Odporność (inżynieryjna i budowlana) - Resilience (engineering and construction)

Dom w Gilchrist w Teksasie, zaprojektowany tak, aby był odporny na wodę powodziową, przetrwał huragan Ike w 2008 roku.

W dziedzinie inżynierii i budownictwa odporność to zdolność do pochłaniania lub unikania uszkodzeń bez poniesienia całkowitej awarii i jest celem projektowania, konserwacji i renowacji budynków i infrastruktury , a także społeczności. Bardziej wszechstronna definicja mówi, że jest to zdolność do reagowania, wchłaniania i dostosowywania się, a także do regeneracji w przypadku destrukcyjnego zdarzenia. Oczekuje się, że odporna struktura/system/społeczność będzie w stanie wytrzymać ekstremalne wydarzenie przy minimalnych uszkodzeniach i zakłóceniach funkcjonalności podczas wydarzenia; po zdarzeniu powinien być w stanie szybko odzyskać swoją funkcjonalność podobną lub nawet lepszą niż poziom sprzed zdarzenia.

Pojęcie odporności wywodzi się z inżynierii, a następnie jest stopniowo stosowane w innych dziedzinach. Wiąże się to z podatnością. Oba terminy są specyficzne dla perturbacji związanych z wydarzeniami, co oznacza, że ​​system/infrastruktura/społeczność może być bardziej podatna lub mniej odporna na jedno wydarzenie niż na inne. Jednak nie są takie same. Jedną z oczywistych różnic jest to, że podatność koncentruje się na ocenie podatności systemu w fazie przed zdarzeniem; resilience podkreśla dynamiczne cechy w fazie przed wydarzeniem, w trakcie wydarzenia i po wydarzeniu.

Odporność to wieloaspektowa właściwość obejmująca cztery wymiary: techniczny, organizacyjny, społeczny i ekonomiczny. Dlatego użycie jednej metryki może nie być reprezentatywne dla opisu i ilościowego określenia odporności. W inżynierii odporność charakteryzuje się czterema R: solidnością, nadmiarowością, pomysłowością i szybkością. Obecne badania naukowe opracowały różne sposoby ilościowego określania odporności na podstawie wielu aspektów, takich jak aspekty związane z funkcjonalnością i społeczno-gospodarczą.

Środowisko zbudowane wymaga odporności na istniejące i pojawiające się zagrożenia, takie jak silne burze wiatrowe lub trzęsienia ziemi, oraz tworzenie solidności i nadmiarowości w projektowaniu budynków. Nowe konsekwencje zmieniających się warunków dla wydajności różnych podejść do projektowania i planowania można omówić w następnym terminie.

Inżynieria odporności zainspirowała inne dziedziny i wpłynęła na sposób ich interpretacji, np . odporność łańcucha dostaw .

Systemy projektowe reagują inaczej na wstrząsy. Poniższy wykres przedstawia sposoby, w jakie systemy reagują i ewentualnie dostosowują się w oparciu o ich odporność.

Etymologia

Według słownika odporność oznacza „zdolność do wychodzenia z trudności lub zakłóceń”. Rdzeń terminu „odporność” znajduje się w łacińskim „resilio”, co oznacza powrót do stanu lub odskok. W latach czterdziestych XVII wieku termin źródłowy zapewnił odporność w dziedzinie mechaniki materiałów jako „zdolność materiału do pochłaniania energii, gdy jest elastycznie odkształcony i do uwalniania tej energii po rozładowaniu”. Do 1824 roku termin ten rozwinął się, by objąć znaczenie „elastyczności”.

19 wiek

Thomas Tredgold jako pierwszy wprowadził koncepcję odporności w 1818 roku w Anglii. Termin ten był używany do opisania właściwości wytrzymałości drewna, ponieważ belki zostały zgięte i odkształcone, aby wytrzymać duże obciążenie. Tredgold stwierdził, że drewno jest trwałe i nie pali się łatwo, mimo że było sadzone w złych warunkach glebowych i odsłoniętym klimacie. Odporność została następnie udoskonalona przez Malletta w 1856 r. w odniesieniu do zdolności określonych materiałów do wytrzymania określonych zakłóceń. Definicje te mogą być stosowane w inżynierii odporności dzięki zastosowaniu pojedynczego materiału, który ma stabilny reżim równowagi, a nie złożonej stabilności adaptacyjnej większych systemów.

XX wiek

W latach 70. naukowcy badali odporność w odniesieniu do psychologii dziecięcej i narażenia na pewne zagrożenia. Wytrzymałość została użyta do opisania ludzi, którzy mają „zdolność do wychodzenia z przeciwności losu”. Jednym z wielu badaczy był profesor Sir Michael Rutter, który zajmował się kombinacją doświadczeń związanych z ryzykiem i ich względnymi wynikami.

W swoim artykule Resilience and Stability of Ecological systems (1973) CS Holling po raz pierwszy zbadał temat odporności poprzez jej zastosowanie w dziedzinie ekologii. Odporność ekologiczna została zdefiniowana jako „miara trwałości systemów i ich zdolności do absorbowania zmian i zakłóceń oraz zachowania tych samych relacji między zmiennymi stanu”. Holling odkrył, że takie ramy można zastosować do innych form odporności. Aplikacja do ekosystemów została później wykorzystana do wciągnięcia w inne sposoby zastosowań ludzkich, kulturowych i społecznych. Zdarzenia losowe opisane przez Hollinga są nie tylko klimatyczne, ale niestabilność systemów neutralnych może wystąpić w wyniku oddziaływania pożarów, zmian w zbiorowiskach leśnych lub procesu połowów. Z drugiej strony stabilność to zdolność systemu do powrotu do stanu równowagi po chwilowym zakłóceniu. Należy badać raczej systemy wielostanowe niż obiekty, ponieważ świat jest niejednorodną przestrzenią o różnych cechach biologicznych, fizycznych i chemicznych. W przeciwieństwie do odporności materiałowej i inżynierskiej, odporność ekologiczna i społeczna skupia się na redundancji i trwałości stanów wielorównowagi w celu utrzymania istnienia funkcji.

Odporność inżynieryjna

Cztery R odporności

Odporność inżynieryjna odnosi się do funkcjonalności systemu w odniesieniu do łagodzenia zagrożeń. W tych ramach odporność jest obliczana na podstawie czasu, jaki zajmuje systemowi powrót do stanu równowagi. Naukowcy z MCEER (centrum badawczego Multi-Hazard Earthquake Engineering) zidentyfikowali cztery właściwości odporności: wytrzymałość, pomysłowość, nadmiarowość i szybkość.

• Wytrzymałość : zdolność systemów do wytrzymania pewnego poziomu stresu bez utraty funkcji.
• Zaradność: umiejętność identyfikowania problemów i zasobów, gdy zagrożenia mogą zakłócić działanie systemu.
• Redundancja: możliwość posiadania różnych ścieżek w systemie, za pomocą których można przenosić siły, aby umożliwić nieprzerwane działanie
• Szybkość: zdolność do terminowej realizacji priorytetów i celów, aby zapobiec stratom i przyszłym zakłóceniom.

Odporność społeczno-ekologiczna

Odporność społeczno-ekologiczna, znana również jako odporność adaptacyjna, odporność społeczno-ekologiczna to nowa koncepcja, która przenosi nacisk na połączenie społecznej, ekologicznej i technicznej domeny odporności. Model adaptacyjny koncentruje się na przekształcalnej jakości stabilnego stanu systemu. W budynkach adaptacyjnych uwzględnia się zarówno krótkoterminową, jak i długoterminową odporność, aby zapewnić, że system może wytrzymać zakłócenia zdolności społecznych i fizycznych. Budynki działają w wielu skalach i warunkach, dlatego ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że oczekuje się ciągłych zmian w architekturze. Laboy i Fannon zdają sobie sprawę, że model odporności się zmienia, i zastosowali cztery właściwości odporności MCEER w fazach planowania, projektowania i eksploatacji architektury. Zamiast używać czterech właściwości do opisania odporności, Laboy i Fannon proponują model 6R, który dodaje Odzyskiwanie dla fazy eksploatacji budynku i Unikanie Ryzyka dla fazy planowania budynku. W fazie planowania budynku wybór lokalizacji, umiejscowienie budynku i warunki na miejscu mają kluczowe znaczenie dla uniknięcia ryzyka. Wczesne planowanie może pomóc w przygotowaniu i zaprojektowaniu środowiska zbudowanego w oparciu o siły, które rozumiemy i postrzegamy. W fazie eksploatacji budynku zakłócenie nie oznacza końca odporności, ale powinno zaproponować plan naprawy przyszłych adaptacji. Zakłócenia powinny być wykorzystywane jako okazja do nauki, aby ocenić błędy i wyniki oraz dostosować się do przyszłych potrzeb.

Aplikacje

Międzynarodowy Kodeks Budowlany

Międzynarodowy kodeks budowlany określa minimalne wymagania dla budynków wykorzystujących standardy performatywne. Najnowszy Międzynarodowy Kodeks Budowlany (IBC) został wydany w 2018 roku przez Międzynarodową Radę Kodeksu (ICC), skupiając się na standardach chroniących zdrowie publiczne, bezpieczeństwo i dobrostan, bez ograniczania stosowania niektórych metod budowlanych. Kodeks obejmuje kilka kategorii, które są aktualizowane co trzy lata w celu uwzględnienia nowych technologii i zmian. Kodeksy budowlane mają fundamentalne znaczenie dla odporności społeczności i ich budynków, ponieważ „Odporność w środowisku budowlanym zaczyna się od silnych, regularnie przyjmowanych i właściwie administrowanych przepisów budowlanych” Korzyści wynikają z przyjęcia przepisów jako Narodowego Instytutu Nauk Budowlanych (NIBS) odkryli, że przyjęcie Międzynarodowego Kodeksu Budowlanego zapewnia 11$ korzyści za każdy zainwestowany 1$.

Międzynarodowa Rada Kodeksu koncentruje się na założeniu, że budynki społeczności wspierają odporność społeczności na wypadek katastrof. Proces przedstawiony przez ICC obejmuje zrozumienie ryzyka, identyfikację strategii dla ryzyka i wdrożenie tych strategii. Zagrożenia różnią się w zależności od społeczności, obszarów geograficznych i innych czynników. Amerykański Instytut Architektów stworzył listę szoków i stresów, które są związane z pewnymi cechami społeczności. Wstrząsy są naturalnymi formami zagrożeń (powodzie, trzęsienia ziemi), natomiast stresy są zdarzeniami bardziej przewlekłymi, które mogą rozwijać się w dłuższym okresie czasu (przystępność cenowa, susza). Ważne jest, aby zrozumieć zastosowanie projektowania sprężystego zarówno w przypadku wstrząsów, jak i naprężeń, ponieważ budynki mogą przyczynić się do ich rozwiązania. Chociaż IBC jest kodeksem modelowym, jest on przyjmowany przez różne stany i rządy w celu uregulowania określonych obszarów budowlanych. Większość podejść do minimalizowania ryzyka jest zorganizowana wokół użytkowania i zajmowania budynków. Ponadto bezpieczeństwo konstrukcji zależy od użycia materiału, ramy i wymagania konstrukcyjne mogą zapewnić wysoki poziom ochrony pasażerów. Określone wymagania i strategie są przewidziane dla każdego wstrząsu lub stresu, takiego jak tsunami, pożary i trzęsienia ziemi.

Amerykańska Rada ds. Odporności

US Resiliency Council (USRC), organizacja non-profit, stworzyła system oceny USRC, który opisuje oczekiwane skutki klęski żywiołowej na nowe i istniejące budynki. Ocena uwzględnia budynek przed jego użytkowaniem poprzez jego konstrukcję, systemy mechaniczno-elektryczne i zużycie materiałów. Obecnie program znajduje się w fazie pilotażowej, skupiając się przede wszystkim na gotowości i odporności na trzęsienia ziemi. W przypadku zagrożeń związanych z trzęsieniami ziemi ocena w dużej mierze opiera się na wymaganiach określonych w przepisach budowlanych dotyczących projektowania. Budynki mogą otrzymać jeden z dwóch rodzajów systemów oceny USRC:

Zweryfikowany system oceny USRC

Zweryfikowany system ocen służy do celów marketingowych i reklamowych za pomocą odznak. Ocena jest łatwa do zrozumienia, wiarygodna i przejrzysta, a przyznawana jest przez profesjonalistów. System oceny budynków USRC ocenia budynki za pomocą gwiazdek od jednej do pięciu gwiazdek na podstawie wymiarów stosowanych w ich systemach. Trzy wymiary, których używa USRC to Bezpieczeństwo, Uszkodzenie i Odzyskiwanie. Bezpieczeństwo opisuje zapobieganie potencjalnym szkodom dla ludzi po zdarzeniu. Uszkodzenie opisuje szacunkową naprawę wymaganą z powodu wymiany i strat. Odzyskiwanie jest obliczane na podstawie czasu potrzebnego do przywrócenia funkcjonowania budynku po wstrząsie. Można uzyskać następujące rodzaje certyfikacji Rating:

• USRC Platinum: mniej niż 5% oczekiwanych uszkodzeń
• USRC Gold: mniej niż 10% oczekiwanych uszkodzeń
• USRC Silver: mniej niż 20% oczekiwanych uszkodzeń
• Certyfikat USRC: mniej niż 40% oczekiwanych uszkodzeń

System oceny budynków w przypadku trzęsienia ziemi można uzyskać poprzez ocenę zagrożeń i badania sejsmiczne. Oprócz przeglądu technicznego dostarczonego przez USRC, analiza sejsmiczna CRP ma zastosowanie do oceny USRC wraz z wymaganą dokumentacją. USRC planuje stworzyć podobne standardy dla innych zagrożeń naturalnych, takich jak powodzie, burze i wiatry.

System oceny transakcji USRC

System oceny transakcji zapewnia budynek z raportem ekspozycji na ryzyko, ewentualnie inwestycji i korzyści. Ta ocena pozostaje poufna w USRC i nie jest wykorzystywana do reklamowania ani marketingu budynku.

Wady systemu ratingowego USRC

Ze względu na obecne skupienie się na interwencjach sejsmicznych USRC nie bierze pod uwagę kilku części budynku. System oceny budynków USRC nie uwzględnia żadnych zmian w projekcie budynku, które mogą nastąpić po przyznaniu oceny. W związku z tym zmiany, które mogą osłabić odporność budynku, nie wpłyną na przyznaną mu ocenę. Ponadto zmiany w użytkowaniu budynku po certyfikacji mogą obejmować użycie materiałów niebezpiecznych, które nie wpłyną na certyfikację ratingową budynku. Ocena uszkodzeń nie obejmuje uszkodzeń spowodowanych pęknięciem rur, modernizacją budynków i uszkodzeniem mebli. Ocena odzysku nie obejmuje pełnego przywrócenia wszystkich funkcji budynku i wszystkich uszkodzeń, a jedynie określoną kwotę.

Program 100 Odpornych Miast

W 2013 roku fundacja Rockefellera zainicjowała program 100 Resilient Cities , którego celem jest pomoc miastom w stawaniu się bardziej odpornymi na fizyczne, społeczne i ekonomiczne wstrząsy i stresy. Program pomaga usprawnić plany odporności w miastach na całym świecie poprzez dostęp do narzędzi, finansowania i globalnych partnerów sieciowych, takich jak ARUP i AIA. Spośród 1000 miast, które złożyły wniosek o przystąpienie do programu, wybrano tylko 100, z wyzwaniami obejmującymi starzenie się populacji, cyberataki, silne burze i nadużywanie narkotyków.

Istnieje wiele miast, które są członkami programu, ale w artykule Budowanie odporności w miastach na całym świecie, Spaans i Waterhot skupiają się na Rotterdamie, aby porównać odporność miasta przed i po udziale w programie. Autorzy stwierdzili, że program poszerza zakres i ulepsza plan odporności Rotterdamu, włączając dostęp do wody, danych, czystego powietrza, cyber-odporności i bezpiecznej wody. Program dotyczy innych stresów społecznych, które mogą osłabiać odporność miast, takich jak przemoc i bezrobocie. Dzięki temu miasta są w stanie zastanowić się nad swoją obecną sytuacją i planować przystosowanie się do nowych wstrząsów i stresów. Wyniki artykułu mogą pomóc w zrozumieniu odporności na większą skalę miasta, która wymaga zintegrowanego podejścia z koordynacją w wielu skalach rządowych, skalach czasowych i dziedzinach. Oprócz włączenia odporności do kodeksu budowlanego i programów certyfikacji budynków, program 100 miast odporności zapewnia inne możliwości wsparcia, które mogą pomóc zwiększyć świadomość poprzez organizacje non-profit.

Po ponad sześciu latach rozwoju i zmian, istniejąca organizacja 100 Resilient Cities zakończyła działalność 31 lipca 2019 r.

System oceny RELi

RELi to kryteria projektowe stosowane do rozwijania odporności w wielu skalach środowiska zbudowanego, takich jak budynki, sąsiedztwo i infrastruktura. Został opracowany przez Instytut Transformacji Rynku do Zrównoważonego Rozwoju (MTS), aby pomóc projektantom w planowaniu zagrożeń. RELi jest bardzo podobny do LEED, ale koncentruje się na odporności. RELi jest teraz własnością US Green Building Council (USGBC) i jest dostępna dla projektów ubiegających się o certyfikat LEED. Pierwsza wersja RELi została wydana w 2014 roku, obecnie jest nadal w fazie pilotażowej, bez punktów przyznawanych za konkretne kredyty. Akredytacja RELi nie jest wymagana, a wykorzystanie informacji kredytowej jest dobrowolne. Dlatego obecny system punktowy nie został jeszcze określony i nie ma wymiernej wartości. RELi zapewnia katalog punktów kredytowych, który jest używany jako przewodnik referencyjny przy projektowaniu budynków i rozszerza definicję odporności RELi w następujący sposób:

Resilient Design dąży do Budynków + Społeczności, które są odporne na wstrząsy, zdrowe, adaptowalne i regenerujące dzięki połączeniu różnorodności, przewidywania i zdolności do samoorganizacji i uczenia się. Odporne Społeczeństwo może wytrzymać wstrząsy i w razie potrzeby odbudować się. Wymaga od ludzi wykorzystania ich zdolności do przewidywania, planowania i adaptacji na przyszłość.

Katalog kredytów RELi

Katalog RELi uwzględnia wiele skal interwencji z wymaganiami dotyczącymi podejścia panoramicznego, adaptacji i łagodzenia ryzyka w przypadku ostrych zdarzeń oraz kompleksowej adaptacji i łagodzenia na teraźniejszość i przyszłość. Ramy RELi w dużym stopniu koncentrują się na kwestiach społecznych dotyczących odporności społeczności, takich jak zapewnianie przestrzeni i organizacji społeczności. RELi łączy również specyficzne projekty zagrożeń, takie jak gotowość na powódź, z ogólnymi strategiami efektywności energetycznej i wodnej. Do uporządkowania listy kredytów RELi wykorzystywane są następujące kategorie:

• Panoramiczne podejście do planowania, projektowania, konserwacji i operacji
• Gotowość na zagrożenia

• Adaptacja i łagodzenie zagrożeń
• Spójność społeczności, witalność społeczna i gospodarcza
• Produktywność, zdrowie i różnorodność
• Energia, woda, jedzenie
• Materiały i artefakty
• Stosowana kreatywność, innowacyjność i eksploracja

Program RELI uzupełnia i rozszerza inne popularne systemy oceny, takie jak LEED, Envision i Living Building Challenge. Format menu katalogu pozwala użytkownikom łatwo nawigować po napisach i rozpoznawać cele osiągnięte przez RELI. Odniesienia do innych systemów oceny, które były używane, mogą pomóc w zwiększeniu świadomości na temat RELi i wiarygodności jego stosowania. Odnośniki do każdego kredytu są wymienione w katalogu dla ułatwienia dostępu.

Punkty pilotażowe LEED

W 2018 r. wydano trzy nowe pilotażowe kredyty LEED w celu zwiększenia świadomości na temat konkretnych klęsk żywiołowych i katastrof spowodowanych przez człowieka. Punkty pilotażowe znajdują się w kategorii Proces integracyjny i mają zastosowanie do wszystkich systemów oceny Projektów Budowlanych i Budownictwa.

• Pierwsza zaliczenie IPpc98: Ocena i planowanie odporności , zawiera warunek wstępny oceny zagrożenia terenu. Istotne jest, aby wziąć pod uwagę warunki terenu i to, jak zmieniają się wraz ze zmianami klimatu. Projekty mogą wybrać wykonanie planu ryzyka związanego z klimatem lub wypełnić formularze planowania przedstawione przez Czerwony Krzyż.
• Drugi punkt IPpc99: Ocena i planowanie odporności, wymaga od projektów priorytetyzacji trzech głównych zagrożeń na podstawie ocen dokonanych w pierwszym punkcie. Należy zidentyfikować i wdrożyć specyficzne strategie łagodzenia dla każdego zagrożenia. Należy odnieść się do innych programów odporności, takich jak USRC, aby wesprzeć wybór zagrożeń.
• Trzeci punkt IPpc100: Pasywna przeżywalność i funkcjonalność w sytuacjach awaryjnych , koncentruje się na utrzymaniu warunków mieszkaniowych i funkcjonalnych podczas zakłóceń. Projekty mogą wykazać zdolność do zapewnienia zasilania awaryjnego dla funkcji o wysokim priorytecie, mogą utrzymać odpowiednią temperaturę przez określony czas i zapewnić dostęp do wody. W przypadku oporu cieplnego należy odnieść się do modelowania termicznego wykresu psychrometrycznego narzędzia do pomiaru komfortu, aby wspierać właściwości cieplne budynku w określonym czasie. Jeśli chodzi o zasilanie awaryjne, zasilanie awaryjne musi działać w zależności od obciążeń krytycznych i potrzeb związanych z rodzajem użytkowania budynku.

Punkty LEED pokrywają się z punktami systemu ratingowego RELi, USGBC udoskonala RELi, aby lepiej zsyntetyzować z punktami pilotażowymi projektu elastycznego LEED.

Projekt oparty na zmianach klimatu

Ważna jest ocena aktualnych danych klimatycznych i projektowania w przygotowaniu zmian lub zagrożeń dla środowiska. Plany odporności i strategie projektowania pasywnego mogą się różnić w zależności od zbyt gorącego klimatu. Oto ogólne strategie projektowania reagującego na klimat w oparciu o trzy różne warunki klimatyczne:

Za mokre

• Wykorzystanie naturalnych rozwiązań: namorzyny i inne rośliny przybrzeżne mogą stanowić barierę przed powodzią.
• Tworzenie systemu wałów: na obszarach o ekstremalnych powodziach wały można zintegrować z krajobrazem miejskim w celu ochrony budynków.
• Stosowanie nawierzchni przepuszczalnych: porowate powierzchnie nawierzchni pochłaniają spływy z parkingów, dróg i chodników.
• Deszcz Metody zbierania: zbieraj i przechowuj wodę deszczową do celów domowych lub krajobrazowych.

Zbyt suchy

• Wykorzystanie roślin odpornych na suszę: oszczędzaj zużycie wody w metodach kształtowania krajobrazu
• Filtracja ścieków: recykling ścieków do kształtowania krajobrazu lub korzystania z toalet.
• Wykorzystanie układu dziedzińca: zminimalizowanie obszaru narażonego na promieniowanie słoneczne i wykorzystanie wody i roślin do chłodzenia wyparnego.

Za gorące

• Wykorzystanie roślinności: Drzewa mogą pomóc w ochłodzeniu środowiska, zmniejszając efekt miejskiej wyspy ciepła poprzez ewapotranspirację.
• Wykorzystanie strategii pasywnego projektowania energii słonecznej: sprawne okna i masa termiczna mogą naturalnie ochłodzić budynek.
• Strategie zacieniania okien: kontroluj ilość światła słonecznego wpadającego do budynku, aby zminimalizować zyski ciepła w ciągu dnia.
• Zmniejszyć lub zacienić zewnętrzne sąsiednie masy termiczne, które będą ponownie promieniować na budynek (np. kostka brukowa)

Projekt oparty na zagrożeniach

Ocena zagrozenia

Określenie i ocena podatności środowiska zbudowanego w oparciu o określone lokalizacje ma kluczowe znaczenie dla stworzenia planu odporności. Katastrofy prowadzą do szeregu konsekwencji, takich jak zniszczenie budynków, ekosystemów i straty ludzkie. Na przykład trzęsienia ziemi, które miały miejsce w hrabstwie Wenchuan w 2008 r., doprowadziły do ​​poważnych osuwisk, które przeniosły całą dzielnicę miasta, taką jak Old Beichuan. Oto kilka zagrożeń naturalnych i potencjalnych strategii oceny odporności.

Ogień

• użycie materiałów ognioodpornych,

• zapewnić ognioodporne klatki schodowe do ewakuacji

• uniwersalne metody ucieczki, aby pomóc również osobom niepełnosprawnym.

huragany

Istnieje wiele strategii ochrony konstrukcji przed huraganami, opartych na obciążeniu wiatrem i deszczem.

• Otwory należy chronić przed latającymi gruzami

• Konstrukcje należy podnosić przed możliwym wtargnięciem wody i zalaniem

• Obudowy budynków powinny być uszczelnione specjalnymi wzorami zbijania gwoździ

• użycie materiałów, takich jak metal, płytki lub mur, aby wytrzymać obciążenie wiatrem.

Trzęsienia ziemi

Trzęsienia ziemi mogą również powodować uszkodzenia konstrukcyjne i zawalenie się budynków z powodu dużych naprężeń w ramach budynków.

• Zabezpiecz urządzenia, takie jak grzejniki i meble, aby zapobiec obrażeniom i pożarom

• dylatacje powinny być stosowane w konstrukcji budynku, aby reagować na wstrząsy sejsmiczne.

• tworzyć elastyczne systemy z podstawową izolacją, aby zminimalizować wpływ
• zapewnić zestaw gotowości na trzęsienie ziemi z niezbędnymi zasobami podczas imprezy

Zrównoważony rozwój

Trudno jest omówić pojęcia odporności i zrównoważonego rozwoju w porównaniu z różnymi definicjami naukowymi, które były używane w tej dziedzinie na przestrzeni lat. Wiele polityk i publikacji naukowych dotyczących obu tematów albo zawiera własne definicje obu pojęć, albo brakuje jasnej definicji rodzaju poszukiwanej odporności. Chociaż zrównoważony rozwój jest dobrze ugruntowanym terminem, istnieją ogólne interpretacje tego pojęcia i jego przedmiotu. Sanchez i wsp. zaproponowali nową charakterystykę terminu „zrównoważona odporność”, która rozszerza odporność społeczno-ekologiczną na bardziej zrównoważone i długoterminowe podejścia. Trwała odporność koncentruje się nie tylko na wynikach, ale także na procesach i strukturach polityki we wdrażaniu.

Obie koncepcje mają wspólne podstawowe założenia i cele, takie jak pasywna przeżywalność i trwałość działania systemu w czasie iw odpowiedzi na zakłócenia. Istnieje również wspólny nacisk na łagodzenie zmiany klimatu, ponieważ oba pojawiają się w większych ramach, takich jak kodeks budowlany i programy certyfikacji budynków. Holling i Walker twierdzą, że „odporny system społeczno-ekologiczny jest synonimem regionu, który jest zrównoważony ekologicznie, gospodarczo i społecznie”. Inni uczeni, tacy jak Perrings, twierdzą, że „strategia rozwoju nie jest zrównoważona, jeśli nie jest odporna”. Dlatego te dwie koncepcje są ze sobą powiązane i nie mogą odnieść sukcesu indywidualnie, ponieważ są od siebie zależne. Na przykład w certyfikatach RELi, LEED i innych budynkach zapewnienie dostępu do bezpiecznej wody i źródła energii ma kluczowe znaczenie przed, w trakcie i po zakłóceniu.

Niektórzy uczeni twierdzą, że taktyki odporności i zrównoważonego rozwoju mają różne cele. Paula Melton twierdzi, że odporność koncentruje się na projektowaniu nieprzewidywalnym, podczas gdy zrównoważony rozwój koncentruje się na projektach reagujących na klimat. Niektóre formy odporności, takie jak odporność adaptacyjna, skupiają się na projektach, które mogą się dostosowywać i zmieniać w oparciu o zdarzenie szokowe, z drugiej strony, projektowanie zrównoważone skupia się na systemach, które są wydajne i zoptymalizowane.

Ujęcie ilościowe

Bruneau i wsp. zaproponowali pierwszy wpływowy ilościowy miernik prężności oparty na krzywej przywracania funkcjonalności, gdzie prężność jest określana ilościowo jako utrata prężności w następujący sposób.

${\ Displaystyle R_ {L} = \ int _ {t_ {0}} ^ {t_ {f}} [100 \$

gdzie jest funkcjonalność w czasie ; to czas, w którym dochodzi do zdarzenia; to czas, w którym odzyskiwana jest pełna funkcjonalność. ${\ Displaystyle Q (t)}$${\displaystyle t}$${\displaystyle t_{0}}$${\displaystyle t_{f}}$

Utrata odporności jest miernikiem o wartości dodatniej. Ma tę zaletę, że można go łatwo uogólnić na różne struktury, infrastruktury i społeczności. Ta definicja zakłada, że ​​funkcjonalność jest w 100% przed zdarzeniem i ostatecznie zostanie przywrócona do pełnej funkcjonalności 100%. W praktyce może to nie być prawdą. System może być częściowo sprawny, gdy uderzy huragan i może nie zostać w pełni odbudowany z powodu nieekonomicznego stosunku kosztów do korzyści.

Indeks odporności to znormalizowana metryka z zakresu od 0 do 1, obliczona na podstawie krzywej odzyskiwania funkcjonalności.

${\ Displaystyle R = {\ Frac {\ int _ {t_ {0}} ^ {t_ {h}} Q (t) dt {t_ {h}-t_ {0}}}}$

gdzie jest funkcjonalność w czasie ; to czas, w którym dochodzi do zdarzenia; jest interesującym horyzontem czasowym. ${\ Displaystyle Q (t)}$${\displaystyle t}$${\displaystyle t_{0}}$${\displaystyle t_{h}}$

Zobacz też

• Zrównoważony projekt
• Zrównoważony rozwój
• USGBC
• Miejska odporność

Uwagi i referencje

Zewnętrzne linki

• Projekt Mobilizacja Adaptacji Budynków i Odporności