【東急建設×野原HD】BIMモデルでLGSや石膏ボードの精密プレカット施工を実現。現場施工のワークフローは変わるか？

左から、東急建設建築事業本部 技術統括部デジタルエンジニアリング部の邊見 一考氏、三浦 正悟氏、都市開発支店第一建築部の酒井 光紀氏（実証モデル作業所の当時所長）、野原ホールディングス建設DX推進統括部建設DX事業推進1部の片山 俊氏、後藤 庸幸氏

東急建設株式会社と、野原ホールディングス株式会社（以下、野原HD）は、BIMモデルを活用し、工場で軽量鉄骨（LGS）や石膏ボードを精密プレカットする工法と従来工法を比較実証したところ、現場作業の生産性向上、廃材・CO2排出量の削減、安全性などの点で具体的な効果を確認できたと発表した。とくに、LGSの組込みや石膏ボードを貼る時間は従来工法と比較し、最大50%も削減できたという。

BIMに力を入れている両社はどのような形でアライアンスを組むに至ったか。今回、オンライン記者会見を行った両社が詳細に説明した。東急建設からは、建築事業本部 技術統括部デジタルエンジニアリング部の邊見 一考グループリーダー、三浦 正悟氏、都市開発支店第一建築部の酒井 光紀氏（実証モデル作業所の当時所長）、野原HDからは、建設DX推進統括部建設DX事業推進1部の後藤 庸幸部長と片山 俊氏の5名が出席した。

BIMを起点として、就労人口減少などの課題解決にチャレンジ

同実証は国土交通省の「2021年度BIMを活用した建築生産・維持管理プロセス円滑化モデル事業」に採択され、今回発表の運びとなった。同事業は、設計・施工などのプロセスを横断してBIMを活用する試行的な建築プロジェクトで、BIM導入の効果などを検証する取組みで優れた提案を応募した者に対し、国が検証などにかかる費用の一部を補助するもの。

東急建設によるBIM関連の発表は今年度に入って今回で5本目となり、建築現場で積極的にBIMを導入し、一方、野原HDも内装業界に強みを持ち、BIMを軸とした建設事業を展開している。東急建設と野原HDがタックを組んだ理由について、両社は次のように話す。

「東急建設ではBIMを施工に活用する中で、なにかデジタルファブリケーションを実現できないかと模索していました。そこで野原HDでは、BIM設計生産施工支援プラットフォーム”BuildApp（ビルドアップ）”を立ち上げられたことも伺っており、国土交通省の同事業に、野原HDとともにチャレンジしようという機運も生まれ、当時実証現場の所長であった、酒井光紀さんと打ち合わせをしたところ、トントン拍子に決まりました」（東急建設・三浦正悟氏）

「野原HD側では、2021年12月からBuildApp（β版）を立ち上げ、BIMを使い倒して、設計から施工をデザインする取組みを展開しています。そのタイミングで東急建設と話をしたところ、支援することになりました。野原HDの中核会社である野原産業株式会社は内装業界の工事店やメーカーとの関係性が強いため、その点での協力を行っています」（野原HD・後藤庸幸部長）

オンライン説明会では、まず三浦氏より、なぜ両社がBIMに注力しているのか、その説明がなされた。

建設業界は少子高齢化のあおりを受け、就労減少が減少しており、一方、働き方改革関連法案も2024年度から建設業にも適用されることから、4週8閉所の実現は極めて重要なテーマであるため、BIMを起点として課題解決を図ろうとしている。

今回、内装工事のLGSや石膏ボードの施工では、資材メーカーの工場で精密プレカットをし、施工する共同実証を行ったところ、現場作業の生産性向上や廃材によるCO2削減、安全性などの効果が確認できた。「BIMからの精密プレカット施工」の共同実証は、2021年6月から2022年3月までに東京・港区の「東急虎ノ門ビル増築工事」（地上10階、事務所ビル）で実施した。精密プレカット施工は4、5、8階で、それ以外は従来施工で行い、効果を検証した。

BIMデータの活用・連携による建材プレカット共同実証の概要

当時の現場所長をつとめた酒井光紀氏は、「導入では在来工法と比較して異なる点もありましたので、最初は職人さんともども手間取ったのも事実です。今回、3フロアで精密プレカット施工を行い、8階で施工された職人からは、『施工していくうちにだいぶ慣れ、施工方法についても理解でき、効果についても実感しました』との話がありました。今後このシステムが建設業界の中でも標準化していけば、環境問題や就労人口減少の問題にも効果が得られると思います」と語った。

間仕切壁を構成するLGS下地材の縦材をスタッドと呼ぶが、従来工法では現場にはやや長めのスタッドを納入し、職人が現場で細かく計測し、その場で高速カッターでスタッドを切断する現地合わせが一般だった。木材では工場でのプレカット施工が当然のこととして普及しているが、それが内装工事で使用されるLGSや石膏ボードにも普及した点がこのシステムの優れた点といえる。

軽量鉄骨（LGS）の 配列BIM モデル

LGSの組込みや石膏ボードの貼り作業は、30～50％減少

BIMのメリットは、3Dモデリングを活用したわかりやすさと、属性情報を活用することによる業務の効率化にある。この両メリットを最大限に活用するため、同増築工事では、東急建設は構造・設備・外装などを統合したBIMモデルを、続いて野原HDが内装壁のBIMモデルをそれぞれ作成した。実際の施工手順やおさまりを考慮し、LGSや石膏ボードを割り付けることにより、内装を構成する寸法をモデル上で把握し、施工管理に活用できた。

プレカット材の施工の手順はどのようなものか。まず構造設備を統合したBIMに対して、LGSや石膏ボードの割り付けを半自動で行い、ここから情報を取り出し、プレカット管理システムを用いて各種の情報を管理する。次に、加工用データを工場に渡し、プレカットを行う。さらに現場への搬入・揚重を実施し、施工場所ごとのパッケージを管理するためのQRコードの情報を使用して、材料を間配りし、プレカット資材の施工をする。

設計図書通りにさまざまなサイズにプレカットされた石膏ボードを、二次元コードを使って納材を確認

工場で組み立て後現場納入されたLGS（QR コードでデータ管理）

プレカット実証の成果では、LGSの組込みや石膏ボードの貼り作業は30～50%減少し、現場施工の効率化を確認できた。今後、BIMの習熟度が向上し、サプライチェーンの工夫があれば、さらなる生産性向上が期待できるという。

次に、プレカットの実施階は、従来施工階と比較してBIMの活用効果で発注数量の削減も確認した。現場廃材は、従来の発注量に伴うCO₂排出量を100と起点すると、4.6%の削減効果が得られた。加えて、安全面でもプレカット施工により、現場加工が減少し、うち石膏ボードの切断時や工作用カッターナイフによる指の裂傷事故の削減、LGS切断時でもカッター使用による事故の削減も期待できる。現場での高速カッター使用回数は4割減となり、結果、騒音の未発生、高速カッター・工作用カッターの誤操作による指等の裂傷事故削減などの労働災害の防止に効果を確認した。

実際、専門工事業者によると、「LGSや石膏ボード切断時での事故は、少なからず発生している」といい、技能者から安全面に寄せる期待も大きい。

施工後の現場廃材量の比較。左：従来施工階、右：プレカット施工階（上段：軽量鉄骨（LGS）乾式壁下地材、下段：石膏ボード）

形状がバラバラなため、管理に課題が

ただし、精密プレカット施工にも課題がある。プレカット材、とくに石膏ボードは運搬時に破損しないよう、サイズの異なる石膏ボード材を梱包・運搬・間配りすることに手間がかかっている。すべてを精密プレカット材とすると、資材の種類が増え、材料管理が煩雑になる。一方で、精密プレカット材の対応サイズを減らし、現場加工を許容すると、生産性向上や廃材削減の効果も薄れるため、今後はバランスの良い点を見つけルール化する必要があるとした。

費用対効果では、精密プレカット施工では仕事での役割分担が現場から工場の加工に変更となることから新たなワークフローが必要になる。実証を重ね、新たな役割に応じた、適切なコストでのビジネスモデルを構築する必要もある。

「解決策は模索中でいろいろとチャレンジしなければならない。まず、すべて精密プレカット材を使うのではなく、高さ方向だけサイズが合うように精密プレカットをして、幅は共通のものとし、おさまらないところは現地で切断するというハイブリッド的な方策が一つの解決策です。サイズを統一すると、運ぶ時の手間がかからないと考えています。次に、材工一式契約が一般的であり、プレカット加工費などによる「材」の金額増加部分と施工手間削減による「工」の削減部分を実証実験を続けて明確にし、適正な契約単価を専門工事店と協力して決めていく必要があります。

今回、野原HDと連携して実施しました。しかし、この1物件で終わってしまうと、効果も限定的になります。東急建設内でも引き合いが2物件ほどあり、今回の実証実験で浮上した課題を含めてBIMを活用したものづくりをアップデートする思いはあります。この取組みに関しては、メーカー、工事店のご理解が得られないとうまくいかないことを承知しており、ぜひほかのゼネコンにもご賛同いただければ、サプライチェーンのために、展開していけば建設業界全体がアップデートすることを目指していきたい」（東急建設・三浦氏）

「今後、東急建設をはじめさまざまなゼネコンにも取り組んでいただけることで、使い勝手やサービスの精度が向上していくと考えています。今後は、このシステムを天井や床といった部位に展開し、対応材料については化粧板などにも同様の仕組みで展開が可能と考えています」（野原HD・後藤部長）

今後両社では、実証結果と課題を踏まえ、他用途物件での共同実証を継続する予定。効果創出により、東急建設が掲げる三つの提供価値である「脱炭素」「廃棄物ゼロ」「防災・減災」や野原HDがBuildAppによる建設産業の課題解決につとめる。さらに、建設業界の「サプライチェーン全体における生産性向上」のためのオープンな取組みとして、参加される企業とともに、業界全体の標準化を目指していく。