Ny model kvantificerer samfunds sårbarhed over for spredning af brand

Brandfolk ved alt for godt, at brande spredes hurtigt, antændende kæder af skovområder gjort sårbare af tørt vejr, og drevet af vinden.

Gennem udbredelsesmodeller, videnskabsmænd fanger potentielle opførsel af skovbrande, når de spreder sig og vokser; sådanne modeller bruges rutinemæssigt af beredskabsledere til at hjælpe med at forberede skovbrandssæsonen. Imidlertid, Der vides mindre empirisk om adfærden af ​​sådanne brande, når de krydser ind i boligbyggerier og andre menneskebefolkede områder.

Katastrofebegrænsende eksperter ved Colorado State Universitys Walter Scott, Jr. College of Engineering ønskede at gøre opmærksom på kompleksiteten af ​​den såkaldte vildland-by-grænseflade af brande. De har udviklet en model, der forsøger at kvantificere sårbarheden af ​​et samfund af hjem over for spredning af en brand. De håber, at deres model kan føje til den strategiske værktøjskasse, der beskytter liv og levebrød mod ødelæggende brande.

Den model, forskerne kalder AGNI-NAR—Asynchronous Graph Nexus Infrastructure for Network Assessment of Wildland-Urban Interface Risk—blev udviklet af Hussam Mahmoud, lektor ved Institut for Byggeri og Miljø, og Akshat Chulahwat, en kandidatstuderende i civilingeniør. Deres arbejde er publiceret i open-access tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

"Vores ultimative motivation er at fremhæve nye strategier til at afbøde den potentielle risiko for brande mellem vilde land og byer, som historisk set har været en ensartet tilgang, " sagde Mahmoud. "Vores model viser os klart, at dette absolut ikke er tilstrækkeligt."

For at udvikle modellen, de stolede på gennemprøvede metoder baseret på grafteori, som er blevet brugt til at modellere komplekse netværk såsom transportzoner eller sygdomsoverførsel. Forskerne ræsonnerede, at de kunne anvende lignende principper på den måde, en brand opfører sig på; meget som et patogen, der hopper fra vært til vært og spreder sygdom, en ild hopper også fra en struktur til en anden, formerer sig, efterhånden som den formerer sig.

Forskerne brugte data fra tunnelbranden i 1991, der ødelagde dele af Oakland, Californien, at teste og validere deres model. Et af de spørgsmål, de overvejede, var, om der var en målbar sammenhæng mellem sandsynligheden for antændelse af en brand og risikoen for, at branden spredes til et nærliggende samfund. De mente, at et samfund kunne være omgivet af antændelsesklar vildmark, og en varm sommer ville øge sandsynligheden for antændelse. Men uden vind, samfundet ville næsten ikke være i fare. Vindhastighed og vindretning er afgørende for brandspredning, og var godt repræsenteret i deres model. Deres vigtigste overvejelser var konvektion, ledning, stråling og brandgløder.

Målet er at hjælpe med at give praktisk vejledning til byplanlæggere eller beredskabsledere, når de vurderer risikoen for brande i boliger og grupper af boliger. For eksempel, forskerne fandt ud af, at de kunne bestemme, hvilke boliger i et givet kvarters layout, der med størst sandsynlighed ville bidrage til spredningen af ​​en brand, baseret på placering, størrelse, og nærhed til andre boliger. Sådanne oplysninger kunne hjælpe med at informere modvirkningsstrategier for det pågældende samfund, såsom strukturelle forbedringer, bedre afstand, eller nedskæring af vegetation.

I fremtidige undersøgelser, forskerne vil fortsætte med at forfine og verificere deres model med data fra andre historiske brande.