BIM

BIMとは

BIM（Building Information Modeling）とは、建物の3Dモデルに材質・コスト・工程・維持管理情報などの属性データを付加したデジタルツイン技術です。従来の2D図面が「線と文字」で建物を表現していたのに対し、BIMは建物そのものをコンピュータ上に仮想的に「建てる」技術といえます。

BIMモデルでは、柱1本にも「H-400x200x8x13、SS400、重量1.2トン、製作工場：A社、架設予定日：○月○日」といった情報が紐付いています。設計者、施工管理者、ファブリケーター（鉄骨製作工場）、設備業者など、プロジェクトに関わるすべての関係者が同一のモデルを共有し、最新の情報に基づいて業務を進めることが可能になります。

国土交通省は2023年度から小規模を除く直轄工事でBIM/CIM（Construction Information Modeling）の原則適用を開始しており、民間工事でもスーパーゼネコンを中心にBIM活用が急速に広がっています。

BIMと施工管理

BIMは施工管理のあり方を大きく変えつつあります。

工程シミュレーション（4D BIM）

3DモデルにTime（時間）の軸を加えた「4D BIM」では、建物が日々どのように出来上がっていくかをアニメーションで視覚化できます。「第1週に基礎杭を打設し、第3週に地下躯体のコンクリートを打設し、第6週に建方を開始する」といった工程計画を、3Dモデル上で時系列に再生することで、工程の無理や重複を事前に発見できます。

工程管理者にとって、4D BIMはバーチャートやネットワーク工程表を補完する強力なツールです。発注者への工程説明にも活用され、「いつ・どこが・どう見えるか」を直感的に伝えることができます。

干渉チェック

BIMモデル上で、鉄骨の梁と空調ダクトが同じ位置を通っていないか、配管が壁を貫通する位置にスリーブ（穴）が設けられているかなど、各部材の物理的な干渉を自動検出します。従来は施工段階で初めて発覚していた「ぶつかり」を、設計段階で解消できるため、手戻り工事の大幅な削減につながります。

出来形管理

施工の進捗に合わせてBIMモデルを更新し、「設計モデル」と「施工実績モデル」を比較することで、出来形の精度を視覚的に確認できます。3Dレーザースキャナーで計測した点群データとBIMモデルを重ね合わせ、ミリ単位の施工精度を評価する手法も普及しています。

BIMと施工図

従来の建設プロジェクトでは、設計者が2Dの設計図面を作成し、施工者がそれを基に施工図（詳細図）を2Dで作り直すという流れが一般的でした。BIMの導入により、この流れが大きく変わります。

BIMモデルから施工に必要な詳細図面を自動生成できるため、施工図作成の手間が大幅に軽減されます。さらに重要なのは、3Dモデル上で現場の「収まり」を事前検討できる点です。2D図面では複数の図面を照らし合わせて初めて理解できた部材の位置関係が、3Dモデルでは直感的に把握できます。

たとえば、鉄骨の仕口（柱と梁の接合部）に配管貫通孔を設ける場合、2D図面では断面図・平面図・詳細図を何枚も確認する必要がありますが、BIMモデルでは該当箇所を拡大表示するだけで、すべての部材の位置関係を確認できます。

BIMと品質管理

品質管理の分野でも、BIMは強力なツールとなっています。

検査記録のモデル連携

溶接の検査結果、コンクリートの圧縮強度、ボルトの締付けトルク値など、品質管理の各種検査記録をBIMモデルの該当部材に直接リンクさせることができます。「この柱の溶接検査結果を見たい」と思ったとき、モデル上で柱をクリックするだけで検査記録が表示されます。膨大な紙の書類から検索する必要がなくなり、品質情報の追跡性（トレーサビリティ）が飛躍的に向上します。

設計変更のリアルタイム反映

建設プロジェクトでは、施工中の設計変更が避けられません。BIMモデルで設計変更を行えば、関連する部材の寸法・数量・コストが自動的に更新されます。2D図面ベースの作業では、変更箇所の図面を1枚ずつ修正し、関連図面との整合性を手作業で確認する必要がありましたが、BIMではこの作業が自動化されます。

BIMと鉄骨工事

鉄骨工事は、BIMの恩恵を最も受けている工種のひとつです。

ファブリケーターとの連携

設計BIMモデルから鉄骨の製作用データ（原寸データ）を抽出し、ファブリケーター（鉄骨製作工場）のCAD/CAMシステムに取り込むことで、鋼材の切断・穴あけ・溶接の自動化が可能になります。従来は原寸図（1/1スケールの図面）を手作業で作成していた工程が、BIMモデルからのデータ連携で大幅に効率化されています。

建方シミュレーション

建方（鉄骨の組立て工事）では、BIMモデルを使ってクレーンの配置計画、揚重順序、仮設計画を事前にシミュレーションします。どの柱を先に建て、どの梁を次に架けるか。クレーンのブーム長さと作業半径から、現場のどの位置にクレーンを据えれば全ての部材を吊れるか。こうした検討を3D空間上で行うことで、安全で効率的な建方計画を策定できます。

2024年問題とBIM

2024年4月から建設業にも時間外労働の上限規制が適用され、いわゆる「2024年問題」として業界に大きな影響を与えています。労働時間を削減しながら生産性を維持・向上させるためには、業務の効率化が不可避であり、BIMはその中核的なツールとして位置づけられています。

BIMによる干渉チェックで手戻り工事を減らし、4D BIMで工程計画を最適化し、モデルからの自動図面生成で施工図作成時間を短縮する。これらの積み重ねが、建設業の「働き方改革」を下支えしています。

また、BIMモデルは遠隔での情報共有にも有効です。クラウド上のBIMモデルを現場のタブレット端末で閲覧し、事務所に戻らなくても図面の確認や変更指示を受けられるため、移動時間の削減にもつながります。

柴田工業はスーパーゼネコンの現場で49年の実績を持ち、大成建設・大林組をはじめとする大型現場で鉄骨工事・仮設鍛冶工事に携わっています。BIMの普及に伴い、3Dモデルを活用した施工管理と現場オペレーションの効率化に取り組んでいます。