特集

BIMの現状と今後の展望

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BIMの現状と今後の展望

設備工事会社としてのBIMへの取組み
高砂熱学工業（株）技術本部

技術企画部

１ はじめに部長

今野一富

２ BIMとは

建 築 業 界 で は、 数 年 前 よ り BIM（Building（１）BIMの定義

Information Modeling）というキーワードを耳にBIMについて述べるためには、BIM自体の定義する機会が増えた。BIMは建設業のIT活用によが明確でなければならない。BIMに対する説明はる生産性・品質向上のための手段である。

多く行われているが、取組みの当事者により定義2009年頃より、国内でも取り組む企業が増加している。特に、大手の設計事務所や建築会社ではに幅がある。ここでは IAI日本による例（図１）と、国土交通省の例（図２、表１）を示す。

専門の推進部署を作るなど、取組みが積極的であ両者ともに３次元の形状モデルに属性を付加しる。現在は建築の設計段階を中心とした取組みでた要素（ダクトや配管）で建物全体の３次元モデあるが、施工段階での実施も増えており、設備施ルを構成し、建築ライフサイクル（設計、施工、工会社にも影響が出始めている。

運用）の各段階で図面作成や積算、各種技術計

本稿では、BIMの現状と設備工事会社のBIM、当社の取組みについて述べる。

算・シミュレーションなどを効果的に連携・実施し、併せて品質の向上を図ることを意味すると説明している。システム、系統などの形状に直結し（一社）IAI日本「BIM（Building Information Modeling）およびIFC（Industry Foundation Classes）について」より

図１ BIMとは（IAI日本資料より）

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設備工事会社としてのBIMへの取組み在しない、これが、取組みを行う当事者によりBIMの定義も異なることの原因である。これは、設備工事会社にも、自身のBIM定義が存在するということを意味している。

（２）BIM普及の経緯
BIMの 概 念 や、 そ れ に 対 応 し た 建 築CADは1990年代には既に存在していたが、実務に使用するには、扱えるデータ量、速度の面で不足があっ
図２
表１

国土交通省プレスリリース

BIMの定義、メリットと業務の変化（国土交通省）

た。３次元でのコンピュータグラフィクス利用などは行われても、属性を活用した利用には手が届かなかった。
コンピュータの飛躍的な性能向上により、属性

BIM とは？
BIM とは、Building Information Modeling の略称であり、情報付きで建物全体を扱うことが可能になり始め

コンピュータ上に作成した３次元の形状情報に加え、室等た2005年頃より、欧米で急速にBIMという概念との名称や仕上げ、材料・部材の仕様・性能、コスト情報等、建物の属性情報を併せもつ建物情報モデル（以降、BIM モデルという。）を構築することです。設計から施工、維持管それに対応したソフトの知名度・利用度が拡大した。

理に至るまでの建築ライフサイクルのあらゆる工程で BIMモデルを活用することは、建築生産や維持管理の効率化に繋がります。

（３）BIMの現状
海外では2000年代の初めよりIFCによる建築モ

BIM によるメリット

業務の変化

デルの情報共有／交換を利用することで建設工事設計内容の可視化

設計の透明性・説明性が高の効率化、品質向上を目指すことが行われてきまり、関係者間における意思決定が迅速になる。
建物情報の入力・整合性確認 官庁施設に必要な性能水準

建物情報の統合・一元化た。この流れの中で、BIMという言葉が広がった。
現在では、試行レベルを超え、国の実施ガイドと合致した設計を、効率的・ラインが定められて、公共工事に対してBIMによ効果的に実施できる。

る実施を義務付けている国・組織もある。

設計・施工を通じて、施設
管 理 者 に よ る 施 設 の 運 営・管理や、官庁施設のファシリティマネジメントに活用

先進的な取組みが行われてきた北欧や米国に加え、シンガポールでは建築確認申請における適用が進んでおり、韓国でも同様の動きがある。施工可能な建物情報モデルを構段階においても普通に建物全体の３次元モデルが築できる。

運用されている例が急増している。

「官庁営繕事業におけるBIM導入プロジェクトの開始について」
平成22年３月31日 官房官庁営繕部プレスリリースの参考資料より

国内では、設計事務所、建築会社の設計段階で、建築・構造などの属性付き３次元モデル作成の実施例も増えて、基本設計・実施設計に対して、ていない情報を操作する機会の多い設備業務では多くの割合をBIMで実施している大手設計事務所

多少の違和感のある定義である。

が現れている。しかし、設備設計での３次元モデまた、BIMは建物のライフサイクル全体を支援ルの活用は進んでいるとは言い難い。作成自体がするものと言われている。しかし、ライフサイク従来行ってこなかった新たな業務でもあり、特定ル全体を受け持つ企業・団体等は存在しない。企の物件でのみの対応となっている。社内でモデル業等によって業務の範囲が異なる。更に、建物にを作成することができず、３次元モデルの作成段関するすべての情報を扱っている企業・団体も存階で設備施工会社の関与を求める例もある。

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特集

BIMの現状と今後の展望

民間企業のBIMへの取組みの拡大を見て、国土

表２

設備設計の手順

交通省でも直轄物件に対するBIM適用に取り組ん段

階業

でいる。設計段階での利用から始めた取組みも、企画設計

周辺インフラの調査

小規模建物での設計・施工が終了し、より大きな建物での設計・施工での利用が行われている。

設備機器のシステム設定
基本設計

設備機器スペース設定
設備シャフト設定

きモデルである。このモデルが容易にできて、モ普及しない。

設備グレードの設定
設備機器概算容量設定

BIMの中心はCADで作成する３次元の属性付デルを活用することによる利点が多くなければ、

務

工事費概算
実施設計

各申請書作成基本設計に基づいた詳細設計図（発注図面）

コンピュータの処理能力の向上もあり、３次元の作成の属性付きモデルを作ることは技術的には可能に

工事費積算「設計学」国立情報学研究所（武田）よりなった。設計／施工、建築／設備に分けると、以下のような現状となる。
１）建築／設計

応できている。しかし、部材の持つ属性情報を大手設計事務所、大手ゼネコンが社内に推進関連の業務に活用することは未だ不十分であ組織を作り、取り組んでいる。シミュレーショ

る。

ン連携などによるビジュアルな「見える化」を空調衛生設備の設計段階でのモデル化が難し進めるとともに、モデルからの設計図、建具表

く、利用の広がりが建築のようには進んでいな生成、積算連携などの成果が出ている企業もあい。これは、設備設計の企画・基本設計段階では、る。

３次元モデルを使用しない業務が中心であり、表２）建築／施工

２に示すようにシステムの検討や計算など、表やBIM対応現場として、設計時の建物モデルで系統図などでハンドリングされていることによ設備との統合モデルを作成し、干渉チェックをる。これらの業務に対する本質的な支援ができて行うことなどが行われている。しかし、現場側いないことに原因がある。一方、施工段階では、での施工時の設計変更対応などに対応した建物従来から行ってきた施工図を描く行為自体がモデモデルの維持ができず、部分的な実施となる場ル化となっている。また施工段階では、施工図に合もあり、時によっては、中断することもある

書いている形を持った部材自体が、仕事の対象でようである。

ある。

３）設備／設計
従来の設計成果物である設計図は２次元の単３ 設備工事会社のBIM

線図面であり、建物全体を３次元化する作業は大きな作業負荷の増大となる。このため、建築設備工事会社は、空調設備の施工段階に限って側で全体のモデル化ができていても、設備側のも、施工内容を確定させるための各種の検討やそモデルは一部対応や、全く準備できていないこの結果を反映した施工図の作成、施工のための各とも多い。

種の計画、計画に基づいた施工の実施が業務であ４）設備／施工る（図３）。これを遂行するための業務項目も多施工図作成に使用してきた設備CADは、多岐にわたっている（表３）。

くが作図する部材のすべてに属性を持ち、高さこれらの業務の効率向上や品質向上のために情報も付加されている。更に３次元表現が可能は、自社内で行う業務の連携性を高めることが重であり、データ出力の機能も備えている。この要である。これを進めることが、設備工事会社にため、施工段階のモデル統合は比較的容易に対とってのBIMである。

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設備工事会社としてのBIMへの取組み

図３

設備工事会社の業務

ここまでの議論からBIMの定義を見直すと、で行い、機器仕様の管理や積算など表で操作する「IT化を進め、連携性を高めて、業務の生産性・のに向いている業務を表計算ソフトなどで行うの品質を向上させること」と言える。

が最も良い。しかし、建物の情報を統合して管理BIM対応で多く行われている建築データとの重ね合せは重要ではあるが、設備工事会社のBIMにするデータベースを実用レベルで構築することは困難であり、当面、実現可能とは思えない。

とっては、ほんの一部である。

現在は、設備業務に必要な情報の多くがCAD

BIM本来の定義で言えば、図１で示すようにの中に存在している。当面はCADを中心に周辺BIM統合モデルを中心に置き、形状も含めた建物業務との情報の交換性を高めて業務の効率化を図の情報をデータベースで管理し、ダクト・配管るのが最も現実的である。設備CADには、これルートの検討などの、形状を見ながら操作するのらの業務に使用する情報でCADが持つことが妥当に向いている業務を３次元設備CADで行い、シなものを保持し編集できる機能の充実が望まれる。

ステムの検討は２次元の作図機能を持ったソフト
表３

設備工事会社の業務項目

施工対象の確定

施工計画 （文書）

施工

設計条件確認・設定

法規適合確認

官公庁申請・届出

品質管理

確認申請確認

防火・排煙区画

施工要領

実行予算

工程管理

工事区分

床等の荷重

工事運営計画工程管理計画

原価管理

動力・用水

はり貫通

仮設計画

搬入計画

人工管理

機械室スペース

シャフトスペース

調達計画

搬入保管計画

安全管理

ゾーニング

システムフロー

安全衛生管理計画

品質管理計画機器・資器材発注

空調方式

熱源方式

地球環境保全計画

機器選定

機器配置

施工計画 （図面）

熱負荷計算

換気風量計算平面図・断面図

シャフト図

機器搬入据付排煙風量計算

静圧計算

機器配置図

基礎図

ダクト・配管工事

揚程計算

フィルター計算

ユニット図

支持架台図

保温・塗装工事

加湿計算

煙道計算

スリーブ箱入図

インサート図

計装工事

騒音計算

振動計算

系統図

機器表・器具表

試運転調整

納まり検討図

設計変更図

各種検査

概略負荷計算
工事費概算

維持管理費概算設備用建築図

ダクトレイアウト

配管レイアウト

天井伏図

イニシャルコスト

ランニングコスト

スリーブ・箱入れ
基礎墨出し

竣工図書
プロット図

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BIMの現状と今後の展望存在であり、「CADで作成した図面を見ながらソ４ 当社の取組みフトに手入力して計算する」のが当たり前の状態であった。

1984年 に 導 入 し た ミ ニ コ ン ベ ー ス の ３ 次 元

2000年代に入ってから、「情報連携による現場CADによる取組みでは、作図に使用するととも生産性の向上」をキーワードに、CAD内の情報に、設計図から施工図への連携、数量算定、配管レベルの向上とCAD外への情報連携による活用

プレハブ化などCADの情報を活かすことを目的に取り組んでいる（図４）。ダクト・配管の数量に多くの開発を行い、現場に適用した。しかし、情報から概算を行うソフトを作成し運用してい操作が難しく、速度も遅かったため普及はしなる。また、工法の変化に対応するために配管のかった。

バーリング対応、鋼材の作図などの機能をCAD

1980年代末より1990年代前半まで使用したPC

ベンダーと共同開発し、CADのモデルと現実のベースの設備CAD利用の主目的は現場施工図の資機材の整合性を上げた。その際には、熱源機械作成であったが、ダクトCAD ／ CAMへの取組室などの複雑な配管がある部位での機器配置や管みを行い、同時に配管プレハブ化ソフトを社内開路の最適化を機器と管路を繋いだまま検討をシ発し活用した。

ミュレートする機能も開発実装した。

1990年代末より使用している現在のCADは、作図されたモデルの管路情報を取得し、ダクそれ以前のCADの直接利用者がCADオペレータ

ト・配管の部材情報を活用したダクトの静圧計算、中心によるものであったことに対し、技術者自身配管の揚程計算機能も開発し運用している。図５が使用することをコンセプトにCADベンダーとに静圧計算の事例を紹介する。

共同開発したものである。このCADは、施工図

当社では技術系の計算シミュレーションなど作成を手書きからCADに移行させることに大きに、自社開発ソフトと市販ソフトを併用していな成果を上げた。

る。図６は当社の技術計算プログラムのメニュー

これらのCADの導入・利用と並行して、技術画面である。

系のソフトウェアを自社開発または市販のソフト

このメニューにある計算プログラムの内容は社で利用してきた。しかし、それらはまったく別の内の技術標準に記載してある内容をプログラム化

図４34

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設備工事会社の情報連携

設備工事会社としてのBIMへの取組み

図５

静圧計算とCADの連携

図６

技術計算プログラム（自社開発）したものである。このため、計算方法は手計算をと技術計算を連携させることで、従来の計算方法前提としたものとなっている。過去の技術計算のを変革することも可能となる。

開発では、計算方法を変えることは行わず、計算事例として、屋外騒音計算の例を紹介する。の手間の削減と計算書の出力を支援してきた。

図７は従来の騒音計算の画面である。機器やガBIMにより、計算の入力対象となる情報が変わラリなどの騒音源を複数定義して、受音点１点にることで、計算方法の変更も可能となる。CAD対して距離と遮音壁の状態を設定する。これで受音点の騒音値を求め、法律で定められた時間帯毎の騒音規制値を遵守できているかを計算する。このソフトでの課題は複数の騒音源がある場合の受音点と音源の位置関係と遮音壁の設定が面倒なことである。加えて、敷地境界面は広い範囲であるが、計算対象は１点となるため、多くの点を計算しようとすると時間がかかることである。
音源は屋上設置の機器やガラリであり、CADにより作図されている。敷地境界は属性を持った作図はされていないが、CAD上に図形として存在している。建物もCAD上に情報が存在する。

図７

屋外騒音計算プログラム

すべてが３次元で属性を持って入力されていれ

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BIMの現状と今後の展望図９図８

屋外騒音計算結果例（１）

屋外騒音計算結果例（２）５ 標準化の重要性

ば、計算方法を変えて図８のような計算を一度に建築CADで利用度の高いソフトは開発元が欧行うことが可能である。計算結果を色分けした平米のものである。ただ、CAD本来の機能は高い面的な結果を得るとともに、３次元で定義した範が、データの相互運用性の観点では不十分な部分囲についてすべての計算を行い、図９のような３がある。柱・壁・窓などの基本情報は互換性良く次元での表現や動画による分かり易い表現が可能

交換できても、細かい部分の情報の交換性は十分となる。

ではない。

CAD連携は技術計算業務のみではなく、情報

IAI日 本 の 設 備・FM分 科 会 の 調 査 に よ れ ば、を施工管理に使用するためのシステムにも適用範

外国製の設備ソフトも同様に標準形式であるIFC囲を広げている。現場での資機材の納品・取付け・にはすべて対応しているが、相互の互換性も同様

試運転など多くのフェーズで行う検査に機器デーであることが分かっている。

タを活用し、結果を現場で一元管理している。現

大きな建築会社であれば自身の開発力も強く、場作業場所での操作性の向上のために現場で使用自社が使用するソフトを連携する機能を専用に開するハードをタブレットに変えて実装した（図10）。

発することも可能である。結果として社外に対しこれらはBIMというキーワードが一般化する前ては、それらの企業が異なったデータ形式を他社から継続して進めてきたことであるが、これを進めていくことが当社の当面のBIMそのものと考えている。

建築コスト研究

設備工事会社はこれらの要求に応えなければならない立場である。交換のための手段が複数ある

図1036に要求することとなる。

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2013.7タブレットを利用した検査・写真撮影、管理支援

設備工事会社としてのBIMへの取組みと対応手段の構築に費用・手間がかかる。

利用できる。また、「部屋（Space）」の情報を定

国内の市場では設備CADは複数の国産ソフト義できるため、これらの情報を使用して、３次元が 市 場 を 押 さ え て お り、 設 備CADの 属 性 付 きモデルから、平面図、断面図、矩計図などの図面

データ交換では建設業振興基金の設計製造情報や、建具表などの表を生成することが可能であ

化 評 議 会（C-CADEC） が 開 発 し 維 持 し て い る

る。

「BE-Bridge」により普通に行われてきた。しか一 方、 設 備CADは 作 図 支 援 の た め の 属 性 はし、BE-Bridgeは「図面」を属性付きで交換する持っているが、建物全体の管路情報の保持など高ことを目的に開発されたもので、建物全体を対象度化の面では十分な機能を持っていない。操作ににするには拡張が必要である。

ついても、図面を書く前提での開発は行われてきまた、社内のBIM推進のために自社ソフト間のたが、モデル化の観点での機能は不十分である。

連携を専用に開発し揃えることには限度がある。

結果として、モデルと機器表・器具表が連携し、ソフトのバージョンアップなどに対する追従も困モデルから図面を生成するなどの機能を持つには難である。ソフトを入れ替えることも難しい。

至っていない。

これらの事項を考えると、情報の交換／共有にこれらをドラスティックに変えることは困難で使用するデータの形式と使われ方が標準化されるあるが、小さい範囲から有効性を確認できる実績ことは非常に重要である。

を積み重ねていくことで、やがて到達できる。

IAI日本の設備・FM分科会では、IFC形式での設備情報の表現方法の標準化作業を進めている。

７ おわりに

既 に「 設備 IFCデ ー タ 利 用 標 準Ver1.0」を策定
し、設備CADベンダー３社が製品に実装してい初期段階である現在のBIMは、企業イメージをる。この活動が実を結び、広く市販ソフトに実装向上させるような意味合いでの使われ方である。

されることは、設備工事会社にとって非常に重要

しかし、本業の競争力に大きな影響を持つものでであり、今後とも当社は積極的にこの活動を支援ある。

していく。

６ 設備BIM実現に向けて今後の進展によっては建築業界の企業間の業務分担や企業構造自体を変化させてしまう可能性を持っている。施工会社にとっては、他社が担っている業務に食い込むチャンスでもあり、逆に単なBIMの実現のためには、業務を支援するためのる工事屋になってしまう危険性もはらんでいる。

IT化の推進と、CADを始めとしたツールの連携

今後、BIMへの取組みは避けて通れないが、こ度の向上が革新されなければならない。

れを活かす企業構造、業務等の変革を伴わなけれ設備施工会社の中核業務は施工管理業務であば実現できない。仕事を変革できたものが生き残り、これを効率化し品質を確保するためには、施り、そこではBIMが使いこなされていることは確工対象の早期確定、施工計画の早期作成、施工管実である。

理の効率化を狙った開発に注力しなければならない。
これを進める際に、長い間、紙での利用を前提にしてきた「図面」を、業務が電子化された環境で、どのようなものにするかを見直す必要がある。
また、建築のBIM対応CADソフトは、建物の構成要素に材質などが設定され、数量積算などに（参考文献）
１）「BIM と設備 CAD」（社）日本空調衛生工事業協会 「空衛」2013年２月号

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