智能科技如何保護建筑物免受自然災害的影響

關鍵要點:

智能技術可實現(xiàn)早期預警。物聯(lián)網驅動的傳感器可以監(jiān)控結構完整性、跟蹤環(huán)境條件并觸發(fā)早期預警以防止災難性損壞。建筑圍護結構起著至關重要的作用。防火材料、防洪屏障和戰(zhàn)略性通風選擇會顯著影響建筑物的抗災能力。城市韌性的擴展解決方案。智能建筑技術的廣泛采用可以保護整個城市街區(qū),從而大規(guī)模提高災害準備能力。

建筑行業(yè)應對自然災害和極端天氣的緊迫性再怎么強調也不為過。隨著時間的推移,這些事件變得越來越頻繁和嚴重。建筑行業(yè)專業(yè)人士和利益相關者越早采取行動,他們就能保護更多的建筑,并挽救更多的生命。

智能建筑技術為該行業(yè)提供了一條可靠的捷徑?;ヂ?lián)網技術可以告知彈性設計變更,實現(xiàn)基礎設施完整性監(jiān)控,并充當預警系統(tǒng)。簡而言之,它可以使建筑物具備應對自然災害的能力,有助于防止重大損害并保護不可再生的建筑材料。

自然災害日漸頻發(fā)

城市化加劇了氣候變化。隨著城市擴張加劇,熱島效應擴大,鋼鐵、鋁和水泥等材料的生產和使用所產生的隱含碳排放量成倍增加。

根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的一份報告,建筑和施工行業(yè)占全球溫室氣體排放量的 37%,是迄今為止最大的排放者。雖然該報告估計未來幾十年運營排放量將從 75% 下降到 50%,但其對隱含碳排放量的預測并不那么樂觀。

雖然氣候研究人員正在尋求解決方案,但及時、協(xié)調的全球應對氣候變化的努力不太可能實現(xiàn)。盡管認為氣溫和海平面上升不可避免似乎有些悲觀,但最好謹慎行事。如果目前的趨勢繼續(xù)下去,情況可能會變得非常糟糕。做好最壞的準備將有助于最大限度地減少財產和生命損失。

如果情況惡化,城市和農村社區(qū)都無法幸免于嚴重后果。聯(lián)合國 2022 年減少災害風險全球評估報告預測,到 2030 年,每年將發(fā)生 560 起自然災害。平均而言,這相當于每天發(fā)生 1.5 次災難。

配備能夠抵御災害事件的基礎設施不僅能滿足建筑行業(yè)日益增長的抗災需求,還能通過減輕氣候變化的影響解決問題的根源。通過智能解決方案簡化抗災基礎設施建設符合每個人的最佳利益。

使建筑圍護結構具有抗災能力

通過設計和材料選擇使建筑物更具彈性是關鍵。將互聯(lián)網傳感器、實時數(shù)據(jù)處理和用戶友好的儀表板融入開發(fā)和運營中,可以幫助人們減輕火山爆發(fā)、野火、颶風、洪水、地震、山體滑坡和惡劣天氣造成的損害。

建筑圍護結構和外部值得優(yōu)先考慮。專業(yè)人員可以設計通風、窗戶、隔熱層和景觀,以應對特定地點的自然災害。防止洪水或野火進入房屋可減輕大部分損害,提高彈性。

正確的施工與彈性設計同樣重要。不正確的安裝實際上會造成致命弱點,使即使是最堅固的結構也變得脆弱。例如,新澆筑的混凝土可能含有無數(shù)的氣泡,如果不加以處理,會對結構完整性產生不利影響。蜂窩狀結構會產生薄弱點,導致不穩(wěn)定。

承包商可以使用混凝土振動器消除蜂窩狀結構。為了提高準確性,他們可以將無線自供電傳感器浸入水中,以跟蹤溫度、濕度和強度增加。物聯(lián)網 (IoT) 提供精細的實時洞察,從而實現(xiàn)結構完整性監(jiān)測或早期災害預警。

案例展示了優(yōu)質設計的價值

2025 年 1 月,美國一場極具破壞性的火災,被稱為 Palisades Fire,蔓延至洛杉磯縣的圣莫尼卡山脈。它最終摧毀了 16,000 多座建筑,其中包括建筑師 Greg Chasen 六個月前完成房屋建造的街區(qū)中的 120 棟房屋。

在燒毀的殘骸中矗立著一座完好無損的建筑。Chasen 的建筑之所以幸存下來,是因為他使用了防火景觀。雙層玻璃窗將火勢擋在外面,即使鄰居的汽車爆炸并打破了外層玻璃。至關重要的是,Chasen 沒有使用通風設備,因為屋頂入口為余燼進入建筑物提供了一條便捷的途徑。

Kimiko Barret 是獨立非營利組織 Headwaters Economics 的野生動物研究和政策分析師。她擁有林業(yè)與保護科學博士學位,這為她從事農村社區(qū)發(fā)展和氣候變化適應工作提供了指導。

談到洛杉磯山火,巴雷特表示,在火災發(fā)生前數(shù)英里飄散的余燼是造成破壞性結構火災的主要原因,在這種情況下,這些余燼占結構損失的 90%。

建筑商可以利用物聯(lián)網生成的洞察進一步完善設計。遙感技術可以收集有關自然災害的頻率、范圍和嚴重程度以及災后基礎設施的結構完整性的數(shù)據(jù)。研究人員可以利用這些信息創(chuàng)建數(shù)字孿生或模擬模型,實現(xiàn)精細的增強。

智能技術可以成倍地提高防御能力

利益相關者應該考慮整個社區(qū)和城市街區(qū)。承包商越多地使用智能建筑技術來推進建筑和施工行業(yè)的自然災害防御,整個住宅、商業(yè)建筑和基礎設施的彈性就越大。

無論他們利用擺動質量阻尼器還是預警物聯(lián)網系統(tǒng),都有可能實現(xiàn)指數(shù)級的改進。

建筑業(yè)主和智能技術集成商的下一步:

集成物聯(lián)網以提高災害恢復能力。在建筑物內部署傳感器,實時監(jiān)測溫度、濕度、地震活動和洪水水位。

優(yōu)先考慮彈性建筑材料。目前市場上有許多產品可以保護您的建筑物免受自然災害的影響,例如防火景觀、加固窗戶和先進的隔熱材料以減輕損害。

投資建筑健康監(jiān)測。雖然初始成本可能過高,但利用無線自供電傳感器來評估和預測基礎設施的弱點可以節(jié)省長期成本。

采用數(shù)字孿生技術。數(shù)據(jù)驅動的仿真模型可以幫助設施團隊優(yōu)化建筑性能和災害響應策略。

促進彈性政策和協(xié)作。與市政當局、建筑師和技術提供商合作,幫助創(chuàng)建智能、抗災的社區(qū)。

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2025-03-20
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