仿真软件增强建筑物的气候适应能力

Josiah02

风暴、冰雹、洪水泛滥——近年来，极端天气事件造成了数十亿欧元的损失。在 ResCentric 项目中，来自弗劳恩霍夫高速动力学研究所、恩斯特马赫研究所、EMI 的研究人员开发了一种模拟软件，可以识别与建筑基础设施相关的风险，计算损坏的可能性和成本，并确定保护财产免受气候相关风险的措施。重点是建筑物的弹性。
2021 年袭击德国阿尔河流域的灾难性洪水以及今年 6 月袭击德国南部大片地区的洪水生动地证明了我们的基础设施是多么脆弱。
据德国保险协会 (GDV) 称，涉及房屋、家居用品和企业损坏的保险索赔每年增加数百万欧元。随着极端天气事件的频率和严重程度不断增加，预防性建筑措施和应对气候变化影响的适应措施变得不可或缺。
在 ResCentric 项目中，Fraunhofer EMI 与行业合作伙伴合作开发了一款软件程序，用于评估极端天气的影响。该模拟软件评估了多层行政办公楼、工业设施或独户住宅所遭受的损失和停工时间，特别关注极端降水和强风情景造成的洪水。计划要求未来版本也能考虑热浪和森林火灾。
“极端降水非常危险，因为它来得毫无征兆。它发生得越来越频繁，而且往往会造成巨大破坏。我们的首要目标是增强城市结构的弹性，”位于弗莱堡附近埃夫林根基兴的弗劳恩霍夫 EMI 科学家 Julia Rosin 博士说。
她和她的团队正在开发这个平台，该平台可用于评估气候相关极端天气事件的货币影响并确定减少损害的策略，将采取行动的成本与财务损失进行比较，并考虑气候极端事件的可能性和强度以及相关风险。
“该软件让我们能够计算特定建筑物因气候现象造成的损失以及维修费用。我们的软件的一个特别之处在于，我们可以将成本与特定的根本原因联系起来。我们还可以分析物业停用时的收入损失，无论是由于租金损失还是生产停工，这样我们就可以知道改善这些物业的措施在什么时候开始产生回报，”Rosin 解释道。
这些计算使房地产投资者、保险公司、再保险公司、住房公司和协会以及行政机构受益。除了损坏本身之外，该软件还可用于识别故障模式、量化各种损坏的可能性、确定改进措施并评估其效率。从门窗到采光井，再到地下停车场的入口，一切都需要仔细检查。
“现代三层密封门可以防止水进入。用三层玻璃窗替换窗户也有助于防止水损坏。我们的软件提供了一整套预防措施，包括各自的成本。”
测试：计算建筑物损坏程度
房地产公司可以将其房地产资产或投资组合导入软件，然后软件会在几秒钟内计算出特定建筑物和天气事件的适当损失预测。这部分是通过使用通用建筑模型（软件的核心元素）来实现的。这些简化的数学模型考虑了与结构、材料和建筑风格有关的典型建筑特征。
这些模型代表了多种建筑类型，可用于评估大量建筑在洪水面前的脆弱程度。通用建筑模型的概率分析基于对不同参数的概率分布的使用，例如洪水深度、水流速度、风力强度、冰雹大小、四处飞舞的物体以及所用建筑材料的强度特性。
结合这些概率分布，罗辛和她的团队可以对预期损坏的可能性进行统计推断。“你可以把它想象成我们对典型建筑物进行计算，然后将结果转化为与典型建筑物类似的所有建筑物，”她解释道。
该团队目前拥有多层行政办公楼、工业设施和独栋住宅的建筑模型，并计划分阶段将更多房地产类型添加到其投资组合中。他们还计划创建接口，将软件与数字城市模型连接起来。一旦这些接口到位，市政当​​局就可以在城市规划层面应对气候变化的要求并采取必要的预防措施。