Oprogramowanie symulacyjne chroni budynki przed zmianami klimatu
Adobe Stock – ChristianBurze, grad, rosnące poziomy wód — ekstremalne zjawiska pogodowe spowodowały w ostatnich latach szkody o wartości miliardów euro. W ramach projektu ResCentric naukowcy z Instytutu Fraunhofera ds. Dynamiki Wysokich Prędkości, Ernst-Mach-Institut (EMI), opracowali oprogramowanie symulacyjne, które pozwala identyfikować ryzyka związane z infrastrukturą budowlaną, obliczać prawdopodobieństwo i koszty szkód oraz wskazywać środki ochrony mienia przed ryzykami związanymi ze zmianami klimatycznymi. Główny nacisk położono na poprawę odporności budynków.
Katastrofalne powodzie, które nawiedziły dolinę rzeki Ahr w Niemczech w 2021 roku oraz południowe Niemcy w czerwcu bieżącego roku, wyraźnie ukazały, jak wrażliwa jest nasza infrastruktura. Z danych Niemieckiego Stowarzyszenia Ubezpieczeniowego (GDV) wynika, że roszczenia ubezpieczeniowe dotyczące szkód w domach, mieniu gospodarstw domowych i firmach rosną każdego roku o miliony euro.
Środki zapobiegawcze w budownictwie oraz adaptacje uwzględniające skutki zmian klimatycznych stają się nieodzowne w obliczu coraz częstszych i bardziej dotkliwych zjawisk ekstremalnych. W ramach projektu ResCentric naukowcy z Instytutu Fraunhofera EMI współpracowali z partnerem przemysłowym nad stworzeniem oprogramowania pozwalającego ocenić skutki ekstremalnych zjawisk pogodowych. Oprogramowanie to ocenia szkody oraz przestoje dotyczące wielopiętrowych budynków biurowych i administracyjnych, obiektów przemysłowych oraz domów jednorodzinnych, ze szczególnym uwzględnieniem powodzi wywołanych ekstremalnymi opadami oraz silnych wiatrów. Planuje się, aby przyszłe wersje oprogramowania uwzględniały również fale upałów i pożary lasów.
– Ekstremalne opady są szczególnie niebezpieczne, ponieważ pojawiają się bez ostrzeżenia. Występują coraz częściej i często wyrządzają ogromne szkody. Naszym nadrzędnym celem jest wzmocnienie odporności struktur miejskich – wyjaśnia dr Julia Rosin, naukowiec z Instytutu Fraunhofera EMI w Efringen-Kirchen niedaleko Fryburga.
Jej zespół rozwija platformę, która pozwala ocenić finansowe skutki ekstremalnych zjawisk pogodowych i określić strategie ograniczania szkód, porównując koszty działań zapobiegawczych z potencjalnymi stratami finansowymi. Oprogramowanie uwzględnia intensywność zjawisk klimatycznych, ich prawdopodobieństwo oraz związane z nimi ryzyka.
– Dzięki naszemu oprogramowaniu możemy obliczyć dla konkretnego budynku, jakie będą koszty szkód spowodowanych zjawiskami klimatycznymi oraz ile wyniesie naprawa. Szczególną cechą naszego oprogramowania jest możliwość powiązania kosztów z konkretnymi przyczynami szkód. Możemy również analizować utratę dochodów w przypadku wyłączenia nieruchomości z użytku, na przykład w wyniku utraty czynszu czy przerw w produkcji. W ten sposób możemy określić moment, w którym inwestycje w poprawę nieruchomości zaczynają się opłacać – tłumaczy Rosin.
Te kalkulacje są szczególnie pomocne dla inwestorów nieruchomościowych, firm ubezpieczeniowych i reasekuracyjnych, a także spółdzielni mieszkaniowych i instytucji publicznych.
Oprogramowanie pozwala nie tylko na ocenę samych szkód, ale również na identyfikację wzorców awarii, określenie prawdopodobieństwa wystąpienia różnych rodzajów szkód oraz ocenę skuteczności środków naprawczych i prewencyjnych. Od drzwi i okien po światła na klatkach schodowych i wejścia do podziemnych garaży – wszystko musi zostać dokładnie przeanalizowane.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
– Nowoczesne drzwi z potójnymi uszczelkami mogą skutecznie zapobiegać przedostawaniu się wody do wnętrza. Z kolei wymiana okien na modele z potójnymi szybami może również zmniejszyć ryzyko szkód spowodowanych wodą. Nasze oprogramowanie oferuje cały katalog środków zapobiegawczych wraz z ich kosztami – podkreśla Rosin.
Testowanie w praktyce: obliczanie szkód w budynkach
Firmy nieruchomościowe mogą zaimportować swoje zasoby lub portfolio nieruchomości do oprogramowania, które w ciągu kilku sekund oblicza prognozę szkód dla konkretnego budynku i zjawiska pogodowego. Proces ten opiera się między innymi na użyciu modelów budynków typu generic, będących centralnym elementem oprogramowania. Te uproszczone modele matematyczne uwzględniają typowe cechy budynków, takie jak struktura, materiały i styl budowy. Modele te pozwalają ocenić podatność dużej liczby budynków na powodzie.
Analizy probabilistyczne modeli budynków typu generic bazują na rozkładach prawdopodobieństwa dla różnych parametrów, takich jak głębokość wód powodziowych, prędkość przepływu wody, siła wiatru, rozmiar gradzin, obecność przedmiotów unoszonych przez wiatr oraz wytrzymałość materiałów budowlanych.
Połączenie tych rozkładów pozwala zespołowi Rosin na dokonywanie wniosków statystycznych dotyczących prawdopodobieństwa wystąpienia oczekiwanych szkód.
– Można to porównać do przeprowadzania obliczeń dla typowego budynku, a następnie przenoszenia wyników na wszystkie budynki o podobnej charakterystyce – wyjaśnia Rosin.
Zespół posiada obecnie modele budynków dla wielopiętrowych budynków biurowych i administracyjnych, obiektów przemysłowych oraz domów jednorodzinnych. Planowane jest stopniowe dodawanie kolejnych typów nieruchomości.
W planach jest również stworzenie interfejsów pozwalających na integrację oprogramowania z cyfrowymi modelami miast. Gdy te interfejsy zostaną opracowane, gminy będą mogły reagować na wymogi zmian klimatycznych już na poziomie planowania przestrzennego i podejmować odpowiednie środki zapobiegawcze.
źródło: Fraunhofer EMI
