図面不要?設計精度を上げるBIMの存在


建築・建設業界に業務改革をもたらした「BIM(Building Information Modeling)」。
設計対象の建物を3Dによって構築するだけでなく、立体化した各要素にあらゆる情報を持たせることで詳細内容や都市との「文脈」を早期検証できる点が支持され、組織設計やゼネコンでも積極的な導入が進んでいます。
BIMの導入により「図面が不要になる」と言われていますが、その真相はどのようなものなのでしょうか。

この記事を読むと以下の3つのことがわかります
①BIMの仕組みとメリット
②BIMで図面が不要になる理由
③納期短縮から社会問題対策まで。BIMの今と未来

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BIMとは?‐メリットと建設業界における活用事例‐

BIMの仕組みとメリット

建物を3Dにて立ち上げるBIMは、図形を立ち上げたイメージではなく、詳細情報を持った建材パーツや設備といった各要素の集合体として立体で構築されます。例えば建物を構成する建材パーツのデータには仕様やサイズ、さらに組立工程や時間も所属情報として盛り込まれます。
こうしてすべてのデータが連動し成立しているBIM上では、計画設計・実施設計・施工図作成等の各段階で必ず起こりうる大小さまざまな修正事項をモデルに直接反映させられるため、製図の「戻り」や「二度手間」を防ぎ、正確な情報共有ができるという仕組みになっているのです。

「戻り」「二度手間」の解消

1枚の図面を描くことと比較すると、一見BIMモデルを立ち上げることは気の遠い作業に思えるかもしれません。
しかしそれでもBIMの方が早い理由は、
「BIMモデルと各図面が連動しているからです。少し時間がかかってもひとつのBIMモデルを完成させてしまえば、そこから平面図、立面図、断面図など、必要な図面は必要なだけ、半自動的に作ることができます。
また建具表や仕上表などのリスト類も、BIMモデルの属性情報によって自動的に作成できます。そのため、これまでの図面のように図面間や建具表、仕上表との間に不整合が起こることはありません。」(※1)
人為的なオペレーションによる「戻り」「二度手間」の起こる仕組みに根本からアプローチする役割を担うのがBIMなのです。
BIMモデルで該当箇所を修正すれば、関係する各種図面の該当箇所はすべて同時に修正が反映され、図面間の整合性を保つ仕組みになっています。
変更が生じた際に各種図面の情報を正確に修正できるということは、金額が正確に計算できるということ。作業時間の短縮だけでなく、見積金額と契約金額とのギャップが生じにくくなるというのも大きなメリットです。

図面が読めない人にも

一般的に図面というものは専門家にしか読み取れず、施主や異業種の提携先など、図面から頭の中に立体を描くことが出来ない人との情報共有が、従来からの業界の課題でした。
BIMで立体に視覚化した情報を用いることで、設計の段階からより具体的な完成イメージを共有できます。業界外の方とのより活発な意見交換を誘発することで、クレームの予防に留まらず、プランのブラッシュアップに繋がるのではないでしょうか。

BIMで図面が不要になる理由

BIMでは最初から隠れた柱や配管まで含め忠実に3次元にて設計し、図面はこの3次元データから必要な2次元情報を切り出して作成することになります。
これが、BIMが図面作成の過程を不要とする理由です。

モデルを切り取り図面化

BIMで作成した3Dモデルは、水平に切って「平面図」、外から見て「立面図」、鉛直に切って「断面図」といった具合で必要に応じ切り取って図面化することができます。そして、3Dモデルに盛り込める属性情報は、各部材の種類や材質、メーカー、型番といった実在の既製品部材も網羅した内容です。そのため施工図レベルでは土木計画図や支保工計画図、タイルや天井床などの各種割付図までを自動的に作成し、各部材の積算資料や計算表にまで落とし込むことが可能となるのです。

設備図もBIMに盛り込み

電気・機械設備等、別途専門家に依頼する必要のあった資料もBIM上に盛り込むことができるため、照明シミュレーションや配管の取り合いなど、従来であれば専門家の図面作成を待ってから検討していた事項も設計初期段階で3D検証を進められます。
設計初期段階にシミュレーションを行うことで、事前に意匠に干渉する各種課題を把握し、実施設計のブラッシュアップに多くの時間を充てることができます。

納期短縮から社会的アプローチまで。BIMの未来

始めから3次元データで設計すること、1ヶ所の修正が全ての図面や書類に自動反映されることから、BIMは時間や手間、そして課題に大きく寄与する画期的なシステムとして登場しました。これにより業界や社会にどのような影響を与え、これからどのような進化が見込まれるのかを紹介していきます。

設計初期の検討によるメリット

日建設計が手掛ける研究施設の事例では、設計の初期段階から設備設計の情報と意匠を照合し、ファサードの決定に至っています。
「クライアントは化粧品を扱う企業だったので、ブランディングとしてもネガティブなイメージが連想されてしまう工場チックなダクト・配管類の露出は避けたかった。そこでそれらをぐるっと覆う外装スクリーンの検討を進めました。素材はレンガを採用していますが、その積み方のパターン検討にBIMモデルをうまく活用できました。具体的には、設計の初期段階から設備設計者と協働して、外部のダクトや配管類をすべてBIMでモデル化・確認し、敷地周辺からそれらが見えにくい外装デザインのパターンを網羅的に検討しました。」
(※2)
短期間で1,000通り近いパターンを生成し選定したこのケースでは、通風や採光、コストといった機能面、金額面も初期段階で同時検証できたのも、BIMならではのメリットだったといいます。

広い視点から「文脈」でとらえた設計

BIMを用いた今後の展開の展望として、周辺環境等など、都市の「文脈」を捉えた活用が研究されています。例えばモデル上での景観の検討や、IoTシステムと組み合わせたハザードマップの構築などが代表例です。
「例えば、シンガポールでは、2015年から5000m2を超える建物の「意匠設計」「構造設計」「設備設計」の確認申請にBIMを使うように義務づけているし、2016年からは、国土全体をBIMモデル化する「バーチャル・シンガポール」というとんでもないスケールのプロジェクトを進行させていました。」(※3)
建築は景観を創り、都市空間を構成する重要な要素です。古代ギリシャの「建築家とは、神に代わって風景を創ることを許された唯一の人」という言葉からも、古くから人間が建築に期待する役割の大きさをうかがい知ることができます。
遠くない将来、日本国内でも都市単位でBIMを用いた構想が立ち上げられる日が来るかもしれませんね。

まとめ

「図面」という存在は、立体の世界を紙という平面の世界に記録し伝達できる確実な手段として、1,000年以上も歳月を経て発達を遂げてきました。手描きだけでなくCADを含めて、図面は建築の世界の共通言語だったのです。BIMの登場により、建物を設計する上で大前提であった「図面」を介さず、立体をそのまま立体として記録・伝達することが可能になりました。慣習や既成の形式に即した人海戦術での作図・修正のサイクルでは思考に至らなかった部分 ―例えば「この図面で本当に必要な情報とは?」「関連して検討すべき事項はないか?」など― を設計者が深く検証し、伝えるべき情報をわかりやすく伝えるスタイルを可能にしたのがBIMなのです。
また、従来は建物の完成・引渡しで関わりが終わっていた設計・施工の世界において、BIMの活用によりその後の運用にまで継続的・長期的に携わることが可能となるでしょう。設計者は、BIMを新たなツールとして採り入れることで、都市や社会に対してより多層的な働きかけができるようになるのではないでしょうか。

参考
(※1)「よくわかる最新BIMの基本と仕組み」(家入隆太氏/秀和システム)

(※2)「若手建築家BIMトークセッションvol.02
BIM活用の壁をどう乗り越えるか」
(東芝エレベータ株式会社:
https://www.toshiba-elevator.co.jp/elv/new/support/bim/talk02.html

(※3)「若手建築家BIMトークセッション vol.03
BIMの未来と活かし方」
(東芝エレベータ株式会社:
https://www.toshiba-elevator.co.jp/elv/new/support/bim/talk03.html

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