基于Revit的消防安全逃生動畫模擬分析

夏強(qiáng)強(qiáng) 韋芳 李園民 吳冬國 吳加才

摘要：三維模型和動畫渲染視頻的建設(shè)是建筑虛擬仿真的必要手段，但在建筑模型構(gòu)建中會出現(xiàn)許多軟件運(yùn)行機(jī)制和模型構(gòu)建難點(diǎn)，而這些難點(diǎn)恰恰影響著虛擬建筑物構(gòu)建，在已構(gòu)建的模型基礎(chǔ)上完成消防安全逃生設(shè)計。本文將通過分析Revit建模中的問題，從而找出如何解決建模建設(shè)中的技術(shù)難點(diǎn)和設(shè)計安全逃生方案。

關(guān)鍵詞：消防站;建筑模型;漫游;安全逃生

近些年，建筑行業(yè)逐漸形成了以3D信息化技術(shù)為基礎(chǔ)，形成建筑項(xiàng)目全生命周期信息的及時更新和共享。擬建建筑物三維化和動畫仿真過程在現(xiàn)代工程項(xiàng)目建設(shè)中的作用日益增強(qiáng)。如何解決2D圖紙帶來的成本高、工期長等問題，如何解決2D圖紙對于非專業(yè)技術(shù)人員（建設(shè)單位）的施工監(jiān)督帶來巨大的考驗(yàn)問題，Revit軟件以及其中的動畫漫游功能就針對這些問題提供了一些行之有效的解決方案，通過建立3D模型和進(jìn)行動畫漫游，可以使原本的2D圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬?D模型，有效協(xié)助各參與方對工程項(xiàng)目的直觀審視。

一、動畫漫游的基本概念

Revit模型動畫漫游是以建筑模型為基礎(chǔ)，利用3D漫游功能對建筑模型實(shí)現(xiàn)空間的轉(zhuǎn)換和虛擬仿真的初步顯示。BIM虛擬仿真漫游動畫的路徑功能，在建筑方案設(shè)計、消防逃生、3D建筑展示等方面最有重要的功能。

目前，動畫漫游具有兩個重要方面的應(yīng)用。首先，動畫漫游路徑在安全逃生模擬方案設(shè)計上的運(yùn)用初步成熟，可以在有計劃的步驟下完成空間展示，對于消防與地震方案設(shè)計的仿真演練可以達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)的意義。其次，建筑模型動畫漫游功能可以實(shí)現(xiàn)對于建模死角的差異化修正，從而建筑模型死角會影響后期模型在其他方面應(yīng)用的效率。

二、存在的問題及對策

（一）建模中出現(xiàn)的材質(zhì)顏色問題及對策

Revit建模軟件在識別墻體模型顏色時，經(jīng)常會出現(xiàn)同名材質(zhì)、相同顏色的問題，導(dǎo)致無法區(qū)別墻體和樓板顏色，或者同類別墻體需要在不同樓層顯示不同材質(zhì)顏色。

對于這一些問題需要采用復(fù)制功能和新建不同樓層和不同類別材質(zhì)功能來解決。比如當(dāng)?shù)谝粚訅w建模時候需要命名為混凝土砌塊紅色材質(zhì)一層，第二層需要使用不同材質(zhì)顏色時候，那么就要重新新建材質(zhì)來區(qū)分第一、第二層。

（二）構(gòu)件族的選擇問題及對策

在進(jìn)行建筑模型構(gòu)件過程中，隨著建筑設(shè)計不斷復(fù)雜化，隨之而來的就是建模中復(fù)雜門窗、特殊構(gòu)件也變得更多，增加了建模的困難。

通過裝了插件來滿足特殊要求的門窗，及其他模型族的要求，插件為族庫大師，它是一款相對比較好用并且大多數(shù)族都免費(fèi)的族庫軟件，特別是在安裝門、窗、模型內(nèi)部物體的作用。

（三）CAD圖紙加密后無法完全顯示的問題及對策

在設(shè)計圖紙時對于圖紙的加密這是不可缺少的，也是保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的方式。但由于設(shè)計圖紙加密原因從而導(dǎo)致圖紙缺失，則會增加建模的難度。

針對缺圖的解決方案：

1.如果能在部分線條和構(gòu)件缺少時，根據(jù)圖紙的尺寸標(biāo)注和線框，就可以解決相關(guān)部分建模。

2.如果圖紙的缺失工程量不太大，可以根據(jù)CAD快速看圖結(jié)合CAD軟件完成二維圖紙缺失部分。

3.如果圖紙缺失工程量太大，也可以使用天正建筑插件下載完成圖紙的完整。如果工程量不太大，可采取補(bǔ)充圖紙和利用尺寸標(biāo)注建模相結(jié)合的方式，會大大的提高建筑模型的構(gòu)建速度。

（四）構(gòu)件在建模中進(jìn)度安排問題及對策

建筑構(gòu)件在模型的構(gòu)建中的先后順序也是需要注意的?；镜慕２襟E如果出現(xiàn)順序改變，那么就會出現(xiàn)顯示重疊、無法附著、連接中斷、洞口堵塞等問題。如樓梯和樓板會出現(xiàn)重疊，建筑樓梯在樓板后完成，樓梯的洞口將會被樓板堵塞，無法完成模型的上下樓層的銜接。

可采用柱子、墻體、門窗、樓梯、樓板、屋頂、散水、建筑內(nèi)部族安放的順序完成建模。

三、消防安全逃生動畫模擬展示

建筑模型動畫漫游主要是已完成的建筑模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)漫游，更加了解防火安全逃生、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動畫展示等。利用不同樓層的動畫漫游，設(shè)計建筑安全逃生方案，完成消防站工程的火災(zāi)逃生方案。下面以上海市六灶消防站工程為例，詳細(xì)介紹逃生方案模擬。

消防安全逃生動畫模擬的主要功能是火災(zāi)前現(xiàn)場的復(fù)原和火災(zāi)過程中的虛擬仿真重現(xiàn)功能，從而在消防方案設(shè)計中提供解決思路。消防安全逃生模擬是建立在以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的三維模型構(gòu)建，對現(xiàn)場的消防通道、家電用具等進(jìn)行三維建模，然后通過對模型的控制，制作安全逃生動畫。

消防安全逃生主要運(yùn)用Revit中的漫游功能完成，在建筑漫游中Revit表現(xiàn)的不太突出。但是能夠滿足完成安全逃生方案設(shè)計，更加突出方案設(shè)計，為后期消防人員提供逃生依據(jù)。利用漫游完成功能完成一層、二層、三層的建筑動畫漫游，系統(tǒng)的總結(jié)建筑模型漫游中的設(shè)計思路和設(shè)計理念，完成安全逃生漫游。

（一）建筑模型平面的3D漫游展示

一層平面內(nèi)部主要是消防車庫、檢修地溝、餐廳、廚房等主要構(gòu)件。在一層Revit模型中完成建筑3D漫游展示。對一層結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)部動畫漫游，可以為接下來消防安全逃生設(shè)計提供思路和提前預(yù)知障礙物進(jìn)行躲避。

二、三層平面建筑動畫漫游主要是消防備勤房間設(shè)施和培訓(xùn)室等。故在設(shè)計安全逃生的時候需要考慮不同位置和功能房間的區(qū)別，如人員被服間必須進(jìn)行消防安全逃生設(shè)計。

（二）火災(zāi)安全逃生動畫模擬方案

關(guān)于火災(zāi)安全逃生動畫模擬準(zhǔn)備了一個是走樓梯原則，另一個方式則是利用樓梯和陽臺結(jié)合的逃生方案。

由于消防站執(zhí)勤樓的建筑高度是15.85m，不算太高，所以相對來說設(shè)計消防逃生方案比較容易。在三層的模型中有一個房間很特別，它是被裝營具房，需要注意的是這個房間容易失火，故在此房間的右側(cè)有一樓梯通道，可以進(jìn)入二層平面，到二層平面有三種處置方式，首先可以繼續(xù)從這個樓梯往下完成火災(zāi)逃生，其次如果二樓火災(zāi)比較嚴(yán)重?zé)o法繼續(xù)下樓，可以從二樓的速降滑梯完成逃生，最后如果兩種都不可以實(shí)現(xiàn)，我們可以從二樓陽臺跳出，因?yàn)楸旧矶堑慕ㄖ苍?.3m的位置。故對于被裝營具房的逃生方案做了詳細(xì)解決。

對于訓(xùn)練塔的逃生安全方案，由于訓(xùn)練塔的高度比較高，如果頂層發(fā)生火災(zāi)，很難完成安全逃生，只能從樓梯完成安全逃生，也可以從頂樓來到三樓，從建筑陽臺完成安全逃生。

由于這是消防站工程，所以存在了很多的消防安全攀爬梯，在訓(xùn)練塔上的內(nèi)部有一個速降空間，在外部有一個攀爬梯。執(zhí)勤樓的中間部位存在3層速降滑梯。故在設(shè)計中考慮到了普通人完成安全逃生。

四、結(jié)語

利用Revit的動畫漫游功能，完成火災(zāi)安全逃生方案的設(shè)計。本文系統(tǒng)地介紹了執(zhí)勤樓、訓(xùn)練塔的火災(zāi)逃生的各種可能性，重點(diǎn)完成三樓發(fā)生火災(zāi)的動畫漫游方案和訓(xùn)練塔頂層的安全逃生動畫。從建筑物的一層、二層、三層的3D漫游展示，對整個樓層的漫游有了詳細(xì)的了解，在3個漫游的基礎(chǔ)之上思考怎樣完成安全逃生，最后利用構(gòu)思方案完成火災(zāi)動畫逃生漫游。通過此次設(shè)計知曉了動畫漫游最大的意義就是在于它改變了在傳統(tǒng)施工時候只能參照平面圖紙參數(shù)的情況，通過動畫漫游給人直觀和更加多樣的視角，能演示預(yù)期的設(shè)計效果對資源控制和安全設(shè)計都有很大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李艷妮. 基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)模型的研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2012.

[2]倪志鵬.多種BIM軟件在建筑設(shè)計中的綜合應(yīng)用探討[J].工程技術(shù)研究，2018（13）：157-158.

作者簡介：

夏強(qiáng)強(qiáng)（1999—）男，漢族，安徽阜南人，現(xiàn)為常熟理工學(xué)院本科工程管理專業(yè)在讀學(xué)生，研究方向?yàn)槭姓こ獭?/p>

韋芳（通訊作者）（1979—），女，漢族，江蘇常熟人，華東理工大學(xué)碩士，現(xiàn)為常熟理工學(xué)院講師，主要從事建設(shè)項(xiàng)目管理、工程造價方面的研究。