Modulaarsetel ja taaskasutatavatel ehituskomponentidel põhinev tööstuslik ehitustehnoloogia aitab parandada ehitustegevuse tõhusust ja lahendada paljud valdkonna murekohad.
Alustuseks palun sul teha kiire mõtteharjutuse. Mis seoseid tekitab sinus sõnapaar „muster“ ja „maja“? Ehk kerkib mõtteisse mõni tüüpprojekt? Või seostad neid sõnasid majamustrilise tekstiiliga, äkki hoopis vaiphoonestusega? Ilmselt vähesed seostavad neid sõnu Tallinna maja tüübiga või mõne sovetiaegse suurpaneelidest korterelamuga. Aga neid majasid võikski pidada mustermajadeks, kuna need on süsteemsed ja loodud ühtsete põhimõtete järgi.
Mis on majamuster?
Kuigi ehitusele heidetakse ette süsteemse lähenemise puudumist ja tuuakse alatasa eeskujuks auto- ja lennukitööstust, siis on selge, et kaasaegseid majasid ei saa projekteerida ja ehitada nagu autosid või lennukeid – objektidena, mis ei suhestu ümbritseva keskkonnaga. Kendall1 väidab, et uued ehitised peavad olema masskohandatavad: süsteemsed, kuid muudetavad vastavalt regionaalsele kliimale, kohalikule ilmastikule, ehituskultuurile, ehitusnormidele, planeeringule ja tellija vajadustele. Lühidalt öeldes on muster tehnoloogia, mille abil selliseid hooneid luua.
Kuigi ehitusele heidetakse ette süsteemse lähenemise puudumist ja tuuakse alatasa eeskujuks auto- ja lennukitööstust, siis on selge, et kaasaegseid majasid ei saa projekteerida ja ehitada nagu autosid või lennukeid – objektidena, mis ei suhestu ümbritseva keskkonnaga.
Raamatu „A Pattern Language“ („Mustrite keel“) autorid demonstreerivad veenvalt, et arhitektuuris on võimalik mustrite ehk arhetüüpsete ja korratavate lahenduste kasutamine, et ruumi ja objekte organiseerida.2 Nende tõlgenduses on mustrid esteetilised, konstruktiivsed ja poliitilised instrumendid, mis töötavad ruumiloome erinevatel tasemetel ning paindlike mustrite abil võib kujundada objekte ukse käepidemetest linnatänavateni.
Majamuster võib olla range või paindlik. Rangete mustrite abil saab luua vähevarieeruvaid hooneid, paindlike mustrite abil saab ehitada hooneid, mille vorm ja funktsioon on kohandatud ümbritseva keskkonnaga. Tallinna maja muster on palju paindlikum kui näiteks 1–464 tüübi järgi ehitatud Mustamäe viiekordne maja. Hea muster jätab arhitektile piisava vabaduse luua unikaalseid ja kohaspetsiifilisi lahendusi. Mustri kasutamine peab tagama hoone konstruktsioonide stabiilsuse, helipidavuse, tuleohutuse, energiatõhususe ja kasutusmugavuse.
Tänapäevased mustermajad toodetakse tööstuslikult. Kaasaegne tööstuslik muster on sisuliselt modulaarsete ehituskomponentide kogum, millest saab luua väga erineva funktsiooni ja suurusega hooneid. Peale nn ehitusklotside sisaldab muster ka nende klotside omavaheliste ühenduste ja kombinatoorika põhimõtteid. Mustri komponente võib esitleda 2D-jooniste või 3D-mudelitena ning mustri kombinatoorika põhimõtteid kirjeldada tekstiliselt või skeemidena.
Nõudlus uute ehitussüsteemide järele on tekkinud tänu tööstusliku ehituse levikule ning ehitussektori pöördele projektipõhiselt lähenemiselt tootepõhiseks eesmärgiga suurendata ehituse tootlikkust ning kvaliteeti.3 McKinsey raport4 kinnitab, et tehaseline ehitus suudab lühendada ehitiste teostamise aega kuni 50% ning vähendada ehitushinda kuni 20%. Mulle tundub, et see on üpris tagasihoidlik hinnang ning tegelikkus võib meile pakkuda mitmeid meeldivaid üllatusi. Elame, näeme!
Mustri abil saame hallata ehitusandmete voogu projekteerimisest tootmiseni. Ühest küljest saab mustrit kasutav arhitekt info tootmislahenduste, materjalide koguste (sh seotud süsiniku jalajälje), tootmise kiiruse ja ligikaudse hinna kohta juba projekteerimise etapis. Teisest küljest saab arhitekti projekteeritud lahenduse anda üle tehasele arusaadavas ja kompaktselt esitatud formaadis. See võimaldab omakorda tehastel kiiresti koostada hinnapakkumisi projekteeritud lahenduse tootmiseks. Niiviisi muutub kogu projekteerimise ja hinnastamise protsess kiiremaks ning läbinähtavamaks ning tellija ja arendaja riskid vähenevad märgatavalt.
Hea mustri arendamine on aega ja järjekindlust nõudev protsess ning see tasub ette võtta siis, kui tarvidus mustri järele on piisavalt suur ehk selle alusel loodavate mustermajade hulk küünib vähemal kümneni, parimatel juhtudel sadade või tuhandeteni. Suurematel moodulmajade tootjatel on välja töötatud oma mustrid, kuid ühe keskmise Eesti tehase tootmisvõimsusest jääb väheseks, et õigustada oma mustri loomist, sestap võiksid mustrid olla jagatud ja avatud. Avalikke huvisid kõige enam puudutavad mustrid võiksid olla ka avalikult kättesaadavad ja vabalt kasutatavad kõigile.
Mustri abil saame hallata ehitusandmete voogu projekteerimisest tootmiseni. Ühest küljest saab mustrit kasutav arhitekt info tootmislahenduste, materjalide koguste (sh seotud süsiniku jalajälje), tootmise kiiruse ja ligikaudse hinna kohta juba projekteerimise etapis. Teisest küljest saab arhitekti projekteeritud lahenduse anda üle tehasele arusaadavas ja kompaktselt esitatud formaadis.
Eesti mustrid
Üks võimalus on selliseid avatud mustreid arendada akadeemias. Näiteks Müncheni tehnikaülikoolis on professor Stefan Winteri juhtimisel arendatud ettenägeliku ehituse (sks Bauen mit Weitblick) kontseptsiooni,5 mida saab pidada omamoodi mustrite kataloogiks. Eesti kunstiakadeemia arhitektuuriteaduskonna juurde kuuluvas Puitarhitektuuri kompetentsikeskuses on viimaste aastate jooksul välja töötatud kaks mustrit: 369 ja 3cycle.
369 moodulid on kas kolme, kuue või üheksa meetri pikkused, kuid alati kolme meetri laiused. Iga 369 mooduli kandekonstruktsioon on nii tugev, et seda saab turvaliselt tõsta. Hoone kandeskeleti moodustavad moodulid ja selle jäikuse tagavad moodulite külge kinnitatud seinad. Üksteise peale saab asetada kuni seitse kihti mooduleid. Süsteem on avatud lähtekoodiga – selle kasutusjuhendi ja modulaarsete ehituskomponentide BIM/CAD kataloogi saab veebist alla laadida tasuta.6
369 mustri loomisel on lähtutud järgmistest põhimõtetest:
- Informatiivsus. Mustermaja konstruktsiooniline ja tehniline ülesehitus peab olema lihtsasti nähtav nii maja ehitajale, kasutajale kui ka hooldajale.
- Universaalsus. Lahendus peab olema piisavalt lihtne, et seda saaks toota erinevates tehastes ja monteerida erinevad ehitajad ning et mooduleid saaks transportida eriloata.
- Energiatõhusus. 369 mustriga maja tootmiseks, transpordiks, koosteks ja kasutuseks kuluv energiahulk peab olema võimalikult väike.
- Ringkasutatavus. Mustermaja komponendid peavad olema kergesti ligipääsetavad, lahti monteeritavad ja uuesti kasutatavad.
- Kestvus. Arvestades ehituses kasutatava puidu kasvutsükliga, peavad konstruktiivsete komponentide puitosad vastu pidama vähemalt 100 aastat.
- Paindlikkus. Modulaarne süsteem ei tohi saada projekteerimist takistavaks teguriks ja peab kohanduma hoonete eri tüpoloogiatega.
- Avatus. Mustermaja kontseptsioon jääb ilma piiranguteta avatuks kõigile, kes tahavad seda kasutada ja edasi arendada, sh kommertslikel eesmärkidel.
- Autonoomsus. Hoone funktsionaalsed ühikud (nt korterid kortermaja puhul) peaksid olema üksteisest sõltumatud nii juurdepääsetavuse kui ka tehnosüsteemide lahususe mõttes.
369 muster võeti aluseks 2022. aasta sügisel toimunud Põhja-Tallinna lasteaedade arhitektuurivõistlusel. Võistluse eesmärk oli leida paindlik lahendus, mida saaks kasutada erineva suurusega lasteaedade loomisel või uuendamisel. Konkursile laekunud mitmekesiste tööde alusel võib julgesti väita, et arhitektid on valmis mustrit kasutama ning Inphysica technology ja KUU arhitektide loodud võidutöö näitab ilmselgelt, et seatud raamid ei piira loomingulist lähenemist. Tulemusena oleme saanud tööstuslikult toodetava, oluliselt väiksema keskkonna jalajälje, kuid väga lapsekeskse musterlasteaia kavandi.
3cycle on süsteemi 369 edasiarendus ning see on mõeldud ühe- kuni neljakorruseliste õppeasutuste loomiseks. 3cycle’i süsteemis on projekteeritud Elektrilevi Kiili koolituskeskuse hoone, mis on nüüdseks saanud ka ehitusloa. Kuna 3cycle mustri arendus sattus ajale, mil kerkisid päevakorrale ülemaailmsed kriisid tarneahelates ja toimus pöörane ehitusmaterjalide kallinemine, on mustri põhikonstruktsioon tehtud ainult kohalikest materjalidest. Standardseid mooduleid on optimeeritud eesmärgiga vähendada kasutatud materjalide koguseid ja seeläbi ka hoone tootmise ja rajamise hinda.
Lisaks on võimalik standardsetest moodulitest loodud lahendust hiljem laiendada moodulite lisamisel või see suisa lahti monteerida ning mooduleid kuskil mujal kasutada. Kui hoonet ei ankurdata jäädavalt ühte asukohta, siis väheneb arendaja risk ehitada valesse kohta ja vale suurusega hoone. Moodulitest kokku- ja lahtikäivad hooned on sisuliselt liikuvvara, mis ei ole kohaliku omavalitsuse kulu-, vaid tõenäoline tuluallikas, sest selle saab vajadusel lahti võtta, ümber paigutada või sootuks tükkide kaupa maha müüa.
Ehituskomponentide modulaarsus ja lahtivõetavus on ringmajandava ehituse tuum. Komponentide uuskasutus võiks olla oluliselt säästlikum tavapärasest materjalide taaskasutusest, sest väldib materjalide üksteisest eraldamisele ja uuesti kokkupanemisele kuluvat energiat. Loomulikult kulub ka komponentide monteerimisele ja demonteerimisele energiat, kuid eeldatavasti tunduvalt vähem kui materjali kaupa sorteerimisele ja taaskasutusele.
Avalik sektor loogu avatud mustreid!
Muster loob aluse hoone kiirele projekteerimisele ja lihtsustab ehitushanke korraldamist. Elektrilevi projekt näitab, et mõningase veenmise tulemusel on erasektor valmis nõudlusele vastama ja mustermajade ehitamiseks pakkumisi tegema. Kui tootja tiim on hankel esimest korda osaledes endale mustri selgeks teinud, siis iga uue hinnapakkumuse tegemine peaks muutuma märkimisväärselt hõlpsamaks. Seda põhjusel, et iga järgnev projekt kasutab varem loodud ja juba hinnastatud komponente. Selle tulemusel võiks väärtusepõhiste ehitushangete korraldamine muutuda tunduvalt lihtsamaks ja läbipaistvamaks.
Kokkuleppe „Ehituse pikk vaade 2035“7 kohaselt peaks avalik sektor olema eestvedajaks ja näitama eeskuju nii targa tellimise kui ka innovatsiooni soodustamisega. Pealegi peavad avaliku sektori uued hooned juba 2027. aastal olema ligi nullemissiooni hooned. Mustrite kasutamine aitaks neid eesmärke saavutada. Kuna peale suuremate linnade pole ühelgi kohalikul omavalitsusel piisavalt ressurssi, et mustrite arendusi ise ette võtta, siis oleks loogiline, et seda teevad riigiinstitutsioonid: ministeeriumid, nende vastavad ametid, riigiettevõtted ning avalikud teadus- ja arendusasutused.
Mustrite arendus on olemuselt teadus- ja arendusteenus, mida võivad riigi tellimusel osutada institutsioonid, kellel on selleks kompetents. Kui teenuse sisuks on avatud mustri loomine, siis pole riiklikul tellijal tarvis algatada keerukat hankeprotsessi. Riigihangete seaduse (RHS § 11 lg 1 p 19) järgi saab teadus- ja arendusteenuse tellimisel teha erandi riigihanke korraldamise protseduuris, kui tellija pole ainuke, kes sellest arendusest kasu saab. Teisisõnu: nii saab avatud mustreid arendada liigse bürokraatiata ja see ei too kaasa kohustust lähtuda riigihanke seaduses sätestatud korrast.
Kokkuvõtteks: mustrite kasutamine võiks olla kiireim ja läbipaistvaim viis rohepöörde tegemiseks uute hoonete ehituses. Selleks peavad kõik väärtusahela lülid arendajast projekteerija, tootja ja ehitajani ideega kaasa tulema. Sellele pöördele saab aluse panna avalik sektor, luues avatud mustreid.
RENEE PUUSEPP on arhitekt, ehitustehnoloogia ettevõtja ja Eesti kunstiakadeemia arhitektuuriteaduskonna vanemteadur.
AVALDATUD: Maja 111 (talv 2023), peateema Tänavarahutus
1 Stephen Kendall, „The next wave in housing personalization: Customized residential fit-out“, Mass-Customization and Personalization in Architecture and Construction, toim. Poorang A. E Piroozfar ja Frank T. Piller (Routledge, 2013), 42–52
2 Christopher Alexander, Sara Ishikawa, Murray Silverstein, A Pattern Language (Oxford University Press, 1977)
3 Patrik Jensen, „Configuration of Modularised Building Systems“ (Licentiate thesis, Luleå tehnikaülikool, 2010)
4 Nick Bertram, Steffen Fuchs, Jan Mischke, Robert Palter, Gernot Strube ja Jonathan Woetzel, Modular Construction: From projects to products (McKinsey raport, 2019), 2
5 Stefan Winter jt, Bauen mit Weitblick – Systembaukasten für den industrialisierten sozialen Wohnungsbau (Fraunhofer IRB Verlag, 2019), https://www.irbnet.de/daten/rswb/19029012232.pdf
6 „User Manual“, 369 Pattern Buildings, https://patternbuildings.com/docs/.
7 „Kokkulepe ehitusvaldkonna seitsme suure sammu astumiseks“, https://eehitus.ee/wp-content/uploads/2019/04/2021-06-09-Ehituse-pikk-vaade-2035-kokkulepe-ja-lisad.pdf
