7.1國外BIM標(biāo)準(zhǔn)

７.１.１LOD標(biāo)準(zhǔn)(１)LOD的定義.LevelofDetails稱為模型的細(xì)致程度,也稱為LevelofDevelopment.它描述了一個BIM模型構(gòu)件單元從最低級的近似概念化程度發(fā)展到最高級的演示級精度的步驟.美國建筑師協(xié)會(AIA)為規(guī)范BIM參與各方及項(xiàng)目各階段的界限,在其２００８年的文檔E２０２中定義了LOD的概念.這些定義可以根據(jù)模型的具體用途進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)展.LOD的定義可以用于兩種途徑:確定模型階段輸出結(jié)果以及分配建模任務(wù).(２)模型階段輸出結(jié)果.隨著設(shè)計的進(jìn)行,不同的模型構(gòu)件單元會以不同的速度從一個LOD等級提升到下一個等級.例如,在傳統(tǒng)的項(xiàng)目設(shè)計中,大多數(shù)的構(gòu)件單元在施工圖設(shè)計階段完成時需要達(dá)到LOD３００等級,同時,在施工階段中的深化施工圖設(shè)計階段大多數(shù)構(gòu)件單元會達(dá)到LOD４００等級.但有一些單元,如墻面粉刷,永遠(yuǎn)不會超過LOD１００等級.即粉刷層實(shí)際上不需要建模,它的造價以及其他屬性都附著于相應(yīng)的墻體中.下一頁返回7.1國外BIM標(biāo)準(zhǔn)

(３)任務(wù)分配.在三維表現(xiàn)之外,一個BIM模型構(gòu)件單元能包含大量的信息,這些信息可能由多方提供.例如,一面三維的墻體可能由建筑師創(chuàng)建,但總承包方要提供造價信息,暖通空調(diào)工程師要提供U值和保溫層信息,一個隔聲承包商要提供隔聲值的信息等.為解決信息輸入多樣性的問題,美國建筑師協(xié)會文件委員會提出“模型單元作者”(MCA)的概念,該作者需要負(fù)責(zé)創(chuàng)建三維構(gòu)件單元,但并不一定需要為該構(gòu)件單元添加其他非本專業(yè)的信息.在一個傳統(tǒng)項(xiàng)目流程中,模型單元作者的分配可能和設(shè)計階段一致.設(shè)計團(tuán)隊(duì)會一直將建模進(jìn)行到施工圖設(shè)計階段,而分包商和供應(yīng)商將會完成需要的深化施工圖設(shè)計建模工作.然而,在一個綜合項(xiàng)目交付(IPD)的項(xiàng)目中,任務(wù)分配的原則是“交給最好的人”.因此,在項(xiàng)目設(shè)計過程中不同的進(jìn)度點(diǎn)會發(fā)生任務(wù)的切換.例如,一個暖通空調(diào)的分包商可能在施工圖設(shè)計階段就將作為模型單元作者來負(fù)責(zé)管道方面的工作.上一頁下一頁返回7.1國外BIM標(biāo)準(zhǔn)

(４)LOD等級.LOD被定義為５個等級,從概念設(shè)計到竣工設(shè)計,已經(jīng)足夠定義整個模型過程.但為給未來可能插入等級預(yù)留空間,定義LOD為１００~５００(圖７.１).模型的細(xì)致程度,等級定義如下.①１００級別:Conceptual概念化.②２００級別:Approximategeometry近似構(gòu)件(方案及擴(kuò)初).③３００級別:Precisegeometry精確構(gòu)件(施工圖及深化施工圖).④４００級別:Fabrication加工和制造精度.⑤５００級別:AsＧbuilt竣工模型.上一頁下一頁返回7.1國外BIM標(biāo)準(zhǔn)

(５)LOD不同深度級別解析.①LOD１００:等同于概念設(shè)計.此階段的模型通常為表現(xiàn)建筑整體類型分析的建筑體量,分析包括體積、建筑朝向、每平方造價等.②LOD２００:等同于方案設(shè)計或擴(kuò)初設(shè)計.此階段的模型包含大致的數(shù)量、大小、形狀、位置以及方向.LOD２００模型通常用于系統(tǒng)分析以及一般性表現(xiàn)目的.③LOD３００:模型單元等同于傳統(tǒng)施工圖和深化施工圖層次.此模型已經(jīng)能很好地用于成本估算以及施工協(xié)調(diào),包括碰撞檢查、施工進(jìn)度計劃以及可視化.LOD３００模型應(yīng)當(dāng)包括業(yè)主在BIM提交標(biāo)準(zhǔn)里規(guī)定的構(gòu)件屬性和參數(shù)等信息.上一頁下一頁返回7.1國外BIM標(biāo)準(zhǔn)

④LOD４００:此階段的模型被認(rèn)為可以用于模型單元的加工和安裝.此模型更多地被專門的承包商和制造商用于加工和制造項(xiàng)目構(gòu)件,包括水暖電系統(tǒng).⑤LOD５００:最終階段的模型表現(xiàn)項(xiàng)目竣工的情形.模型將中心數(shù)據(jù)庫整合到建筑運(yùn)營和維護(hù)系統(tǒng)中.LOD５００模型包含業(yè)主BIM提交說明里設(shè)定的完整構(gòu)件參數(shù)和屬性.在BIM項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用中,首要任務(wù)是根據(jù)項(xiàng)目的不同階段以及項(xiàng)目具體目的來確定LOD的等級,根據(jù)不同等級所概括的模型精度要求來確定建模深度.可以說,LOD理論讓BIM技術(shù)應(yīng)用有據(jù)可循.但根據(jù)項(xiàng)目具體目的和內(nèi)容的不同,LOD級別不需要強(qiáng)制套用概念定義,而需要負(fù)責(zé)人根據(jù)具體情況具體分析,適當(dāng)調(diào)整.上一頁下一頁返回7.1國外BIM標(biāo)準(zhǔn)

７.１.２IFC標(biāo)準(zhǔn)IFC標(biāo)準(zhǔn)由國際協(xié)同工作聯(lián)盟(IAI)制定,同時是國際建筑業(yè)的工程數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO唯一認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn).其支持建筑全生命周期的數(shù)據(jù)交換與共享,同時是一個三維建筑產(chǎn)品數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn).IFC系統(tǒng)針對建筑中所有的構(gòu)件類型設(shè)定了一套標(biāo)準(zhǔn),將這套標(biāo)準(zhǔn)存儲在同意的數(shù)據(jù)文件中.IFC是建筑行業(yè)的共同語言,也是行業(yè)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn).１９９４年,１２家美國公司就使用不同應(yīng)用軟件協(xié)同工作的可能性進(jìn)行研討.１９９５年１０月,最初的國際協(xié)同聯(lián)盟組織(IAI)在北美建立.IAI組織的初始成員已經(jīng)認(rèn)識到,工業(yè)界的全球化進(jìn)程速度正在加快,故把這種在同一個標(biāo)準(zhǔn)平臺下協(xié)同工作的思想推廣到其他國家乃至世界很有必要,同時也非常有意義.１９９６年年初,第一次IAI國際會議在英國倫敦召開,并以此反映組織的目的在于建立一個全球性的普遍的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn).目前,IAI組織在全球共有１４個分會,分布在１９個國家,包括美、德、英、法、芬蘭、瑞典等國家.上一頁下一頁返回7.1國外BIM標(biāo)準(zhǔn)

早在１９９５年,IAI組織就提出直接面向建筑對象的IFC數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)涉及建筑行業(yè)全生命周期內(nèi)各個專業(yè)與階段,并定義一個通用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),即IFC標(biāo)準(zhǔn).IFC針對多個建筑行業(yè)的應(yīng)用平臺,為建筑信息數(shù)據(jù)的處理、表示和交換提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn).其目的在于提供一個不依賴任何具體實(shí)物的系統(tǒng),且適合描述一個可以貫穿建筑全生命周期內(nèi)所有數(shù)據(jù)的中性機(jī)制,并可以有效地支持建筑行業(yè)各個階段、各個專業(yè)、各個應(yīng)用領(lǐng)域之間的數(shù)據(jù)交換和管理.IFC支持建筑工程項(xiàng)目全生命周期各個階段、各個專業(yè)之間的信息共享和交換,還支持信息在不同應(yīng)用領(lǐng)域之間的共享與交換,而非局限在特定的應(yīng)用領(lǐng)域之內(nèi).在此通用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)前提下,建筑行業(yè)的不同專業(yè)或相同專業(yè)之間的不同應(yīng)用軟件可以通過一個共享的數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行交換與共享,從而實(shí)現(xiàn)真正的建筑全生命周期內(nèi)的工作協(xié)同、信息共享.上一頁下一頁返回7.1國外BIM標(biāo)準(zhǔn)

１９９７年,IAI發(fā)布第一個IFC數(shù)據(jù)模型版本,覆蓋AEC/FM中大部分領(lǐng)域,包括建筑領(lǐng)域、工程領(lǐng)域、施工領(lǐng)域以及設(shè)備管理領(lǐng)域.新的需求伴隨著新技術(shù)的發(fā)展,IFC數(shù)據(jù)領(lǐng)域還在不斷地擴(kuò)充.IFC標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被ISO組織接納為ISO標(biāo)準(zhǔn),成為AEC/FM領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),涵蓋AEC/FM所定義的各個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn),包括梁、板、柱、墻、桌、椅、家具等可見的建筑實(shí)體元素,也包括進(jìn)度計劃、空間安排、人員組織、工程造價等工程抽象概念.最新的IFC標(biāo)準(zhǔn)所涉及的領(lǐng)域已經(jīng)包含了建筑領(lǐng)域、結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域、結(jié)構(gòu)構(gòu)件領(lǐng)域、電氣領(lǐng)域、建筑控制領(lǐng)域、管道以及消防領(lǐng)域等.IFC標(biāo)準(zhǔn)是針對建筑工程以及工程內(nèi)所有實(shí)體構(gòu)件的數(shù)據(jù)模型的描述,由于IFC確定了一個通用的數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn),故與一般的數(shù)據(jù)定義的不同之處在于采用何種形式化的數(shù)據(jù)規(guī)范語言來保證描述的精確性和一致性.EXPRESS語言是一種規(guī)范化、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)描述語言,其重點(diǎn)是實(shí)體的概念.實(shí)體作為一種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)類型,表示一類具有共同特性的實(shí)體對象,而對象的特性通過屬性和規(guī)則的定義在實(shí)體中表達(dá).上一頁下一頁返回7.1國外BIM標(biāo)準(zhǔn)

EXPRESS語言提供建筑工程以及工程內(nèi)各種實(shí)體模型數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化描述的機(jī)制,所有的數(shù)據(jù)交換模型和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存取,都采用此語言進(jìn)行描述.IFC允許建筑行業(yè)的各個領(lǐng)域,如建筑領(lǐng)域、結(jié)構(gòu)領(lǐng)域、設(shè)備領(lǐng)域等共享工程模型,也允許各領(lǐng)域在自己的領(lǐng)域范圍內(nèi)工程模型中創(chuàng)建自己定義的對象,且后續(xù)領(lǐng)域可以使用前者領(lǐng)域所定義的對象.圖７.２所示為有無數(shù)據(jù)共享平臺的工作模式的差異.IFC模型具有明顯的層次結(jié)構(gòu),通常由４個層次構(gòu)成.不同的層次結(jié)構(gòu)代表不同的數(shù)據(jù)級別,從上到下依次為:專業(yè)領(lǐng)域?qū)?、信息共享操作層、信息框架層、信息資源層.為保證層次結(jié)構(gòu)的明確性以及數(shù)據(jù)交換的透明性,每層信息資源只能應(yīng)用到同層與下層.最低層為信息資源層,該層描述了帶有基本屬性的實(shí)體,如幾何信息、數(shù)量、材料、成本、日期、時間等,這些信息被用作上層實(shí)體屬性定義所需的基礎(chǔ)資源.上一頁下一頁返回7.1國外BIM標(biāo)準(zhǔn)

第二層是核心層,即信息框架層,該層包含的實(shí)體主要描述非行業(yè)性的或行業(yè)性不明顯的抽象建筑實(shí)體概念(如參與者、組、流程、產(chǎn)品、關(guān)系)以及抽象的建筑要素(如空間、場地等),可被用于更高層次實(shí)體的定義.第三層是信息共享操作層,該層包含的實(shí)體最常用,如梁、柱、墻、窗、門等常用建筑實(shí)體,大部分建筑實(shí)體均在該層定義,同時為多專業(yè)軟件共享.最高層為IFC模型的專業(yè)領(lǐng)域?qū)?包含每個具體領(lǐng)域的概念定義,如空間組織(建筑設(shè)計領(lǐng)域)、條形基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)(結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域)、鍋爐空調(diào)(設(shè)備管理領(lǐng)域)等.上述層級結(jié)構(gòu)是IFC模型定義的原則,另外,還描述了各實(shí)體間的相互關(guān)系(包括各實(shí)體的繼承關(guān)系).這種關(guān)系映射的模型空間結(jié)構(gòu)反映IFC如何把項(xiàng)目、場地、建筑物、樓層、各種建筑構(gòu)件等內(nèi)容組織在一起,層次越低,描述的信息就越具體.根據(jù)IFC的層次結(jié)構(gòu),可改變混亂無序的信息關(guān)系,并可確定明確、易被訪問的信息組織結(jié)構(gòu).上一頁返回7.2國內(nèi)BIM標(biāo)準(zhǔn)

我國也針對BIM標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性的研究工作.２００５年６月,中國的IAI分部在北京成立,標(biāo)志著中國開始參與國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定.２００７年,中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院提出?建筑對象數(shù)字化定義?(JG/T１９８—２００７)標(biāo)準(zhǔn),其非等效采用了IFC標(biāo)準(zhǔn)?工業(yè)基礎(chǔ)類IFC平臺規(guī)范?,只是對IFC進(jìn)行一定的簡化.２００８年,由中國建筑科學(xué)研究院、中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院等單位共同起草?工業(yè)基礎(chǔ)類平臺規(guī)范?(GB/T２５５０７—２０１０),等同采用IFC(ISO/PAS１６７３９:２００５),在技術(shù)內(nèi)容上與其完全保持一致,僅為將其轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)我國國家標(biāo)準(zhǔn)的制定要求,在編寫格式上作一些改動.２０１０年,清華大學(xué)軟件學(xué)院BIM課題組提出了中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架(簡稱CBMS),主要包括數(shù)據(jù)交格式標(biāo)準(zhǔn)IFC、信息分類及數(shù)據(jù)字典IFD和流程規(guī)則IDM３個方面的內(nèi)容.BIM標(biāo)準(zhǔn)框架應(yīng)主要包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、使用指南和標(biāo)準(zhǔn)資源３部分.下一頁返回7.2國內(nèi)BIM標(biāo)準(zhǔn)

在國內(nèi),基于IFC的信息模型的開發(fā)應(yīng)用才剛剛起步.中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)完成PKPM軟件的IFC接口,并完成建筑業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項(xiàng)目———“基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的集成化建筑設(shè)計支撐平臺研究”;上?，F(xiàn)代設(shè)計集團(tuán)基于IFC標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)建筑軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及建筑CAD數(shù)據(jù)資源共享應(yīng)用系統(tǒng).另外,還有一些中小軟件企業(yè)也進(jìn)行了基于IFC的軟件開發(fā)工作.例如,北京子路時代高科技有限公司開發(fā)了基于Internet的建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計系統(tǒng),其數(shù)據(jù)交互格式采用了IFC標(biāo)準(zhǔn).基于上述我國BIM的研究現(xiàn)狀可以看出,目前政府以及行業(yè)主管部門尚未頒發(fā)BIM標(biāo)準(zhǔn)和指南,整個行業(yè)缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識,從而阻礙了BIM的發(fā)展.但是要發(fā)布符合本國行情的指南也非易事,需綜合考慮各方面的因素,主要涉及軟件開發(fā)、建筑規(guī)范、數(shù)據(jù)格式３個方面.上一頁下一頁返回7.2國內(nèi)BIM標(biāo)準(zhǔn)

目前,國內(nèi)BIM應(yīng)用軟件主要由國外軟件公司開發(fā),如AutodeskRevit、Bentley、ArchiCAD、DigitalProject等軟件,本土軟件雖然數(shù)量不少,但沒有真正滿足項(xiàng)目全生命周期的應(yīng)用軟件之需求.從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)角度分析,目前都不可能出現(xiàn)滿足要求的BIM軟件來代替企業(yè)當(dāng)前使用的軟件,從中國建筑業(yè)BIM長期發(fā)展來看,國產(chǎn)BIM軟件開發(fā)很有必要.因此,制定的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以當(dāng)前行業(yè)軟件為基礎(chǔ).很多國內(nèi)軟件之間的數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)共享與兼容,這對提高建筑業(yè)效率來說是很大的障礙.國際上的BIM標(biāo)準(zhǔn)大部分是基于IFC標(biāo)準(zhǔn)制定的,因此,只有通過標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)接口,才能達(dá)到數(shù)據(jù)共享進(jìn)而實(shí)現(xiàn)BIM的價值.國內(nèi)已有相關(guān)的研究,如中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)完成的PKPM軟件的IFC接口等.上一頁下一頁返回7.2國內(nèi)BIM標(biāo)準(zhǔn)

高等院校、勘察與設(shè)計企業(yè)、施工企業(yè)、業(yè)主以及事業(yè)單位等都開始投入BIM的研究中,國家政府部門也開始重視BIM,計劃如何制定BIM標(biāo)準(zhǔn).２０１１年,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部下發(fā)的?２０１１－２０１５年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要?明確要求:“十二五”期間加快建筑信息模型(BI