スマートシティで活用されるBIMの概要と事例

この記事を読むと以下の3つのことがわかります。

①BIMとは?

②スマートシティとBIMの関係

③スマートシティでのBIM活用事例

BIMとは?

BIM(ビム)は、「Building Information Modeling」の略称です。コンピューター上に建物の3Dモデル(BIMモデル)を作成してさまざまな情報を付け加えることで、建築計画や設計、施工、管理を効率的に行う技術のことを指します。

従来は、建築プロジェクトを企画するときに2D図面を基にしたコミュニケーションが行われていました。しかし、2D図面ではどんな建物になるかのイメージが湧きにくかったり、人によって理解度が異なったりするため、実際に建物が完成しなければ分からないという課題がありました。

また、従来の手法では、設計変更が起こったときに2D図面を全て修正する必要があります。もし、2D図面の修正ミスやコミュニケーション不足があると、建材同士のサイズが合わないといった不具合が建築現場で発生してしまい、修正や手戻りによって工期が遅れるという課題もありました。

BIMでは、最初にコンピューターの3D空間上でBIMモデルを作成します。BIMモデルは建物の形状情報と、その形状がどんな建材の組み合わせで構成されているのかといった属性情報を併せ持っており、具体的なイメージを共有しながら建築プロジェクトを企画できます。

図面管理については、BIMモデルが基準になるため2D図面もBIMモデルから出力されます。BIMモデルはすべての情報が連動しているため、一部に修正を行えば自動的に他の部分も修正されます。この特徴によって、2D図面の修正ミスを防ぐことができ、建築現場での無駄な作業も削減できるのです。

また、BIMのメリットとして、建物が実際に建つ前にさまざまなシミュレーションを行えることが挙げられます。例えば、建築手順を予測して綿密な施工プロセスを立てる、建築性能や建物同士の干渉を確認する、環境性能をあらかじめチェックできるといったように、シミュレーションによってより良い建築を実現できます。

2021年現在では、デジタル技術の活用によって業務やビジネスの変革に取り組むDX(デジタルトランスフォーメーション)がさまざまな業界で行われています。BIMは、建築業界におけるDXの1つの手段として注目を集めているデジタル技術です。

スマートシティとBIMの関係

BIMの技術は主に建物を対象として発展してきましたが、BIMの概念を土木工事などのインフラ整備に発展させたCIM(シム)という技術が生まれています。

また、BIM、CIM、3D地図情報などによって構成された都市空間情報に、人や交通の流れに関する位置情報や気象情報、IoTセンサーで取得したさまざまな情報などを組み合わせることで、コンピューター上で街全体の3Dモデルを作成するというスマートシティ構想も既に検討されています。*2

BIMの技術は建物の建築を効率化させるだけに留まらず、今後はスマートシティを実現するための主要技術として活用が期待されています。世界各国でスマートシティへの取り組みが進んでおり、BIMが活用される場面はますます広がっていくことでしょう。

スマートシティでのBIM活用事例

ここからは、スマートシティの実現に向けたBIMの活用事例を紹介します。さまざまな都市や企業が、BIMを活用してスマートシティを実現するための先進的な取り組みを進めています。

HANEDA INNOVATION CITY

大手建設会社などを始めとする9社が出資する羽田みらい開発株式会社は、羽田空港の第3ターミナルの近くにある「天空橋駅」に直結するエリアで「HANEDA INNOVATION CITY」の開発を進めています。*3

開発プロジェクトの1つに「空間情報データ連携基盤」の構築があり、その一環として、BIMモデルに現実空間のデータをリアルタイムに統合して、バスや車椅子の自動運転、ロボットによる自動配送や自動清掃、観光案内などに生かすという取り組みが行われています。

株式会社鹿島建設がBIMなどを使って開発した「3D K-Field」というソフトウェアを使ってBIMモデルを表示し、現実空間の施設に設置したビーコンやセンサーで得た人や車の位置情報を反映して見える化を実現するという構想です。

「HANEDA INNOVATION CITY」は、2020年7月にまち開き(先行施設開業)がされており、2022年にグランドオープンの予定となっています。

Tsunashimaサスティナブル・スマートタウン

株式会社大林組は、スマートシティを発展させていくためのプラットフォームとして、BIMを発展させて街全体を3Dモデル化した「SCIM」を構築しています。*4

「SCIM」は、仮想空間上に街全体の3Dモデルを再現し、現実空間で収集した環境やエネルギー、人の動きなどのさまざまなリアルタイムデータを紐付けて、分かりやすく提供するプラットフォームです。

例えば、街に設置した複数のセンサーやカメラのデータを基にして道路の混雑状況や熱中症の危険度を測定し、ユーザーはそれらの情報をタイムリーに取得するといったことを実現しています。

株式会社パナソニックが神奈川県綱島市で進めているプロジェクト「Tsunashimaサスティナブル・スマートタウン」で、2018年から「SCIM」は運用されており、継続的に機能が拡張されています。

豊洲スマートシティ

株式会社清水建設は、都市型の道の駅やデータプラットフォームの開発、フードトラックとの連携などの新しい技術要素を数多く盛り込んだ豊洲スマートシティ計画を発表して、都市開発に取り組んでいます。*5

データプラットフォームの構想はBIMを発展させたもので、建築データと土木インフラデータを融合させた3Dモデルを仮想空間に再現します。そこに現実空間のセンサーやカメラで取得した動的データを組み合わせることによって、道路の劣化状況を把握して改修計画に役立てることができます。また、人と車の混雑状況などを見える化して住民やオフィスで働く人に情報共有することで、混雑回避を促すといった用途も想定されています。

他にも、店舗やトイレの空室状況をリアルタイムで提供して施設の混雑状況を見える化したり、エネルギー・環境・ビルなどの利用状況などをリアルタイムでモニタリングして新規サービスの事業開発に活用したりする構想があります。

まとめ

今回は、BIMの技術とスマートシティでの活用事例について紹介してきました。

BIMは建築業界で活用されている技術のため、スマートシティでの活用が期待されているIoTやAI、VRなどのデジタル技術に比べると、イメージが湧きにくいかもしれません。しかし、より効率的で住みやすい街づくりをするためには欠かせない技術であり、BIMについての知識があると役に立つことは間違いないでしょう。

BIMを活用したスマートシティのシミュレーションや実証実験は、今もさまざまな都市で進行しています。スマートシティとBIMに興味がある方は、この記事を参考にしつつ調べていただきたいです。




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参考URL

注1

AUTODESK 「BIMとは?」

注2

産業競争力懇談会COCN 「デジタルスマートシティの構築」

注3

日刊建設工業新聞 「BIMのその先を目指して」

注4

大林組 「Tsunashimaサスティナブル・スマートタウンでの実績に基づきユーザビリティを向上」

注5

LIGARE 「ものづくりを起点に、次世代まちづくり企業へ ―清水建設の豊洲スマートシティプロジェクトに迫る―」

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