CADを超えた操作性 BIMのオフセットとは


コンピュータ上に建物の3Dモデルを立ち上げ、そのモデルに設計から施工までの各段階に必要な情報が紐づけられるBIM (Building Information Modelingの略称)。BIMの持つ便利な機能のひとつに「オフセット機能」があります。どのように活用できるかご紹介していきます。

この記事を読むと以下の3つのことがわかります
①BIMの概要
②BIMにおけるオフセットとは?
③オフセットツールの活用事例

BIMの概要

従来より、建物の設計と言うと平面図、断面図を筆頭に、複数の図面を作図するのが通常の流れでした。この方法だと、1ヶ所設計変更が出るとそれに関連する図面をすべて修正する必要があり、複数枚の図面を別々に扱うことによる人為的ミスも業界における課題でした。
ところが始めからCGで立体を立ち上げるBIMの場合には、図面は水平方向に切り取って平面図、垂直方向に任意の部分を切り取ることで断面図といった出し方をするため、モデルそのものを修正すれば全ての図面に反映される仕組みとなっています。
こうして立体化されたモデルを扱うため、基本設計の段階から設備配管との取り合いや鉄骨のメンバー等も視覚的に把握できます。早期から「見える化」された情報をもってプロジェクトが進行できるため、図面に詳しくない施主や異分野の専門家との情報共有や意思決定もスムーズに行えます。

BIMにおけるオフセットとは?

BIMモデルの設計にあたり、「オフセット」ツールの活用が非常に便利なので紹介していきます。

オフセットの基本機能

“[オフセット]ツールを使用すると、選択したモデル線分、詳細線分、壁、または梁を、指定した距離だけ長さに対して垂直に移動できます。” (※①)
つまり基準となる位置から任意の距離を指定し、コマンドを実行することを一般的に「オフセット」と呼んでいます。例えば基準となる線が複雑な形であっても、オフセット機能を使えばまったく同じ距離を保って平行線が引けるというイメージです。

オフセットを活用したBIM操作

平面図が中心の2DCADと異なり、3Dの空間を立ち上げるBIMを用いた設計ではCG空間全体に天井を張っておく必要があります。このときオフセットの基準となるレベルビューをフロアレベルとし、実際に計画している天井高さをオフセット値として入力すれば、床に対応した天井を作成することができるのです。例えば「天井コマンド」を使用する際にフロアレベルに対して2,400オフセットすることで、天井高2,400の空間ができるという仕組みです。
同様の方法で、1階フロアレベルからオフセットして2階床、壁の上端・下端からオフセットして壁仕上げ等、オフセット機能を活用することでよりスピーディーに立体が立ち上げ可能となります。(※②)

BIMのオフセットはここが違う

基準となる位置をもとに距離を指定するオフセット。これをBIMで使用する大きなメリットは、オフセットの基準となる位置が変わった際、それに付随する各種部材や設備の位置も自動で移動してくれる点にあります。
例えば階高を変更した際には、壁や天井、梁、2階の床、そして構造や設備機器・配管等、変更に伴うあらゆる要素が自動で修正され、建築モデルが更新されるということになります。

オフセットツールの活用事例

事例①:三機工業株式会社:大規模プロジェクトに活用

大坂のビジネス街中心に位置するオービック御堂筋ビル。地上25階、地下2階建という大規模建設プロジェクトであり、
“計画から設計、施工、維持管理までBIMデータを活用するフルBIMにより進められている。(※③)” といいます。
三機工業は、このプロジェクトに設備の施工者として参加。BIMによる設計・施工で成果を挙げました。プロジェクトの中で、元請けである鹿島建設や提携の設備会社各社が絶賛したのが、“総合図のプロットの際のシンボルのオフセット機能(※③)”であり、従来の2DCADと一線を画していたと言います。例えばBIMにおいて電気シンボルとして登録された配光データや複線部材の立体モデルを総合図上でオフセットすることで、プロットしたデータから電灯図など複数の図面に展開し、照度計算にも反映されるのが、ここで言うシンボルのオフセット機能ということになります。
大規模建築になればなるほど、変更が生じた際に影響が及ぶ要素の範囲も数量も大きくなります。すべての要素が連動しているBIMのオフセット機能を活用することで、スピードも規模も前人未踏の世界に挑戦することができたという事例です。

事例②:日建設計:BIMソフトRevit用ツールを無料公開

こちらは事例というより実践するための情報公開になりますが、国内でのBIM普及に伴い、各社でモデルの属性情報のルールが統一されず、情報の有効活用がなされていなかった現状を打破すべく、
“構造設計BIMのモデリングルールを公開し・広めることで
構造BIMのデータ連携を進めていくことを目的に立ち上げました。(※④)“
という日建設計が、構造設計のBIMモデリングルールを作成。「Structural BIM Design Tool」(略称:SBDT)というウェブサイトで、BIM活用のためのツールを公開しています。(※⑤)
付属のマニュアルだけでも157ページ、各種部材から図面枠まで、データの総量は圧縮状態で220MBという大容量。この中で、柱や梁の鉄骨を鉄骨芯に合わせて簡単にオフセットする機能が搭載されています。これにより、例えば柱や梁、壁の微妙な取り合いまであらかじめ設定し、壁厚が変化した際にも基準として揃える位置を保っておくなど、BIMをより便利に使うことが出来るようになります。

まとめ

建物の3Dモデルで設計・施工を進め、図面作成と立体化・数値化が自動で行われるBIM。はじめから立体で設計が進むBIMでは、従来のCADや手描きの図面で起こりうる「設計変更の際には関連図面を全て手作業で修正する」という通過儀礼を脱し、一か所の修正で関連要素が自動修正される点が大きなメリットです。立体で立ち上げて設計するからこそ、基準値をもとに一括で位置関係を指定できるオフセットは始めに活用したい機能です。床・壁・天井といった全体のフォルムに関わるモデリングから部材の取り合い、設備配管や各種計算に関わる部分まで、オフセット機能により関連付けを定義しておくと、どんなに膨大なプロジェクトであっても、設計変更時には詳細まで逃さず自動修正され、正確な設計・施工につなげることができるでしょう。

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参考・引用
※① Autodesk社 KNOWLEDGE NETWORK
https://knowledge.autodesk.com/ja/support/revit-lt/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2016/JPN/RevitLT-Model/files/GUID-7D416FFB-36A2-4B98-95D1-0A007DCD51CE-htm.html

※② VectorworksArchitect住宅設計のためのBIM入門ベーシックマスター
著者: 福田一志氏 / 秀和システム

※③ NYKSYSTEMS ユーザー事例 三機工業株式会社
https://www.nyk-systems.co.jp/user/sanki

※④ 日建設計 Structural BIM Design Tool
http://sbdt.jp/

※⑤ 家入龍太公式サイト 建設ITワールド
https://ieiri-lab.jp/it/2018/03/structural-bim-design-tool.html

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