Stato dell'arte

Gli edifici sono già oggetto di strategie di mitigazione/prevenzione per diverse SUOD, ma gli spazi aperti circostanti sono solitamente esclusi da tali strategie [12-14]. Le interazioni tra gli edifici e le aree che li circondano sono spesso ignorate, tuttavia esse possono portare a drastiche e non prevedibili conseguenze sulla sicurezza delle aree urbane (ad esempio i parcheggi non controllati o le strade non accessibili possono rendere inagibili determinate aree). Inoltre la combinazione tra:

  • Fonti di pericolo (terremoti e atti terroristici);

  • Fattori ambientali (vulnerabilità del BE, distribuzione architettonica, posizionamento di aree sicure, modificazioni ambientali durante l’evento);

  • Fattori umani (presenza di utenti, legami sociali tra gli utenti, reazioni ai circostanti fattori di stress);

possono portare a comportamenti di evacuazione che aumentano il rischio, influendo così sul livello di sicurezza degli utenti stessi in caso di emergenza e sulla resilienza dell’intera comunità.

 

Per di più per gli eventi SLOD con un’intensità variabile durante il tempo (come ad esempio l’inquinamento ambientale), le strategie per la riduzione del rischio considerano solo marginalmente il potenziale del BE come un elemento in grado di accrescere la propria resilienza (le tipiche strategie adottate per limitare l’inquinamento dell’aria sono: il blocco del traffico, restrizioni sulla circolazione, riduzione delle ore di riscaldamento). Infine le strategie di mitigazione non considerano generalmente l’impatto sulla risposta umana e sul comportamento dei cittadini.

 

Il progetto BE S2ECURe si pone l’obiettivo di superare limiti quali:

  1. Mancanza di regolazioni e linee guida per gli spazi aperti che diminuisce la possibilità di definire strategie efficaci da applicare a casi reali. BE S2ECURe fornisce univoche linee guida di analisi delle BET e le integra con analisi basate sul comportamento (mediante strumenti di progettazione) per produrre un indice di valutazione della resilienza e delineare azioni di mitigazione;

  2. Incompleta rappresentazione del comportamento degli utenti durante la transizione dallo spazio chiuso allo spazio aperto: i comportamenti e la percezione del rischio degli utenti sono stati studiati principalmente per lo spazio interno, ma sono generalmente trascurati dagli strumenti di progettazione e sistemi di interazione con gli utenti applicati a spazi aperti.BE S2ECURe promuove analisi della risposta umana nelle catastrofi considerate, delineando comportamenti comuni e peculiari e definendo modelli di rappresentazione integrati che saranno inclusi negli strumenti di progettazione per professionisti / praticanti e in ontologie / sistemi di architettura per componenti interattivi dell'edificio / dispositivi a supporto dell'evacuazione;

  3. Limitata sistematizzazione tra SUOD e SLOD in possibili strategie di mitigazione, prevenzione e controllo del rischio. BE S2ECURe definisce un indicatore di efficacia della strategia multi-scala/multi-rischio per diversi scenari e fattori che influenzano la resilienza;

  4. Inadeguata attenzione alla formazione, all'informazione e all'educazione al rischio: tali aspetti sono stati considerati come azioni strategiche solo in alcuni edifici (come ad esempio sui luoghi di lavoro) ma sono ancora assenti in altre realtà e nel BE aperto con condizioni specifiche come il costante (sovra) affollamento nel tempo.

 

BE S2ECURe considererà tali limiti (compresa la formazione attraverso tecnologie immersive innovative come la realtà virtuale) per aumentare la consapevolezza degli utenti e consentire la valutazione dell'efficacia delle strategie proposte basandosi su un approccio incentrato sull'utente.

Sovraffollamento

In condizioni di affollamento i rischi possono aumentare rispetto ad un’esposizione individuale, la concorrenza e compresenza di fenomeni legati al panico di massa e di fenomeni di cooperazione derivanti da legami sociali possono infatti portare ad un’alterazione degli spostamenti di massa, con gravi conseguenze quali ritardi nell’abbandono delle aree pericolose o fughe precipitose con relative problematiche (persone schiacciate/calpestate) [7,15]. Sono stati definiti metodi per indagare le dinamiche di massa, sono stati proposti modelli di rappresentazione degli spostamenti e sono stati sviluppati e applicati strumenti di valutazione/progettazione relativi alla progettazione di spazi e strategie di gestione delle masse in relazione a condizioni di sicurezza generale [15,16]. In ogni caso però gli studi che includono emergenze per terremoti e atti terroristici sono limitati, così come gli studi che combinano tali rischi con condizioni di sovraffollamento e su una scala relativa al BE. BE S2ECURe sopperirà a queste mancanze sia nelle attività di analisi di WP1 che di WP2 e nelle attività di modellazione di WP4.

SUOD: terremoti e ambiente costruito

Precedenti studi hanno definito metodi per la valutazione della vulnerabilità del BE su macro scala (metodi semeiotici) [17]. Tali metodi assicurano: applicazioni rapide al contesto su larga scala; una panoramica sulle modifiche del BE indotte dal sisma; ulteriori approfondimenti su particolari elementi del BE. Le ricerche hanno anche cercato di delineare le influenze delle modifiche ambientali sulle scelte, i comportamenti e le procedure di evacuazione dei pedoni, in scenari interni ed esterni [4,18]. Le analisi sugli spostamenti degli individui e sulle loro scelte in caso di panico vengono eseguite raramente [7], per questo UNIVPM ha recentemente sviluppato e validato il simulatore di evacuazione dal terremoto dei pedoni EPES, un modello di simulazione probabilistico, per l'analisi dei comportamenti umani nell'evacuazione del BE [19]. Attraverso le attività di analisi del WP1 e le attività di modellazione del WP4, BE S2ECURe supererà la mancata considerazione dei seguenti fattori [7,18]:

  • influenza di genere, età, attività pre-evento e caratteristiche di BE (e relativa influenza sulle scelte umane);

  • differenze tra la risposta nel mondo reale e i comportamenti raccomandati;

  • relazione tra le condizioni di affollamento e gli spazi costruiti ad alta densità;

  • assenza di collegamenti diretti con soluzioni orientate al comportamento (confronta anche con i risultati del WP6)

SUOD: atti terroristici e ambiente costruito

Gli studi sugli atti terroristici sono significativamente limitati ma in crescita e riguardano principalmente: la valutazione della vulnerabilità in scenari significativi [20]; il movimento delle persone dopo l'attacco; le azioni dei soccorritori nelle prime fasi di emergenza [8]. L'importanza di capire e simulare tale SUOD è in rapida crescita, così da essere applicata congiuntamente alle valutazioni tradizionali e alle azioni di formazione delle agenzie di contrasto [21]. Pertanto, sono stati forniti tentativi di modellizzazione del movimento di evacuazione [22] e sono state proposte relative soluzioni di riduzione del rischio [8]. Attraverso le attività di analisi del WP1 e le attività di modellazione del WP4, BE S2ECURe supererà i seguenti limiti:

  • l'attenzione si è sempre concentrata sull'attacco stesso e non sui suoi possibili effetti sulla folla;

  • le analisi sono incomplete dal punto di vista dei comportamenti nel mondo reale (nonché sull'influenza di genere, età, attività pre-evento e caratteristiche di BE) e potrebbero portare a una limitata efficacia degli scenari simulati in termini di risposta umana;

  • la mancanza di analisi significative su scenari all'aperto.

SLOD: inquinamento e isola di calore nell’ambiente costruito

Gli studi sugli effetti a lungo termine sulla salute umana dovuti all'esposizione all'inquinamento atmosferico nell'UE sono molteplici [23] e si riferiscono principalmente: alla definizione delle cause e all'analisi statistica dei dati raccolti; all’effetto sulla salute umana [24,25]; ai cambiamenti climatici e alla qualità di cibo e acqua [26]. Sono state proposte diverse azioni per mitigare gli effetti degli inquinanti, dalla politica regionale alla regolamentazione locale. I limiti attuali evidenziano una scarsa correlazione tra i diversi studi a causa delle diverse scale di studio, degli effetti considerati e della metodologia adottata [27,28]. Negli ultimi anni sono state studiate e testate diverse azioni di mitigazione in diversi settori [29]: sviluppo di nuovi prodotti o componenti per l'edilizia (ad esempio l’utilizzo di cemento o materiali ceramici in grado di assorbire biossido e tetti verdi); progettazione di edifici ad alta efficienza (compresa la riqualificazione di edifici esistenti); progettazione di spazi verdi; promozione della mobilità elettrica. Tutte queste strategie hanno sicuramente un grande impatto sulla riduzione delle emissioni di inquinanti, ma è necessaria una visione olistica. In base alle attività di analisi del WP2 e alle attività di modellazione del WP4, ​​BE S2ECURe esaminerà la percezione che l'utente ha delle SLOD e sfrutterà il BE nel suo insieme per mitigare il rischio di inquinamento (vedere inoltre i risultati del WP6).

Come accrescere la resilienza dell’ambiente costruito

I metodi di valutazione, anch'essi basati su strumenti BIM, VR e AR, dovrebbero includere analisi che considerino tali interazioni pericolose e le strategie di riduzione del rischio dovrebbero essere orientate a migliorare la resilienza delle comunità mediante interventi su:

  • spazi architettonici (ovvero il layout del BE);

  • strutture di emergenza fisica (come ad esempio componenti per l'edilizia inclusi dispositivi di indicazione e supporto);

  • strutture di gestione delle emergenze (come ad esempio piani di evacuazione; operazioni dei primi soccorritori) basate su risposte di emergenza umane efficaci.

Tuttavia, le attuali strategie per la definizione degli interventi di riduzione del rischio [4,8,30,31] si basano principalmente sulla vulnerabilità degli edifici (per esempio per i terremoti), sugli aspetti geometrici del tessuto urbano (per terremoti e atti terroristici all'aperto), sul layout di evacuazione e sulle azioni dei soccorritori (per la sicurezza della folla), ma generalmente definiscono la risposta umana secondo un approccio deterministico, considerando che tutti gli individui esposti adotteranno i comportamenti migliori raccomandati in caso di emergenza. Infine, sono state definite ma non ancora applicate le basi per le ontologie di emergenza per sistemi / dispositivi intelligenti che includono il coinvolgimento degli utenti attraverso la formazione virtuale, allo scopo di mitigazione del rischio, in particolare negli approcci multi-disastro / multi-scala per un BE resiliente [10,32,33]. BE S2ECURe supererà tali limiti attraverso matrici di definizione di azioni nel WP5 e operazioni di sviluppo delle strategie di riduzione del rischio nel WP6.

FONTI

  1. www.who.int/hac/about/definitions/en

  2. NIAC (2009) CRITICAL INFRASTRUCTURE RESILIENCE FINAL REPORT AND RECOMMENDATIONS.

  3. H2020 workprogramme 2018-20: Annex 14-Secure societies - Protecting freedom and security of Europe and its citizens (i.e. SU-DRS01, DRS02, FCT01, FCT02); Annex 12-Climate action, environment, resource efficiency and raw materials (i.e. LC-CLA-04, SC5-1).

  4. Bernardini G, Quagliarini E, DOrazio M (2018) Strumenti per la gestione dell’emergenza nei centri storici. Edicom

  5. Angeon V, Bates S (2015) Reviewing Composite Vulnerability and Resilience Indexes: A Sustainable Approach and Application. World Development 72:140–162

  6. O’Brien W et al (2017) On occupant-centric building performance metrics. Building and Environment 122:373–385

  7. Bernardini G, Quagliarini E, D’Orazio M (2016) Towards creating a combined database for earthquake pedestrians’ evacuation models. Safety Science 82:77–94

  8. Bernardini G, Quagliarini E, D’Orazio M (2017) Grandi eventi e terrorismo: la progettazione consapevole della sicurezza delle persone. Antincendio 12 anno 69:12–28

  9. De Fino M et al (2018) “AUGMENTED DIAGNOSTICS” FOR THE ARCHITECTURAL HERITAGE. International Journal of Heritage Architecture 2:248–260

  10. Fatiguso F et al (2017) Resilience of Historic Built Environments: Inherent Qualities and Potential Strategies. Procedia Engineering 180:1024–1033

  11. Paolini R et al (2014) Assessment of thermal stress in a street canyon in pedestrian area with or without canopy shading. Energy Procedia 48:1570–1575

  12. Cremonini I (1994) L’approccio urbanistico alla riduzione del rischio sismico. Rischio sismico e pianificazione nei centri storici Metodologie ed esperienze in Emilia Romagna 13–122

  13. Olivieri M (2004) Regione Umbria. Vulnerabilità urbana e prevenzione urbanistica degli effetti del sisma: il caso di Nocera Umbra. Urbanistica-INU 44

  14. Currà E et al (2016) Seismic vulnerability and urban morphology, tools for urban and building integration. In: Strappa G, Amato ARD, Camporeale A (eds) City as organism. New visions for urban life, I. U+D, Rome, 473–484

  15. Bellomo N et al (2016) Human behaviours in evacuation crowd dynamics: From modelling to “big data” toward crisis management. Physics of Life Reviews

  16. Helbing D, Johansson AF (2010) Pedestrian, Crowd and Evacuation Dynamics. Encyclopedia of Complexity & Systems Science 16:6476–6495

  17. Mochi G, Predari G (2016) La vulnerabilità sismica degli aggregati edilizi. Una proposta per il costruito storico. Edicom

  18. Gu Z et al (2016) Video-based analysis of school students’ emergency evacuation behavior in earthquakes. International Journal of Disaster Risk Reduction 18:1–11

  19. DOrazio M et al (2014) EPES – Earthquake pedestrians evacuation simulator: A tool for predicting earthquake pedestrians evacuation in urban outdoor scenarios. International Journal of Disaster Risk Reduction 10:153–177

  20. Matsika E et al (2016) Development of Risk Assessment Specifications for Analysing Terrorist Attacks Vulnerability on Metro and Light Rail Systems. Transportation Research Procedia 14:1345–1354

  21. Albores P, Shaw D (2008) Government preparedness: Using simulation to prepare for a terrorist attack. Computers and Operations Research 35:1924–1943

  22. Li S et al (2017) A three-stage evacuation decision-making and behavior model for the onset of an attack. Transportation Research Part C: Emerging Technologies 79:119–135

  23. European Environment Agency (2017) Air quality in Europe-2017, EEA Report n 12/2017

  24. Pascal M et al (2013) Assessing the public health impacts of urban air pollution in 25 European cities: Results of the Aphekom project. Science of The Total Environment 449:390–400

  25. ESCAPE European Study of Cohorts for Air Pollution Effects. project funded under the European Union’s Seventh Framework Programme. www.escapeproject.eu

  26. Lemonsu A et al (2015) Vulnerability to heat waves: Impact of urban expansion scenarios on urban heat island and heat stress in Paris (France). Urban Climate 14:586–605

  27. Savi S et al (2018) Heat wave risk assessment and mapping in urban areas: case study for a midsized Central European city, Novi Sad (Serbia). Natural Hazards 91:891–911

  28. The World Bank (2011) Methodology report. Calculating Multi-hazard City Risk. East Asia Infrastructure Sector Unit, Washington DC

  29. A plan for Sustainability and Resilience in Canada’s Capital Region (2012)

  30. Federal Emergency Management Agency (2009) Evacuee Support Planning Guide. FEMA P-760 July

  31. Commissione tecnica per la microzonazione sismica (2014) Manuale per l’analisi della condizione limite dell’emergenza (CLE) dell’insediamento urbano

  32. Taccari G et al (2015) Earthquake Emergencies Management by Means of Semantic-Based Internet of Things. In: Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and​ Telecommunications Engineering. 318–327. Springer

  33. Onorati T et al (2014) Modeling an ontology on accessible evacuation routes for emergencies. Expert Systems with Applications 41:7124–7134

 

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