BIMとは？ CADとの違いや導入メリットなど
2023.07.25 Tue
建築・建設の基礎知識
建設業界は長い歴史の中で、常にその時代の最新技術を取り入れ、建設方法や運営方法を大きく進化してきました。近年の建設プロジェクトにおいては、図面の作成や保有施設の情報管理を行うツールとして「BIM（ビム）」の利用が高まっています。またBIMは建物の維持管理や都市計画の検討にも用いられています。
このBIMとは一体何なのでしょうか？そして、BIMのメリットやBIMの課題は何があるのでしょうか。今回はこのBIMについて、メリットやCADとの違いなどをご紹介します。
BIMとは
BIMとは、「Building Information Modeling」のことで、コンピュータ上に作成した主に3次元の形状情報に加え、室などの名称や面積・材料・部材の仕様や性能、仕上げなどの建物の属性情報を併せ持つ建築情報モデル（BIMモデル）を構築するもののことです。
3次元の設計ツールとしての利用だけでなく、建物の企画・設計段階から施工・メンテンナンスなどの維持管理段階に至るまでの一連の流れを一元管理することが可能なツールです。BIMの利用は建設プロジェクトの効率化・生産性・品質の向上を図ることが可能です。また、BIMとIoT（Internet of Things：あらゆるモノをインターネット接続され、相互に情報交換する仕組み）やAIとの連携、ビッグデータの活用など、プラットフォームとしてのBIMの活用が期待されています。
参考：建築分野におけるBIMの標準ワークフローとその活用方策に関するガイドライン（第2版）
国土交通省 建築BIM 推進会議
BIMと「CAD」「3D CAD」の違い
建設プロジェクトの図面作成では、これまで「CAD（Computer Aided Design）」などのツールを使用してきました。一般的に、CADは2次元で製図を行うツール、3D CADは3次元で製図を行うツールを指します。
ここではBIMと「CAD」「3D CAD」の違いを図面作成の視点から3つご紹介します。
1）図面の作成手法の違い
CADや3D CADは独立した2次元図面（平面図、断面図、立面図など）をそれぞれ作成します。3次元モデルを作成するには2次元の図面同士を組み合わせて作成するのが一般的な手法です。
一方でBIMは、模型のように柱や壁などの部材ごとに3次元モデルを作成します。その部材を組合せて建物全体を作成します。2次元の図面（平面図・断面図・立面図など）を作成するには、その3次元モデルから任意の水平・垂直位置でモデルを切断して2次元図面を作成します。
2）設計変更による図面修正を省力化
図面を一部変更する場合、CADや3D CADは、当該箇所と関連する図面を全て手作業で一つ一つ修正する必要がありました。（例：各階で共通する窓や扉を修正した場合は、各階の平面図を全て修正し、その後、立面図や断面図などを修正）
BIMの場合は、3次元モデルから図面を作成する為、修正するとそれに対応する図面は全て自動修正されます。この自動修正よって、設計変更による労力を大きく削減することが可能なだけでなく、図面修正の抜け漏れや不整合を減らすことができます。
3）建物の維持管理・運用段階を見据えたデータベース作成が可能
建物の建設後の維持管理やメンテナンス段階において、CADや3D CADのデータは、限定的な利用となることが多かったです。これは壁や柱といった情報や設備に関する情報が複数の図面でアナログに連携していたためです。
一方でBIMは、維持管理や運用等に必要な情報を各部材やプロジェクト全体のBIＭモデル内に付加することが可能です。そのため、建物の建設後においても有用なデータ利用が可能です。
BIMを導入するメリット
BIMの導入によるメリットについて、事業主の視点で3つご紹介します。
1）「見える化」によるイメージの共有や投資効果の確認のしやすさ
BIMの導入によって、建設プロジェクトの早い段階から3次元モデルによる建物形状や空間のイメージの共有がこれまでよりも容易にできます。事業主は、より視覚的に設計発注要件が満たされているかの確認や投資効果の確認ができます。また設計者や施工者との協議や相談においても、3次元モデルを通じてコミュニケーションの円滑化が期待できます。
その他、BIMを活用したエネルギーシミュレーション（例：照度シミュレーション・気流シミュレーションなど）によって、同じ3次元モデルで費用対効果や投資効果の確認も可能です。
2）建物竣工時のデータを維持管理・運用段階のシステムに活用できる
BIMデータは、建物の維持管理段階で使用するシステム（IWMS：Integrated workplace management system、統合型ワークプレース管理システム）と組み合させることで、BIMデータの属性情報から建物設備や家具などの資産台帳の一元化や予防保全による設備維持コストの削減、建物のライフサイクルの各段階のメンテンナンス・修繕計画の検討などに活用できます。
また、既存建物でも竣工図などからBIMモデルを作成できるため、IWMSと組み合わせ、保有資産の全てを群で管理することも可能です。
3）建物のCO2排出量の数量算出など、ライフサイクルアセスメントの効率化
近年、建物のCO2排出量の削減が投資判断で加味されるようになり、上場企業には「気候変動リスク」の開示が求められるようになりました。それに伴い、建物の環境負荷を定量的に評価するライフサイクルアセスメント（LCA：Life Cycle Assessment）業務の需要が高まっています。
BIMの建築各所の仕様や数量データとCO2排出の原単位を掛け合わせることによってLCCO2（ライフサイクルCO2、製品の製造段階から廃棄・再利用までの全ての段階での二酸化炭素排出量の評価）を算出することが可能です。
建物の企画・基本設計段階からLCCO2の削減を見据えて、太陽光パネルの設置や省エネコンクリートの利用・緑化の活用の最適化を目指したシミュレーションや検討を行うことが可能です。
BIM導入における課題と対策
BIMの活用は、設計や施工などの各プロセスでの活用を中心に進んでいますが、建物のライフサイクルを通じたBIMの活用には課題があります。ここでは建物のライフサイクルのフェーズから2つの課題をご紹介します。
1）設計・施工段階の課題と対策
建設業界でBIMはまだ普及している最中のため、BIMとCADの併用となることが多いです。併用した場合、BIMとCADの両方の図面作成に伴う建設コストが増額につながる可能性があります（2023年6月時点）。
そのため、事業主はBIMの活用が目的に対する費用対効果が得られるのかを事前に確認することをお勧めします。例えば、維持管理段階にBIMを活用するために設備や仕上げ情報を設計・施工段階で必要情報を付加するなどがあげられます。
2）維持管理・運用段階の課題と対策
事業主のBIM利用に伴う予算計上が必要な場合があります。維持管理・運用段階は設計者や施工者が介在しない段階のため、BIMの導入費用（初期費用）が必要となる場合があります。また、建物の修繕や改修などを行った場合はBIMの情報更新が必要となるため、BIMの人材確保・人材育成なども必要となります。そのため、事前に維持管理段階の費用の検討や費用対効果を検討したうえでBIMを導入することをお勧めします。
BIMの補助事業や支援について
BIMの補助に関する事業が行われています。内容は、一定の要件を満たす建築プロジェクトにおいて、建築BIMの社会実装を図る補助事業などです。時期によって公募の内容や締め切りが異なるため、早めに情報の確認や申請先に相談することが大切です。
参考1：建築BIM加速化事業について 国土交通省
参考2：建築BIM加速化事業について 令和4年12月 国土交通省
参考3：令和4年度 BIMモデル事業 検証結果報告書 国土交通省
BIMは建物を建設する段階と建物を維持管理・運用していく段階の両方のメリットを生かし、BIMを高度に利用する事例が増えています。またBIMの導入は、建築業界だけでなく事業主にとっても設計、建設、運用の各フェーズにおいて、大きな変化をもたらす大きな可能性があります。BIM導入を検討してみませんか？
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