaa tullaan todennäköisesti pääsemään.

Tehdastyön nopeus ja sen mahdollistamat taloudelliset hyödyt ovat moduulirakentamiselle ominaisia vahvuuksia. Moduulien valmistustiloihin liittyvät kustannukset saattavat kuitenkin aiheuttaa taloudellisia ongelmia, ellei tilaustöitä ja tätä kautta liikevaihtoa löydy riittävästi tehtaiden kannattavan toiminnan mahdollistamiseksi. Tehdastilojen valmistamiseen vaaditut investoinnit ovat miljoonia euroja, ja tämän sijoituksen kannattavuus riip- puu täysin moduulirakentamiseen liittyvän kysynnän määrästä. Sijoitukset saattavat olla siis riskialttiita, ellei rakennusprojektien saamiselle ole takuita.

Moduulien verhoilujen liitokset ja moduulien välisten liitosten liitoskohdat ovat esimerk- kejä rakennusvaiheessa tapahtuviin taloudellisiin panostuksiin, joilla moduulien elinkaaren pituuteen voidaan vaikuttaa. Nämä panostukset kuitenkin lisäävät moduulien rakennusvaiheen kustannuksia, mikä taas osaltaan heikentää rakennusmuodon houkuttelevuutta rakennuttajien näkökulmasta. Nämä rakennusvaiheen kustannuksia lisäävät teki- jät voivat kuitenkin uusiokäytön kautta vähentää yksittäisten moduulien aiheuttamaa hii- lijalanjälkeä pidemmällä aikavälillä. Tasapainon löytäminen rakennusvaiheen kustannusten ja uusiokäytön mahdollistavien ratkaisujen toteuttamisen välillä on moduulirakentamiseen liittyvä kehityskohde, jonka ratkaiseminen mahdollisesti kasvattaisi moduulirakentamisen houkuttelevuutta tulevaisuudessa. Uusiokäytettävien moduulien käytön li- sääntyminen olisi myös rakennustavan ympäristöystävällisyyden kannalta merkittävä edistysaskel.

Yksinkertaisista moduuleista koostuva asunto, jossa moduuliin sijoittuvat toiminnot eivät ole riippuvaisia ympäröivistä moduuleista, ja joissa moduulien uusiokäyttöön vaikuttavat tekijät on otettu suunnitteluvaiheessa huomioon, on ympäristöystävällisyyden ja pitkällä

(24)

ajanjaksolla rakennusalan tehokkuuden kannalta kestävin ratkaisu moduulirakentamisessa. Rakennusaikaisten päästövähenemien lisäksi moduulirakentamisen elinkaariajattelua tukeva uusiokäyttö on yksi rakennustavan hyödyistä verrattaessa perinteisiin rakennusmenetelmiin.

Rakennusaikaisiin päästöihin, työmaajätteen määrään ja työmaaturvallisuuteen liittyvät hyödyt moduulirakentamisessa ovat vahvasti sidoksissa tehdasrakentamiseen. Myös rakennusvirheiden määrä vähenee valvotuissa tehdasolosuhteissa merkittävästi. Verratta- essa perinteisiin rakennusmenetelmiin moduulirakentamisella on siis monia hyötyjä etenkin rakennusvaiheeseen liittyen. Näiden hyötyjen lisäksi rakennustavan on oltava rakennusalan tehokkuutta lisäävä tekijä, jotta se yleistyisi tulevaisuudessa voimakkaam- min.

(25)

5. YHTEENVETO

Moduulirakentamisen ekologiset ja joustavaa rakentamista tukevat hyödyt ovat osateki- jöitä rakentamismuodon yleistymiselle. Jatkuva kehittyminen ja rakennusprosessin opti- mointi ovat jo nyt alentaneet moduulirakentamisen kustannuksia, ja tulevaisuudessa ra- kennusmuoto tulee todennäköisesti olemaan taloudellisesta ja ympäristöystävällisyyden näkökulmasta katsottaessa yhä entistäkin houkuttelevampi vaihtoehto.

Rakennushankkeen aikaisten kustannusten säästöt verrattuna perinteisiin rakennusmenetelmiin ovat seurausta tehdastyön tehokkuudesta verrattuna rakennustyömaalla ta- pahtuvaan rakentamiseen. Tehdastyö mahdollistaa myös työmaajätteen huomattavan vähentämisen rakennusprosessin aikana. Nämä hyödyt ovat jo nyt merkittäviä moduulirakentamisen käyttämistä puoltavia tekijöitä, ja tulevaisuudessa teknologian kehittämi- nen ja sen kasvava hyödyntäminen rakennusalalla saattavat kasvattaa näiden tehdas- työn hyötyjen merkitystä rakennusalalla.

Moduulirakennuskohteiden asuntosuunnittelussa on pitkäjänteisen ympäristöystävälli- syyden kannalta järkevää ottaa suunnitteluvaiheessa huomioon moduulien uusiokäyt- töön vaikuttavia tekijöitä. Asuntosuunnittelussa huomioon otettava seikka on myös moduulien toistuvuus. Tehokkuuden lisääminen tahdastyövaiheessa lisää moduulirakentamisen taloudellista kannattavuutta, ja tätä kautta rakennustavan kilpailukykyä rakennusalalla.

Moduulirakentaminen on kehittyvä ala, jolla on potentiaalia auttaa tulevaisuuden asuntosuunnittelua kestävämpään suuntaan. Tilojen muuntaminen ja uusien käyttötarkoitus- ten löytäminen on auttanut vanhoja, jo aiemman käyttötarkoituksensa täyttäneitä rakennuksia pysymään hyödyllisinä nyky-yhteiskunnassa. Moduulirakentamisen vahvuudet saattavat auttaa kestävän asuntosuunnittelun tulevaisuuden haasteissa.

(26)

LÄHTEET

Abdelmageed, S., Abdelkhalek, S. & Zayed, T., 2020. Benefits and Challenges of Modular Integrated Construction in Hong Kong: A Literature Review. Hong Kong, The 8th International Conference on Construction Engineering and Project Management Dec. 7-8, 2020, Hong Kong SAR.

Agha, A., Shibani, A., Hassan, D. & Zalans, &., 2021. Modular Construction in the United Kingdom Housing Sector Journal of Architectural Engineering Technology, vol 10 no. 2., s. 1-7.

Dobraszczyk, P. & Sealy, P., 2016. Function and Fantasy: Iron Architecture in the Long Nineteenth Century. Teoksessa: New York: Routledge, s. 27.

Generalova, E. M., Generalov, V. P. & Kuznetsova, A. A., 2016. Modular buildings in modern construction. Procedia Engineering, 2016(153), s. 167-172.

Huang, J. & Krawczyk, R. J., 2006. Mass Customizing Prefab Modular Housing by Internet- aided Design. Kumamoto, the 11th International Conference on Computer Aided Architectural Design Research in Asia (CAADRIA).

Jang, H., Ahn, Y. & Roh, S., 2022. Comparison of the Embodied Carbon Emissions and Direct Construction Costs for Modular and Conventional Residential Buildings in South Korea. Buildings, 06 01, 2022(12), s. 1-15.

Jiang, Y., Zhao, D., Wang, D. & Xing, Y., 2019. Sustainable Performance of Buildings through Modular Prefabrication in the Construction Phase: A Comparative Study. Sustainability, 14 Lokakuu, s. 3-8.

Kotilainen,S.,2013.Trepo. [Verkossa]

Saatavilla:https://trepo.tuni.fi//handle/10024/116748 [Haettu 16 03 2021].

Lawson, R. & Ogden, R., 2010. Sustainability and process benefits of modular construction.

Salford, s.n., s. 38-51.

Luther, M. B., 2009. Towards prefabricated sustainable housing - an introduction. BEDP environment design guide, 2009(TEC 28), s. 1-11.

MBI, 2010. Improving Construction Efficiency & Productivity with Modular Construction, Charlottesville: Modular Building Institute.

Minunno, R., O´Grady, T., Morrison, G. M. & Gruner, R. L., 2020. Exploring environmental benefits of reuse and recycle practices: A circular. Elsevier, 09, 2020(160), s. 1-14.

Perampalam, G. ym., 2019. Modular Building Design: Post-Brexit Housing. Kööpenhamina, Ernst & Sohn.

Phillips, D., Guaralda, M. & Sawang, S., 2016. Innovative Housing Adoption: Modular Housing for The Australian Growing Family. Journal of The Green Building, s. 147-170.

Rakennuslehti, 2012. Neapon moduulikerrostalo valmistui Helsingin Myllypurossa.

Rakennuslehti, 5 12.

Ruutikainen,T.,2013.cris. [Verkossa]

Saatavilla:https://cris.tuni.fi/ws/portalfiles/portal/8304880/ruutikainen.pdf [Haettu 08 03 2022].

The Editors of Encyclopedia, 2021. Britannica. [Verkossa]

Saatavilla:https://www.britannica.com/topic/Crystal-Palace-building-London [Haettu 13 04 2022].

(27)

KUVALÄHTEET

Kuva 1. oikotie.fi/asunnot 26m²Pyssysepänkaari 4 [pohjapiirros]

Verkkosivusto: https://asunnot.oikotie.fi/vuokra-asunnot/kirkkonummi/16800569 Kuva 2. TA-Yhtiöt Pohjakuvat 2H+K+S 57,5m² Kivensilmänkuja 6, Kerrostalo [pohjapiirros]

Verkkosivusto: https://ta.fi/asumismuodot/asumisoikeus/kohdeluettelo/kohde/111853 Kuva 3. TA-Yhtiöt Pohjakuvat 3H+K+S 73,0m² Kivensilmänkuja 6, Kerrostalo

[pohjapiirros]

Verkkosivusto: https://ta.fi/asumismuodot/asumisoikeus/kohdeluettelo/kohde/111853

(28)