Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

NIST beskriver trin til at holde bygninger i funktion efter naturkatastrofer

Ødelæggelsen (billede til venstre) efter jordskælvet i 1906, der dramatisk påvirkede den økonomiske og sociale vækst i San Francisco sammenlignet med "vestkystens mest modstandsdygtige skyskraber, " 181 Fremont-tårnet (højre billede, centrum), designet til at modstå en 475-årig seismisk hændelse med minimal forstyrrelse. Ironisk, tårnet står en blok fra hjørnet set på billedet fra 1906. Kredit:Venstre billede:California State LibraryHøjre billede:Jay Paul Company

Efter et jordskælv, orkan, tornado eller anden naturlig fare, det betragtes som en sejr, hvis ingen kommer til skade, og bygninger bliver stående. Men en endnu større sejr er mulig:at holde disse strukturer operationelle. Dette resultat kunne blive mere sandsynligt med forbedrede standarder og koder for opførelse af bolig- og erhvervsbygninger, ifølge en ny rapport, der for nylig blev leveret til den amerikanske kongres af National Institute of Standards and Technology (NIST).

"Nuværende standarder og koder fokuserer på at bevare liv ved at reducere sandsynligheden for betydelige bygningsskader eller strukturelt sammenbrud fra farer, " sagde Steven McCabe, direktør for den NIST-ledede, multiagency National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) og en af ​​forfatterne til den nye publikation. "Men de adresserer generelt ikke det yderligere behov for at bevare livskvaliteten ved at holde bygninger beboelige og fungere så normalt som muligt, det, vi kalder 'umiddelbar belægning'. Målet med vores rapport er at sætte nationen på rette spor for at opnå dette præstationsresultat."

Virkningen af ​​en naturlig fare på et samfund er normalt mest tydelig i tabte liv og fysisk ødelæggelse, men det medfølgende økonomiske chok, sociale forstyrrelser og nedsat livskvalitet kan ofte også være ødelæggende. "Byer og byer kan genopbygges, men livsstil er beskadiget, nogle gange permanent, hvis virksomheder, skoler, forsyningsvirksomheder, transport og andre væsentlige operationer er ude af drift i en længere periode, " sagde Therese McAllister, leder af NIST's Community Resilience Program og en anden rapportforfatter.

Det berygtede jordskælv i San Francisco i 1906 er et dramatisk eksempel på den påvirkning. I det halve århundrede efter 1840'ernes guldfeber i Californien, San Francisco var det hurtigst voksende storbyområde i regionen. Det hele ændrede sig den 18. april, 1906, da jordskælvet og de deraf følgende brande ødelagde 80 procent af byen, dræbte omkring 3, 000 indbyggere og efterlod næsten 300, 000 mennesker - tre fjerdedele af befolkningen - hjemløse, uden arbejde og uden væsentlige ydelser. Selvom San Francisco ville genopbygge hurtigt, katastrofen afledte handel, industri og mennesker sydpå til Los Angeles, som derefter fortrængte "City by the Bay" som den største, vigtigste bycentrum i det vestlige USA.

Selv med moderne byggeregler og standarder på plads, der er stadig plads til forbedringer, som det fremgår af den massive skade fra maj 2011 tornadoen i Joplin, Missouri, og de tre store 2017-orkaner, der rammer Texas, Florida og Puerto Rico.

"Øjeblikkelige belægningspræstationsforanstaltninger ville hjælpe med at undgå katastrofer, fordi de kunne opbygge et samfunds modstandsdygtighed over for naturlige farer, så folk stadig kan bo hjemme, stadig kan gå på arbejde og stadig have den understøttende infrastruktur, der giver dem tjenester såsom vand og elektricitet, " sagde McCabe.

I 2017 Kongressen gav NIST til opgave at definere, hvad det ville kræve for at opnå øjeblikkelige belægningspræstationskoder og standarder for alle bygninger i alle typer af naturlige farer, specifikt med hensyn til grundlæggende forskningsbehov, mulige teknologiske anvendelser baseret på denne forskning og nøglestrategier, der kunne bruges til at implementere eventuelle resulterende reguleringer.

Resultatet af denne indsats er den nye NIST-rapport, Forskningsbehov for at understøtte øjeblikkelig bebyggelse Bygningens ydeevnemål efter naturfarehændelser (NIST Special Publication 1224). Publikationen identificerer en stor portefølje af forsknings- og implementeringsaktiviteter, der er rettet mod forbedrede ydeevnemål for bolig- og erhvervsbygninger.

"Rapporten giver værdifuld information om skridt, der kan tages for at opnå øjeblikkelig belægning i fremtiden, " sagde McAllister.

De potentielle forskningsaktiviteter, der præsenteres i rapporten til Kongressen, blev udviklet med bistand fra en styregruppe bestående af anerkendte eksperter og input fra interessenter opnået under en national workshop arrangeret af NIST i januar 2018. Workshopdeltagerne identificerede fire nøgleområder, som de mener skal overvejes når der udvikles planer for at opnå øjeblikkelig indflytningsevne:bygningsdesign, samfundets behov, økonomiske og sociale konsekvenser, og fremme accept og brug af ny praksis.

For eksempel, rapporten fastslår, at der skal udvikles umiddelbare mål for belægningsgraden, etableret og implementeret med en følsomhed over for, hvordan de økonomisk vil påvirke bygningsejere, virksomhedsledere, beboere og endda hele samfund. "Du skal sikre dig, at omkostningerne ved at holde bygninger funktionelle efter naturrisici forbliver rimelige nok til, at alle vil have råd til dem, " sagde McCabe.

Rapporten diskuterer også nøgleudfordringer i forbindelse med bestræbelserne på at gøre bygninger funktionelle i kølvandet på naturrisici, såsom at motivere lokalsamfund til at foretage investeringen, styring af, hvordan omkostninger og fordele er balanceret, og opnå offentlig opbakning.

Endelig, rapporten konkluderer med at anerkende, at "at øge præstationsmålene for bygninger ikke ville være let at nå, men fordelene kan være betydelige", og at det at gøre sådanne mål til virkelighed "ville indebære et betydeligt skift i praksis for udvikling, opførelse og vedligeholdelse eller ombygning af bygninger." dets forfattere anfører, er det første skridt mod at skabe en handlingsplan for at opnå øjeblikkelig besættelse på tværs af landet med koordinerede og detaljerede forskningsmål og implementeringsaktiviteter.

"Vores rapport skitserer de skridt, der kunne tages for at få en stor hævning af barren - måske den største ændring i byggestandarder og koder i 50 år - men en, vi tror er mulig, " sagde McCabe.