BIMを用いた施工図作成のメリットと普及の課題・適用事例を解説

BIMは、建物の建築から維持管理までに必要な情報の一元管理や省人化などさまざまな要因により有効活用が期待されています。
BIMでは建築物が3Dで表現されるため、構造が直観的にわかりやすく、発注者・設計者の意思疎通をスムーズにしたり納まりを確認したりするのに役立ちます。

しかし設計で検討される内容と、施工で必要な情報が異なるため、設計図と施工図とは内容に大きな違いがあります。
BIMデータは、ゼネコンなどを中心に利用が拡大しています。
さまざまな事業者がかかわる施工現場でBIMデータを活用する場合、設計と同じような考え方では適用できない部分もあるのです。

この記事では施工図の現状をかんたんに触れつつ、BIMで施工図を作成するメリットや普及の課題、事例などについてご紹介します。

2次元施工図面の作成に伴う課題

施工図は「コンクリート」「型枠」「鉄骨」「外装」「設備」「電気」など、建築物ごとにさまざま情報が必要で、図面の内容も多岐に渡ります。

施工図は分野ごとに多くの紙図面が作成されていたことから、さまざまな課題がありました。
代表的なものとしては以下があります。

・設計上の矛盾の解決
・設計図に盛り込まれていない施工に必要な情報の確認
・各施工図同士で不整合がある場合の調整や現場あわせ
・施工図作成のための工数確保

BIMで施工図を作成するメリット

BIM施工図では、各工事に必要となる情報を一つのBIMデータに盛り込むことが想定されています。

BIM施工図を作成すると、設計者や各施工担当が一つのBIMデータを共有するため、データの作成と施工図作成がほぼ同時に行えます。
建物のライフサイクルに関わるデータを一体的に管理することで、情報の断裂を予防できデータを常に最新の状態に保つことが可能です。

BIMはデータ量が大きくなる傾向があることから、昨今はクラウドでデータの管理を行う形式が一般的です。
担当者が操作するワークステーションのメモリやCPUを使ってデータを処理する場合は、ワークステーションのスペックを強化する必要がありました。
しかし、クラウドでBIMデータを扱う場合は、データの規模が大きくてもたいていのワークステーションで問題なく取り扱いが可能です。

つまりBIM施工図には以下のようなメリットがあります。

・施工図作成負荷が減り省人化が図れる
・データで取り扱える範囲が増大し、大規模プロジェクトへの対応力が強化される
・クラウドでデータを管理することで、海外の工事現場など他企業、他拠点とスムーズに情報共有が図れる

BIMデータをもとにした施工図作成の課題

BIMで施工図作成を行う際にはいくつか解決すべき課題があります。

BIMの効果に対するギャップを解消する

BIMデータは、設計はもちろん施工や維持管理までデータが一気通貫で活用されていく姿を目指しています。
しかし、施工の場合は元受けから下請けに情報が渡っていくことも重要です。

多くのゼネコンがBIMを活用した合意形成や省人化にメリットを感じているのに対して、サブコンはそこまで効果を感じていません。（*1）

2019年に公開された「施工BIM導入・展開に関するアンケート」によると、BIMの普及を阻害する要因として「新しいソフトウェアの使い方を覚える難しさや導入コストの高さ」「関連する企業が多くデータの連携やライブラリなどに対応しきれていない」といった課題が見受けられます。（*2）

下請けの企業はゼネコンなどに比べると規模が小さくなり取引先も複数あるのが一般的です。
もし取引しているゼネコンや元受け工程で導入しているツールや運用が異なれば、自社での対応がさらに難しくなってしまいます。

ゼネコン中心の生産情報とサブコンの製造情報をあわせて初めてBIMのメリットが最大化します。
下請けとなる中小企業でBIMの施工図を扱う技術者が不足している場合には、協力
業者へBIM施工図の作成を依頼するなど妥協点の模索が必要です。

従来のワークフローや図面表現を見直す

BIM導入がかえってマイナスと感じる事項のなかで最も多いのは「BIMを活用するための
業務フロー改革が難しい」というものです。（*2）
最初は慣れないこともあり、施工BIMを使い始める段階では全体的に仕事量が増えてしまう傾向があります。

今までの図面作成の工程を変えずにBIMを導入すれば、それだけ施工図作成の負荷が増えてしまいます。
さらにせっかく作った施工BIMが現場でうまく活用できないという新たな問題を生みかねません。

例えば、耐力壁の可視化として平面図を作成していた場合、耐力壁の情報を3Dデータに盛り込む必要はありません。（*3）
もし双方に不統一な事項があった場合、判断基準が不明確になるため、何をどのように情報共有するのか取り決めておく必要があります。
また、BIM施工図では形状に補足情報を記載するため、運用を変更するといっても、単に図面に書いてあったものを全く同じ表現方法で共有できるとは限りません。

施工BIMはまだ専門工事会社などを巻き込んでルール作成を行っている段階です。
どのような利用が想定されるのかを改めて精査し、施主、設計者を含んだモデルの承認プロセス再構築が必要です。

施工図のLOD踏まえ必要な情報に絞り2D図面を作製する

設計者から提供されるBIMモデルのLOD（Level of Detail：詳細度）が不十分な場合、BIM施工図としての活用が難しくなります。
BIMガイドラインによると周辺道路、隣地建物などの表面形状を示す「基本設計方針の策定のためのBIMモデルの作成の対象及び詳細度の目安」は1/100または1/200とされています。（*3）

形状が大きければLODは粗くなりますが、施工ではより詳細な情報が求められます。
場合によっては施工図を1/300、1/500、1/600とすることが可能ですが、LODは途中での変更が難しいものです。
設計データの作成前に取り決めておく必要があります。

BIMガイドラインに基づくBIM施工図の適用例

BIMガイドラインは2014年に作成されましたが、2018年に改訂されたBIMガイドラインでは、施工段階におけるBIM活用にかかわる内容が充実しました。（*4）
具体的には、技術検討項目として「施工手順、施工計画等の検討」「施工図等作成」「デジタルモックアップ」が盛り込まれています。

また、このガイドラインの改訂をもとに、国の建築物など（官庁営繕）の新築工事で施工BIMを試行的に導入しています。（*5）
この時点では発注者を指定して行われましたが、以下のような内容を施工BIMに導入することで、合意形成や省人化の効果が検証されたのです。

・仮設BIM：足場計画、揚重計画など
・デジタルモックアップ：木製ルーバーとキャットウォーク納まり検討など
・吹出・照明類の位置調整：電気・空調・防災設備の位置検討など
・干渉チェック：配管と壁の干渉部分可視化など

なお、施工図等をBIMモデルで作成する場合には、2次元の図面など今まで適用されていた情報とBIMモデルの使い分けをあらかじめ協議することとされています。（*3）

ある企業では、6,000種類の鉄骨詳細図を4万2千枚の図面で作成していたプロセスを、モデル承認としたことで作図にかかっていたのべ160人の工数をほぼ無くせたという事例があり、BIMには大きな期待が寄せられます。（*1）

まとめ

施工図は躯体図、仕上げ詳細図、設備図など、種類がたくさんあります。
BIMでの施工図作成は大きな変革を伴いますが、省人化への貢献も期待されています。
検討すべきこともありますが、今後は国のガイドラインを足掛かりにさらに普及が進められていくでしょう。

　

　

参考URL
*1 https://www.nikkenren.com/kenchiku/bim/pdf/news_2019_1122.pdf
*2https://www.nikkenren.com/kenchiku/bim_susume/pdf/bim_susume_report_03.pdf
*3 https://www.mlit.go.jp/common/001247622.pdf
*4 https://www.mlit.go.jp/report/press/eizen06_hh_000030.html
*5 https://www.mlit.go.jp/common/001247624.pdf