BIMモデルを有効活用する解析・シミュレーションソフトガイド《前編》

書籍版「建設ITガイド」に掲載した特集記事のバックナンバーです。

2014.02.05

建設ITジャーナリスト　家入龍太

BIM用解析ソフトとは

BIMで入力データ作成の手間が激減

建物のBIMモデルには

（1）建物の意匠、構造、設備の形状や寸法を3次元で表す
（2）各部材に「属性情報」がインプットされており、コンピューターが部材の種類や仕様を読み取れる

といった特徴があります。

そこでBIMモデル自体をエネルギー解析や構造解析などのソフトに読み込ませて計算を行うことで、入力データ作成の手間を大幅に減らすことができます。

そのためには解析ソフトやシミュレーションソフトに、意匠設計や構造設計用のBIMソフトとBIMモデルデータをやりとりできる機能を持たせることが必要です。最近、BIMソフトとのデータ交換ができる解析・シミュレーションソフトが増えてきました。

データ交換の方法は

BIMモデルデータを交換する方法には大きく分けて3つあります。

1つ目は、BIMモデルを作成する意匠設計用BIMソフトのオリジナルデータ形式を読み書きする方法です。特定ソフトのデータを読み書きする機能開発の手間はかかりますが、確実にデータを交換することができます。

2つ目はBIM用のデータ交換標準の「IFC形式」を使う方法です。ソフトベンダーはIFC形式だけの読み書き機能を開発すればいいので効率的ですが、場合によっては属性情報が伝わらなかったり、一部、欠けたりすることがあります。

そのため、特定のソフト同士で読み書きするIFC形式の中身を特別に調整して、確実にデータを受け渡しできるようにする場合もあります。

気流シミュレーションのように、建物の形や開口部の大きさ、位置などが分かるだけでいいソフトの場合は、図面のデータ交換でよく使われている「DXF形式」を使う場合もあります。

3つ目は、母体となる意匠設計用BIMソフトなどに組み込む「アドインソフト」とするものです。母体となるソフトに解析やシミュレーションの機能を追加する方法です。設計中の建物に対して、ボタン一つで解析やシミュレーションをスピーディーに行うことができるメリットがあります。

このほか、クラウドサービスで提供されている解析・シミュレーションソフトもあります。

解析ソフトの種類

BIM用の解析・シミュレーションソフトには、さまざまな製品があります。

敷地の条件を最大限に生かして、できるだけ大きな建物を建てるためには、斜線制限や日影規制、天空率などをクリアできる最大の空間を求めるソフトがあります。

建物内外の風の流れや通風性を検討したり、ヒートアイランド現象を解析したりする場合には「熱流体解析（CFD）」ソフトがあります。流体の流れだけでなく、輻射熱を考慮できるソフトもあります。また、津波の動的挙動を考慮した津波解析が行えるCFDソフトもあります。

太陽光や外気に対する建物の省エネルギー性能を解析するためには、「PAL計算」や外壁の熱貫流率を考慮した解析が行えるソフトがあります。意匠設計用BIMソフトの「Revit Architecture」や「ArchiCAD」などには、エネルギー解析機能が標準で搭載されており、毎月の消費エネルギーやCO2排出量が設計中の建物モデルからすぐに計算できるようになっています。

構造解析は構造設計用BIMソフトのアドオンソフトとして使えるものや、建築業界でよく使われている一貫構造設計プログラムをSIRCADを介してBIMソフトに読み込むものなどがあります。

以下にオートデスクのRevitシリーズ、グラフィソフトジャパンのArchiCAD、福井コンピュータのGLOOBE、そしてエーアンドエーのVectorworksにおける主な解析・シミュレーションソフトの連携例と、各ソフトの概要を紹介しましょう。