Strumenti per la valutazione dell’esposizione, della vulnerabilità e del danno alle residenze alla meso e alla micro-scala

1. Il progetto Flood-IMPAT+:
focus sull’analisi dei danni
al settore residenziale
Anna Rita Scorzini, Lodi, 10 Ottobre 2017

2. D. Molinari
Introduzione
WP2: Strumenti per la valutazione dell’esposizione e della vulnerabilità alla meso e alla micro
scala
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo elemento esposto)
- Task 2.1: Sviluppo, e implementazione in ambiente GIS, di metodi di up and down-scaling per la determinazione della
distribuzione spaziale delle principali variabili di esposizione e vulnerabilità alla meso e alla micro-scala, a partire dagli
strati informativi esistenti
- Task 3.1: Sviluppo, e implementazione in ambiente GIS, di modelli per la valutazione del danno diretto (fisico e
monetario) ai diversi settori per il caso studio

3. D. Molinari
- Task 2.1: Sviluppo, e implementazione in ambiente GIS, di metodi di up and down-scaling per la determinazione della
distribuzione spaziale delle principali variabili di esposizione e vulnerabilità alla meso e alla micro-scala, a partire
dagli strati informativi esistenti
• identificazione dati disponibili alla micro e meso scala per il settore residenziale
• analisi esposizione e vulnerabilità alla micro-scala per edifici residenziali (solo danneggiati evento 2002)
• identificazione e raccolta dati di danno per gli edifici residenziali relativi all’evento del 2002 (comune, UTR)
• organizzazione e mappatura dati di danno
• stima del danno agli edifici residenziali (evento 2002) mediante il modello INSYDE (Dottori et al., 2016), con
diverso downgrading dei dati di input e confronto con danni osservati
Introduzione
- Task 3.1: Sviluppo, e implementazione in ambiente GIS, di modelli per la valutazione del danno diretto (fisico e
monetario) ai diversi settori per il caso studio

4. D. Molinari
WP2: Strumenti per la valutazione dell’esposizione e della vulnerabilità alla
meso e alla micro-scala
Identificazione dati disponibili alla micro e meso scala per il
settore residenziale
Strato
informativo
Fonte
Anno di
riferimento
Informazione contenute Utilizzo
DBTR
Edificato
Geo-portale
Provincia di
Lodi
2010 -Perimetro e area dell’edificio
-Tipologia edificio
-Uso dell’edificio
-Esposto
-Vulnerabilità
Schede
rimborso
Comune di
Lodi
2002 -Dati del richiedente rimborso
-Indirizzo bene danneggiato
-Stanze presenti nell’edificio
-Descrizione dei danni subiti e
importo corrispettivo
-Altezza d’acqua (in alcuni casi)
-Documentazione fotografica
-Danno fisico e
economico
-Pericolosità
-Esposto
Sezioni
censimento
Istat 2011 -Distribuzione della popolazione
-Caratterizzazione dell’edificato
per sezione di censimento
-Vulnerabilità
Catasto Comune di
Lodi
2016 -Categoria di edificio
-Tipo di abitazione
-Numero piani
-Presenza seminterrato
-Superficie (solo in alcuni casi)
-Esposto
-Vulnerabilità
PGT Comune di
Lodi
2011 -Tipologie edilizie
-Stato conservativo edifici
-Evoluzione storica dell’edificato
-vulnerabilità

5. D. Molinari
Identificazione dati disponibili alla micro e meso scala per il
settore residenziale
Strato
informativo
Fonte
Anno di
riferimento
Informazione contenute Utilizzo
DBTR
Edificato
Geo-portale
Provincia di
Lodi
2010 -Perimetro e area dell’edificio
-Tipologia edificio
-Uso dell’edificio
-Esposto
-Vulnerabilità
Schede
rimborso
Comune di
Lodi
2002 -Dati del richiedente rimborso
-Indirizzo bene danneggiato
-Stanze presenti nell’edificio
-Descrizione dei danni subiti e
importo corrispettivo
-Altezza d’acqua (in alcuni casi)
-Documentazione fotografica
-Danno fisico e
economico
-Pericolosità
-Esposto
Sezioni
censimento
Istat 2011 -Distribuzione della popolazione
-Caratterizzazione dell’edificato
per sezione di censimento
-Vulnerabilità
Catasto Comune di
Lodi
2016 -Categoria di edificio
-Tipo di abitazione
-Numero piani
-Presenza seminterrato
-Superficie (solo in alcuni casi)
-Esposto
-Vulnerabilità
PGT Comune di
Lodi
2011 -Tipologie edilizie
-Stato conservativo edifici
-Evoluzione storica dell’edificato
-vulnerabilità
WP2: Strumenti per la valutazione dell’esposizione e della vulnerabilità alla
meso e alla micro-scala

6. D. Molinari
Strato
informativo
Fonte
Anno di
riferimento
Informazione contenute Utilizzo
DBTR
Edificato
Geo-portale
Provincia di
Lodi
2010 -Perimetro e area dell’edificio
-Tipologia edificio
-Uso dell’edificio
-Esposto
-Vulnerabilità
Schede
rimborso
Comune di
Lodi
2002 -Dati del richiedente rimborso
-Indirizzo bene danneggiato
-Stanze presenti nell’edificio
-Descrizione dei danni subiti e
importo corrispettivo
-Altezza d’acqua (in alcuni casi)
-Documentazione fotografica
-Danno fisico e
economico
-Pericolosità
-Esposto
Sezioni
censimento
Istat 2011 -Distribuzione della popolazione
-Caratterizzazione dell’edificato
per sezione di censimento
-Vulnerabilità
Catasto Comune di
Lodi
2016 -Categoria di edificio
-Tipo di abitazione
-Numero piani
-Presenza seminterrato
-Superficie (solo in alcuni casi)
-Esposto
-Vulnerabilità
PGT Comune di
Lodi
2011 -Tipologie edilizie
-Stato conservativo edifici
-Evoluzione storica dell’edificato
-vulnerabilità
Identificazione dati disponibili alla micro e meso scala per il
settore residenziale
WP2: Strumenti per la valutazione dell’esposizione e della vulnerabilità alla
meso e alla micro-scala

7. D. Molinari
Strato
informativo
Fonte
Anno di
riferimento
Informazione contenute Utilizzo
DBTR
Edificato
Geo-portale
Provincia di
Lodi
2010 -Perimetro e area dell’edificio
-Tipologia edificio
-Uso dell’edificio
-Esposto
-Vulnerabilità
Schede
rimborso
Comune di
Lodi
2002 -Dati del richiedente rimborso
-Indirizzo bene danneggiato
-Stanze presenti nell’edificio
-Descrizione dei danni subiti e
importo corrispettivo
-Altezza d’acqua (in alcuni casi)
-Documentazione fotografica
-Danno fisico e
economico
-Pericolosità
-Esposto
Sezioni
censimento
Istat 2011 -Distribuzione della popolazione
-Caratterizzazione dell’edificato
per sezione di censimento
-Vulnerabilità
Catasto Comune di
Lodi
2016 -Categoria di edificio
-Tipo di abitazione
-Numero piani
-Presenza seminterrato
-Superficie (solo in alcuni casi)
-Esposto
-Vulnerabilità
PGT Comune di
Lodi
2011 -Tipologie edilizie
-Stato conservativo edifici
-Evoluzione storica dell’edificato
-vulnerabilità
Identificazione dati disponibili alla micro e meso scala per il
settore residenziale
WP2: Strumenti per la valutazione dell’esposizione e della vulnerabilità alla
meso e alla micro-scala

8. D. Molinari
Strato
informativo
Fonte
Anno di
riferimento
Informazione contenute Utilizzo
DBTR
Edificato
Geo-portale
Provincia di
Lodi
2010 -Perimetro e area dell’edificio
-Tipologia edificio
-Uso dell’edificio
-Esposto
-Vulnerabilità
Schede
rimborso
Comune di
Lodi
2002 -Dati del richiedente rimborso
-Indirizzo bene danneggiato
-Stanze presenti nell’edificio
-Descrizione dei danni subiti e
importo corrispettivo
-Altezza d’acqua (in alcuni casi)
-Documentazione fotografica
-Danno fisico e
economico
-Pericolosità
-Esposto
Sezioni
censimento
Istat 2011 -Distribuzione della popolazione
-Caratterizzazione dell’edificato
per sezione di censimento
-Vulnerabilità
Catasto Comune di
Lodi
2016 -Categoria di edificio
-Tipo di abitazione
-Numero piani
-Presenza seminterrato
-Superficie (solo in alcuni casi)
-Esposto
-Vulnerabilità
PGT Comune di
Lodi
2011 -Tipologie edilizie
-Stato conservativo edifici
-Evoluzione storica dell’edificato
-vulnerabilità
Identificazione dati disponibili alla micro e meso scala per il
settore residenziale
WP2: Strumenti per la valutazione dell’esposizione e della vulnerabilità alla
meso e alla micro-scala

9. D. Molinari
Identificazione dati disponibili alla micro e meso scala per il
settore residenziale
- Geometria (area, perimetro)
- Presenza basement
- Numero di piani
- Livello piano terra
- Tipologia costruttiva
- Tipologia abitativa
- Livello di finitura
- Livello di manutenzione
- Anno di costruzione
Step successivo:
estensione a tutto edificato in area allagabile
WP2: Strumenti per la valutazione dell’esposizione e della vulnerabilità alla
meso e alla micro-scala

10. D. Molinari
Identificazione dati disponibili alla micro e meso scala per il
settore residenziale
• Prevalente tipologia case a blocco , seguita dalle ville e
dalle villette a schiera
• Gli edifici sono per il 56% dei casi a due piani, segue un
20% di case a 3 piani, 16% di case a più di tre piani, il
restante a un piano solo
• L’edificato risale prevalentemente agli anni ’60 con
struttura in calcestruzzo armato e di buona
manutenzione
WP2: Strumenti per la valutazione dell’esposizione e della vulnerabilità alla
meso e alla micro-scala

11. D. Molinari
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)
Scenario di danno
Fonti: richieste rimborso (UTR + Comune)
634 richieste, 329 edifici danneggiati
(303 abitazione+pertinenza)

12. D. Molinari
Danno medio: 70 €/m2
12’800 €/edificio
Totale: 4,2 milioni €
Richieste di rimborso per:
• 44% abitazione+pertinenze
• 31% solo abitazione
• 14% solo pertinenze
• 11% da parte di delegati per
condomini
Scenario di danno
Fonti: richieste rimborso (UTR + Comune)
634 richieste, 329 edifici danneggiati
(303 abitazione+pertinenza)
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

13. D. Molinari
Scenario di danno
Fonti: richieste rimborso (UTR + Comune)
634 richieste, 329 edifici danneggiati
(303 abitazione+pertinenza)
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

14. D. Molinari
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Intonaco e tinteggiatura
Pavimenti e zoccolatura
Serramenti
Impianto elettrico
Impianto idraulico e sanitario
Impianto riscaldamento
Cancello esterno
Arredamenti
Elettrodomestici
Altri beni
Vetture
Richieste di danno
Danno medio: 70 €/m2
12’800 €/edificio
Totale: 4,2 milioni €
Richieste di rimborso per:
• 44% abitazione+pertinenze
• 31% solo abitazione
• 14% solo pertinenze
• 11% da parte di delegati per
condomini
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

15. D. Molinari
Modellazione del danno: modello di danno INSYDE
Il modello simula l’allagamento dell’edificio residenziale calcolando il
danno come somma di diverse componenti Ci a loro volta divise in sub-
componenti Cij, rappresentanti le operazione di rimozione, riparazione e
sostituzione degli elementi di un edificio
Cij = f (caratteristiche dell’evento, dell’edificio, prezzo unitario)
Components Subcomponents Unit of measurement
Default
value
Clean-up
C1 – Pumping of water €/m3 of water 2.50
C2 – Waste disposal €/m3 of waste 35.00
C3 - Cleaning €/m2 of surface to be cleaned 2.40
C4 - Dehumidification €/m3 of building volume 5.00
Removal
R1 – Screed removal €/m2 of building area 11.80
R2 – Ceramic pavement €/m2 of building area 12.10
R2 – Wood pavement €/m2 of building area 6.20
R3 - Baseboard €/m2 of baseboard 0.63
R4 - Partitions €/m2 of wall 14.90
R5 - Plasterboard €/m2 of plasterboard 11.80
R6 – External plaster €/m2 of wall 7.10
R7 – Internal plaster €/m2 of wall 7.10
R8 - Doors €/m2 of door surface 21.10
R9 - Windows €/m2 of window surface 21.10
R10 - Boiler €/m2 of building area 0.25
Non-
structural
N1 – Partitions replacement €/m2 of wall 67.20
N2 – Screed replacement €/m2 of building area 18.70
N3 – Plasterboard replacement €/m2 of plasterboard 45.50
Structural
components
S1 – Soil consolidation €/m2 of soil 290.00
S2 – Local repair €/m2 of masonry 37.50
S3 – Pillar repair €/m2 of pillar surface 320.00
Finishing
F1 – External plaster replacement €/m2 of wall 27.50
F2 – Internal plaster replacement €/m2 of wall 25.30
F3 – External painting €/m2 of wall 10.30
F4 – Internal painting €/m2 of wall 8.10
F5 – Ceramic pavement replacement €/m2 of building area 45.00
F5 – Wood pavement replacement €/m2 of building area 113.00
F6 – Baseboard replacement €/m of baseboard 2.40
Windows &
doors
W1 – Doors replacement €/m2 of door surface 195.00
W2 – Windows replacement €/m2 of window surface 268.00
Plants
P1 – Boiler replacement €/m2 of building area 17.80
P2 – Radiator painting €/item 62.00
P3 – Underfl. neat. sys. replacement €/m2 of building area 72.00
P4 – Electrical system replacement €/m2 of building area 42.90
P5 – Plumbing system replacement €/m2 of building area 28.90
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

16. D. Molinari
Modello di danno INSYDE: variabili in input del modello
Cij = f (caratteri dell’evento, dell’edificio, prezzo unitario)
PERICOLOSITÀ
External water depth he x
Internal water depth h h=f(he, GL)
Velocity v 0.5 m/s
Sediment load S [%] 0.05
Duration d 24h
Water quality q x
139 punti
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

17. D. Molinari
Modellazione del danno: livelli di conoscenza dei parametri di vulnerabilità
Variabile 1° Livello 2° Livello
FA Footprint area DBTR DBTR e catasto
IA Internal area default default
EP External perimeter DBTR DBTR e catasto
IP Internal perimeter default default
BA Basement area default catasto
BP Basement perimeter default default
NF Number of floors DBTR catasto
IH Interfloor height default default
BH Basement height default default
GL Ground floor level default Google Maps, schede rimborso
BL Basement level default default
BT Building type DBTR DBTR, PGT, Google Maps, schede rimborso
BS Building structure sezioni censimento sezioni censimento
FL Finishing level default catasto
LM Level of maintenance sezioni censimento PGT
YY Year of construction sezioni censimento PGT
PD Heating system distribution default default
PT Heating system type default default
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

18. D. Molinari
Modello di danno INSYDE: variabili in input del modello
Cij = f (caratteri dell’evento, dell’edificio, prezzo unitario)
VULNERABILITÀ 1° livello 2° livello
Footprint area FA x x
Internal area IA - -
Basement area BA - x
External perimeter EP x x
Internal perimeter IP - -
Basement perimeter BP - -
Number of floors NF x x
Interfloor height IH - -
Basement height BH - -
Ground floor level GL - x
Basement level BL - -
Building type BT x x
Building structure BS x x
Finishing level FL - x
Level of maintenance LM x x
Year of construction YY x x
Heat. syst. distrib. PD - -
Heat. syst. type PT - -
Dettaglio informazione
Micro-scala Meso-scala - default
PERICOLOSITÀ
External water depth he x
Internal water depth h h=f(he, GL)
Velocity v 0.5 m/s
Sediment load s 0.05%
Duration d 24
Water quality q x
1° liv 2°liv
Building
Type
1 detached 1% 25%
2 semi-det. 6% 29%
3 apartment 93% 46%
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

19. D. Molinari
Modellazione del danno: risultati
Danno totale
106 €
Danno medio
103 €/edificio
MAE 103 €
Errore assoluto medio
SIM/OSS
Osservato* 5.1 16.8 - -
Livello 1 17.2 56.7 43.1 3.4
Livello 2 12.3 40.6 29.1 2.4
0
50
100
150
200
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
dannoassoluto103€
altezza acqua [m]
oss liv 1
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
altezza acqua [m]
oss liv 2
* Attualizzato all’anno 2013
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

20. D. Molinari
Modellazione del danno: risultati e confronto con altri modelli
0
10
20
30
40
50
0 0,5 1 1,5 2 2,5
dannorelativo%
altezza acqua m
FLF-IT di Nafari et al.
most
likely
max
min
dati
oss
0
10
20
30
40
50
0 0,5 1 1,5 2 2,5
dannorelativo%
altezza acqua [m]
OLIVERI e SANTORO
serie1
serie2
oss serie1
oss serie2
0
10
20
30
40
50
0 0,5 1 1,5 2 2,5
gradodidanno%
altezza acqua m
LUINO et al.
curva luino
dati oss
Danno totale
106 €
SIM/OSS
INSYDE (liv2) 12.3 2.4
OLIVERI e
SANTORO
10.2 2.0
LUINO et al. 22.3 4.4
FLF-IT di Nafari et
al.
17.9 3.5
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

21. D. Molinari
Modellazione del danno: risultati e confronto con altri modelli
100
1000
10000
100000
1000000
100 1000 10000 100000 1000000
dannosim€
danno oss €
OLIVERI e SANTORO
100
1000
10000
100000
1000000
100 1000 10000 100000 1000000dannosim€
danno oss €
FLF-IT Nafari et al.
100
1000
10000
100000
1000000
100 1000 10000 100000 1000000
dannosim€
danno oss €
LUINO et al.
100
1000
10000
100000
1000000
100 1000 10000 100000 1000000
dannosim€
danno oss liv 2 €
INSYDE
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

22. D. Molinari
Modellazione del danno: contributo delle componenti di danno
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Cleanup Removal+NonStruct+Finishing System
0
20
40
60
80
100
frequenza
danno104€
freqoss freqInsyde danno oss danno Insyde
Clean up = pompaggio, pulizia,
rimozione rifiuti
Removal = rimozione intonaco,
massetto, pavimenti, tramezzi,
serramenti
Non structural = sostituzione
tramezzi, massetto, cartongesso
Finishing = sostituzione intonaco,
tinteggiatura, pavimenti,
serramenti
Plants = Sostituzione caldaia,
impianto elettrico, idraulico,
riscaldamento
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

23. D. Molinari
Modellazione del danno: risultati finali
1° Campione 2° Campione
Funzioni di danno
Danno totale
106 €
SIM/OSS
Danno totale
106 €
SIM/OSS
INSYDE
Livello 1 17.2 3.4 10.6 2.1
Livello 2 12.3 2.4 8.8 1.8
OLIVERI e SANTORO 10.2 2.0 8.0 1.6
LUINO et al. 22.3 4.4 17.0 3.4
FLF-IT di Nafari et al. 17.9 3.5 13.7 2.8
Rimossi edifici con danno < 10 €/mq
Rimossa la componente di danno Clean-up
2° Campione
263 elementi
4.9 milioni di €
1° Campione
303 elementi
5.1 milioni di €
WP3: Strumenti per la valutazione del danno alla micro scala (i.e. singolo
elemento esposto)

24. D. Molinari
Conclusioni, criticità e prossimi passi
Analisi degli errori (sovrastima danno da parte dei modelli) e
incongruenze
• errore nel dato di danno (?!)
-> confronto per edifici provvisti di perizia danni
• analisi sulla superficie dell’edificio (edificato continuo o
blocchi)
-> rilievo di dettaglio degli edifici
-> introduzione nel modello di coeff. correttivi per la superficie
dell’edificio
• verifica natura mancanza di danno in edifici attigui a edifici
danneggiati
-> rilievo di dettaglio di tutto l’edificato residenziale
-> implementazione misure di mitigazione?

25. D. Molinari
Conclusioni, criticità e prossimi passi
Analisi degli errori (sovrastima danno da parte dei modelli) e
incongruenze
• errore nel dato di danno (?!)
-> confronto per edifici provvisti di perizia danni
• analisi sulla superficie dell’edificio (edificato continuo o
blocchi)
-> rilievo di dettaglio degli edifici
-> introduzione nel modello di coeff. correttivi per la superficie
dell’edificio
• verifica natura mancanza di danno in edifici attigui a edifici
danneggiati
-> rilievo di dettaglio di tutto l’edificato residenziale
-> implementazione misure di mitigazione?

26. D. Molinari
Conclusioni, criticità e prossimi passi
Prossimi passi:
• Adattamento INSYDE
- misure di mitigazione
- riduzione superfici per edificato continuo/blocchi
• Definizione variabili significative per la modellazione del danno
alla micro scala
• Identificazione di variabili proxy alla meso scala e up scaling
• Derivazione curve tipo per classi di vulnerabilità

27. Grazie per l’attenzione