気候変動に伴い、建築家とエンジニアは建物の設計手法を見直す必要がある

Residents walk through flood water back to their raised house during Hurricane Barry in Plaquemines Parish, Louisiana, U.S. July 14, 2019. REUTERS/Jonathan Bachman - RC1A257089E0
Research has found that floods caused the highest per-event property damageImage: REUTERS/Jonathan Bachman
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過去7年間に、米国北東部と中西部で4つの大規模災害が深刻な混乱をもたらした。ハリケーン・サンディは2012年にニューヨーク市を襲い、建物に対して約110億米ドルの被害をもたらした。2014年には、「スノーヴェンバー」と呼ばれた嵐がニューヨーク州西部に7フィート以上の積雪をもたらした。その3年後には、オンタリオ湖沿岸での歴史的な洪水が多くの住宅や事業所を水没させた。さらに、サスケハナ川流域での激しい嵐により、62018年に10億ドル超の被害が生じた。

地球の気候変動に伴い、こうした極端な気象現象の頻度、強度および継続期間は増加すると予想されている。バッファロー大学では、私が気候変動と建物を研究する研究室を率いている。私たちの研究によれば、米国の建物ストックは今後の気候関連の暴風雨や洪水への備えが不十分な可能性がある。

もう一つの課題は、建物が大量のエネルギーを消費し、それが気候変動を加速させていることである。持続可能な設計を推進する専門家団体であるArchitecture 2030などの団体は、建物が世界の温室効果ガス排出量の約40%を占めており、炭素削減プログラムの重要な対象であると指摘している。

この目的に向けて、私たちの研究室はエネルギー効率、再生可能エネルギー、気候変動への適応の交差領域に焦点を当てている。私たちは最近、気候変動がニューヨーク州の建築分野にどのような影響を与えているか、また建物を変化する気候に適応させるための潜在的な戦略を示す複数年にわたる研究を完了した。建物を変化する気候に適応させる。励みになることに、米国人は極端な気象から自らを守りつつ、同時に建物が気候変動に与える寄与を減らせることが分かった。

主な脅威:ハリケーンと洪水

過去半世紀において、ハリケーンはニューヨーク州を襲った最も高額な被害をもたらした事象であり、1960年から2014年までの被害額は257億ドルに上った。その総額の大部分はハリケーン・サンディに起因するものである。

洪水は総被害額で第2位であった。さらに1960年から2014年までの間に、ニューヨーク州のすべての郡が、建物に被害をもたらす洪水を少なくとも1回経験している。洪水はまた、事象1件あたりの財産被害が最も大きく、被害額のシェアも予想を上回っていた。

また当研究のデータは、激しい嵐が最も頻繁に発生する事象であるものの、州全体の被害総額のわずか16.8%しか占めていないことも示した。オンタリオ湖およびエリー湖周辺地域では、冬の嵐が最も経済的影響の大きい災害事象であり、ロチェスターやバッファローなどの地域で事象1件あたりの財産被害が最も大きかった。

私たちはまた、害虫の大量発生、極端な高温、海面上昇、山火事などの他の気候関連災害についても検討した。信頼できるデータが不足しているため、その経済的影響を評価することは困難であった。しかしながら、研究によれば、これらの災害は気候が変化した将来において、建築環境に深刻な財政的影響をもたらす可能性があることが示されている。

最も重要な発見は、気候関連の災害が、アディロンダック山地や、ペンシルベニア州との境界にまたがるニューヨーク州南部のサザン・ティアなど、大都市を持たない地域に不均衡に大きな打撃を与えていたことである。これらの農村地域は、暴風雨への備えや復旧に必要な人的・財政的資源を欠いている可能性がある。

建物の回復力を高める

米国北東部の建築家、エンジニア、都市計画者、政府職員40名以上に聞き取りを行い、各者がどのように備えているかを把握した。建築関連の専門家の大多数は、将来の気象条件は過去と同様になると想定していた。しかし、データの傾向はそうではないことを示している。

私たちの見解では、建築家とエンジニアは、建物の設計、建設、運営に関する標準的な実務を見直す必要がある。これにより、ハリケーン、洪水、熱波などの気候関連災害による悪影響を軽減できる。

例えば、ハリケーン・サンディの後、連邦緊急事態管理庁はニューヨークおよびニュージャージーにチームを派遣し、建物の被害を評価するとともに、将来の被害を最小限に抑えるためのエンジニアリング基準および規格の変更を勧告した。その勧告の一つである、建物を基準洪水水位より高く上げること(エレベーション)は、ニューヨーク市気候レジリエンス設計ガイドラインに組み込まれている。

建物の1階を高くすることだけが、高水位から建物を守る方法ではない。ニューヨーク州全域の建物に取り入れられている別の戦略がウェット・フラッドプルーフィングであり、これは構造物への被害を伴うことなく、洪水水が建物内に入ることを許容する手法である。この手法では、建物を地面にしっかりと固定し、水没する可能性のある区域に耐水性材料を使用し、機械設備やユーティリティ設備を保護し、洪水水が排出されるように開口部を利用する必要がある。

ハリケーンや洪水は構造物に重大な被害をもたらすが、人的被害も無視することはできない。熱波は、米国において毎年600人以上の命を奪っている。こうした死亡は、重要な空調設備を停止させる停電と関連していることが多い。居住者を守るために建物の壁や屋根の設計を見直すこと(「パッシブ・サバイバビリティ」と呼ばれる手法)は、極端な熱波の際に重要な生命維持の状態を保つ助けとなる。

こうした回復力の強化策は、新築の建物に容易に適用できる。また、地域センターなど、極端な気象時に人々が屋内に留まる可能性のある既存の建物の改修策としても検討されるべきである。

建築家や建設業者はどのように対応するのか?

私たちの報告書「ニューヨーク州の建物に対する気候レジリエンス戦略」は、グリーンビルディング団体による他の文書を基にしており、その多くは極端な気象現象への備えに焦点を当てている。それでもなお、多くの課題が残っている。例えば、既存の建物を気候変動に備えさせるための資源をどのように確保するか、投資の優先順位をどのように決めるか、そしてこの重要な課題に取り組むために将来の建築家やエンジニアをどのように教育するかなどである。

バッファロー大学では、デザインスタジオを数多く開講し、建物の設計がどのように変わらなければならないかを探究してきた。この経験は、将来の建築家が自らのキャリアを再構築し得る現実に備える助けとなっている。

しかし、研究や教育だけでは問題は解決しない。建築およびエンジニアリングの専門団体は、気候変動の現実を現在反映していない方針を修正する必要がある。そのためには、サンプル契約書、評価制度および設計基準を変更し、この分野を前進させることができる。専門職からのリーダーシップは、気候変動と建築分野に関する最近の研究を、切実に求められている行動へと転換する助けとなり得る。

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