2.2 BIM建模过程与精度

2.2.1 BIM建模过程

1.建立网格及楼层线

建筑师绘制建筑设计图、施工图时，网格以及楼层为其重要的依据，放样、柱位判断皆须依赖网格才能让现场施作人员找到基地上的正确位置。楼层线则为表达楼层高度的依据，同时也描述了梁位置、墙高度以及楼板位置，建筑师的设计大多将楼板与梁设计在楼层线以下，而墙则位于梁或楼板的下方。若没有楼层线，现场施工人员对于梁位置、楼板位置以及墙高度的判断会很困难。因此在绘图的第一步，即为在图面上建立网格以及楼层线。

2.导入CAD文档

将CAD文件导入软件可方便下一步骤建立柱梁板墙时，可直接点选图面或按图绘制。导入CAD时应注意单位以及网格线是否与CAD图相符。

3.建立柱梁板墙等组件

将柱、梁、板、墙等构件依图面放置到模型上，依构件的不同类型选取相符的形式进行绘制工作。柱与梁应依其位置放置在网格线上，为日后如果有梁柱位置移动时，方便一并修正。柱与梁建构完成后，即可绘制楼板、墙、楼梯、门、窗与栏杆等组件。

4.彩现

彩现图为可视化沟通的重要工具，建筑师与业主讨论其设计时，利用三维模型可与业主讨论建物外形、空间意象以及建筑师的设计是否达成业主需求等功能。然而三维模型在建构时，常因为了减低计算机资源消耗以及模型控制的便利，而采用较为简易的示意方式，并无表示实际材质于三维模型上。建筑信息模型可于三维模型上贴附材质，虽在绘图模型时并未显示，但可由其彩现功能，计算表面材质与光影变化，对于业主来说，更能清楚地了解建案的建筑外观。

5.输出成CAD图与明细表

目前在新加坡等BIM应用较早的国家，其建管单位已经能接受建筑师缴交三维建筑信息模型作为审图的依据，然而在国内并无类似制度，建筑师缴交资料给予建管单位审核时，仍以传统图样或CAD图为主，因此建筑信息模型是否能够输出成CAD图使用，则是重要的一环。三维建筑信息模型除各式图面外，也能输出数量计算表，方便设计者数量计算。日后倘若发生变更设计时，数量明细表也能自动改变。

2.2.2 BIM建模精度

模型的细致程度，英文称为Level of Details，也称为Level of Development。描述了一个BIM模型构件单元从最低级的近似概念化的程度发展到最高级的演示级精度的步骤。美国建筑师协会（AIA）为了规范BIM参与各方及项目各阶段的界限，在其2008年的文档E202中定义了LOD的概念。这些定义可以根据模型的具体用途进行进一步的发展。

LOD的定义可以用于两种途径：确定模型阶段输出结果（Phase Outcomes）以及分配建模任务（Task Assignments）。

1.模型阶段输出结果（Phase Outcomes）

随着设计的进行，不同的模型构件单元会以不同的速度从一个LOD等级提升到下一个等级。例如，在传统的项目设计中，大多数的构件单元在施工图设计阶段完成时需要达到LOD300的等级，同时在施工阶段中的深化施工图设计阶段大多数构件单元会达到LOD400的等级。但是有一些单元，例如墙面粉刷，永远不会超过LOD100的层次。即粉刷层实际上是不需要建模的，它的造价以及其他属性都附着于相应的墙体中。

2.分配建模（Task Assignments）

在三维表现之外，一个BIM模型构件单元能包含非常大量的信息，这个信息可能是多方来提供。例如，一面三维的墙体或许是建筑师创建的，但是总承包方要提供造价信息，暖通空调工程师要提供U值和保温层信息，隔声承包商要提供隔声值的信息，等等。为了解决信息输入多样性的问题，美国建筑师协会文件委员会提出了“模型单元作者”（MCA）的概念，该作者需要负责创建三维构件单元，但是并不一定需要为该构件单元添加其他非本专业的信息。

从概念设计到竣工设计，LOD被定义为5个等级，分别为LOD100到LOD500。

在BIM实际应用中，我们的首要任务就是根据项目的不同阶段以及项目的具体目的来确定LOD的等级，根据不同等级所概括的模型精度要求来确定建模精度。可以说，LOD做到了让BIM应用有据可循。当然，在实际应用中，根据项目具体目的的不同，LOD也不用生搬硬套，适当的调整也是无可厚非的。

2.2.3 LOD各等级划分

LOD被定义为5个等级，从概念设计到竣工设计，已经足够来定义整个模型过程。但是，为了给未来可能会插入的等级预留空间，定义LOD为100到500。具体的等级如下：

LOD 100-Conceptual概念化。该等级等同于概念设计，此阶段的模型通常为表现建筑整体类型分析的建筑体量，分析包括体积，建筑朝向，每平方米造价等，如图2.2-1所示。

LOD 200-Approximate geometry近似构件（方案及扩初）。该等级等同于方案设计或扩初设计，此阶段的模型包含了普遍性系统包括的大致数量、大小、形状、位置以及方向等信息，如图2.2-2所示。LOD 200模型通常用于一般性表现目的及系统分析。

图2.2-1 LOD 100

图2.2-2 LOD 200

LOD300-Precise geometry精确构件（施工图及深化施工图）。该等级等同于传统施工图和深化施工图层次。此阶段模型应当包括业主在BIM提交标准里规定的构件属性和参数等信息，模型已经能够很好地用于成本估算以及施工协调（包括碰撞检查、施工进度计划以及可视化），如图2.2-3所示。

图2.2-3 LOD 300

图2.2-4 LOD 400

LOD 400-Fabrication加工。此阶段的模型可以用于模型单元的加工和安装，如被专门的承包商和制造商用于加工和制造项目构件，如图2.2-4所示。

LOD 500-As-built竣工。该阶段的模型表现了项目竣工的情形。模型将包含业主在BIM提交说明里制定的完整的构件参数和属性。模型将作为中心数据库整合到建筑运营和维护系统中去。

在BIM实际应用中，我们的首要任务就是根据项目的不同阶段以及项目的具体目的来确定LOD的等级，根据不同等级所概括的模型精度要求来确定建模精度。可以说，LOD让BIM应用有据可循。当然，在实际应用中，根据项目具体目的的不同，可对LOD进行适当的调整。LOD在各阶段的发展如图2.2-5所示。

图2.2-5 LOD在各阶段的发展

课后习题

一、单项选择题

1.5DBIM施工管理软件是在4D模型的基础上，附加施工的（ ）。

A.时间信息 B.几何信息 C.成本信息 D.三维图样信息

2.以下不属于BIM基础软件特征的是（ ）。

A.基于三维图形技术 B.支持常见建筑构件库

C.支持三维数据交换标准 D.支持二次开发

3.项目完全异形、预算比较充裕的企业可优先考虑选择（ ）作为BIM建模软件。

A.Revit B.Bentley C.ArchiCAD D.DigitalProject

4.下面不是BIM建模软件初选应考虑的因素的是（ ）。

A.建模软件是否符合企业的整体发展战略规划

B.建模软件对企业业务带来的收益可能产生的影响

C.建模软件部署实施的成本和投资回报率估算

D.建模软件是否容易维护以及可扩展使用

5.下面属于BIM深化设计软件的是（ ）。

A.Xsteel B.Sketchup C.Rhino D.AutoCAD

6.下列软件可利用BIM模型的信息对项目进行日照、风环境、热工、景观可视度、噪声等方面的分析的是（ ）。

A.BIM核心建模软件 B.BIM可持续（绿色）分析软件

C.BIM深化设计软件 D.BIM结构分析软件

7.下面属于“软碰撞”的是（ ）。

A.设备与室内装修冲突 B.缺陷检测

C.结构与机电预留预埋冲突 D.建筑与结构标高冲突

8.下列选项中（ ）能够描述一个BIM模型构件单元从最低级的近似概念化的程度发展到最高级的演示级精度的步骤。

A.IF B.LOD C.LOA D.Level10

9.建筑工程信息模型精细度分为（ ）个等级。

A.3 B.4 C.5 D.6

10.（ ）等同于方案设计或扩初设计，此阶段的模型包含普遍性系统包括大致的数量、大小、形状、位置以及方向。

A.LOD 100 B.LOD 200 C.LOD 300 D.LOD 400

二、多项选择题

1.BIM应用软件具有的特征有（ ）。

A.面向对象 B.基于三维几何模型

C.包含其他信息 D.支持开放式标准

2.伊士曼（Eastman）将BIM应用软件按其功能分为三大类，分别为（ ）。

A.BIM环境软件 B.BIM平台软件 C.BIM工具软件 D.BIM建模软件

3.下面属于几何造型软件的有（ ）。

A.Sketchup B.Rhino C.Formz D.PKPM

4.建筑工程信息模型的信息应包含的类型有（ ）。

A.几何信息 B.非几何信息 C.属性信息 D.非属性信息

E.时间信息

5.LOD的定义可以通过的途径有（ ）。

A.模型阶段输出结果 B.任务分配

C.模型精度确定 D.LOD等级划分

6.以下属于BIM建模过程的是（ ）。

A.建立网格及楼层线 B.导入CAD文档

C.建立柱梁板墙等组件 D.输出成CAD图与明细表

参考答案

一、单项选择题

1.C 2.D 3.D 4.D 5.A 6.B 7.B 8.B 9.C 10.B

二、多项选择题

1.ABCD 2.ABC 3.ABC 4.AB 5.AB 6.ABCD