LOD und LOIN in BIM: was sie sind und wofür sie verwendet werden

Alles, was Sie über LOD (Level of Definition/Development) in BIM wissen müssen, einfach erklärt

Haben Sie von LOD in BIM gehört und möchten dieses Thema vertiefen? Was sind LOD 300, 400, 500? Was ist der Unterschied zwischen LOD 1 und LOD 100? Was sind LOIN?

Das werden wir in diesem Artikel klären.

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Entwicklungsstufen des LODs

LOD BIM: die Definition

Der Begriff LOD ist ein Akronym, welches zwei verschiedene Bedeutungen hat; je nachdem, ob man seine englische oder amerikanische Definition berücksichtigt.

Für die Engländer ist LOD der „Definitionsgrad“ (Level of Definition) des architektonischen BIM-Modells und ist ein durch PAS 1192 eingeführtes Konzept.

Für die Amerikaner hingegen ist es der „Entwicklungsgrad“ (Level of Development) eines Elements des BIM-Modells. In diesem Fall wurde der Begriff „Entwicklungsgrad“ dem Begriff „Detaillierungsgrad“ vorgezogen, da ein sehr detailliertes grafisches Element nicht immer einem hohen tatsächlichen Entwicklungsgrad des Projekts entspricht.

In allen Fällen wird der LOD auf einer Skala eingeteilt, wobei jeder Ebene eine Standardnomenklatur (die je nach Referenzstandard variiert) zugeordnet wird, welche die Quantität und Qualität der in einem Architekturmodell enthaltenen Daten definiert.

Vereinfacht ausgedrückt, definiert der LOD den Inhalt eines BIM-Projekts in verschiedenen Entwicklungsgraden und wächst mit dem Projektfortschritt und der Anreicherung mit Details, indem er sich von einem einfachen anfänglichen Konzept in ein Gebäudemodell entwickelt.

Der LOD besteht aus 2 Elementen:

• die Geometrie oder visuelle Darstellung eines Projekts – LOG (Level of Geometry);
• den angehängten Daten, zu den Objekten des BIM-Modells – LOI (Level of Information).

Die angehängten Daten erzeugen intelligente Objekte und unterscheiden die einfache Modellierung von Formen und Extrusionen von der BIM-Modellierung.

Sehen wir nun, welche LODs nach den amerikanischen und britischen Erfahrungen definiert sind.

LODs in den USA, UK und Italien | Bild entnommen aus Built Information Modeling for the 3D Reconstruction of Modern Railway Stations (PhD, Arch. Michele Russo)

Von LOD 100 bis 500: die amerikanische Erfahrung

Das AIA (American Institute of Architects) hat einen LOD-Leitfaden für das AIA-Protokoll G202-2013 Building Information Modelling veröffentlicht, um einen Standardrahmen für die Darstellung der verschiedenen Entwicklungsstufen der einzelnen Projektelemente vorzuschlagen und die Kommunikation sowie den Datenaustausch zwischen den verschiedenen Teambeteiligen zu erleichtern.

Die etablierten Entwicklungsstufen sind:

• LOD 100 (symbolic representation) – ist das elementare Modell des Projekts und wird grafisch mit einem Symbol oder einer anderen generischen und schematischen Darstellung angezeigt;
• LOD 200 (generic system) – das Modellelement wird innerhalb des Modells grafisch als generisches Objekt mit noch ungefährer Anzahl, Größe, Form, Position und Ausrichtung dargestellt. Den geometrischen Elementen, können auch nichtgrafische Informationen verknüpft werden;
• LOD 300 (specific system) – das Element des Modells wird innerhalb des Modells als spezifisches System dargestellt, in dem das Objekt bestimmte Größen, Abmessungen, Formen, Positionen und Ausrichtungen aufweist. Den geometrischen Elementen sind auch nichtgrafische, detailliertere Informationen verknüpft, im Vergleich zur vorherigen Stufe;
• LOD 400 (fabrication) – das Element des Modells wird innerhalb des Modells als spezifisches System grafisch dargestellt, wobei das Objekt spezifische Abmessungen, Form, Position, Menge und Ausrichtung mit weiteren Details für seine Herstellung, Montage oder Installation hat. Den geometrischen Elementen sind nichtgrafische, detailliertere Informationen verknüpft, im Vergleich zur vorherigen Stufe;
• LOD 500 (verified representation – as built) – das Element des Modells ist eine vor Ort geprüfte Darstellung hinsichtlich Größe, Form, Lage, Menge und Ausrichtung. Mit den geometrischen Elementen, sind definitive nicht-grafische Informationen verknüpft.

BIM LOD UK

Im Vereinigten Königreich veröffentlichte der Construction Industry Council (CIC) erstmals 2013 ein BIM-Protokoll als Reaktion auf die Strategie der Regierung und legte eine Frist für die BIM-Konformität der Stufe 2, für öffentlich finanzierte Projekte bis 2016 fest.

Das CIC-BIM-Protokoll definiert Verantwortlichkeiten, Rahmenbedingungen und Ergebnisse der Mitglieder des Projektteams in den Schlüsselphasen des Prozesses, die einer bestimmten „Detailstufe“ entsprechen.

Die Phasen ähneln im Wesentlichen den US-Definitionen, obwohl sie anders nummeriert sind.

Die in den PAS 1192 enthaltenen UK-Definitionen lauten wie folgt:

• LOD 1 (brief) – Modell aus Blöcken mit Leistungsanforderungen und Standortbeschränkungen;
• LOD 2 (concept) – konzeptionelles oder volumetrisches Modell mit Grundlächen und -volumen, Ausrichtung und Kosten;
• LOD 3 (developed design) – verallgemeinerte Systeme mit annähernder Menge, Größe, Form, Position und Ausrichtung;
• LOD 4 (production) – Konstruktionsmodell mit sorgfältig modellierten und aufeinander abgestimmten Elementen, die zur Kostenschätzung und Überprüfung der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften verwendet werden können;
• LOD 5 (installation) – Modell geeignet für den Bau und Montage, mit genauen Anforderungen und spezifischen Komponenten;
• LOD 6 (as constructed) – Modell mit Details, die beschreiben, wie das Gebäude erstellt wurde und in der Management- und Wartungsphase verwendet werden kann;
• LOD 7 (in use) – Asset-Informationsmodell, das für die Instandhaltung und die kontinuierliche Überwachung verwendet wird.

Die Evolution des LOD: der LOIN

Um sich vor möglichen Informationslücken zu schützen, neigt der Fachmann normalerweise dazu, die Menge der zu kommunizierenden Informationen zu übertreiben. Auf diese Weise wird ein Übermaß an Informationen produziert und geteilt, welche oft nutzlos sind.

Um diesen Nachteil zu überwinden, führt die ISO 19650-1 das Konzept des Level of Information Need oder LOIN ein, welches das Konzept des LOD praktisch außer Kraft setzt.

Bereits der Name verweist auf einen Perspektivenwechsel: Der Schwerpunkt liegt nicht mehr auf den Eigenschaften des Objekts, sondern auf dem Informationsbedarf, den das Objekt enthalten muss, um die Notwendigkeit des Fachmanns zu einem genauen Zeitpunkt des Entwurfs zu befriedigen.

Das LOIN-Konzept basiert auf der Erkenntnis, dass der Detailgrad eines Modells kein absoluter Parameter ist, sondern unter verschiedenen Bedingungen beurteilt werden muss.

Das Konzept der Granularität in LOINs

Die Stufe des Informationsbedarf beschreibt die Granularität der ausgetauschten Informationen in Form von geometrischen, alphanumerischen und dokumentarischen Informationen.

Hier ein Beispiel:

Wenn wir die Zeichnungen des Projekts erstellen müssten, um diese dem Fensterhersteller für die Bestellung zu liefern, wäre es notwendig, einen hohen Detaillierungsgrad an Informationen für diesen Zweck zu haben (wie z.B. Art der Fenster und Türen, Vorhandensein von Schwellen, Leibung, Größe der Öffnungen, Richtung der Flügel-/Blattöffnung usw.). In diesem Fall wäre es selbstverständlich völlig sinnlos mit dem gleichen Detaillierungsgrad beispielsweise Informationen über die Heizungsanlage, Zwischendecken, usw. anzusetzen. Dieser Unterschied im Detailgrad der Informationen innerhalb desselben Modells wird als Granularität bezeichnet.

Das heißt, dass die Stufen des Informationsbedarfs angeben, wie viele und welche Informationen je nach Objekt enthalten sein müssen, basierend auf:

• Zweck (warum?);
• Fristen (wann?);
• beteiligte Fachleute (wer?);
• Organisation in eine oder mehrere Gliederungsstrukturen (was?).

LOINs spezifizieren niemals Zwecke, Fristen, Fachleute oder Gliederungsstruktur, da dieselbe Bedarfsstufe mehreren Zwecken, Fachleuten usw. dienen kann: Es ist ihre Einordnung innerhalb eines allgemeinen Rahmens, der ihre Verwendungszwecke festlegt.

Die Höhe des Informationsbedarfs ergibt sich aus der Kombination von 3 Typologien von Informationen:

• geometrisch, ausgedrückt durch Form, Größe, Dimension und Position;
• alphanumerisch, ausgedrückt durch Zeichen, Ziffern, Symbole usw.;
• Dokumentation, d.h. die Gesamtheit der Dokumente zu einem bestimmten Objekt.