15 miljoonaa kiloa vaatii mahdollisimman luotettavat perustukset – jättitehdasta ei rakenneta kokeilemalla

Metsä Groupin Äänekosken biotuotetehtaan rakennesuunnittelu on parhaimmillaan sitonut yli sata ihmistä. Tehtaan erikoisuus on sen valtava koko, mutta kaikkia elementtejä ei ole voitu niin suurina valmistaa kuin suunnittelijat olisivat halunneet.

Rakennesuunnittelija
Metsä Groupin Äänekosken biotuotetehtaaseen tulee maailman suurimmat varastosäiliöt.
Sanna Savela / Yle

Äänekoskelle rakennettavan Metsä Groupin biotuotetehtaan suunnittelua ei aloitettu seinistä. Tehtaan sydämen muodostavat koneet: seinät ja katto istutetaan niiden ympärille.

Päärakennesuunnittelija Samu Ristolainen massatehdastyömaan edessä Äänekoskella Metsä Groupin biotuotetehdastyömaalla.
Päärakennesuunnittelija Samu RistolainenSanna Savela / Yle

Äänekoskellakin tehdasrakennuksilla on arkkitehti, mutta kovin vapain käsin hän ei voi työtään tehdä, sillä esimerkiksi laitetoimittaja määrittelee, millaisen tilan koneet tarvitsevat ja tuotantoprosessi ratkaisee koneiden järjestyksen tontilla.

Ja sitten on vielä rakennesuunnittelija, joka päättää, millaiset perustukset ja rungon rakennukset tarvitsevat – ne vaikuttavat voimakkaasti myös rakennusten ulkonäköön.

Valtavassa tehtaassa kuormat ja rakennusten jännevälit ovat suuria.

Samu Ristolainen

16 vuotta teollisuusrakentamiseen keskittynyt rakennesuunnittelija Samu Ristolainen on tehnyt viime kesän jälkeen lukemattomia laskutoimituksia, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä tehtaan tulevaisuuden kannalta.

Vastuu painava: yli sadan rakennesuunnittelijan työnjälki ja rakenneratkaisujen valinnat ovat päärakennesuunnittelijana hänen vastuullaan.

– Valtavassa tehtaassa myös kuormat ja rakennusten jännevälit ovat suuria. Esimerkiksi suurimmat massasäiliöt painavat 15 000 tonnia ja pisimmillä, betonisilla kattopalkeilla on mittaa 45 metriä.

Opettavaisia kohtaamisia

Ristolainen vieralee säännöllisesti Äänekosken työmaalla, vaikka varsinaiset piirustukset syntyvätkin pääosin Sweco Rakennetekniikan Helsingin Ilmalassa sijaitsevassa toimistossa.

Metsä Groupin Äänekosken biotuotetehtaan päärakennesuunnittelija Samu Ristolainen
Sanna Savela / Yle

– Jokaisen rakennesuunnittelijan on hyvä päästä käymään työmaalla: on hyvin opettavaista tavata rakentajia. Äänekoskella tehdasta rakentaa vielä äärimmäisen ammattitaitoinen ja kokenut porukka.

Rakennesuunnittelijoiden vastuulle kuuluvat Äänekoskella myös maa- ja pohjasuunnittelu sekä paalutukset. Tehtaan perustusten alle on juntattu noin 17 000 paalua.

Jokaisen rakennesuunnittelijan on hyvä päästä käymään työmaalla.

Samu Ristolainen

Jo paalutusvaiheessa on pitänyt tietää, millaisia koneita rakennettaviin halleihin tulee.

– Laitetoimittajilta saatiin paalutusta varten alustavat kuormatiedot, ja alustavista runkosuunnitelmista voitiin laskea rakenteen oma paino. Niiden avulla tiedetään, millaista massaa paalujen on kannateltava.

Soodakattilaa lukuunottamatta kaikki biotuotetehtaan rakennukset ovat betonielementtirunkoisia. Kattilan ympärille tulee teräsrunko, ja sen suunnittelusta vastaa laitetoimittaja, koska runko on olennainen osa kattilan rakennetta.

Rakennusten seinissä on "betonisandwicheja" eli eristettyjä betonielementtejä tai eristettyjä peltipaneeleita.

Vapaalla ei pultteja ei lasketa

Rakentaminen on aina kiinnostunut Ristolaista.

Metsä Groupin Äänekosken biotuotetehtaan päärakennesuunittelija Samu Ristolainen työssään.
Sanna Savela / Yle

– Minulla on taipumusta ajattelutapaan, joka sopii matemaattisesti tarkkaan työhön.

Tarkkuuden lisäksi työ vaatii laskupäätä ja rakenteiden hahmottamista.

–Vaikka laskentaohjelmat hoitavat varsinaisen laskemisen, niihin ei voi sokeasti luottaa. Pitää olla myös näppituntumaa: kun katsoo kuvia, niistä pitää jo silmämääräisesti osata katsoa, onko kaikki kohdallaan.

Vapaa-aikana Ristolainen ei kulje niska kenossa tiirailemassa rakennuksia ja pohtimassa niiden rakenteita.

– Toki erikoiset ratkaisut kiinnittävät huomion, mutta en ole alkanut laskea, onko pultteja riittävästi, uskaaltako sisään kävellä.

Varman päälle

Tehtaan vaativimmissa rakenteissa ulkopuolinen tarkastaja käy suunnitelmat läpi. Ulkopuolista tarkastajaa on käytetty esimerkiksi pitkän jännevälin kuorimossa sekä raskaasti kuormitettujen rakenteiden massatehtaassa.

Metsä Groupin päärakennesuunnittelija Samu Ristolainen Äänekosken biotuotetehtaalla.
Samu Ristolainen ja maailman suurin varastosäiliö.Sanna Savela / Yle

– Yhdestäkään ei ole virheitä löytynyt. Tarkastuksia tehdään toki ensin sisäisesti oman laatujärjestelmämme mukaisesti.

Ristolaisen mukaan on silti aina mahdollista, että virheitä sattuu. Useimmiten ne liittyvät tilanteisiin, joissa esimerkiksi yritetään säästää materiaaleja.

– Täällä miniminointi ei onnistu. Teollisuussuunnittelussa pitää ottaa huomioon isot kuormat ja mahdollisuudet muutostarpeet, joten mieluiten tehdään varman päälle, eikä säästäen.

Tavanomaisia jättiläisiä

Suuruudessaan Äänekosken tehdas ei vedä vertoja millekään aikaisemmalle Ristolaisen työlle.

Metsä Groupin Äänekosken bioutuotetehtaan työmaa: vaalea rakennus on käyttökonttori, nostureiden luona turbiinirakennus.
Kuvassa keskellä biotuotetehtaan käyttökonttori, takana on rakenteilla turbiinirakennus. Piippu kohoaa 120:teen metriin.Sanna Savela / Yle

Vaikka käytettävät rakenteet ovat tavanomaisia, tehtaan jättimäisyys tekee niistäkin erikoisia: esimerkiksi kuorimoon tehtiin erittäin massiivisia paikalleenvalurakenteita, massatehtaassa toiseen kerrokseen sijoitettiin erittäin painavia pesureita ja rakennuksen päädyssä sijaitsevat valmistuesssaan maailman suurimmat massasäiliöt.

– Kirjo on niin laaja, etten osaa vain yhtä nostaa esiin.

Rakennesuunnittelua, kuten koko tehtaan rakentamista, tahdittaa äärimmäisen tiukka aikataulu. Suunnittelu etenee rakentamisen kanssa: välillä rakentajat lähes kädet ojossa odottavat uusia piirustuksia.

Esimerkiksi kaustisoinnin kalkkisiiloon suunniteltiin niin suuria pilareita, että ne lopulta päätettiin tehdä kahdessa osassa.

Samu Ristolainen

Tehtaan rakennesuunnittelu alkoi viime kesänä, ja tämän kesäna aikana se saadaan valmiiksi, sillä valmiusaste on jo 95 prosenttia.

Ristolaisen se pitää silti projektissa loppuvuoden: pieniä suunnittelutäydennyksiä on odotettavissa jouluun saakka.

Viime hetken muutoksia

Koko talven eri puolilta Suomea Äänekoskelle on suunnannut viikoittain erikoiskuljetuksia. Tehtaan koon vuoksi esimerkiksi betonielementit ovat erittäin suuria. Rakennesuunnittelijoiden pöydällä osa niistä oli vieläkin suurempia.

– Esimerkiksi kaustisoinnin kalkkisiiloon suunniteltiin niin suuria pilareita, että ne lopulta päätettiin tehdä kahdessa osassa. Osittain syynä oli kuljetuksen vaikeus, mutta myös tehtaan tuotantoprosessin asetti rajoitteita.

Valtavien massojen vuoksi joitakin rakenneratkaisuja on jouduttu muuttamaan viime hetkillä.

Metsä Groupin Äänekosken biotuotetehtaan massatehtaan hakesiilon betonirunko jouduttiin valamaan paikoillaan, elementeistä ei olisi saatu riittävän jäykkää rakennetta.
Massatehtaan hakesiilon runko tehtiin paikallavaluna.Sanna Savela / Yle

– Muun muassa massatehtaan hakesiiloa tehtäessä jouduttiin luopumaan elementtiratkaisuista ja siirtymään paikalleenvaluun, että rakenteesta saatiin riittävän jäykkä.

Työhön kuuluu, että joskus voi joutua huomaamaan, että valittu rakenneratkaisu ei ollut huono, mutta ei paras mahdollinenkaan.

Työläs projekti pitää kolmen lapsen isän ajatukset tiiviisti työssä, ja perhe tarjoaa tarpeellista vastapainoa.

– Joskus olen yrittänyt ennen nukahtamista ratkaista mielessäni jotain ongelmaa. Ilmeisesti alitajunta on hoitanut homman yön aikana, sillä aamulla on ratkaisu ollut valmiina.