Schema zur Schadensabschätzung von Hochwasserereignissen unter Berücksichtigung der Bauwerksverletzbarkeit

Abb.2: Ablaufschema der mikroskaligen Vorgehensweise unter Anwendung der Schadensfunktionen SDF Typ 1
Abb.3: Abbildung 3: Ablaufschema der mikroskaligen Vorgehensweise unter Anwendung der Schadensfunktionen SDF Typ 2

Mikroskalige Vorgehensweise

Zu Abbildung 2 und Abbildung 3:

  • Bei der mikroskaligen Vorgehensweise wird der Bauwerksbestand auf Ebene der Einzelobjekte betrachtet.
  • Den einzelnen Bauwerken werden Eigenschaften zugeordnet, die für die Klassifikation der Verletzbarkeit unter Hochwassereinwirkungen von Bedeutung sind, wie z.B. typisierte Bauweisen, Baustoffe, vertikale Tragstrukturen und das Bauwerksalter. Diese Merkmale ermöglichen die Einordnung in eine für das Objekt charakteristische Verletzbarkeitsklasse.
  • Werden die Objekte mit den Überflutungshöhen des Gefährdungsmodells überlagert, so kann für jedes Objekt in Abhängigkeit von seiner Bauweise bzw. Verletzbarkeitsklasse der Erwartungswert für einen Schadensgrad als Maß für die strukturelle Schädigung angegeben werden.
  • Für jedes Gebäude werden auf Basis der Normalherstellungskosten [1] realistische Bauwerkswerte abgeleitet. Es wird der Wert des Bauwerksbestandes mit seiner Ausrüstung (Technische Gebäudeausrüstung - TGA) betrachtet. Da bei mikroskaligen Studien in der Regel Einheitswerte für die Gebäudetypen angesetzt werden bzw. der Wert nicht direkt berücksichtigt und mit absoluten Schadenswerten pro Objekt (vgl. z.B. [6]) gerechnet wird, ist der Ansatz von konkreten Bauwerkswerten als Neuerung zu betrachten.

Im mikroskaligen Schadensmodell werden zwei Typen von Schadensfunktionen (Specific Damage Functions - SDF) betrachtet, um den zu erwartenden Verlust zu quantifizieren.

Zu Abbildung 2:

  • SDF Typ 1a bezieht sich auf die Bauweisen, SDF Typ 1b auf die Verletzbarkeitsklassen. Beide Funktionstypen geben die Abhängigkeit des Verlustes von den Überflutungshöhen wieder, wobei eine weitere Differenzierung nach der Nutzung, Unterkellerung, Etagenzahl erfolgt.

Zu Abbildung 3:

  • SDF Typ 2 überführen den in Abhängigkeit von der konkreten Bauweise / Verletzbarkeitsklasse über sogenannte Verletzbarkeitsfunktionen (Specific Vulnerability Functions – SVF) ermittelten strukturellen Schadensgrad Di  des Bauwerkes und der Einwirkung in den Verlust (vgl. auch [4][9]). Eine weitere Differenzierung erfolgt nach Etagenzahl und/oder anderen Parametern.

Beide Typen der Schadensfunktionen SDF lassen eine ingenieurmäßig begründete und realistischere Ermittlung des Schadens erwarten, als dies mit herkömmlichen Schadensfunktionen ermöglicht wird. 

Erläuterung: SVF - Specific Vulnerability Function, SDF - Specific Damage Function

Mesoskalige Vorgehensweise

Die Anwendung von Schadensfunktionen, welche die Verletzbarkeit des Bauwerksbestandes berücksichtigen, setzt detaillierte mikroskalige Bauwerksaufnahmen voraus, welche aus Kosten- und Aufwandsgründen nicht immer durchführbar sind. In diesem Fall sind dann mesoskalige Berechnungsverfahren einzusetzen.

Das mesoskalige EDAC-Schadensmodell, bei dem der verletzbarkeitsorientierte Ansatz aus der mikroskaligen Ebene erhalten bleibt, befindet sich derzeit noch in Entwicklung. Grundlegende Überlegungen wurden in [12] präsentiert. Erste Ergebnisse können [13] entnommen werden. Der konzeptionelle Aufbau des mesoskaligen Modells ist in [5] dargestellt.

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