BIMの基本と建設DXにおける役割

BIMは3次元の形をつくる技術ではなく、建築情報をつくり、共有し、活用するための業務プロセスです。この記事では、建設DXの背景からBIMの基本概念、2次元CAD・3次元CADとの違い、期待できる効果と限界、ライフサイクルでの役割、国内外の動向までを、実務者向けにやさしく整理します。

BIMは3次元の形ではなく「情報」である

ある事務所ビルの設計で、発注者の要望により階高と天井高さが変更されました。意匠図は修正されましたが、構造図は古い階高のまま検討され、設備図でも変更前の天井にダクトが計画されていました。打合せ直前に不整合に気づき各担当者が図面を修正しましたが、どのPDFが最新版か分からなくなりました。図面や表が別々のファイルで作られる従来の業務では、同じ建物を表していても情報がばらばらに存在し、変更を人が見つけて反映しなければならないためです。

BIM(Building Information Modelling/Model)は、この問題を自動的に解決するものではありません。しかし建物を構成する情報をモデルとして整理し、共通のルールで参照・更新できるようにすることで、不整合を見つけやすくします。大切なのは3次元モデルをつくることではなく、必要な情報を必要な時に必要な人が使えるようにすることです。

なぜ建設分野にDXが必要なのか

DX(デジタルトランスフォーメーション)は、紙をPDFに変えるだけの取り組みではなく、デジタル技術とデータで業務の進め方や提供する価値を見直すことです。

CADで製図がデジタル化されても、受け渡し方が以前と同じなら変化は限られます。BIMをDXにつなげるには、情報のつくり方・共有方法・意思決定の手順まで含めて考える必要があります。背景には、人材不足と技術継承、分野間調整の複雑化、記録が異なる形式で管理される「情報の分断」、生産性と品質の両立、環境負荷低減への要請があります。BIMは建設DXを実現する重要な基盤の一つですが、クラウドやAIなどと組み合わせて使われる技術であり、BIMだけが建設DXではありません。

BIMの基本概念——形状・属性・関係性

日本の建築分野では一般に、3次元形状情報に室名・材料・性能・仕上げなどの属性情報を組み合わせた建物情報モデル、またはそのモデルを作成・活用する業務の仕組みをBIMと呼びます。完成モデルだけでなく、誰が何の目的でどの情報をつくり、誰に渡し、どう更新するのかを見ることが重要です。壁は3次元CADでは単なる直方体になりがちですが、BIMでは「壁」に加え壁種・厚さ・性能の情報を持たせられ、「この壁は3階に属している」といった要素同士の関係性も扱います。

BIMは、情報モデル(形状・属性・関係性)、業務プロセス(作成・確認・共有・更新の流れ)、協働基盤(関係者が利用する環境)という三つの側面から捉えると理解しやすくなります。高精細でも不要な情報ばかりでは活用できず、保存場所を共有してもルールがなければ混乱します。モデル・情報・手順・組織を一体で考えることが大切です。

2次元CAD・3次元CAD・BIMの違い

2次元CADは紙の製図をデジタル化したもので、平面図・立面図・断面図は別の図として作成され、整合性は人が管理します。3次元CADは立体形状をつくり外観検討に有効ですが、画面上は壁に見えてもシステム上は単なる立体の場合があります。BIMでは建築要素を意味のあるオブジェクトとして作成し、同じモデルから図面や数量表を生成できるため、変更を反映しやすくなります。

ただし「同じモデルだから正しい」とは限りません。属性を誤入力すれば、誤りが平面図・建具表・集計表へ同時に反映されます。図面上だけの2次元加筆はモデルに反映されません。BIMは2次元図面を不要にするものではなく、契約・確認申請では今も図面が重要な伝達手段です。目的はモデルと図面を関係づけ、整合性と再利用性を高めることにあります。

期待できる効果と、自動的には得られない効果

BIMは、図面間の不整合の低減、3次元表示による理解のずれの解消、分野モデルを重ねた干渉チェック、数量集計、施工・維持管理への情報引き継ぎなどを支援します。ただし不整合候補を見つけることと設計として許容できるかの判断は別物で、検出された干渉のすべてが問題とは限りません。最終判断には設計意図・法令・保守性の専門知識が必要で、BIMは判断を置き換えるのではなく判断のための環境を提供します。

BIMソフトを導入しモデルを作っただけでは、期待した効果が得られない場合があります。目的が決まっていない、詳細すぎるモデルを作っている、担当者ごとに作り方が違う、確認・承認の担当が決まっていないと、組織的な効果は生まれません。入力情報が正しいとは限らず、IFC等での交換は属性が完全には一致しないこと、責任は契約や役割分担で明確にすべきことにも注意が必要です。

ライフサイクルにおけるBIMの役割

建築物は企画・設計・施工・引き渡し・維持管理・改修・解体という長いライフサイクルを持ち、各段階で必要な情報は異なります。企画では概算、実施設計では部材仕様、維持管理では点検履歴というように、段階が変われば情報の作成者・利用者・必要な精度が変わります。

従来は段階の終わりに図面をまとめて渡す方法が一般的でしたが、大量の資料を渡しても必要な情報が見つからなければ活用できません。次の段階で何に使うのか、誰が作成・確認し、いつどの形式で渡すのかをあらかじめ決めることで、目的に合った情報提供へ移行できます。

設計モデルをそのまま維持管理に使えるとは限りません。維持管理では設備の識別番号や点検周期などが重要になり、設計に必要な情報とは異なるため、段階的に整備することが求められます。契約書や検査記録など、モデルの外にも建物情報は数多く存在し、モデルは部位を手がかりに関連情報へつなぐ役割も担えます。

国内外の施策と標準化の考え方

国土交通省は建築BIM推進会議を設置し、建築確認の環境整備、データ連携環境の整備、維持管理・運用段階のデジタル化を柱に検討を進めています。標準ワークフローのガイドラインでは、いつ誰が関与し各段階で何を決めるかという業務全体の見通しが整理されています。実態調査では、企業規模や地域によって導入状況に差があることも示されています。BIM図面審査も始まりましたが、これはBIMから作成されたPDF図面を対象とし、IFCデータ等は参照に用いる仕組みで、モデル内の情報を直接審査するものとは異なります。

海外でも施策は国や地域で異なりますが、情報の管理方法を重視する、発注者が必要な情報を明確にする、オープンな標準で情報を交換する、維持管理まで情報を活用する、という方向は共通しており、これを支えるのが標準化です。

ISO 19650(BIM情報マネジメントに関する国際規格)は、資産のライフサイクル全体を対象に、発注者側が必要な情報を明確にし提供側が作成・確認方法を計画する考え方を示し、規模に応じて適用方法を調整できます。IFC(建築・建設分野のオープンな国際標準)は異なるBIMソフト間でモデルを受け渡す際に使われますが、完全に再現されるとは限りません。openBIM(オープンな標準で情報を連携する考え方)では、各担当者がふだんのソフトで作成・編集し、共有範囲をIFCやBCF(指摘情報の形式)で交換します。標準化とは、協働に最低限必要な内容を決めることです。

この章で押さえること

• BIMは3次元の形をつくることではなく、建築情報をつくり・共有し・活用する業務プロセスとして捉える。
• BIMソフトを導入するだけでは効果が出るとは限らない。目的、役割分担、入力ルール、承認手順をあわせて設計する。
• 2次元CAD・3次元CAD・BIMは役割が異なり、BIM移行後も図面は重要な情報伝達手段として残る。
• 干渉チェックが見つけるのは候補にすぎず、設計として許容できるかの最終判断は専門家が行う。
• 設計モデルをそのまま維持管理に使えるとは限らない。段階ごとに必要な情報を選別し引き継ぐ。
• IFCなど標準形式での交換は完全な再現を保証しない。交換後は要素・属性・位置を確認する。
• 自事務所のBIM運用ルール(ファイル名、版管理、確認・承認の担当)を規模に見合った範囲で整備する。