Karelia mittaa puukerrostalon teknisten rakenteiden toimintaa
Petri Laitinen
Opiskelija-asunnut Oy Joensuun Elli rakentaa Joensuussa 14-kerroksista puukerrostaloa, jonka on määrä valmistua syksyllä 2019. Näin korkea puutalo rakennetaan Suomessa ensimmäistä kertaa, ja hanke on suunnitteluvaiheesta alkaen herättänyt ristiriitaisia reaktioita eri osapuolten keskuudessa. Karelia-ammattikorkeakoulun hallinnoiman rakentamisen digitalisaatio -projektin toimenpiteenä on suunniteltu yksinkertainen järjestelmä rakennuksen teknisten rakenteiden olosuhdemittauksen toteuttamiseksi rakentamisen ja valmiin rakennuksen käytön alkuvaiheessa. Mittausten avulla selvitetään CLT-elementtirakakenteisen kerrostalon toteutuneita muodonmuutoksia suhteessa suunniteltuihin toleransseihin.
Opiskelija-asunnut Oy Joensuun Elli rakentaa Joensuussa 14-kerroksista puukerrostaloa. Kuva: Petri Laitinen.
Ensimmäisessä vaiheessa on suunniteltu painumamittauksen toteuttava järjestelmä, josta on rakennettu rakennustekniikan laboratorioteknikon ja Karelian tietotekniikan opiskelijoiden voimin yksilöllinen toteutus. Järjestelmä koostuu Cloud9-pilvipalveluympäristössä (c9.io) toimivasta itse rakennetusta tiedonkeruuohjelmistosta ja Rapsberry Pi 3 –korttitietokoneita hyödyntävistä päätelaitteista, jotka huolehtivat sensoridatan lukemisesta ja välittämisestä palvelinohjelmalle. Korttitietokoneiden vaatima yhteys internetiin on toteutettu kohteessa tavallisen wifi-modeemin (Huawei B525) avulla. Raspberry Pi 3 -korttitietokoneessa on sisäänrakennettu wifi-tuki.
Painuman mittauksessa päätettiin käyttää Novotechnikin lineaarista asentoanturia, jonka avulla voidaan mitata lineaarista liikettä. Anturi toimii potentiometrin tapaan, eli sensorin tangon asennon muutos muuttaa laitteen resistanssia, joka taas voidaan lukea korttitietokoneella. Raspberry Pi -korttitietokone ei kuitenkaan tarjoa tukea analogisen signaalin kirjoittamiseen tai lukemiseen, joten piiriä on täydennetty ADS 1115 -muuntimella. Anturi kiinnitetään pystyasentoon mitattavan rakenteen alapäähän, ja mittaus tapahtuu erikoisvalmisteisen punnuksen kiristämän pianolangan avulla. Punnuksen tehtävänä on pitää pianolanka jatkuvasti kireänä ja välittää langan alapään sijainnin muutos asentosensorille. Pianolanka muuttaa jonkin verran muotoaan lämpötilan vaihtelun johdosta, mistä syystä mittauspisteessä mitataan myös lämpötila, jonka avulla mittausten tuloksia voidaan oikaista lämpölaajentumisen vaikutuksella.
Painumamittausjärjestelmän prototyyppi ja palvelimen raporttisivu. Kuva: Petri Laitinen.
Elokuun 2018 alussa rakennuksen rungon pystytys oli edennyt neljänteen kerrokseen, jonka jälkeen päästiin asentamaan ensimmäisen kolmen kerroksen painumaa mittaavan osan. Järjestelmä asennettiin hissikuiluun, ja mittanauhana toimiva pianolanka suojattiin mekaanisilta häiriöiltä metallisen kourun avulla. Korttitietokone konfiguroitiin siten, että se herää joka yö puoliltaöin tekemään mittaukset ja lähettämään tulokset Cloud9-palvelimeen. Tällä tavalla mittaustuloksiin ei päädy päivisin toimivan työmaan tärinän aiheuttamaa häiriötä ja virhettä.
Kerrostalon rakentaminen etenee, ja seuraavan kolmen kerroksen rakenteiden valmistuttua asennetaan mittausjärjestelmän seuraava osa. Saaduista mittaustuloksista kerrotaan Vasun seuraavissa numeroissa.
Petri Laitinen
projektipäällikkö (Rakentamisen digitalisaatio -projekt)
Karelia-ammattikorkeakoulu
Rakentamisen digitalisaatio -projektia hallinnoi Karelia-ammattikorkeakoulu ja se on Euroopan sosiaalirahaston ja JOSEK Oy:n rahoittama.