BIMとはどういうもの？役割やメリット・デメリットを1級建築士が解説

2024.09.20

国土交通省が建築BIM加速化事業を実施し、実プロジェクトでもBIMが運用される機会が増えてきました。しかし、プロジェクトで必要に迫られて導入したものの、BIMの基礎知識を押さえられていない方も多いのではないでしょうか。

今回は、役割・メリット・デメリットを中心に、BIMが浸透した今こそ確認したいBIMの基本を解説します。せっかくBIMを導入したのだから生産性や品質の向上に役立てたいと考えている方は、ぜひご覧になってみてください。

BIMとは？

それでは、BIMの概要から確認していきましょう。従来の建設プロセスで活躍していたCADや3Dモデルとの違いを知り、BIMの特徴を活かせるようになることが大切です。

BIM（Building Information Model）

BIMは、Building Information Modelの略称です*1。つまり、「建物を、情報で、形成する」ことを意味しています。ここで重要なのは、「情報」というキーワードが含まれていることです。BIMを運用するプロジェクトでは、モデルをプラットフォームとして様々な情報を入力・出力します。設計・施工・運用・維持管理のすべてのライフサイクルに関する情報がBIMで共有されるようになり、情報伝達が高速かつ正確になります。

従来は、設計図書や竣工図書といった紙ベースの資料で建物情報を受け渡していました。そのため、情報の入力・出力に多大な時間と労力が必要だっただけでなく、情報の行き違いなどにより、設計や施工の手戻りが多発していたのが実情です。デジタルをベースに誰でも簡単に正しい情報にアクセスできるようになることで、手戻りが減り、生産性の向上に繋げることができます。

CADや通常の3Dモデルとの違い

従来の紙ベースの建設プロセスで設計図書を作成するツールとして活躍していたCADは、情報を持たない線を組み合わせて図面を作成するツールです。また、建築ボリュームなどの3次元的な検討をする場合に使っていた3Dモデルは、情報を持たない直方体などを組み合わせて3次元的な表現をするツールです。つまり、従来のツールでは、線やボリュームを組み合わせて2次元・3次元の表現を行い、見る人がそこからイメージして情報を読み取っていたといえます。

BIMがこれらのツールと決定的に異なるポイントは、「パーツ自体が情報を持っている」ことです（図1）。

図1　BIMの概念図

出所）CADJapan.com「BIMと3D CADとの違い」

https://www.cadjapan.com/special/bim-navi/know/difference.html

例えば、鉄筋コンクリート造の柱のオブジェクトには、コンクリート強度、鉄筋強度、鉄筋本数などの情報を入力します。設計者・施工者・専門工事業者は、柱の設計・製作に必要な情報をBIM上で読み取ることが可能です。このときに図面を確認する必要はありません。

BIMの各パーツが様々な建物情報を含有していることは、建設プロセスの生産性向上に大きな意味を持ちます。モデルを共有することですべての情報を高速で受け渡せるだけでなく、BIMが持つ建物情報を活用した自動設計・製作・施工などが実現する可能性があるのです。

BIMの役割

次に、BIMの役割についてみていきましょう。国土交通省は、将来BIMが担うと考えられる役割・機能として、以下の3つを挙げています*2。

・コミュニケーションツール

・情報データベース

・プラットフォーム

コミュニケーションツール

BIMの大きな役割のひとつが、コミュニケーションのツールです。BIMにより3次元で建物をわかりやすく表現できるので、見る人の理解を向上させることができます。設計図書や施工図をベースに行う打ち合わせでは、プロの設計者・施工者・専門工事業者でも認識の齟齬が発生していました。BIMを活用すると、3次元情報をベースに正確なコミュニケーションができるようになります。

BIMのコミュニケーションツールとしての活躍が特に期待されている場面が、建築主との合意形成です。建築主は、建築知識が浅いケースが一般的で、設計図書などの2次元情報では情報を正しく読み取れず、理解と判断に時間がかかっていました。建築主がBIMの3次元情報をベースに建物の理解を深めることで早期の合意形成が可能になり、スケジュールどおりの設計・製作・施工を進めやすくなります。

情報データベース

BIMは、設計・施工・運用・維持管理のすべてのライフサイクルで一貫した情報データベースとして機能します。ここで重要なのは、BIMの利活用が、設計者や施工者に留まらないということです。例えば、設備の更新頻度をBIMに入力すれば、建物の引渡し後に建築主がBIMを活用して設備更新を管理できるようになります*3。このように、設計者や施工者だけでなく、建築主や建物管理者なども巻き込んだBIMの利活用が推進されています。

プラットフォーム

BIMは、建物に関する様々なデジタル情報を含有しているため、IoTやAIとの連携に向けたプラットフォームとしての役割が期待されています。建物情報がデジタル化されているため、他のシステムと連携することで、自動的に情報を受け渡しできるのがBIMの特徴です。

例えば、BIMと自動積算ツールや作図ツールを連携し、積算や作図を自動化するシステムなどが登場しています*4。その他にも、ICT重機とBIMを連携した自動施工などが試行されており、これからはBIMをプラットフォームとする様々なシステムが開発されていくことでしょう*5。

BIMのメリット

BIMには多くのメリットがありますが、なかでも筆者が特に重要と感じるポイントを紹介します。

手戻りが少なくなる

BIMのメリットのひとつは、「手戻りが少なくなる」ことです。情報がひとつのモデルに集約されることで、情報の行き違いや伝達ミスが減ります。これにより、間違った情報をもとに検討や製作を進めることがなくなるので、結果的に手戻りが少なくなります。

特に重要なのは、施工ミスによる手戻りが少なくなることです。作ってしまったものを是正するには、多くの時間・労力・費用が必要です。例えば、配筋を間違えたままコンクリートを打設してしまうと、是正するのに数週間の工期と数千万円の費用が必要になるケースもあります。このような施工ミスによる手戻りを減らすことができれば、生産性低下や損失を防ぐことができます。

品質を高められる

BIMを使うと3次元モデルをベースに詳細な検討を進められるため、早期の課題解決が促され、建物の高い品質を維持できるようになります。課題解決が遅れて取れる選択肢が減ってしまうと、施工性と品質を天秤にかけ、妥協点を見つけないといけなくなってしまいます。しかし、早い段階で課題解決に取り組み、幅広い選択肢から方針を決めることができれば、高いレベルでの施工性と品質の両立が可能です。

近年は、デジタルツインを活用したシミュレーションが構想されています*6。サイバー空間での施工シミュレーションが実用化されれば、施工前の確実な課題解決ができるようになり、無理せず建物の高品質を維持できるようになるでしょう。

BIMのデメリット

BIMには様々なメリットがありますが、現在でも普及したとは言い切れないのが実情です。BIMがなかなか浸透しないのはなぜでしょうか。ここでは、BIMのデメリットを紹介します。

導入に手間と費用がかかる

BIMのデメリットのひとつは、導入に手間と費用がかかることです。以下に、BIMを導入するために必要なものを挙げてみます。

・BIM専用ソフトウェア

・高性能PC

・高速ネットワーク

・クラウド環境

BIM専用ソフトウェアだけでなく、大容量モデルを快適に操作・送受信するための高性能PCや高速ネットワークが必要です。また、設計者・施工者・専門工事業者・建築主などの多くの関係者がモデルを扱うため、クラウド環境も欠かせないといえるでしょう。

従来のやり方によってはすべてを新しく導入する必要があり、多くの手間と費用がかかってしまいます。

モデルを管理する人材の確保が難しい

BIMのメリットは、ひとつのモデルに最新の情報が集約されることです。一方で、モデルの情報更新が遅れると、すべてのプロセスに影響が生じるリスクがあります。そのため、BIMを効果的に運用するにはタイムリーなモデル管理が必須です。しかし、多くのプロジェクトでは、変更に対応しながら膨大なBIM情報を管理できる人材を確保できていないのが実情です。

人材が足りないなかで無計画にBIMを運用すると、途中でモデル作成のスケジュールが破綻し、製作や施工が滞ってしまいます。人材を確保できない場合は、限定的なBIMの利活用を検討するなど、無理のない運用を意識しましょう。