BIM技术原理及应用：了解LOD的内涵

LOD理念起源于Webcor建筑公司,该公司的Vico Software在2004年推出了模型进阶技术规格书(Model Progression Specification,MPS)概念,首次使用了LOD缩写,代表“细节等级”(Level of Detail),以管理BIM模型的内容。丹麦也是早期探索BIM信息分类的国家之一。bips出版的《3D工作方法2006》在设计过程中引入了七(0～6)个信息级别,规定了设计过程不同阶段的各专业领域模型的内容^[15]。

(1)Level of Detail

公司Webcor Builders与Vico合作,进一步发展Level of Detail这一概念。MPS的核心是LOD定义,描述BIM构件在逻辑上从最低级别的概念近似到最高级别的表示精度的步骤。从概念到完工的五个层次都足以确定进展。然而,为了更方便添加中间等级,将五个等级命名为如下100～500级:

100.概念Conceptual

200.大致几何尺寸Approximategeometry

300.精确几何尺寸Precisegeometry

400.按照Fabrication

500.完工As-built

LOD定义可以通过两种方式使用:定义阶段结果和分配建模任务。

①阶段结果。随着设计的发展,模型的各个构件将以不同的速率从一个LOD进行到另一个。例如,在传统阶段,在工程设计阶段结束时,大多数构件都需要在LOD300,而在施工阶段,深化设计编制过程中,大部分构件将达到LOD400。而一些构件,如油漆,永远不会超过LOD100,涂料层实际上不被建模,但其成本和其他性质附着在适当的墙部件上。BIM时代不同于传统2D时代。2D时代的每个设计阶段的构件基本处于相同等级。在BIM时代,每个设计阶段的构件可以有不同的等级。因此,BIM时代如果说模型等级为LOD300就没有意义,等级只有对于BIM构件才有意义。

②任务分配。除了三维展示之外,还有大量可以与BIM中的构件相关的信息,这些信息可能由各种人员提供。例如,建筑师可以创建墙体的三维展示,承包人可以提供成本,HVAC工程师可以提供U值(热导系数),声学顾问可以提供STC(声音传播分级)等级等。(www.xing528.com)

(2)Level of Development

在Webcor和Vico合作将他们的MPS成果提交给美国建筑师学会(AIA)加州理事会集成项目交付(IPD)工作组技术小组委员会后,AIA国家文件委员会通过了这些概念。2008年,该概念被纳入E202TM-2008(建筑信息建模协议附件1)。AIA将这些概念演变为“Level of Development”。AIA(2008)文件不包含任何对“Level of Detail”的引用,“LOD”的缩写代表“Level of Development”。

此外,通过模型构件表,在项目的每个阶段,将每个模型构件的特定责任(模型构件创建人/Model Element Author,MEA)分配到定义的LOD。“Level of Development”被定义为“开发模型构件的完整性水平”(AIA,2008)。E202TM-2008定义了五个逐步详细的等级(100,200,300,400和500)。每个后续的LOD建立在前一个LOD基础之上,并包括所有以前LOD的属性(AIA,2008)。此外,对于每个等级,它给出了模型内容要求(Model Content Requirements)的定义,并解释了可以定制的授权用途(Authorized Uses)。LOD是指对模型构件的依赖。因此,即使可以包含比所要求的数据更多的数据,任何用户也只能依赖所述LOD的准确性和完整性(AIA,2008)。在AIA(2008)文件中,MEA同时负责模型构件的几何和非图形方面,从LOD 200到500也可以附加非几何数据。

(3)美国Level of Development技术规格书

2011年,BIMForum启动了《Level of Development技术规格书》的编制工作,并成立了一个由设计和施工方面专家组成的工作组,《Level of Development技术规格书》于2013年发布,此后每年都颁布新版LOD技术规格书及其指南。在该LOD技术规范书中,工作组解释了AIA对每个建筑系统的基本LOD定义,并编制了示例来说明解释。由于BIM使用范围越来越广泛,该组织决定只聚焦解决模型构件几何,以及与此相关的三个最常见的用途——工程量计算、3D协同以及3D控制和计划。

①Levels of Development(LOD)框架的目的

Levels of Development(LOD)框架解决了当BIM用作沟通或协同工具时出现的几个问题,即当模型创建人以外的人从中提取信息时:a.在设计过程中,建筑系统和组件从模糊的概念想法进展到精确的描述。在过去,没有一种简单的方式来指定模型构件沿着这条路径的位置。模型创建人知道,但其他人往往不知。b.很容易误解元素建模的精度。传统时代很容易从外观推断绘图的精度。而现在,在一个模型中,大致放置的通用组件可以与精确定位的特定组件看起来完全相同,因此我们需要除了外观之外的东西来区分差异。c.可以从BIM推断创建人无意的信息,可以精确地测量未定义的维度,汇编信息在最终确定之前经常存在,等等。在过去,这个问题常常在免责声明上说“由于模型中的一些信息是不可靠的,您可以不依赖其中的任何信息。”LOD框架允许模型创建人清楚地说明给定模型构件的可靠性,因此概念变为“由于某些模型中的信息是不可靠的,你只可依赖于我专门指出你可以依赖的信息”。d.在合作环境中,模型创建人以外的人员依赖于模型中的信息,以便将自己的工作推向前进,设计工作计划非常重要,模型用户有必要了解信息何时会可用于计划他们的工作,LOD框架可以解决这个问题。e.LOD框架通过提供行业发展的标准来描述BIM内各种系统的发展状态来解决这些问题。通过促进BIM里程碑和可交付成果的详细定义来实现沟通和实施的一致性。

②Level of Development和Level of Detail

AIA认为,Level of Detail本质上是模型构件中包含多少细节;Level of Development是构件几何和附加信息被考虑到的程度,以及项目团队成员在使用模型时可以依赖于信息的程度。实质上,Level of Detail是模型组件的细节程度(即包含了多少细节),可以被认为是元素的输入,而Level of Development是可靠的输出。

一般可理解为,Level of Detail关注的是模型中包括的元素和信息,而Level of Development关注的是模型中可用的元素和信息。