Die Digitalisierung im Bauwesen schreitet immer weiter voran und während in diesem
Zusammenhang oftmals das Stichwort Building Information Modeling (BIM) fällt,
entwickeln sich Disziplinen wie das Brandschutzingenieurwesen (BSI) unabhängig weiter.
Das Brandschutzbüro Brandschutz Consult Ingenieurgesellschaft mbH Leipzig (BCL)
verwendet das BSI, um ingenieurtechnische Verfahren heranzuziehen. BCL verfolgt als
Unternehmensphilosophie das Ziel, mit neuen Methoden und Erkenntnissen ständig die
eigenen Prozesse zu optimieren und zu erweitern.
Unter diesem Gesichtspunkt soll in dieser Arbeit in Kooperation mit BCL untersucht
werden, inwieweit sich die Ergebnisse aus einer Brandsimulation, darunter besonders
der Rauch, in einer virtuellen Realität (engl. Virtual Reality (VR)) darstellen und in
bestehende oder potenzielle Anwendungsfälle integrieren lassen. Dazu soll zunächst mit
einer Betrachtung der brandschutztechnischen Grundlagen inklusive des BSIs und einer
Analyse zum Stand des Brandschutzes in BIM begonnen werden. Im nächsten Schritt
sind für die Brandsimulation bestimmte Fragen zu klären, wie z.B. eine entsprechende
Berechnung technisch abläuft und welche Ausgabedaten und -formate eine solche
Simulation bereitstellt.
Zur Darstellung der Simulationsergebnisse in virtuellen Realitäten werden Grafik.Engines benötigt, die VR-Anwendungen ermöglichen. Wichtige Untersuchungsgegenstände sind z.B. die anwendbaren Programmier- und Skriptsprachen, mit deren Einsatz
die Daten eingelesen und visualisiert werden können. Für die gefundenen Grafik-Engines
wird dann recherchiert, ob es bereits bestehende Anwendungen oder Prozesse zur Darstellung von Brandsimulationen gibt. Ist dies der Fall, sollen deren Workflows untersucht
werden, um anschließend ihre grundsätzliche Einsatzfähigkeit zu bewerten und Verbesserungsvorschläge zu äußern...:1. Prozesse im Brandschutz
1.1. Brandschutztechnische Grundlagen
1.2. Angewandte Ingenieurmethoden
1.3. Brandschutz mit Building Information Modeling
2. Ablauf einer Brandsimulation
2.1. Verfügbare Software
2.2. Aufbau einer FDS-Eingabedatei
2.3. Generieren von Simulationsdaten in FDS
2.4. Ausgabedaten und -formate
3. Software zur Darstellung in VR
3.1. Blender
3.2. Unity Engine
3.3. Unreal Engine
3.4. Vergleich der Engines
4. Visualisierung der Brandsimulation
4.1. Konzept der Datenübertragung
4.2. Bestehende Workflows für VR-Programme
4.3. Versuchsdurchführung
4.4. Auswertung der Versuche
5. Anwendungsfälle und Optimierungspotenzial
5.1. Potenzielle Einsatzmöglichkeiten
5.2. Optimierungspotenzial
6. Fazit
A. Beispielmodell Blender
B. Beispielmodell VRSmokeVis
C. Prüfmodell
Abkürzungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Literaturverzeichnis / Digitization in the construction industry is progressing and while the keyword Building
Information Modeling (BIM) is frequently mentioned, disciplines like the fire safety
engineering are also evolving independently. The fire protection office Brandschutz Consult Ingenieurgesellschaft mbH Leipzig (BCL)) uses fire safety engineering for including
engineering procedures. As a corporate philosophy BCL pursues the goal of constantly
optimizing and expanding its own processes with new methods and scientific findings.
From this point of view, in cooperation with BCL, this master thesis will examine to
which extent it is possible to visualize the results of a fire simulation, in particular
including the smoke, in Virtual Reality (VR) and to integrate them into existing or
evolving applications. For this purpose, a consideration of the fire protection basics
including fire protection engineering and an analysis of the status of fire protection in
BIM has been started. In the next step the fire simulation must be investigated, i.e. how
the corresponding calculation technically works and which output data and formats
such a simulation provides.
Graphic engines that enable VR applications are required to display the simulation
results in VR. Important objects of investigation are e.g. the applicable programming
and scripting languages. Those scripting languages are used to import and visualize
the data. For the graphic engines found, research is initiated to determine whether
there are already existing applications or processes for displaying fire simulations. If
this is the case these workflows should be examined in order to subsequently evaluate
their fundamental usability and to express suggestions for improvement. If possible,
some of the optimizations should be carried out. Based on the existing processes in fire
protection helpful application options are derived, for which the use must be proven in
future projects.:1. Prozesse im Brandschutz
1.1. Brandschutztechnische Grundlagen
1.2. Angewandte Ingenieurmethoden
1.3. Brandschutz mit Building Information Modeling
2. Ablauf einer Brandsimulation
2.1. Verfügbare Software
2.2. Aufbau einer FDS-Eingabedatei
2.3. Generieren von Simulationsdaten in FDS
2.4. Ausgabedaten und -formate
3. Software zur Darstellung in VR
3.1. Blender
3.2. Unity Engine
3.3. Unreal Engine
3.4. Vergleich der Engines
4. Visualisierung der Brandsimulation
4.1. Konzept der Datenübertragung
4.2. Bestehende Workflows für VR-Programme
4.3. Versuchsdurchführung
4.4. Auswertung der Versuche
5. Anwendungsfälle und Optimierungspotenzial
5.1. Potenzielle Einsatzmöglichkeiten
5.2. Optimierungspotenzial
6. Fazit
A. Beispielmodell Blender
B. Beispielmodell VRSmokeVis
C. Prüfmodell
Abkürzungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Literaturverzeichnis
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:88762 |
| Date | 22 December 2023 |
| Creators | Nabrotzky, Toni |
| Contributors | Brandschutz Consult Ingenieurgesellschaft mbH Leipzig, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:masterThesis, info:eu-repo/semantics/masterThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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