Wärtsilän Sustainable Technology Hub on monimuotoisten rakenneratkaisujen ja kestävän tulevaisuuden keskus

Wärtsilän uudessa Sustainable Technology Hubissa (STH) eri toimijat startupeista yliopistoihin luovat, testaavat ja kehittävät meri- ja energiateollisuuden tulevaisuutta. Wärtsilän kunnianhimoisena tavoitteena on vähentää meriliikenteen kasvihuonepäästöjä 60 prosentilla vuoteen 2030 mennessä, ja tätä työtä edistetään teknologiakeskuksessa yhdessä useiden eri toimijoiden kanssa.

– Tuomme kaikki resurssimme saman katon alle. Älykkäässä tuotantolaitoksessa kehitämme tulevaisuuden energiajärjestelmiä ja kestävän yhteiskunnan innovaatioita joustavien valmistusjärjestelmien, robotiikan, digitaalisten kaksosten ja big data -analytiikan avulla, kertoo Wärtsilän kiinteistöjohtaja Tommy Grannas.

Teknologiakeskuksen, toimistorakennuksen ja logistiikkakeskuksen muodostama kokonaisuus on valtava – samankokoinen kuin Helsingin Olympiastadion on katsomoineen. Lähes 250 miljoonan euron hanke toteutui kokoonsa nähden nopeasti: rakennustyöt alkoivat kesällä 2019 ja teknologiakeskus vihittiin käyttöön 1.6.2022.

Wärtsilän Sustainable Technology Hub (STH) on uusi tuotanto-, tutkimus-, ja tuotekehityskeskus Vaasan Vaskiluodossa. Kuva: Wärtsilä Corporation

A-Insinöörit vastasi monialaisessa hankkeessa teknologiakeskuksen sekä toimisto-osan rakenne-, valmisosa-, akustiikka- ja geosuunnittelusta. Erityisesti tuotanto- ja tutkimuskeskus edellyttää kaikilta suunnittelijoilta innovaatiokykyä.

– STH on rakenneratkaisuiltaan ja käyttötarkoitukseltaan ainutlaatuinen, ja suunnittelijoiden vankka kokemus auttaa soveltamaan ja keksimään uutta. Rakennuksessa käytettävät rakenneratkaisut on optimoitu sekä toteutettavuudeltaan että kustannuksiltaan. Muuntojoustavina niissä on huomioitu myös tulevaisuuden käytön tarpeet, Grannas sanoo.

Suuret nosturikuormat edellyttävät poikkeuksellisia rakenneratkaisuja

Wärtsilä Sustainable Technology Hubissa merenkulun ja energiatuotannon vähähiilisiin ratkaisuihin ja innovaatioihin liittyviä erilaisia tuotteita siirrellään myös yläkautta nostimien avulla. Vesikaton vapaa sisäkorkeus on korkeimmillaan 30 metriä, joten vapaan korkeuden vaatimukset ja huomattavan pitkät, jopa 40 metrin pilariruudukot vaativat rakennesuunnittelulta totutusta poikkeavia ratkaisuja.

– Rakennus on täynnä erittäin raskaasti kuormitettuja rakenteita. Koska pilareiden on kannettava 400 tonnin nostokapasiteetin siltanostureita, kehitimme niille normaaliratkaisuista poikkeavan ristikkopilaripäärungon, A-Insinöörien toimialajohtaja Timo Leppänen kertoo. Hän toimi STH:n päärakennesuunnittelijana ja koko hankkeen suunnittelun johtajana.

Wärtsilä STH:n 90 000 bruttoneliön kokonaisuuteen kuuluu noin 60 000 neliön tuotanto- ja tutkimuskeskuksen lisäksi noin 15 000 neliön toimistorakennus ja logistiikkakeskus. Kuva: Wärtsilä Corporation

STH:ssa on useita erilaisia toiminnallisia kokonaisuuksia, joiden erilaiset runkoratkaisut toimivat osaltaan koko vesikaton kantavina rakenteina.

– Esimerkiksi teknologiakeskuksen apulaitetila on järeä pilari-palkkirunkoinen betonirakennus, moottorien testisellit puolestaan ovat bunkkerimaisia teräsbetonirakenteita. Common labs ja toimistorakennuksen puolella sijaitseva innovaatiokeskittymä Partner Campus muistuttavat pilari-palkkirunkoisina rakenteina toimisto- ja liikerakentamista, mutta hyötykuormat ovat huomattavasti isompia, Leppänen kertoo.

Teräsrakenteinen yhdyssilta yhdistää teknologiakeskuksen uuteen toimisto-osaan.

Lattioilla liikutellaan satatonnisia moottoreita

Maavaraisten lattioiden on kestettävä kovia kuormia, sillä niiden päällä kuljetetaan yli 100 000 kiloa painavia moottoreita työstöpisteestä toiseen.

– STH:ssa pohjaolosuhteet olivat hyvin vaihtelevat. Osa maarakenteista on louhittua pohjaa, osa moreenia ja osa täyttöä pois kaivetun maan takia. Käytetylle murskeelle, sen tiivistämiselle ja paksuudelle laadittiin yksityiskohtaiset työohjeet ja laadunvalvonta tapahtui tiiviyskokeilla, A-Insinöörien geotekniikan suunnittelujohtaja Sami Punkari kertoo.

Osa rakenteista ulottui pohjavesipinnan alle, joten betonirakenteiden tiiviyden suunnittelussa, toteutuksessa ja laadunvarmistuksessa tarvittiin erityisen hyvää yhteistyötä rakenne- ja geosuunnittelijoiden sekä toteuttajan välillä.

– Perustukset eivät saa painua tai kiertyä hyvin raskaiden koneiden osien alla. Kallionvaraisuutta piti välttää, sillä perustukset eivät saa johtaa tärinää.

Joustavan laitteiden ja koneistojen siirtelyn lisäksi sisätilojen pohjaratkaisun on oltava muunneltavissa ilman lattian purkamista. STH:n lattiat on jaettu suuriin liikuntasaumalohkoihin. Jotta moottoreita voi siirtää ilmatyynykuljetusalustoilla, lattioiden on oltava erittäin tasaisia.

Wärtsilän Sustainable Technology Hubin tilojen maavaraisten lattioiden on kestettävä kovia kuormia, sillä niiden päällä kuljetetaan yli 100 000 kiloa painavia moottoreita työstöpisteestä toiseen. Kuva: Wärtsilä Corporation

Pienitaajuista melua ja värähtelyä torjutaan erillisillä testiselleillä

Sustainable Technology Hubista on tarkoitus tehdä Suomen hiljaisin tehdas. STH:n koeajoselleissä kuitenkin testataan kovaäänisiä moottoreita. Niistä lähtee myös pienitaajuista melua, joka on pidettävä erillään muista tiloista.

– Tavallisten ovien ja ikkunoiden äänen eristävyyttä ei ilmoiteta riittävän pienille taajuuksille asti, joten me jouduimme arvioimaan pienitaajuisen melun osuuden laskennallisesti. Jotta pystyimme rajoittamaan melu- ja värähtelytasoa riittävästi, testisellit toteutettiin erillisinä rakenteina STH:n sisälle, kertoo akustiikkaratkaisuja kehittänyt A-Insinöörien suunnittelujohtaja Timo Huhtala.

Ääntä eristävät rakenteet, huonevaimennukset ja värähtelynvaimennusratkaisut räätälöitiin mallintamalla koko tuotantotila talotekniikkaa myöten.

– Vakioratkaisujen sijaan jokainen akustinen ratkaisu on räätälöity. Samalla laskimme ympäristön melutasoja ja optimoimme eri lähteistä tulevan melun torjuntaa.

Laaja skaala Wärtsilän eri toimintoja saman katon alla tarkoittaa, että eri toimintojen tarpeiden, melupäästöjen ja tärinätasojen kaltaisten lähtötietojen kerääminen, hallinnointi ja mittaaminen on vaatinut tiivistä yhteistyötä Wärtsilän eri osastojen kanssa.

– Kaupan hyllyiltä ei löydy työkaluja näiden ilmiöiden laskentaan, joten kehitimme pienitaajuisen melun ja rakenteiden ääneneristävyyden mallintamiseen uusia työkaluja, Huhtala kertoo.

Sustainable Technology Hubista on tarkoitus tehdä Suomen hiljaisin tehdas. Kuva STH:n logistiikkakeskuksesta. Kuva: Wärtsilä Corporation

Yhteistyöprojektit sujuvat monipuolisessa toimistossa

Teknologiakeskuksen viereen on rakennettu viisikerroksinen toimistorakennus, josta löytyvät muun muassa neuvottelutilat ja toimistotilat sekä Wärtsilän ja asiakkaiden yhteistyöprojekteille tarkoitettu Partner Campus -alue. Ensimmäisessä kerroksessa on myös viisi paikallavaluna rakennettua S1-luokan väestönsuojaa.

– Maanvaraisesti perustetun ja pääosin betonirakenteisen toimistorakennuksen konehuoneet muodostavat kampamaisen julkisivupinnan. Niissä on pilari-palkki-ontelolaatta-rakenne. Itäpään rakenteissa on huomioitu mahdollisuus myös rakennuksen laajentamiseen, A-Insinöörien yksikönjohtaja Tomi Berg kertoo. 

Elementtirakenteisen toimistorakennuksen runko perustuu pääosin betonipilareihin, matalaleukapalkkeihin ja ontelolaattoihin. Rakennetta jäykistävät porras- ja hissikuilut, kantavat sandwich-elementit sekä rakennuksen alimman kerroksen paikallavaluseinät.

Wärtsilä STH teknologiakeskuksen viereen rakennetun viisikerroksisen toimistorakennuksen rakenne- ja elementtisuunnittelu on yksikönjohtaja Tomi Bergin (edessä) tiimin käsialaa. Kuva: A-Insinöörit

Suunnittelu eteni rinnakkain rakennustyön kanssa

Projektinjohtourakkamallilla läpiviedyssä hankkeessa suunnittelu eteni rinnakkain rakennustyön kanssa. Osapuolet työskentelivät yhteisen 3D-mallin avulla koko hankkeen ajan erittäin tiiviissä ja hyvässä yhteistyössä.

– Hankkeiden suunnittelussa ja toteutuksessa ei ole enää selkeää ajallista rytmitystä ja peräkkäisyyttä. Kun osa-alueet etenevät samanaikaisesti ja limittäin, suunnitelmia täytyy tuottaa etupainoisesti. Jos ratkaisujen tekemistä pelkää, jää jälkeen. Wärtsilän uraauurtava hanke osoittaa, että kykenemme jatkossakin suunnittelemaan vastaavia isoja, vaativia ja nopean toteutusajan hankkeita, Timo Leppänen kertoo.

A-Insinöörit vastasi Wärtsilän Sustainable Technology Hubin teknologiakeskuksen sekä toimisto-osan rakenne-, valmisosa-, akustiikka- ja geosuunnittelusta. Kuvassa etualalla A-Insinöörien geotekniikan suunnittelujohtaja Sami Punkari (vas.), toimialajohtaja Timo Leppänen ja akustiikan suunnittelujohtaja Timo Huhtala. Kuva: Jari Lifländer

A-Insinööreistä hankkeessa on ollut mukana kymmeniä suunnittelijoita eri osa-alueilta. Onnistuminen vaati sekä Wärtsilän Grannaksen että A-Insinöörien projektitiimin mukaan saumatonta yhteistyötä tilaajan, rakennuttajakonsultin, rakennusliikkeen, taloteknisten urakoitsijoiden ja muiden suunnittelijoiden välillä.

– Tämä ei ole yhden miehen tai yksikön show. Ilman reaaliaikaista vuoropuhelua ja hyvää yhteistoimintaa emme onnistuisi. Ratkaisuja ei voi lainata muualta, ja ne on toteutettava luovasti budjetin ja aikataulun puitteissa. Luotettavat ja kokeneet suunnittelukumppanit saavat kuitenkin aikaan ihmeitä, Grannas toteaa.

Wärtsilän Sustainable Technology Hubin arkkitehtina ja rakennuttajakonsulttina toimii Sweco, talotekniikan suunnittelijana Granlund sekä urakoitsijoina Lujatalo, Bravida ja Caverion. Prosessisuunnittelusta vastaa Citec ja paloteknisestä suunnittelusta palokonsultti Kalervo Korpela.