گزینه‌های پیشنهادی برای بهبود محیط ساخته‌شده برای بازگشت ایمن به ساختمان و کاهش زمان بازیابی کاربری پس از زلزله (FEMA P-2090 | NIST SP-1254)

گزینه‌های پیشنهادی برای بهبود محیط ساخته‌شده با هدف بازگشت ایمن به ساختمان و کاهش زمان بازیابی کاربری پس از زلزله

Recommended Options for Improving the Built Environment for Post-Earthquake Reoccupancy and Functional Recovery Time

شماره گزارش: FEMA P-2090 / NIST SP-1254
تاریخ انتشار: ژانویه ۲۰۲۱
ناشران: آژانس مدیریت شرایط اضطراری فدرال آمریکا (FEMA) و مؤسسه ملی استانداردها و فناوری آمریکا (NIST)

معرفی گزارش

گزارش FEMA P-2090 / NIST SP-1254 یکی از اسناد بنیادین در تحول اهداف طراحی لرزه‌ای ساختمان‌ها و زیرساخت‌های حیاتی ایالات متحده آمریکا است. این گزارش با هدف بررسی ضرورت گسترش اهداف متعارف طراحی لرزه‌ای از حفاظت از جان انسان‌ها و جلوگیری از فروریزش، به سمت کاهش اختلال در فعالیت‌های اقتصادی و اجتماعی، تسهیل بازگشت ایمن افراد به ساختمان‌ها و تسریع بازیابی کارکردهای اساسی پس از زلزله تهیه شده است.

در دهه‌های گذشته، بخش مهمی از پیشرفت مقررات لرزه‌ای بر افزایش ایمنی ساختمان‌ها و کاهش احتمال فروریزش متمرکز بوده است. با این‌ حال، تجربه زمین‌ لرزه‌های مخرب نشان داده است که جلوگیری از فروریزش، با وجود اهمیت بنیادی آن، لزوماً به معنای محدود بودن خسارات اقتصادی، امکان استفاده سریع از ساختمان یا تداوم خدمات ضروری نیست. ساختمانی ممکن است در زلزله از فروریزش مصون بماند، اما به دلیل آسیب سازه‌ای و غیرسازه‌ای، اختلال در تأسیسات یا ضرورت تعمیرات گسترده، برای مدت طولانی غیرقابل استفاده شود.

پیامد این وضعیت تنها به هزینه تعمیر ساختمان محدود نمی‌شود؛ بلکه می‌تواند با جابه‌جایی ساکنان، توقف فعالیت بنگاه‌های اقتصادی، اختلال در آموزش و خدمات درمانی، افزایش نیاز به بازسازی و تحمیل هزینه‌های سنگین به جامعه همراه باشد.

گزارش حاضر با شناسایی این فاصله میان اهداف متعارف ایمنی لرزه‌ای و انتظارات واقعی جامعه از عملکرد ساختمان‌ها، چارچوبی برای بازنگری در اهداف طراحی، بهسازی و مدیریت ریسک لرزه‌ای پیشنهاد می‌کند.

پیشینه قانونی و روند تدوین

مبنای تهیه این گزارش، قانون بازتصویب برنامه ملی کاهش خطرات زلزله ایالات متحده (NEHRP) در سال ۲۰۱۸، موسوم به Public Law 115-307، است.

در این قانون، با تأکید بیشتر بر تاب‌آوری جامعه، از FEMA و NIST خواسته شد با تشکیل کمیته‌ای از متخصصان، گزینه‌های ارتقای عملکرد محیط ساخته‌شده و زیرساخت‌های حیاتی را با توجه به زمان بازگشت ایمن و بازیابی کاربری پس از زلزله بررسی کرده و نتایج را به کنگره آمریکا ارائه کنند.

برای انجام این مأموریت، کمیته‌ای متشکل از دو گروه تخصصی تشکیل شد: گروه فنی تدوین گزارش با مشارکت ۱۷ متخصص بیرونی و گروه بازبینی با حضور ۱۰ متخصص بیرونی. همچنین NIST پنج کارگاه تخصصی با مشارکت ذی‌نفعان برگزار کرد تا دیدگاه‌های مهندسان، نهادهای مقررات‌گذار، مالکان، مدیران و سایر گروه‌های مرتبط در تدوین پیشنهادها منظور شود.

خروجی این فرایند، گزارش مشترک FEMA P-2090 / NIST SP-1254 بود که در ژانویه ۲۰۲۱ منتشر شد و مجموعه‌ای از پیشنهادهای راهبردی برای توسعه اهداف طراحی لرزه‌ای مبتنی بر بازیابی ارائه کرد.

مفاهیم بنیادین: بازگشت ایمن و بازیابی کاربری

از مهم‌ترین دستاوردهای این گزارش، تعریف و تفکیک دو وضعیت عملکردی پس از زلزله است:

۱. بازگشت ایمن به ساختمان (Reoccupancy)

بازگشت ایمن به ساختمان، وضعیتی از عملکرد پسازلزله است که در آن ساختمان در شرایطی حفظ شده یا به شرایطی بازگردانده شده باشد که ورود و حضور ایمن افراد برای تأمین سرپناه یا حفاظت از محتویات امکان‌پذیر باشد.

دستیابی به این وضعیت لزوماً به معنای بازیابی فعالیت‌های اصلی ساختمان نیست. برای مثال، ممکن است یک ساختمان آموزشی از نظر ورود و حضور ایمن باشد، اما هنوز شرایط لازم برای برگزاری کلاس‌های درس را نداشته باشد.

۲. بازیابی کاربری (Functional Recovery)

بازیابی کاربری، وضعیتی از عملکرد ساختمان یا زیرساخت حیاتی پس از زلزله است که در آن، امکان انجام ایمن و مناسب کارکردهای اساسی پیش از زلزله، حفظ شده یا دوباره فراهم شده باشد.

بازیابی کاربری لزوماً به معنای بازگشت کامل ساختمان یا زیرساخت به شرایط پیش از زلزله نیست؛ بلکه کافی است شرایط لازم برای انجام فعالیت‌ها و ارائه خدمات اساسی آن فراهم باشد.

برای مثال، مدرسه‌ای که پس از زلزله شرایط لازم برای ازسرگیری فعالیت‌های آموزشی و برگزاری کلاس‌های درس را دارد، می‌تواند به وضعیت بازیابی کاربری رسیده باشد؛ حتی اگر سالن اجتماعات آن همچنان غیرقابل استفاده باشد. همچنین، یک ساختمان اداری ممکن است فعالیت‌های اصلی خود را از سر بگیرد، درحالی‌که برخی فضاها یا امکانات آن هنوز به تعمیر نیاز داشته باشند.

تفکیک این وضعیت از بازگشت ایمن به ساختمان و بازیابی کامل، امکان تعریف اهداف عملکردی دقیق‌تر و تعیین انتظارات روشن‌تر از وضعیت ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها پس از زلزله را فراهم می‌کند.

اهداف عملکردی مبتنی بر بازیابی

یکی از مهم‌ترین نوآوری‌های مفهومی گزارش، تأکید بر اهداف عملکردی مبتنی بر بازیابی (Recovery-Based Objectives) است.

در این رویکرد، ارزیابی عملکرد ساختمان صرفاً به میزان مقاومت، تغییرشکل یا احتمال فروریزش محدود نمی‌شود؛ بلکه پرسش مهم دیگری مطرح می‌شود:

ساختمان باید پس از وقوع زلزله‌ای با شدت مشخص، در چه مدت بتواند شرایط لازم برای بازگشت ایمن افراد یا ازسرگیری فعالیت‌های اساسی خود را فراهم کند؟

پاسخ به این پرسش مستلزم تعیین سطح خطر لرزه‌ای، وضعیت عملکردی مورد انتظار پس از زلزله و مدت زمان قابل قبول برای دستیابی به آن است. این اهداف باید با توجه به نوع کاربری ساختمان و اهمیت فعالیت‌ها و خدماتی که ارائه می‌دهد، تعیین شوند.

گزارش تأکید می‌کند که زمان قابل قبول بازیابی برای همه ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها یکسان نیست. برای مثال، یک مرکز درمانی، شبکه تأمین آب یا ساختمان خدمات اضطراری، به دلیل نقش حیاتی در تأمین نیازهای جامعه پس از زلزله، باید در اولویت بازیابی قرار گیرد و ممکن است به زمان بازیابی کوتاه‌تری نسبت به ساختمان‌های با کاربری معمولی نیاز داشته باشد.

از این‌ رو، تعیین اهداف بازیابی کاربری نباید صرفاً بر ملاحظات فنی و سازه‌ای استوار باشد؛ بلکه لازم است نیازهای جامعه، اهمیت تداوم خدمات و پیامدهای اقتصادی و اجتماعی وقفه در فعالیت ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها نیز در این تصمیم‌گیری لحاظ شوند.

محورهای اصلی و هفت پیشنهاد راهبردی گزارش

گزارش برای تحقق اهداف بازیابی کاربری، هفت پیشنهاد اصلی ارائه می‌کند که در مجموع شامل ۱۷ اقدام ضروری و ۹ گزینه جایگزین برای اجرا هستند.

۱. توسعه چارچوب ملی اهداف بازگشت ایمن و بازیابی کاربری

تدوین سیاست‌ها، معیارهای عملکردی، سطوح خطر و روش‌های فنی لازم برای تعیین شرایط قابل قبول بازگشت ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها به کارکردهای اساسی پس از زلزله.

۲. طراحی ساختمان‌های جدید براساس اهداف بازیابی

توسعه و به‌کارگیری ضوابط طراحی که علاوه بر تأمین ایمنی جانی، امکان دستیابی به اهداف زمانی بازگشت ایمن و بازیابی کاربری را فراهم کنند.

۳. بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود با رویکرد بازیابی

شناسایی آسیب‌پذیری ساختمان‌های موجود و توسعه برنامه‌های بهسازی به‌منظور کاهش اختلال در استفاده و افزایش احتمال بازگشت کارکردهای اساسی در مدت قابل قبول.

۴. ارتقای عملکرد زیرساخت حیاتی

طراحی، بهسازی و نگهداری شبکه‌های آب، برق، حمل‌ونقل و سایر زیرساخت‌های ضروری با تأکید بر حفظ یا بازیابی خدمات اساسی پس از زلزله.

۵. توسعه برنامه‌ریزی بازیابی پیش از وقوع زلزله

تدوین برنامه‌های مدیریت بازیابی، پیش‌بینی منابع و ظرفیت‌های اجرایی، ارتقای روش‌های ارزیابی ساختمان‌های آسیب‌دیده و تسهیل فرایند بازگشت فعالیت‌ها پس از رویداد.

۶. آموزش و افزایش آگاهی عمومی و حرفه‌ای

ارتقای شناخت مالکان، مهندسان، سازندگان، مدیران و سیاست‌گذاران از اهداف واقعی مقررات لرزه‌ای، پیامدهای خسارت و مزایای طراحی مبتنی بر بازیابی.

۷. تسهیل دسترسی به منابع مالی

توسعه سازوکارهای مالی و مشوق‌های اقتصادی برای پشتیبانی از طراحی بهتر، بهسازی ساختمان‌های موجود و تأمین منابع موردنیاز برای بازیابی سریع‌تر پس از زلزله.

این پیشنهادها نشان می‌دهند که تحقق بازیابی کاربری، صرفاً مسئله انتخاب یک سیستم مقاوم جانبی یا افزایش مقاومت ساختمان نیست؛ بلکه نیازمند هماهنگی میان مهندسی، مقررات، زیرساخت‌ها، برنامه‌ریزی شهری، اقتصاد و مدیریت بحران است.

اقتصاد طراحی لرزه‌ای و پیامدهای پسازلزله

یکی از محورهای مهم گزارش، بررسی رابطه میان هزینه اولیه ساخت و منافع اقتصادی ارتقای عملکرد لرزه‌ای است.

گزارش توضیح می‌دهد که طراحی برای دستیابی به اهداف عملکردی بالاتر ممکن است در برخی ساختمان‌ها موجب افزایش هزینه اولیه شود؛ اما این هزینه باید در برابر منافع بلند مدت ناشی از کاهش آسیب، هزینه تعمیر، وقفه بهره‌برداری و خسارات اقتصادی آینده ارزیابی شود.

بااین‌حال، این ارقام به پروژه‌ها و شرایط بررسی‌ شده اختصاص دارند و نباید به تمام ساختمان‌ها تعمیم داده شوند. خود گزارش نیز تأکید می‌کند که ارزیابی تفصیلی هزینه‌ها و منافع اجرای تمام پیشنهادها، خارج از دامنه مطالعه بوده و به پژوهش‌های تکمیلی نیاز دارد.

پیام اصلی این بخش آن است که ارزیابی اقتصادی ساختمان نباید صرفاً به هزینه اولیه ساخت محدود شود؛ بلکه باید هزینه‌های محتمل در طول عمر ساختمان و پیامدهای اختلال ناشی از زلزله نیز مورد توجه قرار گیرند.

ارتباط بازیابی کاربری با تاب‌آوری لرزه‌ای

گزارش میان بازیابی کاربری یک ساختمان و تاب‌آوری جامعه تمایز مشخصی قائل می‌شود.

بازیابی کاربری به توان یک ساختمان یا زیرساخت مشخص برای حفظ یا بازگرداندن کارکردهای اساسی مربوط است؛ درحالی‌که تاب‌آوری جامعه مفهومی گسترده‌تر است که آمادگی، تحمل اختلال، تداوم خدمات، بازیابی فعالیت‌ها و سازگاری پس از رویداد را در بر می‌گیرد.

از این‌ رو، طراحی ساختمان‌ها با هدف بازیابی کاربری می‌تواند یکی از ابزارهای مؤثر ارتقای تاب‌آوری جامعه باشد، اما دستیابی به این هدف مستلزم توجه به وابستگی متقابل ساختمان‌ها، زیرساخت‌ها و خدمات شهری است.

برای مثال، حفظ عملکرد سازه‌ای یک بیمارستان اهمیت اساسی دارد؛ ولی ادامه خدمات درمانی به تأمین آب، برق، ارتباطات، تجهیزات و دسترسی‌های شهری نیز وابسته است.

بنابراین تحقق تاب‌آوری لرزه‌ای در مقیاس ملی، نیازمند پیوند میان عملکرد ساختمان‌های منفرد و برنامه‌ریزی بازیابی در مقیاس جامعه است.

جایگاه و اهمیت گزارش در تحول مقررات لرزه‌ای

گزارش FEMA P-2090 / NIST SP-1254 را می‌توان یکی از اسناد راهبردی در شکل‌گیری چارچوب مقرراتی بازیابی کاربری در ایالات متحده دانست.

اهمیت آن در ارائه یک رابطه یا روش محاسباتی مشخص نیست؛ بلکه در بازتعریف گستره اهداف طراحی لرزه‌ای و صورت‌بندی مسیر تبدیل مفاهیم بازیابی به سیاست‌ها، استانداردها و ضوابط فنی است.

این گزارش خود یک آیین‌نامه طراحی لازم‌ الاجرا نیست و مجموعه‌ای از توصیه‌های فنی و سیاستی برای تصمیم‌گیری و توسعه مقررات آینده ارائه می‌کند.

انتشار این گزارش در سال ۲۰۲۱، مبنای مهمی برای پژوهش‌ها و فعالیت‌های بعدی مرتبط با توسعه اهداف بازیابی کاربری، از جمله برنامه‌ریزی تخصصی سال ۲۰۲۳ و تدوین چارچوب پیشنهادی بازیابی کاربری در توصیه‌های NEHRP 2026، فراهم کرده است.

اهمیت گزارش برای صنعت ساختمان ایران

مطالعه این گزارش برای صنعت ساختمان ایران از آن جهت اهمیت دارد که موضوع عملکرد لرزه‌ای را فراتر از کنترل مقاومت، تغییرمکان و جلوگیری از فروریزش بررسی می‌کند.

در ارزیابی اقتصادی و فنی ساختمان‌ها، پرسش اساسی تنها این نیست که آیا سازه در زلزله فرومی‌ریزد یا خیر؛ بلکه باید بررسی شود که چه میزان آسیب محتمل است، چه بخش‌هایی نیازمند تعمیر خواهند بود، هزینه و مدت تعمیر چقدر است و ساختمان در چه زمانی می‌تواند کارکردهای اساسی خود را بازیابد.

این رویکرد می‌تواند زمینه‌ای برای بازنگری در اهداف عملکردی ساختمان‌ها، انتخاب مناسب‌تر سیستم‌های مقاوم جانبی، کنترل آسیب‌های بحرانی و توجه بیشتر به تعمیرپذیری و اقتصاد پسازلزله فراهم کند.

با این‌ حال، تبدیل این مفاهیم به ضوابط قابل اجرای ملی مستلزم مطالعات مستقل درباره شرایط خطر لرزه‌ای، ویژگی‌های ساختمان‌ها، فناوری ساخت، ظرفیت‌های اجرایی و هزینه‌های ساخت و تعمیر در ایران خواهد بود.

جمع‌بندی

گزارش FEMA P-2090 / NIST SP-1254 یکی از منابع بنیادین برای شناخت تحول جدید در اهداف طراحی لرزه‌ای است؛ تحولی که ضمن حفظ جایگاه اساسی ایمنی جانی، بر ضرورت کاهش خسارات، محدود کردن اختلال فعالیت‌ها و تسریع بازیابی کارکردهای ساختمان‌ها و زیرساخت‌های حیاتی تأکید می‌کند.

مهم‌ترین پیام گزارش آن است که موفقیت عملکرد لرزه‌ای ساختمان را نباید تنها با جلوگیری از فروریزش سنجید؛ بلکه قابلیت بازگشت ایمن، بازیابی کاربری و مدت اختلال نیز باید در ارزیابی عملکرد و تدوین اهداف طراحی مورد توجه قرار گیرند.

این گزارش، مرجعی ارزشمند برای مهندسان سازه و زلزله، پژوهشگران، تدوین‌کنندگان مقررات ساختمانی و سیاست‌گذاران حوزه مدیریت ریسک و تاب‌آوری لرزه‌ای به شمار می‌رود.