設備BIMと施工BIMの特徴とさらなる普及に向けた課題を紹介

BIMは、建築生産・維持管理プロセスの中核を担うツールとして一般化してきました。
また、建設業の人手不足や高齢化を補い、働き方改革を支えるツールとしても注目をされています。
そのため、BIMは「建設生産システム全体の生産性と建設業の魅力向上」を目指すi-Constructionにおいて、重要な役割を持っています。
この記事では設備BIMと施工BIMの特徴に触れ、今後BIMがさらに発展していく際の課題についてもまとめます。

施工に使われるシステムの特徴

施工時には、干渉チェックや積算、工程管理の計画が必要です。
施工時に建築設計時に作成していたBIMのデータを活用すると、事前に納まりの確認が終わった状態でデータを受け取ることが可能です。
また、プロジェクトに携わるメンバー全体で建築対象の共通理解が図れます。

施工BIMに重要な点は統合モデルの一元化

施工BIMの普及前は、平面図や立面図はもちろん要所ごとに断面図や構造図、設備図が作成されていました。
施工BIMにより建築対象となる構造が一元化できれば、作図枚数の削減が図れます。

BIMは、建築設計から施工、維持管理それぞれに対応した機能が拡充できます。
ゼネコンが施工BIMを活用する場合は、全部門の開発環境を統一することで開発から施工までデータがシームレスに連携できます。
またセキュリティを保ちながらチーム設計するためのコラボレーション機能も盛りこまれています。

施工BIMの特徴

施工BIMでは形状が3次元モデル化できることに加え、管理情報をもとに施工計画や施工シミュレーションできる点が特徴です。
例えばRevitの場合、Navisworks（*1）と連携すると、建築、設備BIMを経たデータに工期や人員リソース、資材コストなどプロジェクトの管理情報を盛り込んでより高度なレビューが行えます。

・施工検討時に用いられるBIMの例

システム名称	販売会社	特徴
ArchiCAD（*2）	GRAPHISOFT社	デザイン、チーム作業、作図の自動化、高品質なレンダリングを有すBIM。1980年代から開発
Revit（*3）	Autodesk社	拡張性が高い多分野対応のBIM。BIM 360 Designとの連携でクラウドワークシェアリングにも対応
Solibri（*4）	GRAPHISOFT社	設計、施工に対応するBIMで納まりの一覧表示やレポート出力など自動検図が可能
NavisWorks（*5）	Autodesk社	建築設計や施工向けの3Dレビューが可能。Revit、AutoCADを統合した同期プロジェクトビューに対応
TEKLA（*6）	トリンブル・ソリューションズ社	17種類の言語をサポートする構造設計ワークフロー向けBIM。詳細度（LOD：Level of Development）500まで対応

施工BIMはクラウド化が進行

大規模な開発を行う場合には、部位ごとのチーム設計が基本です。
施工BIMでは別のチームが作成したデータを読み込んで納まりを確認するため、詳細設計BIMと同様に大規模なアセンブリの読み込みに対応しなければなりません。

このような施工BIMのニーズから、ワークステーションのメモリやデータ容量を気にせず部品の統合やシミュレーションを行うために、クラウド上で駆動するシステムが登場しています。
また、システムがクラウド化していれば、海外の施工現場との連携もスムーズです。

施工時には異なるシステムとの連携が必要

施工現場ではQCDSE（品質、コスト、工期、安全、環境）への配慮のため、スマートフォンやタブレットなどのデバイスとの連携が急速に進んでいます。
そこで施工BIMのデータは、デジタルデバイスと連携できる点も特徴です。

・施工現場で活用されるシステムの例

システム名称	販売会社	特徴
SpiderPlus（*7）	レゴリス社	図面管理、工事写真、帳票出力、電子小黒板機能
CheX（*8）	YSLソリューション社	図面や書類の一元管理、情報共有機能

設備に使われるシステムの特徴

建設物に必要な設備は幅広く、電気、衛生、空調、昇降機など多岐に渡ります。
建築物からみると設備という塊ですが、それぞれ全く違う機能と構造を持っており、設備設計に必要となるノウハウも異なります。

設備BIMに重要な点は特化型機能

設備を設計する際に検討すべきことは、必要な構造を維持した状態で、建築物に納まり、正しく接続できるかどうかです。
そのため、設備BIMでは干渉チェックや納まり検討、施工図作成などに対応しています。

電気設備であればワイヤー関係、空調設備であれば配管など設備には特徴的な構造があり、各々に特化した機能があるほうが便利です。
そのため設備関係の設計では作成する構造にあわせたBIMが使われる傾向があります。

設備BIMはデータ連携も重要

設備BIMでは、必要に応じ建物を開発しているチームや周辺設備を開発しているチームとデータを連携します。
壁や設備などの属性情報が取得できれば、形状把握や納まりについて関係者間の理解度があがります。

また、建築設計BIMの中に設備BIMのデータを統合すると、3次元上に建築対象物と同じ構造が作成可能です。
さらに維持管理に必要な情報を盛り込めば、ファシリティマネジメントにまで一貫してBIMデータが利用できます。

設備BIMの特徴

設備設計でも、建設設計BIM、施工BIMと同様にARCHICADやRevit、Vectorworksなどが活用可能です。
特にゼネコンでは、システムを統一することによるデータ連携のしやすさから初期検討から最終段階までの共通のシステムを使う傾向があります。

例えば、Revitに属性情報を自動処理するアドオンソフトのDynamo Studio（*9）を追加すると、BIMデータから建物の形状や材質から空調負荷を計算できます。
ここから必要となる空調のスペックを把握して空調機の性能設計に活用できます。

設備データは異なるBIMとの連携が必要

設備BIMでは、施工に必要な施工モデリングや連結部の検討、レイアウト、作図などが可能です。
自社で使いやすいシステムで開発を行い、ゼネコンや関連部門とのデータ授受は、中間ファイル（IFC）で互換性を保つ場合も多くみられます。

・設備検討時に用いられるBIMの例

システム名称	販売会社	特徴
Vectorworks Architect（*10）	エーアンドエー	建築、内装業界向けBIM。設計支援、拡張機能、建築向けデータライブラリを搭載
Rebro（*11）	NYKシステムズ社	BIM総合図作成ができ、建築設計のほか空調・衛生・電気設計に対応
CADW’ell Tfas（*12）	ダイテック社	3Dで機器配置やプロットができるほか、梁貫通ルート検討、耐震振れ止め自動作図など設備検討にも対応

<h2>各工程のBIM連携における課題</h2>

BIMの本格活用には施工BIMと設備BIMの連携が不可欠です。

設備BIMデータの規格化やソフト間のデータ交換や連携手法の改善がBIM普及のカギといえます。

<h3>他のBIMとの連携に中間ファイルを介す</h3>

IFCなどの中間ファイルを用いれば、たいていのBIMと連携可能です。

しかし設備BIMで作成していた際の履歴は切断され、塊の状態になってしまいます。

ある時点のデータを複製して渡すことになるため、リアルタイムの情報共有に至りません。

<h3>設備を納品する取引先が1社ではない</h3>

履歴がある状態でデータ連携をするためには、サブコンが作成しソフトが共通である、など一定の条件が必要です。

顧客の要求によっては、手元に3次元データがあるにもかかわらず、提出先のBIM環境にあわせてデータを作成しなおす場合もあり、専門工事を担う設備設計担当者の負担になっています。

<h3>手戻り削減に活用しきれていない</h3>

BIMを導入している設備設計部門では、施主やゼネコンから要求があり建築・設備設計モデル両方をゼネコン等から提供を受けている場合があります。

しかし設計のフロントローディングを考えると、建築物のBIMデータの完成を待ってから設備設計をはじめるのでは開発時間が足りません。

最終形状をもとに接合部分の不整合を解決する工程が削減しきれないのです。

<h2>まとめ</h2>

施工BIMは施工計画のサポート、設備BIMは納まりや接続部の検討とそれぞれ検討項目が異なり必要機能もさまざまです。

単に各部門が紙図面からデジタル化しただけでは設計効率が上がりません。さらなる機能拡充や効率的な運用方法の構築が望まれます。

　

　

参考URL
*1 https://www.autodesk.co.jp/products/navisworks/overview
*2 https://graphisoft.com/jp/solutions/products/archicad
*3 https://www.autodesk.co.jp/products/revit/overview
*4 https://www.graphisoft.co.jp/products/solibri/
*5 https://www.autodesk.co.jp/products/navisworks/overview
*6 https://www.tekla.com/jp
*7 https://spiderplus.co.jp/
*8 https://chex.jp/
*9 https://www.autodesk.co.jp/products/dynamo-studio/
*10 https://www.aanda.co.jp/Vectorworks2020/index.html
*11 https://www.nyk-systems.co.jp/
*12 https://www.daitec.jp/catalog/index.html