Rakennuksen tietomalli

Rakennuksen tietomalli (myös "rakennuksen tuotetietomalli" tai "rakennuksen tuotemalli", ) on rakennuksen ja rakennusprosessin koko elinkaaren aikaisten tietojen kokonaisuus digitaalisessa muodossa. Tietomalliin liittyy myös rakennuksen geometrian määrittäminen ja esittäminen kolmiulotteisesti havainnollisuuden ja erilaisten simulointitarpeiden vuoksi.
Tietomalliajattelu on pitkälti peräisin valmistavasta teollisuudesta, jossa se on "tuotetiedon" nimellä yleisesti käytössä oleva metodi tuotteiden suunnittelussa ja valmistuksessa.
Tietomallintamisen ja kaksiulotteisen CAD-suunnittelun erot.
Perinteisessä kaksiulotteisessa tietokoneavusteisessa suunnittelussa muodostetaan viivoja ja muita graafisia elementtejä, ja muodostetaan näistä piirustuksiin ja näytölle erilaisia rakennusta esittäviä kuvantoja, esimerkiksi leikkaus. Kuvanto ei itsessään sisällä informaatiota, vaan ryhmiteltyjä piirustusobjekteja, jotka ihminen tulkitsee tietosisällöksi. Tämän vuoksi esimerkiksi rakennukseen kohdistuvia voimia laskeva FEM-ohjelma ei ymmärrä rakennesuunnittelijan suunnitelmaa suoraan, vaan sille on syötettävä erikseen samat tiedot uudestaan. Toisaalta tietoa häviää suunnitteluprosessin aikana, esimerkiksi siirryttäessä suunnitteluvaiheesta toisen.
Tietomalli puolestaan sisältää digitaalisesti rakennuksen muodon kolmiulotteisesti määriteltynä, lisätietoja rakennuksen, sen prosessien ja rakennusosien ominaisuuksista. Tällöin rakennusta esittävä kuvanto saadaan muodostettua automaattisesti. Tiedoista voidaan muodostaa helposti myös erilaisia kustannuslaskelmia, aikatauluja, energialaskelmia tai simulaatioita, jotka perinteisillä suunnittelumenetelmillä vaatisivat runsaasti esivalmisteluja, tiedon keruuta ja tietojen yhdistelyä. Tietomalliin voi myös tuoda ja siitä voidaan lukea rakennuksiin liittyvää tietoa.
Koska tietomallin erityyppiset tulosteet ja näkymät tuotetaan samasta tietomallista, yhden tiedon päivittäminen malliin voi vaikuttaa lukuisiin piirustuksiin, laskelmiin, simulaatiohin ja mallinäkymiin. Perinteisessä suunnittelussa tieto olisi pitänyt päivittää erikseen jokaiseen näistä. Samasta syystä myös vaihtoehtojen esittäminen suunnitelmavaiheen aikana on nopeaa ja mallit ovat yhdenvertaisia.
Elinkaari.
Tietomallin sisällön perustana ovat rakennushankkeen määrittelytiedot ja suunnitteluvaiheen eri suunnittelualojen 3D-mallit. Tietokantaan lisätään toteutuneen rakennusprosessin ja rakennuksen käytön aikaiset tiedot. Näitä käytetään esimerkiksi peruskorjaushankkeen määrittelyssä, suunnittelussa ja toteuttamisessa. Peruskorjauksen päätyttyä sen toteutustiedot päivitetään tietomalliin ja palataan rakennuksen käytön aikaisen tiedon keruuseen ja tallentamiseen. Lopulta, mahdollisesti useankin peruskorjaussyklin jälkeen tietomallin tietoja käytetään rakennuksen purkamisen tai käytöstä poistamisen suunnitteluun.
Tietomallin oleellinen ominaisuus on tiedon käyttötapa: tieto tallennetaan tietomalliin vain kerran. Tietomalli on rakennuksen tietojen yhdistetty tietokanta, näin voidaan eri tilanteissa käyttää aina samaa lähdettä. Tietoa ei kopioida useaan paikkaan, mikä helpottaa päivitettävyyttä ja vähentää riskejä väärän tiedon esittämisestä.
Tietomallin käytön tarkoituksena on hallita rakennuksen vaatimukset, suunnittelu, rakentaminen, käyttö ja ylläpito paremmin kuin perinteisillä menetelmillä.
Tietomallintamisen hyödyt.
Tietomallintamisen keskeisiä etuja ovat: 
Tarkemmin näitä ovat esimerkiksi:
Tiedon formaatti.
Tietomallin ideaalinen muoto olisi "integroitu tietomallipalvelin", tietokanta, joka sisältäisi kaiken tietomalliin liittyvän tiedon. Toistaiseksi rakennusten tietomallit sisältävät tietoa monissa eri formaateissa: eri suunnitteluohjelmien malleja omissa formaateissaan, word- ja excel-dokumenttejä, projektisuunnitelmatiedostoja, useita eri ohjelmilla tehtyjä simulaatiota jne. Jotta tietomallin käyttäjien eri ohjelmistot ymmärtävät mallin tietoja, on "yleinen tietoformaatti" välttämätön. Tietomallinnuksessa yleiseksi formaatiksi on noussut IFC. Se perustuu standardiin ISO/PAS 16739 ja sisältää tietoja mm. rakennusosien geometriasta sekä niiden ominaisuuksista. IFC-määritykset eivät ole kaiken kattavia, eikä formaatti tule sisältämään kaikkea tietomallin tai rakennuksen tietoa.
Yleistyminen ja työkalut.
Tietomallinnuksen mahdollistavia, IFC-yhteensopivia ohjelmistoja on tarjolla kaikille rakennussuunnittelun osa-alueille, ja kaikilla niillä myös tehdään tietomallinnusta jo yleisesti. Kaksiulotteinen piirustuksiin perustuva suunnittelu on kuitenkin maailmalla yhä yleistä, vaikka esimerkiksi suuret rakennushankkeet toteutetaan jo lähes poikkeuksetta ainakin osin tietomallinnuksen periaatteita noudattaen.
Oliopohjainen suunnitteluohjelmisto.
Tuotemallia käyttävät ohjelmat ovat oliopohjaisia. Oliot ovat ennalta määriteltyjä tietopaketteja, joita käsitellään yhtenä kokonaisuutena. Oliot vertautuvat käytettyihin rakennusosiin, esimerkiksi pilari, ovi, ikkuna tai seinä. Olioille on määritelty tietoa määrätyssä formaatissa, jonka useat ohjelmistot ymmärtävät. Olioon voidaan myös määrittää käyttäytymistä joissakin erityisissä tilanteissa. Olion sisältämät tiedot sisältävät useita eri näkökulmia: muun muassa visualisointi, mitat, materiaaliominaisuudet, lämpötekniset ominaisuudet jne. Tuotetieto sisältyy tällöin olioon ja sitä kautta itse mallitiedostoon. Esimerkiksi laskentaohjelma saa tuotemallista suoraan rakennusosan mitat, materiaalin ja muut tarvittavat ominaisuudet, joiden avulla se voi laskea voimasuureet rakennusrunkoon. Samaten esimerkiksi teräsrungon palkin suunnittelutiedot voidaan saada mallista tiedostona ja syöttää suoraan tuotteen valmistuksesta huolehtivalle koneelle.
Piirrettyjen objektien vahvuus on yleensä niiden helppo toteuttaminen, koska ne voidaan toteuttaa ohjelmistojen normaaleilla piirto-ominaisuudella. Tyypillisesti niihin on vaiketa lisätä pitkälle menevää älykkyyttä ja niiden tiedostokoko tekee ne vaikeasti hallittavaksi. Piirettyillä objekteilla on käytännössä mahdotonta suunnitella suuria tietomallikokonaisuuksia.
Ohjelmoimalla toteutetut objektit ovat tiedostokooltaan pienempiä ja niiden hallitseminen suurissa malleissa on huomattavasti kätevämpää kuin piirettyjen objektien. Ohjelmointi mahdollistaa niihin myös huomattavasti monimutkaisempien ja suunnittelun kannalta älykkäämpien ominaisuuksien lisäämisen. Ohjelmoinnilla tapahtuva objektien kuvaaminen vaatii ohjelmoinnin perussääntöjen ymmärtämistä.
Vaiheistus.
Rakennuksen tietomalli syntyy vaiheittain, iteratiivisissa suunnittelusykleissä tarkentuen. Malli aloitetaan karkeasta tietosisällöstä, vaatimuksista kohti toteutettavaa rakennusmallia. Oleellinen tieto siirtyy aina seuraavalle portaalle, ja jokainen vaihe tallennetaan lisäksi versiotietona.
Arkkitehti toteuttaa asiakasvaatimukset tarveselvitysvaiheessa ja vastaa pääsuunnittelijana mallinnuksen etenemisestä. Sisältää asiakasvaatimusten lisäksi oleelliset viranomaisvaatimukset. Myöhemmissä vaiheissa tietoja tulee aina verrata vaatimusmalliin.
Inventointimalli:
Olemassa olevan rakennuksesta laadittu tietomalli. Inventointimalli laaditaan yleensä rakennuksen mittauksen, esimerkiksi laserkeilauksen, pohjalta. Inventointimalliin syötetään tarvittava tietosisältö.
Tilaryhmämalli:
Arkkitehdin tarveselvitysvaiheessa vaatimusmallin pohjalta luoma alustava tilaryhmittelymalli.
Suunnittelumallit: suunnittelijoiden suunnitelmaratkaisut (ARK, RAK, LVI, S, TEK):
Yhdistelmämalli: eri suunnittelualojen mallien yhdistetty malli.
Toteutusmalli: tuotantosuunnitteluun käytettävä rakentamisen toteutuksen malli; tehtävät, ajoitus, resurssit jne.
Toteutumamalli: rakennuksen lopullinen, toteutunut tuotetieto. Päivitetään rakennustyön aikana; tarkoitus on saada ajantasainen tieto rakennuksen ylläpitoon.
Ylläpitomalli: käytön ja ylläpidon aikaiset tehtävät, muutokset, peruskorjaus jne.
Käytännössä tietomallien toteutus on toistaiseksi liittynyt varsin tiiviisti suunnitteluvaiheessa syntyvään tietoon ja sen käyttöön. Vaikka yleisiä tehtävä- ja prosessikuvauksia on tehty, ovat rakennushankkeen eri toimijoiden rajapinnat ja toimintatavat vielä vakiintumattomia. Tietomallin käyttöön ja päivitykseen rakennuksen käytön aikana ei ole vielä yleistä toimintamallia lainkaan.
Tietomallinnus Suomessa.
Vuosina 2002–2006 rakentamisprosessin eri toimijoiden laaja yhteistyöprojekti ProIT kokosi tuotemallitiedon perusteita ja määritti tuotemallirakenteita eri osapuolille. Tuloksena julkaistiin sanasto, tuotemallinnuksen prosessimalleja, rakennetyyppejä, tiedonsiirron käyttötapauksia ja tuotemallisuunnitteluohjeita eri suunnittelualoille.
Tietomallinnus on kehittynyt viime vuosina voimakkaasti ja sitä hyödynnetään kaikissa kiinteistön elinkaaren vaiheissa. Rakentamislaki tulee voimaan 1.1.2025. Siinä edellytettään koneluettavassa muodossa tiedot rakentamisessa käytetyistä materiaaleista ja tuotteista. Tätä tarkennetaan asetuksilla, jotka ovat osin valmistelussa. Rakennuksen mallien tulee olla arkistointikelpoisia arkistointilain mukaan, jolloin kysymykseen tulee tällä hetkellä vain IFC pohjainen tietomalli. 
Ympäristöministeriö on antanut asetuksen "rakentamisen suunnitelmamallien ja viranomaiskatselmusten sisällöstä". Asetus muuttaa merkittävästi suomalaista rakennuslupaprosessia ja on samalla kansainvälisesti huomattava edistysaskel tiedon hallinnassa.
Vuoden 2026 alusta rakennusluvat on haettava koneluettavassa muodossa. Asetuksessa koneluettavalla muodolla tarkoitetaan tiedon tai tiedoston rakennetta, joka mahdollistaa sen, että ohjelmistot pystyvät helposti tunnistamaan, yksilöimään ja poimimaan tietoaineistoja, yksittäisiä tietoja sekä tiedostojen rakenteita.
Käytännössä tämä tarkoittaa, että vuoden 2026 alusta rakentamislupa on haettava IFC-tietomallilla, joka on IFC-muodossa ja versiota 4.3.2.0 tai uudempaa. 
Jotta koneluettavuus onnistuu ja tieto voidaan välittää oikein ohjelmistosta toiseen tarvitaan standardin mukaista tiedonsiirtoa. IFC on rakennusalan ISO 16739 standardi oliopohjaisen tiedon siirtoon tietokonejärjestelmästä toiseen. Standardinmukaisella toiminalla voidaan varmistaa tietojen oikea siirtyminen ohjelmistosta toiseen koneluettavassa muodossa. ISO 19650 standardissa esitetään suositukset informaation hallinnan viitekehykselle sisältäen informaation vaihdon, tallentamisen, versioinnin ja organisoinnin kaikille toimijoille. Standardissa esitetään tietojen vaihto rakennetun omaisuuskohteen koko elinkaaren ajan, mukaan lukien tarveselvitys, esisuunnittelu, rakennussuunnittelu, kiinteistökehitys, dokumentointi ja rakentaminen, käyttö, kunnossapito, perusparannus, korjaukset ja käytöstä poistaminen. Näin tietoja voidaan hyödyntää käytännössä eri toimijoiden toimesta aina suunnittelusta käyttövaiheeseen ja käytöstä poistamiseen asti. Standardissa määritellään miten tietomallipohjainen tietojenvaihto ja -hallinta organisoidaan.