基于Revit的消防安全逃生动画模拟分析

夏强强 韦芳 李园民 吴冬国 吴加才

摘要：三维模型和动画渲染视频的建设是建筑虚拟仿真的必要手段，但在建筑模型构建中会出现许多软件运行机制和模型构建难点，而这些难点恰恰影响着虚拟建筑物构建，在已构建的模型基础上完成消防安全逃生设计。本文将通过分析Revit建模中的问题，从而找出如何解決建模建设中的技术难点和设计安全逃生方案。

关键词：消防站;建筑模型;漫游;安全逃生

近些年，建筑行业逐渐形成了以3D信息化技术为基础，形成建筑项目全生命周期信息的及时更新和共享。拟建建筑物三维化和动画仿真过程在现代工程项目建设中的作用日益增强。如何解决2D图纸带来的成本高、工期长等问题，如何解决2D图纸对于非专业技术人员（建设单位）的施工监督带来巨大的考验问题，Revit软件以及其中的动画漫游功能就针对这些问题提供了一些行之有效的解决方案，通过建立3D模型和进行动画漫游，可以使原本的2D图纸转变为可视化的3D模型，有效协助各参与方对工程项目的直观审视。

一、动画漫游的基本概念

Revit模型动画漫游是以建筑模型为基础，利用3D漫游功能对建筑模型实现空间的转换和虚拟仿真的初步显示。BIM虚拟仿真漫游动画的路径功能，在建筑方案设计、消防逃生、3D建筑展示等方面最有重要的功能。

目前，动画漫游具有两个重要方面的应用。首先，动画漫游路径在安全逃生模拟方案设计上的运用初步成熟，可以在有计划的步骤下完成空间展示，对于消防与地震方案设计的仿真演练可以达到虚拟现实的意义。其次，建筑模型动画漫游功能可以实现对于建模死角的差异化修正，从而建筑模型死角会影响后期模型在其他方面应用的效率。

二、存在的问题及对策

（一）建模中出现的材质颜色问题及对策

Revit建模软件在识别墙体模型颜色时，经常会出现同名材质、相同颜色的问题，导致无法区别墙体和楼板颜色，或者同类别墙体需要在不同楼层显示不同材质颜色。

对于这一些问题需要采用复制功能和新建不同楼层和不同类别材质功能来解决。比如当第一层墙体建模时候需要命名为混凝土砌块红色材质一层，第二层需要使用不同材质颜色时候，那么就要重新新建材质来区分第一、第二层。

（二）构件族的选择问题及对策

在进行建筑模型构件过程中，随着建筑设计不断复杂化，随之而来的就是建模中复杂门窗、特殊构件也变得更多，增加了建模的困难。

通过装了插件来满足特殊要求的门窗，及其他模型族的要求，插件为族库大师，它是一款相对比较好用并且大多数族都免费的族库软件，特别是在安装门、窗、模型内部物体的作用。

（三）CAD图纸加密后无法完全显示的问题及对策

在设计图纸时对于图纸的加密这是不可缺少的，也是保护知识产权的方式。但由于设计图纸加密原因从而导致图纸缺失，则会增加建模的难度。

针对缺图的解决方案：

1.如果能在部分线条和构件缺少时，根据图纸的尺寸标注和线框，就可以解决相关部分建模。

2.如果图纸的缺失工程量不太大，可以根据CAD快速看图结合CAD软件完成二维图纸缺失部分。

3.如果图纸缺失工程量太大，也可以使用天正建筑插件下载完成图纸的完整。如果工程量不太大，可采取补充图纸和利用尺寸标注建模相结合的方式，会大大的提高建筑模型的构建速度。

（四）构件在建模中进度安排问题及对策

建筑构件在模型的构建中的先后顺序也是需要注意的。基本的建模步骤如果出现顺序改变，那么就会出现显示重叠、无法附着、连接中断、洞口堵塞等问题。如楼梯和楼板会出现重叠，建筑楼梯在楼板后完成，楼梯的洞口将会被楼板堵塞，无法完成模型的上下楼层的衔接。

可采用柱子、墙体、门窗、楼梯、楼板、屋顶、散水、建筑内部族安放的顺序完成建模。

三、消防安全逃生动画模拟展示

建筑模型动画漫游主要是已完成的建筑模型的内部结构漫游，更加了解防火安全逃生、复杂结构的动画展示等。利用不同楼层的动画漫游，设计建筑安全逃生方案，完成消防站工程的火灾逃生方案。下面以上海市六灶消防站工程为例，详细介绍逃生方案模拟。

消防安全逃生动画模拟的主要功能是火灾前现场的复原和火灾过程中的虚拟仿真重现功能，从而在消防方案设计中提供解决思路。消防安全逃生模拟是建立在以信息技术为基础的三维模型构建，对现场的消防通道、家电用具等进行三维建模，然后通过对模型的控制，制作安全逃生动画。

消防安全逃生主要运用Revit中的漫游功能完成，在建筑漫游中Revit表现的不太突出。但是能够满足完成安全逃生方案设计，更加突出方案设计，为后期消防人员提供逃生依据。利用漫游完成功能完成一层、二层、三层的建筑动画漫游，系统的总结建筑模型漫游中的设计思路和设计理念，完成安全逃生漫游。

（一）建筑模型平面的3D漫游展示

一层平面内部主要是消防车库、检修地沟、餐厅、厨房等主要构件。在一层Revit模型中完成建筑3D漫游展示。对一层结构进行内部动画漫游，可以为接下来消防安全逃生设计提供思路和提前预知障碍物进行躲避。

二、三层平面建筑动画漫游主要是消防备勤房间设施和培训室等。故在设计安全逃生的时候需要考虑不同位置和功能房间的区别，如人员被服间必须进行消防安全逃生设计。

（二）火灾安全逃生动画模拟方案

关于火灾安全逃生动画模拟准备了一个是走楼梯原则，另一个方式则是利用楼梯和阳台结合的逃生方案。

由于消防站执勤楼的建筑高度是15.85m，不算太高，所以相对来说设计消防逃生方案比较容易。在三层的模型中有一个房间很特别，它是被装营具房，需要注意的是这个房间容易失火，故在此房间的右侧有一楼梯通道，可以进入二层平面，到二层平面有三种处置方式，首先可以继续从这个楼梯往下完成火灾逃生，其次如果二楼火灾比较严重无法继续下楼，可以从二楼的速降滑梯完成逃生，最后如果两种都不可以实现，我们可以从二楼阳台跳出，因为本身二楼的建筑也在5.3m的位置。故对于被装营具房的逃生方案做了详细解决。

对于训练塔的逃生安全方案，由于训练塔的高度比较高，如果顶层发生火灾，很难完成安全逃生，只能从楼梯完成安全逃生，也可以从顶楼来到三楼，从建筑阳台完成安全逃生。

由于这是消防站工程，所以存在了很多的消防安全攀爬梯，在训练塔上的内部有一个速降空间，在外部有一个攀爬梯。执勤楼的中间部位存在3层速降滑梯。故在设计中考虑到了普通人完成安全逃生。

四、结语

利用Revit的动画漫游功能，完成火灾安全逃生方案的设计。本文系统地介绍了执勤楼、训练塔的火灾逃生的各种可能性，重点完成三楼发生火灾的动画漫游方案和训练塔顶层的安全逃生动画。从建筑物的一层、二层、三层的3D漫游展示，对整个楼层的漫游有了详细的了解，在3个漫游的基础之上思考怎样完成安全逃生，最后利用构思方案完成火灾动画逃生漫游。通过此次设计知晓了动画漫游最大的意义就是在于它改变了在传统施工时候只能参照平面图纸参数的情况，通过动画漫游给人直观和更加多样的视角，能演示预期的设计效果对资源控制和安全设计都有很大的贡献。

参考文献：

[1]李艳妮. 基于BIM的建筑结构模型的研究[D].西安建筑科技大学，2012.

[2]倪志鹏.多种BIM软件在建筑设计中的综合应用探讨[J].工程技术研究，2018（13）：157-158.

作者简介：

夏强强（1999—）男，汉族，安徽阜南人，现为常熟理工学院本科工程管理专业在读学生，研究方向为市政工程。

韦芳（通讯作者）（1979—），女，汉族，江苏常熟人，华东理工大学硕士，现为常熟理工学院讲师，主要从事建设项目管理、工程造价方面的研究。