コラム
第27回
「デジタルツインが拓く未來」
未來の都市を構(gòu)築するデジタルツイン技術(shù)
前回のコラムでは、「同一性」という概念から、建設(shè)分類體系やBIMについて考察しました。未來の建物は、AI（人工知能）によって自律的に改修や増築を行い、都市が自らその姿を変え続ける世界を想像しましたが、その中核となる技術(shù)の一つが、「デジタルツイン」といわれるものです。
環(huán)境性能を最大化する建物管理
建設(shè)業(yè)界は今、大きな転換期を迎えています。2030年のカーボンマイナス46%、2050年のカーボンニュートラル実現(xiàn)に向け、建築物の環(huán)境性能はこれまで以上に重要視されています。2025年4月に全面施行される改正建築物省エネ法により、LCA（ライフサイクルアセスメント）やLCCO2（ライフサイクルCO2）といった環(huán)境評(píng)価要素への関心も高まっています。
このような狀況下で、建設(shè)業(yè)界の救世主として期待されているのが「デジタルツイン」です。設(shè)計(jì)?施工から維持管理に至るまで、建物のライフサイクル全體にわたってこのデジタルツインの技術(shù)を活用することで、環(huán)境性能を最大化できる可能性を秘めています。
デジタルツインとは？
デジタルツインとは、現(xiàn)実世界の建築物を仮想空間上に忠実に再現(xiàn)する技術(shù)です。実物と同じ形狀、構(gòu)造、材質(zhì)を持つ3Dモデルを作成し、センサーやIoTデバイスから収集したデータと連攜させることで、建物の狀態(tài)をリアルタイムに把握?分析することができます。
近年、建設(shè)業(yè)界で普及が進(jìn)むBIMは、デジタルツインの基礎(chǔ)となる技術(shù)と言えるでしょう。BIMは、建物の設(shè)計(jì)、施工、維持管理の各段階で3Dモデルを活用することで、情報(bào)共有や業(yè)務(wù)効率化を促進(jìn)する手法です。デジタルツインは、このBIMモデルに現(xiàn)実世界のデータを反映させることで、より高度なシミュレーションや分析を可能にします。
こうした中、國(guó)土交通省は、建築BIM推進(jìn)會(huì)議という有識(shí)者會(huì)議を立ち上げ、BIMの普及やその活用について、議論を行っています。加えて、デジタルツインの計(jì)畫として、Project PLATEAU（プラトー）という施策も始まっています。
國(guó)土交通省が推進(jìn)するデジタルツイン計(jì)畫
「Project PLATEAU（プラトー）」
デジタルツインでなにができるのか
デジタルツインは、設(shè)計(jì)?施工から維持管理に至るまで、建物のライフサイクル全體にわたって活用することで、建設(shè)業(yè)界のさまざまな工程でその生産性を最大化できると言われています。
例えば、設(shè)計(jì)段階では、デジタルツイン上で日照や風(fēng)通しをシミュレーションすることで、自然エネルギーを最大限に活用した設(shè)計(jì)が可能になります。建物の向きや窓の配置を工夫することで、照明や空調(diào)に頼らずとも快適な室內(nèi)環(huán)境を?qū)g現(xiàn)できるようになるでしょう。さらに、建材の種類や斷熱材の厚さを変更しながらシミュレーションすることで、建物のLCCO2排出量を最小限に抑えることも可能です。
施工段階においても、デジタルツインは力を発揮します。デジタルツイン上で工程管理や進(jìn)捗狀況をリアルタイムに把握することで、資材の無駄な使用や工期の遅延を防ぎ、これが環(huán)境負(fù)荷を低減することに繋がります。また、建設(shè)機(jī)械の稼働狀況を監(jiān)視することで、燃料消費(fèi)量を削減し、CO2排出量を抑えることも期待できます。
環(huán)境性能最大化への活用
しかし、デジタルツインの真価が発揮されるのは、建物の維持管理段階です。建物に設(shè)置されたセンサーから、エネルギー消費(fèi)量やCO2排出量などのデータを収集し、デジタルツインに反映することで、建物の狀態(tài)をリアルタイムに把握できます。AIによる分析と組み合わせることで、設(shè)備の故障を予測(cè)したり、最適な運(yùn)転方法を提案したりすることも可能になります。
加えて、空調(diào)システムの稼働狀況を分析し、室溫や外気溫に応じて自動(dòng)的に運(yùn)転を調(diào)整することで、大幅な省エネを?qū)g現(xiàn)できるでしょう。
デジタルツインと建設(shè)分類體系
さらに、デジタルツインに建設(shè)分類體系を?qū)毪工毪长趣恰h(huán)境性能の評(píng)価?管理はより高度なものになります。建設(shè)分類體系とは、建物の構(gòu)成要素を階層的に分類した體系のことです。この體系に基づいてデジタルツインを構(gòu)築することで、建物の各部位の環(huán)境負(fù)荷を詳細(xì)に分析できるようになります。例えば、窓や壁、屋根などの斷熱性能を個(gè)別に評(píng)価することで、より効果的な改修計(jì)畫を立てることができるでしょう。
また、建設(shè)分類體系は設(shè)計(jì)?施工?維持管理の各段階で共通言語(yǔ)として機(jī)能するため、デジタルツイン上で情報(bào)を一元管理することで、ライフサイクル全體での情報(bào)共有がスムーズになります。関係者間で情報(bào)が共有されれば、環(huán)境負(fù)荷低減に向けた継続的な取り組みを促進(jìn)できるはずです。
建設(shè)分類體系についての詳細(xì)は、（公社）日本建築積算協(xié)會(huì)が発行する「BIM概算ガイドブックⅠ」をご覧ください。
環(huán)境性能に優(yōu)れた建物を創(chuàng)造する
「ラプラスの悪魔」
AIが未來の都市を予測(cè)し、BIMがその都市を構(gòu)築する技術(shù)だとすれば、それらを統(tǒng)合したデジタルツインは、まさに未來を予見する「ラプラスの悪魔」と言えるかもしれません。膨大なデータと高度なアルゴリズムによって、建物の將來の狀態(tài)を予測(cè)し、環(huán)境負(fù)荷を最小限に抑える最適な運(yùn)用を?qū)g現(xiàn)する。デジタルツインは、そんな未來を予感させる技術(shù)です。
第21回のコラムでご紹介した「ラプラスの悪魔」は、あらゆる事象の因果関係を完全に把握することで未來を予測(cè)できる存在でした。デジタルツインは、まさに建物の「ラプラスの悪魔」として、環(huán)境性能を最大限に引き出すための道筋を示してくれるのです。
建設(shè)DX展のお知らせ
今年も12月11日～13日の日程で、東京ビッグサイトで建設(shè)DX展が開催されます。
協(xié)栄産業(yè)ブースでは、デジタルツインと建設(shè)分類體系を組み合わせた最新の技術(shù)やサービスを、昨年よりもブースを拡大して展示する予定です。建物の環(huán)境性能を向上させるための具體的なソリューションを、ぜひ建設(shè)DX展會(huì)場(chǎng)で體感してください。
皆様のお越しをお待ちしております！