Vihreä siirtymä edellyttää yhä tarkempaa materiaalien käyttöä ja rakenteiden optimointia. ViSiMa – Vihreän siirtymän materiaalit -hankkeessa tähän haasteeseen vastattiin kehittämällä Savonian TKI-henkilöstölle suunnattu pilottikoulutus, jonka tavoitteena oli vahvistaa materiaalitehokkuuden suunnitteluosaamista teknisen mekaniikan ja nykyaikaisten analyysimenetelmien avulla.

Koulutus toteutettiin osana hankkeen työpakettia 4 (Osaamisen siirto), ja sen laajuus oli noin 40 tuntia. Koulutukseen osallistui Savonian tutkimus , kehitys ja innovaatiotoiminnassa toimivaa henkilöstöä, joka työssään kohtaa rakenteiden mitoitukseen, materiaalien käyttöön ja laskennalliseen analyysiin liittyviä kysymyksiä.

Mekaniikan perusteista materiaalitehokkuuteen

Koulutuksen lähtökohtana oli teknillisen mekaniikan perusteiden kertaaminen näkökulmasta, joka tukee materiaalien käytön optimointia. Painopiste ei ollut yksittäisissä kaavoissa, vaan rakenteellisen käyttäytymisen ymmärtämisessä: kuormitusten, jännitystilojen, tukiehtojen ja muodon vaikutuksessa rakenteen toimintaan.

Kun perusperiaatteet ovat hallussa, voidaan materiaalin käyttöä ohjata tehokkaasti sinne, missä sitä todella tarvitaan. Tämä on keskeinen lähtökohta sekä kevyiden että turvallisten rakenteiden suunnittelussa – ja samalla olennainen keino pienentää materiaalikulutusta ja rakenteiden hiilijalanjälkeä.

Eurokoodi 3 käytännön suunnittelutyössä

Yhtenä koulutuksen keskeisenä sisältönä oli teräsrakenteita koskevan Eurokoodi 3:n soveltaminen materiaalitehokkaasta näkökulmasta. Osallistujat perehtyivät standardin taustalla oleviin mitoitusperiaatteisiin ja siihen, miten eurokoodin mukainen suunnittelu mahdollistaa rakenteiden turvallisen ja materiaalienkäytön suhteen tehokkaan mitoituksen.

Koulutuksessa käsiteltiin mm.:

• poikkileikkausten luokittelua ja vaikutusta lujuuden hyödyntämiseen
• stabiliteetti-ilmiöitä materiaalinkäyttöä ohjaavina tekijöinä
• suunnitteluarvojen ja osavarmuuslukujen roolia kokonaisuudessa

Eurokoodien ymmärtäminen nähtiin koulutuksessa ennen kaikkea suunnittelun joustavuutta lisäävänä tekijänä: kun standardin logiikka on selvä, sitä voidaan soveltaa tarkoituksenmukaisesti erilaisissa rakenteellisissa ratkaisuissa.

FEM-analyysi tukena tehokkaassa rakennesuunnittelussa

Kolmas keskeinen teema oli FEM-analyysin (Finite Element Method) hyödyntäminen materiaalien tehokkaassa käytössä. Koulutuksessa tarkasteltiin, miten numeerinen analyysi tukee perinteistä mitoitusta ja tarjoaa lisänäkemystä rakenteen todellisesta käyttäytymisestä.

Osallistujat harjoittelivat muun muassa:

• FEM-mallin muodostamista ja laskennan perusoletuksia
• kuormitusten ja reunaehtojen mallintamisen merkitystä
• tulosten tulkintaa suhteessa eurokoodien mitoitusperiaatteisiin

Erityistä huomiota kiinnitettiin FEM-analyysin ja käsin tehtävän laskennan vuoropuheluun: analyysituloksia osataan hyödyntää tehokkaasti vain, jos niiden taustalla olevat mekaniikan periaatteet tunnetaan.

Osaamisen siirtoa ja yhteistä kieltä TKI-toimintaan

Pilottikoulutuksen keskeinen tavoite oli osaamisen siirto Savonian sisällä. Yhteinen ymmärrys mekaniikasta, standardeista ja analyysimenetelmistä tukee TKI-hankkeiden suunnittelua, toteutusta ja yritysyhteistyötä – erityisesti silloin, kun tavoitteena on materiaalitehokkuuden parantaminen ja vihreän siirtymän edistäminen.

Koulutus loi osallistujille valmiuksia arvioida rakenteellisia ratkaisuja kriittisesti, keskustella teknisistä kysymyksistä asiantuntijoiden kanssa ja soveltaa opittua käytännön TKI-projekteissa. Samalla se vahvisti Savonian kyvykkyyttä kehittää ja tarjota teollisuudelle osaamista, joka tukee kestävämpää materiaalien käyttöä.

Pilotista pohjaa tulevaan

ViSiMa-hankkeen pilottikoulutus osoitti, että mekaniikan perusteiden, eurokoodien ja FEM-analyysin yhdistäminen tarjoaa tehokkaan kokonaisuuden materiaalitehokkuuden kehittämiseen. Saatuja kokemuksia voidaan hyödyntää jatkossa sekä Savonian sisäisessä osaamisen kehittämisessä että mahdollisten yrityksille suunnattujen koulutus- ja kehittämiskokonaisuuksien pohjana.

Materiaalien tehokas hyödyntäminen ei ole vain tekninen kysymys – se on keskeinen osa vastuullista ja kestävää rakennettua ympäristöä. ViSiMa-hanke tukee Savonian roolia tämän osaamisen kehittäjänä ja jakajana.

---

Kirjoittaja

Simo Mäkinen, lehtori, Savonia-ammattikorkeakoulu

---