【BIM事例‐維持管理】奥村組‐⑩課題C モデル入力の検証結果と課題（連載）

国土交通省では、令和元年より官民一体でBIMを推進する取り組みをスタートさせており、「建築BIM推進会議」を開催し、議論を進めています。「建築BIM推進会議」について詳しくまとめた記事は、こちらをご覧ください。

ここでは、注目の「令和3年度 BIMモデル事業」の具体事例を連載にて紹介していきます。株式会社奥村組の事例を基に、BIMのメリットや課題分析データなどをまとめていきますのでBIM事例の内容についてぜひ参考にしてみてください。

他の連載記事はこちら

第一回：【BIM事例‐維持管理】奥村組‐①改修工事用のEIRとBEP策定（連載）

第二回：【BIM事例‐維持管理】奥村組‐②課題A　改修工事用EIR（連載）

第三回：【BIM事例‐維持管理】奥村組‐③課題A 改修工事用BEP（連載）

第四回：【BIM事例‐維持管理】奥村組‐④課題A　設備専門工事会社用の維持管理BIM仕様書（連載）

第五回：【BIM事例‐維持管理】奥村組‐⑤課題A　EIR・BEP今後の課題（連載）

第六回：【BIM事例‐維持管理】奥村組‐⑥課題B 維持管理BIMシステムによる長期修繕計画について（連載）

第七回：【BIM事例‐維持管理】奥村組‐⑦課題B モデル活用・連携方法についての分析結果（連載）

第八回：【BIM事例‐維持管理】奥村組‐⑧課題B 長期修繕計画立案とモデル連携についての考察（連載）

第九回：【BIM事例‐維持管理】奥村組‐⑨課題C 分類定義カスタマイズと自動分類の結果（連載）

概要

ここでは、プロジェクト全体の概要や対象となる建築物、事業の目的等についてご紹介します。

プロジェクト概要

奥村組技術研究所内の管理棟、室内環境実験棟における維持管理業務プロセスを検証します。これらの施設は改修工事・新築工事が完了しているため、それぞれ維持管理 BIM モデルを構築します。その上でこのモデルを用いて実際の施設運営の情報を蓄積し、検証をおこなうこととします。

2 棟の施設については、BIM モデルと連携する⾧期修繕計画システム、施設台帳管理システムを構築しました。技術研究所は、これらのシステムを用いて自ら施設管理者として運用し、「専門職ではない担当者」がおこなう維持管理業務における課題の検証を通して発注者メリットを抽出します。

検証をおこなうプロセスは、国土交通省『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』の標準ワークフローのパターン②を参考にし、改修工事に特化したワークフローとして新たなパターン⑥（案）を作成しました。

検証は、維持管理 BIM フェーズにおいて実際の増改築工事や設備機器の増設等をおこないながら進めます。技術研究所が発注者として、建築設計部門・施工部門に関わり EIR・BEP の整備を通じてBIM ワークフローを検証していきます。

建築物の用途・規模・構造種別、所在地、新築／増改築／維持管理等の区分等

奥村組技術研究所

●所在地　　：茨城県つくば市
●敷地面積　：23,580.25 ㎡
●開設　　　：1985 年
●特徴　　　：耐震実験棟、材料実験棟、音響実験棟,管理棟、室内環境実験棟、
　　　　　　　倉庫棟、多目的実験棟、陸上養殖実験棟の実験施設を備える

茨城県つくば市にある技術研究所は、日本初の実用免震ビル「管理棟」や各種実験をおこなう施設として新築した「室内環境実験棟」、その他複数の実験施設から構成される研究所です。

主な研究開発テーマとして、「免震のパイオニア」としてあり続けるための技術の研鑽や応用技術の開発、ICT やロボット、CIM、BIM の活用による工事の急速化・省力化や管理業務の効率化など生産性を向上させる技術の開発、およびバリアフリー化や省エネルギー化・低炭素化などの環境負荷低減を実現する技術の開発が挙げられます。令和 2 年春には技術研究所内の大規模リニューアル工事が完了しました。

調査対象（１）管理棟

• 竣工　　　：1986 年
• 改修竣工　：2020 年 1 月
• 用途　　　：事務所
• 階数　　　：地上 4 階 PH1 階
• 延床面積　：1,330.10 ㎡
• 構造種別　：RC 造（日本初の実用免震ビル）

「管理棟」はオフィスビルであるとともに、免震機能を⾧期観察する実証施設としての役割もあります。たとえば「建物そのものを人工的に揺らす」自由振動実験をおこなうための設備を備えており、免震技術の実証施設として35年以上にわたり様々なデータを蓄積しています。

また、日本初の実用免震ビルである管理棟は内装を全て撤去するスケルトンインフィル化を実施した後、NearlyZEB化を含めた改修工事を実施し、NearlyZEB の認証を取得し一般社団法人環境共創イニシアチブが公募する ZEBリーディング・オーナーに認定登録されています。

当施設は供用していて、維持管理段階にあり、ZEBの運用段階における省エネルギー効果や、快適性やウェルネスなどに寄与する技術の検証をおこなっています。     

調査対象（２）室内環境実験棟

• 竣工　　　：2020 年 5 月
• 用途　　　：実験施設
• 階数　　　：地上 2 階
• 延床面積　：978.86 ㎡
• 構造種別　：RC・S 造

室内環境実験棟は、温熱・気流・音環境に関する実験をおこなうことを目的としているため、断続的に施設の改修・更新を続けながら室内環境実験をおこなっています。

快適な空間づくりには、人の感覚に影響を与える、温度、湿度、気流、光、音などを適切に制御する必要があります。当施設は３つの実験室を備え、建物の省エネルギー性や室内の快適性、ウェルネスに関わる様々な要素や、近年ニーズが高まっている室内環境関連の技術を総合的に検証することができます。

プロジェクトで目指すもの

目的

（１）竣工 BIM モデル構築に必要な EIR・BEP の整備とマイニングルール制定
（２）リバースエンジニアリングによる維持管理 BIM モデル構築手法の確立
（３）技術実験と実行を同時におこなう維持管理 BIM モデル構築とシミュレーション
（４）ライフサイクルコンサルティング業務の確立と資産価値の向上
（５）維持管理 BIM システムと NearlyZEB 環境センサーの連携とトータル LCC 算出

解決する課題

（１）EIR・BEP の仕様とコストイメージ
（２）維持管理業務を維持管理BIMシステムでおこなう場合の労務量
（３）実際の維持管理業務における問題点や日常業務での運用課題
（４）ライフサイクルコンサルティング業務における維持管理BIMシステム構築支援方法
（５）維持管理 BIM システムにおけるランニングコスト情報の不足

得られる成果

（１）発注者としての EIR、施工者としての BEP の試案
（２）維持管理業務を維持管理 BIM でおこなう場合の労務削減量
（３）技術実験と連動した維持管理 BIM モデルと維持管理業務の実行結果
（４）ライフサイクルコンサルティング業務結果報告と建物資産価値の評価
（５）点検業務・ランニングコストを含めた維持管理 BIM によるトータル LCC 算出

分析する課題：課題C モデル入力の検証結果と課題

ここでは、課題C「BIMモデルから維持管理BIMへのデータマイニングの検証、自動的に部位部材分類をおこなうルール策定、BELCA分類定義を使用した方法とカスタマイズについて検証」の中から、「モデル入力の検証結果と課題」についてご紹介していきます。

概要

オブジェクト数も少なく割当ルールを追加する必要がないと判断したものについては手動で割り当てをおこない、維持管理ソフトと連携後、実行予算と比較し数量や単位、単価を調整し単価マスターを追加・編集しました。 

また検証対象となる管理棟には、1986年の竣工時から存在する既設オブジェクトと、今回の改修工事で更新された新設オブジェクトが混在しています。⾧期修繕計画作成にはそれらを区別して計算するべきとの指摘があったことから、既設と新設ごとにFM-Integrationに認識させるためBELCA分類に既設IDを追加し（832 項目×2）今回追加した項目をマスターとして再度マイニングをおこなっています。

新たな改修オブジェクトについては改修IDを追加することになりますが、マスター、割当ルールともに項目数が大きく増加し管理も煩雑となることから、設置年情報をIDで連携して維持管理で使用できるようになればBIMモデルとして入力も管理も省力化できると予想されます。

部材分類表

上図は内訳書単価とBELCA単価に相違があるなどの理由で、分類後に書き出したデータの修正や、GLOOBEモデルの調整をおこなったオブジェクトのリストです。BELCA の数値をそのまま使うか、実行予算内訳単価を使うかを比較して決定しました。

モジュール調整：太陽光発電設備 

オブジェクトの入力方法をしたことにより維持管理項目の単位で数量が拾われていないものについてはBELCA分類単位に反映される該当オブジェクトに入れ替え、BELCAで設定された容量・能力に相違があるものについてはモジュールを調整するためにオブジェクトを分割するなどの修正作業をおこなう必要がありました。上図は太陽光発電設備のモデル例で、BELCAの設定と工事費内訳、系統図を確認してソーラーパネルのモデルを4分割し、実際は32.50kw 一式を、40kwとして維持管理へ連携させています。 

数量を修正：外装アルミルーバー

ルーバーフェンスの場合は単位がメートルですが、水平⾧でしか拾われないため、ピッチから本数を計算し高さを掛けて数量を算出、維持管理ソフト側で数量を修正する必要があったため、柔軟に数量算出条件が設定できるようになることが望まれます。 

追加項目の FM 分類  

GLOOBEではリレーショナルデータベースを扱っているため1つのオブジェクトに追加項目として複数の維持管理分類IDを割り当てすることが可能であり、メイン項目を建具としてモデリングしておけば、追加項目に自動ドア開閉装置を割り当てることで個別に予算・実績情報を追加、⾧期修繕計画のシミュレーションがおこなえます。追加項目の設定は、グループ管理のチェックON/OFFで分類項目ごとに設定を制御して維持管理連携テンプレートに保存して管理できます。

GUID の仕組み  

GLOOBEのオブジェクトはそれぞれがGUIDというもので管理されており、GUIDは全世界で二つ以上のオブジェクトが同じ値を持つことはなく、オブジェクトを複写したり、オブジェクトが属する階の移動をした場合でもIDは重複しません。

このようなGUIDの管理をGLOOBEではプログラムにおいて自動で管理することで、ユーザーが GUIDを意識する必要のない仕組みが構築されています。 

データベースの型は大きくカード型とリレーショナル型に分けられ、カード型は一つのカードに複数の情報を記録して管理すること、リレーショナル型は一つのデータを複数のデータと組み合わせて管理する方法です。 

上図のように、GLOOBEで採用されているリレーショナル型では、内部仕上げというオブジェクトのプロパティは固有のGUIDと所属階のGUID、部屋のGUIDと関連付けて管理されており、この構造が維持管理のデータベースを構築する際の要となっています。 

分析する課題：課題C IFC モデルの自動分類と維持管理連携

ここでは、課題C「BIMモデルから維持管理BIMへのデータマイニングの検証、自動的に部位部材分類をおこなうルール策定、BELCA分類定義を使用した方法とカスタマイズについて検証」の中から、「IFC モデルの自動分類と維持管理連携」についてご紹介します。

概要

設備サブコンモデルとの連携においてRebro/CADWe’ll TfasのIFC属性は、C-CADECのコード番号を持つ部材はプロパティセットに反映され自動分類されますが、コード番号を持たない部材についてはプロパティが完全には伝わらないため手動分類をおこなう必要があり、割当ルールの追加・編集が重要となります。 

コード比較

部材分類表（設備）

まとめ

ここでは、モデル入力の検証結果と課題についてご紹介してきました。新たな改修オブジェクトについては改修IDを追加することになりますが、設置年情報をIDで連携して維持管理で使用できるようになればBIMモデルとして入力も管理も容易になると予想されます。モデル入力テンプレートと共に、維持管理連携テンプレートの整備が今後の課題となります。 

また、IFCモデルの自動分類と維持管理連携についてご紹介しました。設備モデルの連携については、プロパティが完全には伝わらないものがあり割当ルールの追加が必要となりました。