生活在野火易发地区的数百万美国人的房屋建造时并没有考虑到野火。屋顶非常容易受到野火的影响,因为它们的表面积很大,余烬可能会积聚。了解野火易发地区有多少脆弱的屋顶可以说明帮助社区适应野火所需的房屋改造的规模和成本。
在这项研究中,我们分析了Zillow交易和房地产数据库(ZTRAX)的屋顶数据以及美国林务局的野火风险数据森林大火对社区的威胁.我们发现,在美国有屋顶属性数据的4100万栋建筑中,近100万栋在中等至非常高的区域有可燃木震或瓦屋顶覆盖物(40th百分比或以上)野火风险。我们估计,改造这些屋顶至少要花费60亿美元。这可能被严重低估,因为只有不到四分之一的家庭可以获得屋顶数据,而且屋顶更换成本是保守估计的。
屋顶只是帮助社区在野火中生存所需的房屋缓解措施的一个组成部分。仅屋顶所需的资金就使目前用于社区野火抵御能力的资金相形见绌。
建筑材料影响家庭生存
房屋和财产的缓解措施可以影响建筑物是否在野火中幸存下来。“加固房屋”以抵御不断增加的野火风险——即修改房屋的设计、布局、建筑材料和住宅附近的景观——将减少其对余烬、辐射热和火焰的脆弱性。
虽然屋顶只是评估房屋脆弱性时要考虑的一个组件,但评估整个社区的屋顶覆盖物可以提供对社区改造需求的规模和范围、相对易感性以及降低风险所需的投资水平的深入了解。屋顶是野火改造整体挑战的一个指标。
分析屋顶材料和野火风险
本研究分析了来自Zillow的交易和房地产数据库(ZTRAX)和野火风险数据森林大火对社区的威胁为了更好地了解野火易发地区屋顶覆盖材料的规模和分布。虽然ZTRAX是最全面的建筑和财产数据库,但在一致性和完整性方面存在差距。在数据集中包含的1.68亿栋建筑中,只有不到四分之一(4060万栋)的建筑进行了屋顶覆盖评估,因此这里给出的结果明显被低估了。
我们还考虑了屋顶材料及其结构点火潜力。屋顶材料可以是不燃材料(如立缝钢)、耐火材料(如沥青玻璃纤维复合瓦)或可燃材料(如木瓦/木瓦)。参见下面完整的方法和数据源。
木质屋顶是一个巨大的挑战
我们的分析发现,具有a级防火等级的沥青复合瓦是当今最常见的屋顶材料,占评估建筑物的绝大多数(78.6%)。不燃屋顶覆盖物,如钢板和瓦(平瓦和桶瓦),占评估屋顶材料的15.6%。木质屋顶最容易受到野火的影响,占评估建筑总数的5.8%。
我们发现120万栋评估过的建筑采用了木质防震板/瓦屋顶。其中,近100万栋建筑位于中高火灾风险地区。下面的地图显示了有野火风险的县和大量评估的木质屋顶。
屋面的趋势随时间变化
屋顶覆盖材料的趋势随着时间的推移而变化,反映了当地和区域的可用性、房主的偏好和市场趋势。例如,瓦片屋顶(安装通风)在温暖和干燥的气候中更常见,它比其他类型的屋顶提供了热优势。
沥青玻璃纤维复合瓦是最常见的屋顶覆盖物。自20世纪60年代以来,随着钢铁和瓷砖等不燃材料变得更受欢迎,沥青瓦的使用逐渐减少。木质屋顶的使用在20世纪70年代和80年代达到顶峰,自2010年代以来,木质屋顶平均不到建筑存量的2%。随着时间的推移,屋顶材料的趋势表明,人们越来越倾向于使用不可燃材料,而减少木材和沥青基瓦的使用。

应优先考虑采用木震/瓦屋顶建筑比例高和火灾风险高的县采取缓解措施。例如,加利福尼亚州萨克拉门托县的野火风险高于65%的其他县,该州有近20.5万栋建筑采用木摇板/瓦屋顶,占评估建筑存量的42%。
我们的分析发现,美国几乎每个地区的社区都有大量具有木摇/瓦屋顶覆盖物的建筑物,并存在野火风险。例如:
- 怀俄明州黄石国家公园郊区的提顿县有4300栋建筑(占住房总量的25%)采用木瓦屋顶,发生野火的风险高于全国87%的地区。
- 位于墨西哥湾沿岸的佛罗里达州奥卡卢萨县有4.2万幢建筑(占住房存量的52%)采用木瓦屋顶覆盖物,发生野火的风险高于全国72%。
- 内华达州里昂县位于内华达州西部雷诺市附近,有近1.8万栋建筑(占住房存量的86%)采用木瓦屋顶,发生野火的风险高于全国92%的地区。
美国大部分被评估的建筑都有沥青玻璃纤维复合瓦屋顶覆盖,具有a级分类。在该国的一些县有很大比例的建筑是用金属和混凝土等不燃材料建造的。例如,在内华达州的瓦肖县(Washoe County),其风险比全国其他84%的县都要大,近31%的评估房屋都有不燃屋顶覆盖。
在下面的数据可视化中探索野火风险和屋顶材料。

减少家庭脆弱性需要一种全面的方法
虽然屋顶是房屋最容易受到野火影响的地方,但面对不断增加的野火风险,它只是房屋的一个组成部分。其他结构组件和材料影响家的弱点包括通风口、屋檐、甲板、住宅附近的景观美化、更广泛的植被管理以及房产周围其他可燃物的位置。
该分析没有考虑复杂的屋顶设计和屋顶的其他特征(例如,屋顶边缘),这些特征会影响建筑物对野火的脆弱性。余烬可能积聚在屋顶与墙壁的交叉路口(例如屋顶覆盖物与天窗的壁板相遇的地方)、屋顶山谷和排水沟系统。如果没有得到适当的缓解——例如,在屋顶到墙壁的十字路口和山谷安装金属挡板,或使用不燃壁板和排水沟系统——屋顶和建筑物仍然很容易着火。因此,重要的是要通过多方协调努力全面考虑家庭减排问题。
投资于抗野火的房屋和社区
抗野火屋顶覆盖物的比例很大,包括沥青玻璃纤维复合瓦和钢板,这表明改造脆弱的屋顶可以有针对性,有战略意义,具有成本效益。有木震或木瓦屋顶和中等至高度野火风险的县应优先开展缓解项目和资金。

更换脆弱的木质屋顶将花费至少60亿美元
为了激励房主和社区采取行动,需要资金来更换木瓦屋顶覆盖物。在一个典型的家庭上安装a级沥青玻璃纤维复合瓦屋顶的估计成本(例如,简单的屋顶设计,两居室,附属车库)在6000美元到10000美元之间。对于不燃屋顶覆盖物,如立缝金属板或瓦,成本约为15,000美元至20,000美元以上,具体取决于房屋设计、平方面积、供应商、位置和其他因素。
在火灾风险地区,用沥青玻璃纤维复合瓦等a级屋顶覆盖物取代现有的100万个木质屋顶,需要全国至少60亿美元的投资。这可能是对屋顶改造实际成本的保守估计。
资助项目应针对抗野火改造
要确保野火易发地区的房屋能够抵御野火,州和联邦政府需要对社区进行深思熟虑的投资,投资规模之大前所未见。《2021年基础设施投资和就业法案》(IIJA)是朝着正确方向迈出的一步,其中包括10亿美元用于新项目社区野火防御基金(CWDG)计划。这代表了一个重要的机会,应该用来资助家庭硬化。
联邦应急管理局的建设有弹性的基础设施和社区(金砖四国)赠款计划是另一个机会,2021财年的资金超过10亿美元。然而,针对野火的建筑改造并不容易纳入金砖四国的优先资助领域。
金砖四国和CWDG都是竞争项目,这对他们来说可能很难农村和低产能社区接入。此外,联邦应急管理局的资金通常受益于产能较高的沿海州,以及拨款要求,例如收益成本分析可能会成为农村和低收入社区的障碍。
需要新的项目,特别是支持低收入、老年人和其他社会弱势居民的改造。例如,一个新的加州和联邦应急管理局之间的合作关系创建1亿美元的家庭加固项目。随着圣地亚哥县的试点项目,它可以作为其他社区的典范。但是,仅木质屋顶的改造就超过了60亿美元,需要更多的资金来帮助社区更换和安装建筑材料,发展基础设施,并进行长期规划。
今天采用建筑规范将有助于明天的野火恢复能力
采用和执行要求A级防火屋顶覆盖物和其他房屋和财产缓解措施的建筑法规是降低整体社区野火风险的另一个重要步骤。当社区的每个家庭都参与时,家庭和财产的野火缓解策略是最有效的。房主可能会采纳每一条建议,让他们的房子不那么容易着火,但一个邻居的不作为仍然可能对附近的房屋构成威胁。这对于密集的发展和住宅的紧密分布尤其值得关注。要求广泛遵守抗野火建筑和缓解措施的政策可以降低社区对野火的脆弱性。
建造一个防火的房子会提高居家生存的几率但不是保证。减少家庭周围燃料的连续性、确保广泛的社区遵守规定以及持续维护家庭和财产等补充缓解措施是必不可少的。
随着破坏性越来越大的野火,现在是投资于社区恢复力的时候了。我们需要采取更具成本效益和主动性的降低风险战略,预测不可避免的野火的发生。鉴于野火风险的增加,需要大量额外的资金来帮助社区更换和安装建筑材料,发展基础设施,并进行长期规划。
方法和数据来源
屋顶覆盖层数据
识别屋顶覆盖材料的房屋属性数据由Zillow交易和评估数据集(ZTRAX)提供。ZTRAX是美国最大的房地产数据库,供美国学术界、非营利组织和政府研究人员使用。ZTRAX包含3000多个县的住房数据,包括税务评估细节(包裹号码、销售信息、所有者姓名等)和交易数据(销售日期、房产特征、地理信息等)。
在这项研究中,使用ZTRAX屋顶覆盖标准代码字段将全国范围内评估的屋顶覆盖材料制成表格。数据库中记录的大多数属性不包括屋顶覆盖材料,因此在分析中被省略。在数据集中包含的1.68亿栋建筑中,只有不到四分之一(4060万栋)的建筑进行了屋顶覆盖评估。
对于评估的性能,屋顶按材料编码,共有22种不同的屋顶材料类型。然后将屋顶代码分为四个主要等级之一:
屋顶覆盖类型 | 描述 | 集群名称 |
---|---|---|
可燃 | 可燃 | 木 |
A类可燃物 | 具有可燃成分的A级屋顶覆盖物,包括那些通过使用额外的耐火衬垫而达到防火等级的覆盖物。 | Wildfire-Resistant |
A类不燃部件 | 最高的评级,提供最好的性能来发射。 | 不燃 |
其他 | 材料不认为可燃或A类分类屋顶覆盖物(如C类分类)和/或未知 | 其他 |
野火风险数据
野火风险是基于“房屋风险”(也称为“潜在结构风险”)的度量森林大火对社区的威胁该项目由美国农业部林业局华盛顿消防和航空管理办公室与美国农业部林业局落基山研究站的米苏拉消防科学实验室、Pyrologix和Headwaters Economics合作创建。
在地图上,野火风险相对于整个国家显示出来。根据数据集附带的出版物中的指导方针,野火风险分为五个类别。
- 低:1 - 40百分位
- 中等:40 - 70百分位
- 中高:70 - 90百分位
- 高:90至95百分位
- 非常高:95至100百分位
致谢
Stephen L. Quarles博士对此分析做出了贡献。
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