lod 300 что это
Lod 300 что это
BIM (Building Information Modeling или Building Information Model) — информационное моделирование здания или информационная модель здания.
Информационное моделирование здания — это подход к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания (к управлению жизненным циклом объекта), который предполагает сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми её взаимосвязями и зависимостями, когда здание и все, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый объект.
Трёхмерная модель здания, либо другого строительного объекта, связанная с информационной базой данных, в которой каждому элементу модели можно присвоить дополнительные атрибуты. Особенность такого подхода заключается в том, что строительный объект проектируется фактически как единое целое. И изменение какого-либо одного из его параметров влечёт за собой автоматическое изменение остальных связанных с ним параметров и объектов, вплоть до чертежей, визуализаций, спецификаций и календарного графика.
BIM имеет два главных преимущества перед CAD:
Содержание
Принципы BIM
Принципы BIM, сформулированные Робертом Эйшем в 1986 году:
Задачи BIM
Задачи информационного моделирования на разных стадиях жизненного циклаздания:
Форматы обмена данными
Уровни «зрелости» BIM
Модель Бью-Ричардса демонстрирует принципиальный переход от классических чертежных САПР, которые предусматривали технологию работы по аналогии с работой на кульмане (уровень 0), к некому идеальному iBIM-решению, которое работает в единой среде, объединяющей мультидисциплинарную модель, управление проектом, финансовым анализом и контролем (уровень 3). При этом рассматриваются промежуточные положения: от простейших приложений, которые автоматизируют труд проектировщиков за счет более интеллектуальной работы с объектами (уровень 1), к более интеллектуальным решениям, «заточенным» на дисциплину и трехмерную модель (уровень 2).
Уровни проработки
LOD (Level Of Development) = LOd (Level of Detail) + LOI (Level of Information).
Для организации процесса планирования BIM проекта, осуществления 3D координации и передачи необходимой информации для решения основных проектных задач было определено пять базовых уровней проработки: LOD100, LOD200, LOD300, LOD400 и LOD500
Литература
Размерности BIM-модели
При разработке информационной модели, количество её измерений принято обозначать следующим образом:
План реализации BIM-проекта
План реализации BIM-проекта (BEP, BIM Execution Plan) – технический документ, который разрабатывается, как правило, генпроектной и/или генподрядной организацией для регламентации взаимодействия с субпроектными/субподрядными организациями и согласовывается с техзаказчиком.
Главная задача BEP – планирование и организация эффективной совместной работы всех участников проектной группы на всех этапах BIM-проекта.
BEP является динамичным и периодически изменяющимся документом.
LOD и LOI: что важно знать заказчику и исполнителю
С понятием LOD — уровень проработки, level of development — проектировщики обычно встречаются, когда получают требования к информационной модели или семействам. Чаще всего выглядят они как LOD300, LOD350, LOD400, но что кроется за этими обозначениями?
Для начала давайте посмотрим на определение и разберемся с нормативной базой. Источника у нас три:
Определения везде по сути идентичные.
LOD — набор требований, определяющий полноту проработки элемента цифровой информационной модели. Уровень проработки задает минимальный объем геометрических, пространственных, количественных, а также любых атрибутивных данных, необходимых для решения задач информационного моделирования на конкретной стадии жизненного цикла объекта.
Иногда LOD разбивают на две категории: LOD G и LOI (level of information). Первый отвечает за уровень геометрической проработки, второй — за информационное наполнение модели, это и есть атрибутивные данные. Например, диаметр подключения — это LOD G, а максимальное рабочее давление и наименование для спецификации — LOI. Чем выше уровни LOD G и LOI, тем больше работы нужно сделать проектировщику, чтобы сдать модель.
Заказчику тоже важно понимать, что это такое, так как от этого зависит качество модели. В результате LOD становится общим языком для разработчика и заказчика. Однако определение LOD довольно обтекаемое и не уточняет, что именно считать уровнем 100, 200, 300, 400 и 500. Эти цифры вообще не участвуют в определении.
Разобраться поможет СП 333. В пункте 6.3 рассказывается, что это за уровни и чем они отличаются друг от друга. Вот таблица из СП:
Также важно понимать, что определённый LOD описывает уровень проработки не для всей информационной модели здания, а только для отдельных её элементов. Когда вас просят выдать проект на уровне LOD 400 — это некорректное обозначение. Для каждой категории должно быть описание, насколько проработана геометрия, какие и как заполняются параметры.
Там же в СП 333, в приложении А, есть таблицы, где приводится пример того, как можно описывать категории для моделирования. Приведём пример такой таблицы для модели отопления.
В таблице нет ничего про LOD 500, потому что по сути это уточнённая модель по результатам монтажа. После завершения строительства проводят лазерное сканирование здания, получают облако точек. Модель и облако накладывают друг на друга, сравнивают, положения элементов корректируются до фактических. Такую BIM-модель можно выдавать в эксплуатацию, теперь в ней всё максимально близко к тому, что есть на самом деле.
В пособии от Autodesk по разработке семейств в приложениях есть примеры семейств и того, как они должны выглядеть на разных уровнях проработки. Это более наглядно и понятно.
Тем не менее системы чётких и конкретных указаний нет, каждый раз пожелания обговариваются между заказчиком и исполнителем. Кроме нормативных рекомендаций, а это именно рекомендации, а не требования, существует и практический опыт, который привязан к российским реалиям.
На иллюстрации выше пример модели на уровне LOD 400. При высокой детализации на шкафу видны все лампочки, переключатели и значки. Это красиво и радует глаз производителя оборудования, но по факту такая модель будет излишне нагруженной. Она не нужна ни проектировщику, ни строителю, ни экспертизе. Разве что дизайнеру интерьера, но обычно они работают в специализированном программном обеспечении, модели для Revit им не пригодятся.
Кроме того, чрезмерные «навороты» утяжеляют информационную модель, она начинает медленнее работать. Поэтому российское BIM-сообщество придерживается мнения, что LOD должен быть минимально достаточным, делать что-то ради красоты просто «чтобы было» бессмысленно и даже чревато неприятностями в работе. Нужно искать золотую середину: геометрия должна быть точной в габаритах и визуально походить на реальный объект, однако стремиться к фотографической точности нет необходимости. Необходимый минимум информация в модели — всё то, что требуется для спецификации по ГОСТ. Остальную информацию всегда можно приложить в виде ссылки на каталог.
Давайте подведём итоги.
Уровень проработки — важная составляющая для BIM-моделирования. Это общий язык между заказчиком и исполнителем, благодаря ему модель будет качественной.
Понятие LOD применимо не ко всей информационной модели, а к отдельным элементам. Например, сантехника может быть выполнена на низком уровне проработки, а технологическое оборудование — на высоком.
Уровни проработки:
LOD 100 — эскизы и наброски, может пригодиться архитекторам на ранних стадиях работы;
LOD 200 — стадия П без привязки к конкретному производителю, положения и размеры точные для основных конструкций;
LOD 300 — стадия П без привязки к конкретному производителю с точными положениями элементов;
LOD 400 — стадия Р, конкретные производители элементов, деталировочные узлы, точные положения и габариты
LOD 500 — актуализированная модель по исполнительной документации и/или облакам точек с уточнением положений возвездённых конструкций и сетей.
Для каждого случая нужно отдельно обговаривать LOD и обходиться минимальным возможным значением для экономии времени разработчиков и машинных ресурсов.
Уровни детализации элементов информационной модели здания
Автор — старший менеджер консалтинговой компании «КОНКУРАТОР», которую сравнительно недавно организовала Марина Король.
BIM и концепция LOD
Очевидно, что уровни детализации должны соответствовать специфичным потребностям всех участников проекта на каждом его этапе. В связи с этим уровень детализации необязательно должен являться мерой информационной и графической «насыщенности» элемента. Так, например, для подготовки сметы и для составления заказной спецификации на элемент инженерного оборудования (например, насос) не нужно точно знать как он выглядит, какие его точные размеры и каковы его технологические характеристики, но совершенно необходимы данные по его маркировке, производителю, каталожной стоимости, весе и др. И наоборот, инженеру нужна детальная геометрия и технологические параметры, смежным дисциплинам нужны габариты для осуществления 3D координации и контроля элементов модели (выявления «жестких» и «мягких» коллизий).
Таким образом, на первое место ставится задача получения минимально необходимой, но достаточной информации каждым участником процесса информационного моделирования для решения специфичных задач на определенном проектном этапе или стадии.
При подготовке технического задания на проектирование с применением BIM технологий техническим заказчиком формулируются цели и задачи использования информационных моделей, и в зависимости от этого предварительно задаются требуемые уровни детализации различных элементов модели. Например, если необходимо использовать модель для оценки экономических показателей или поиска междисциплинарных коллизий, то целесообразным будет не прорабатывать детально узлы металлоконструкций.
Еще один аспект, обосновывающий важность и необходимость применения концепции LOD для информационного моделирования, связан с различными способами отображения информации в традиционном (2D) проекте и BIM проекте. В чертежах, как правило, присутствует множество размерных линий, выносок, таблиц, примечаний, аннотаций, по которым можно судить о количестве информации об объекте, представленном на чертеже. В информационной модели зачастую элементы одинаковой внешности могут содержать очень разные объемы информации. Уровни детализации в этом случае позволяют определить отличия элементов модели без проверки и сравнения свойств (атрибутов) каждого элемента в отдельности.
Для понимания концепции LOD также важно учитывать, что элементы модели в рамках процесса информационного моделирования прогрессируют с разной скоростью. Это прежде всего связано с тем, что все разделы проекта не могут одновременно начать разрабатываться. Отсюда следует, что понятие LOD может быть применено только к отдельным элементам модели, но не к модели в целом и, соответственно, LOD не может строго соответствовать определенной стадии проекта.
Теперь давайте поговорим об истории возникновения этой концепции и рассмотрим конкретные спецификации LOD.
Спецификации LOD
Изначальная трактовка термина “Level of Detail” определяла уровень детализации как степень графической и информационной насыщенности элементов модели, но не затрагивала вопрос минимальной достаточности этой информации для использования другими участниками проекта. Основной задачей было определение стоимости строительного проекта на различных стадиях: от оценки приблизительной стоимости на концептуальной стадии до определения точной стоимости на стадиях выпуска рабочей документации и производства строительно-монтажных работ.
В этих документах уровень детализации был определен как “Level of Development” (уровень проработки) элементов модели. Это переименование термина “Level of Detail”, было обоснованным, но тем не менее внесло некую путаницу в общую BIM-терминологию т.к. аббревиатура осталась такой же – LOD.
Согласно последней версии протокола (E203–2013), LOD определяет минимальный объем геометрических, пространственных, количественных, а также других данных элемента модели, достаточных для реализации основных направлений использования моделей, соответствующих данному уровню детализации.
Для организации процесса планирования BIM проекта, осуществления 3D координации и передачи необходимой информации для решения основных проектных задач было определено пять базовых уровней детализации элементов информационных моделей: LOD100, LOD200, LOD300, LOD400 и LOD500. Описание базовых уровней приведено в Таблице 1.
Рис. 1 Прогрессирование уровней детализации по мере разработки строительного проекта
Для LOD 100 и LOD 200
Оценка стоимости. Модель может быть использована для приблизительной оценки стоимости (на основании расчетных площадей и объемов).
Планирование. Модель может быть использована для планирования процесса информационного моделирования.
Для других целей использования, указанных в требованиях Заказчика.
Для LOD 300
Анализ. Модель может быть использована для проведения различных инженерных расчетов.
Оценка стоимости. Модель может быть использована для получения данных по оборудованию, изделиям и материалам для предварительного подсчета объемов работ.
Координация: Модель может быть использована для анализа коллизий.
Планирование. Модель может быть использована для планирования процесса информационного моделирования.
Для решения других задач, указанных в требованиях Заказчика.
Для LOD 400
Анализ. Модель может быть использована для проведения различных инженерных расчетов.
Оценка стоимости. Модель может быть использована для получения данных по оборудованию, изделиям и материалам для подсчета объемов работ.
Координация: Модель может быть использована для анализа коллизий.
Планирование. Модель может быть использована для планирования процесса информационного моделирования.
Строительство. Модель может быть использована на стадии СМР.
Для решения других задач, указанных в требованиях Заказчика.
Для LOD 500
Следует обратить особое внимание на то, что в документе AIA E202-2008 впервые для каждого LOD были сформулированы основные направления использования моделей. Это, во-первых, способствует принятию более обоснованных и четко сформулированных требований заказчика к информационным моделям, во-вторых, позволяет проектной команде перед началом проекта определить и сформулировать минимальные требования по информационной насыщенности элементов модели для каждого LOD.
Для удобства планирования процесса информационного моделирования была разработана табличная форма “Model Element Table” (спецификация элементов модели). Пример такой табличной формы приведен на Рис. 2.
Рис. 2 Спецификация элементов модели
Стоит обратить особое внимание на систему классификации и кодирования элементов конструкций, изделий, материалов, оборудования. В мире для этих целей обычно применяются классификаторы Uniformat (на ранних стадиях, т.к. он оперирует укрупненными элементами строительных конструкций и оборудования), MasterFormat (на финальных стадиях, т.к. он детально описывает состав элементов конструкций), Omniclass, Uniclass и многие другие.
У нас в стране пока не существует подобных систем кодирования и для выполнения конкретного BIM проекта необходимо создать классификатор используемых в проекте изделий, материалов и оборудования. Корпоративные классификаторы постепенно пополняются и являются неотъемлемой частью внутреннего BIM стандарта организации. На их основе формируются типовые шаблоны для BIM программ и наименования библиотечных элементов (стилей).
Возвращаясь к таблицам LOD и к определениям базовых уровней, стоит отметить, что LOD не изменяется скачкообразно (от 100 к 500), а проходит и промежуточные значения. Поскольку процесс проектирования/моделирования является непрерывным, то требования к LOD являются минимальными и накопительными по отношению к последующему уровню, т.е. элемент модели с определенным LOD подпадает под все требования предыдущих уровней детализации. Например, для элементов, переходящих на уровень LOD 300 должны выполняться все требования LOD 100 и 200.
В 2011 году общественная организация BIMForum инициировала разработку спецификации «Level of Development Specification», которая была опубликована в 2013 году. За основу была взята концепция Американского Института Архитектуры (AIA). В спецификацию был добавлен еще один промежуточный уровень детализации LOD 350. Это было связано с тем, что информационные модели, элементы которых имеют уровень детализации не менее LOD 300, используются в подрядных торгах на строительство для того, чтобы подрядная организация использовала эту модель для выпуска рабочей документации и далее на стадии строительства для формирования 4D моделей (в западных странах рабочую документацию выполняет подрядная строительная организация). Но до стадии строительства LOD 400 еще не существует, а в LOD 300 не хватает информации по связям между элементами модели для осуществления полноценной координации. Так, например, в LOD 300 не хватает данных по способу анкеровки опоры металлической колонны в бетонное основание (см. Рис 3). Таким образом, специально для удобства работы строительных подрядных организаций был введен дополнительный LOD 350.
В Великобритании подходы к определению уровней детализации во многом схожи с американской концепцией LOD. Уровни детализации, также как и в спецификации AIA, увязаны с основными направлениями использования информационных моделей. То есть каждый LOD должен содержать ту надежную информацию, на которую может положиться каждый участник проекта для выполнения своих проектных задач, соответствующих данному уровню детализации.
В спецификации PAS 1192-2:2013 (см. Рис. 4) определено 7 уровней LOD:
1 Brief
2 Concept
3 Developed Design
4 Production
5 Installation
6 As constructed
7 In use
Рис 4. Определение LOD в документе PAS 1192-2:2013
На рис. 5 и 6 представлены примеры, иллюстрирующие минимальные требования, приведенные в руководстве по BIM, подготовленным Управлением проектированием и строительством по программам капиталовложений г. Нью-Йорка (New York City Design And Construction BIM Guideline)
Рис 5. LOD для элемента (сборки) “Стена”
Рис 6. LOD для элемента (сборки) «Воздуховод»
Рис 7. LOD для элемента (сборки) «Столбчатый фундамент»
Также при определении минимально объема графической и атрибутивной информации надо никогда не забывать, что всё cмоделировать невозможно (а самое главное, не нужно) и конечный результат BIM проекта это информационные модели и комплект ПСД. Поэтому много проектной информации содержится в документах. При необходимости, эта документация может быть “привязана” к элементам моделей в виде ссылок. Этот факт надо обязательно учитывать при определении уровней детализации.
BIM: как мы строим строителей на стройке
По нашей примерной оценке, основанной на 20-летней практике, на земляных работах можно «потерять» до 50-60 % бюджета. На железобетоне и отделке точно 30 %. На ошибках перезаказа при коллизиях стоимость инженерки увеличивается примерно на 10 %. Именно по этой простой причине, когда «злой заказчик» внедряет BIM-модель здания, со всех сторон начинаются дикие крики и стоны.
BIM-контроль сейчас будет на всех госзаказах по новому нормативу, поэтому крики и стоны будут особенно эпичны.
Вот здесь я вижу трассировку всех систем, могу получить точную смету на каждый узел: и при перемещении или добавлении объекта получу обновления сразу во всех проектных и рабочих документах.
Что такое BIM-модель? Это трёхмерная модель здания, где все системы состыкованы и увязаны в одном едином плане. Поставили розетку в комнате — в общей смете тут же появилась новая розетка и соответствующий метраж кабеля. Погрешность такой модели по материалам — 2 %. На бумаге обычно берут запас 15 %, и излишки этого запаса отчаянно «теряются».
Давайте лучше покажу примеры, чем буду рассказывать.
Вот основной вид: здесь видно модель здания без рендера, просто на уровне инженерных схем. В открытом сейчас по центру окне — здание для осмотра, на заднем плане видны разрезы по конкретным системам.
Вот так выглядят все инженерные системы здания «в сборке».
Можно отключить согласованный вид и посмотреть только конкретные подсистемы. Например, вот эту — водоснабжение.
Можно покрутить и увеличить интересующий участок.
Переключиться на вид другой системы.
Посмотреть отдельные узлы как «кирпичики», то есть объекты (их потом удобно дублировать в конструкторе, например).
Можно посмотреть бетонные конструкции и их свойства.
И уже на них наложить виды систем или отдельных узлов.
Для заказчика мы обычно собираем красивый рендер (вот как ниже), а сами пользуемся при проектировании видом как выше.
Примерно три года назад компьютеры начали тянуть BIM-модели зданий. Конечно, 3D-здания проектировали ещё в Советском Союзе, но сейчас это стало действительно общедоступным и легко воспроизводимым.
Даже вот эти «кирпичики», то есть модели узлов, типа устройства лифтов, — они сделаны в 3D и могут рассматриваться со всех сторон. Поскольку это не «Ведьмак» и не «Mass Effect», оптимизацией движка здесь занимаются в последнюю очередь, никакого особого пререндера нет, и были нужны достаточно мощные машины для комфортной работы с системой.
Как набираются данные в такую модель
Сегодня проектирование здания может идти тремя путями:
Для нашего офиса, нарезка которого видна выше, мы использовали оба метода. Точнее, импортировали старые 3-мерные модели и данные по проектной документации, а затем стали поддерживать всё в BIM.
Первый этап занял несколько месяцев у двух специалистов. Мы взяли чертежи из Автокада и импортировали их в BIM-среду. Кое-что было в PDF, их пришлось обводить вручную. Архитектуру и конструктив мы делали месяц. Остальное время — инженерка, в частности, приходилось ходить в здание, смотреть на места и фотографии. Самое главное, что давала схема, — отсутствие коллизий систем. BIM-среда не даёт пересекать инженерные подсистемы: это похоже на трассировку платы. Есть много способов избегать такого и ловить баги.
Это крайне важно для генподрядчика, потому что за каждую такую коллизию на объекте он платит из своих потом. Я вот жилой комплекс построил, небоскрёб построил, в нашей команде есть человек, который три станции метро с нуля спроектировал, дата-центры и прочие объекты поменьше — вообще без счёта. Так вот, каждый чёртов раз, когда нет BIM, вентиляция вечно в колонну приходит. Исправляем, двигаем, меняем. Потом дизайнер говорит: «Всё не так». И канитель начинается с самого начала. Теперь мы проектируем сразу в BIM, и это снимает массу головной боли.
Но вернёмся к нашему зданию. После того, как все системы были очерчены, стали насыщать инженеркой и правильно оформлять чертежи, чтобы в BIM были полные спецификации. То есть сначала, например, электрощитовая была просто одним узлом, типа материальной точки, потом там появилось разбиение на отдельные крупные устройства и линии внутри, а потом она стала такой детализированной, что мы знали уже серийные номера запчастей. Эта глубина проектирования называется LOD: британский стандарт уровней детализации элементов информационных моделей. LOD100 и LOD200 — это как в компьютерных играх, когда есть некий конструктор и узлы. Модель может использоваться для анализа (на основе объемов, площадей и ориентации путем применения обобщенных критериев эффективности) и оценки стоимости на основании расчётных площадей и объемов. Ну, и планирования, конечно. LOD300 — это уже нормальная детализация для выпуска проектной традиционной документации и для проведения различных инженерных расчётов. Там же можно считать оборудование, изделия и материалы, а также черновую работу. Трёхсотая модель может быть использована для анализа коллизий. LOD 400 — уже выпуск рабочей документации, для проведения различных инженерных расчётов, для получения точных данных по оборудованию, изделиям и материалам для подсчёта объемов работ. Эта модель может быть использована на стадии СМР, то есть послужит прямой инструкцией строителям. За каждый косяк можно будет смело спрашивать. Утерялся метр кабеля — никто не заметит. Пропало 50 метров — сразу спалился. Мы обычно работаем на этом уровне, но для своего офиса замахиваемся на LOD 500. Эта модель может быть использована на стадии эксплуатации, там видны расходники вроде ламп и их ресурс.
400-й LOD на практике строительства даёт ещё несколько явных плюсов. Вот один пример. Очень частая ошибка — неверный расчёт мощностей. Обычно это делается вручную по сопоставлению различных планов. В BIM — автоматически считается системой, и всё состыковывается как надо. Часто проектировщики считают по разным методологиям либо просто не замечают какую-то деталь, и оборудование просто не включается по мощности.
Выход за бюджет обычно до 7 % на перезаказ новых агрегатов (это ещё если не приходится менять что-то в планировке на лету, чтобы поставить новое оборудование).
На 500-м LOD технико-экономические показатели здания уже один в один: оно же построено со всеми формулами расчёта нагрузок, мощности, марками унитазов, разуклонами и точным количеством провода.
Что дальше
Сметчикам очень удобно работать с BIM-моделью с 400-го LOD. Проектировщикам удобно — они быстро печатают и нарезают на узлы. Это очень сокращает время различных работ. Образованные прорабы BIM крутят и вертят. Подрядчикам на самой стройке, естественно, это вообще не надо, все «потери» на виду, да и подделать документацию очень сложно. Проверяется вся технико-экономика: земляная масса идеально, все трубы, всё. Пишутся логи: кто залез в модель, когда залез, что посмотрел, что поменял. Естественно, все эти модули усложняют работу в плане обучения (нужен где-то месячный курс минимум, чтобы просто профессионально читать BIM), но это уже требование нормативов. На госконкурсах теперь всё будет через BIM-модель. Необразованные подрядчики будут страдать.
Сколько это стоит
100 тысяч квадратных метров под LOD 400 перенести стоит примерно как 5-6 квартир в центре в деньгах и несколько месяцев в работе. Как это ни странно, это всё равно хорошо окупается на экономии на проекте. Однако более правильный подход — нужно сразу проектировать в BIM-среде. Это дольше на месяц на стадии подготовки, но получается почти бесплатно в общей смете.
Дороже автоматизация. Например, наши коллеги делали модуль для системы управления стадионом, там на нижних уровнях стоят датчики контроля, которые проверяют вибрации, уровень уклона стен и балок, оценивают появление дефектов в металле. Проще говоря, помогают понять, что стадион может обрушиться за полгода-год при нормальной жизни или за несколько часов, если он был повреждён землетрясением (но, вроде, стоит). Эти же данные передаются в МЧС в реальном времени.