Κατασκευάστηκε για να αντέξει καταιγίδες

Όταν τυφώνες και τυφώνες ουρλιάζουν, ο μεγαλύτερος κίνδυνος για τους ανθρώπους και την ιδιοκτησία είναι τα συντρίμμια. Μεταφερόμενη σε τόσο έντονη ταχύτητα, ένα κομμάτι ξυλείας 2 x 4 θα γίνει πύραυλος που μπορεί να τεμαχίσει τους τοίχους. Όταν ένας ανεμοστρόβιλος EF2 κινήθηκε μέσα από την κεντρική Γεωργία το 2008, ένα σκάφος από μια τέντα έσπασε, έφυγε απέναντι και μπήκε βαθιά μέσα σε ένα παρακείμενο συμπαγές τοίχο. Η FEMA μας λέει ότι πρόκειται για ένα συνηθισμένο γεγονός που σχετίζεται με τον άνεμο και συνιστά το κατασκευή ασφαλών δωματίων.

Ερευνητές στο το Εθνικό Ινστιτούτο Wind του Πανεπιστημίου Τέξας στο Lubbock έχουν διαπιστώσει ότι οι τοίχοι από μπετόν είναι αρκετά ισχυροί για να αντέχουν ιπτάμενα συντρίμμια από τυφώνες και ανεμοστρόβιλους. Σύμφωνα με τα ευρήματά τους, τα σπίτια από σκυρόδεμα είναι πολύ πιο ανθεκτικά σε καταιγίδες από τα σπίτια που κατασκευάζονται από ξύλο ή ακόμη και από ξύλο με στηρίγματα από χάλυβα. Οι συνέπειες αυτών των ερευνητικών μελετών αλλάζουν τον τρόπο που χτίζουμε.

ο Debris Impact Facility στο Texas Tech είναι γνωστό για το πνευματικό του κανόνι, μια συσκευή ικανή να ξεκινήσει διάφορα υλικά διαφορετικών μεγεθών σε διαφορετικές ταχύτητες. Το κανόνι βρίσκεται σε εργαστήριο, ελεγχόμενο περιβάλλον,

Για να επαναλάβουν τις συνθήκες που μοιάζουν με τυφώνα στο εργαστήριο, οι ερευνητές πυροβόλησαν τομές τοίχου με "πυραύλους" ξυλείας 15 λίβρες 2 x 4 έως 100 mph, προσομοιώνοντας συντρίμμια που μεταφέρονται με άνεμο 250 mph. Αυτές οι συνθήκες καλύπτουν όλα εκτός από τους πιο σοβαρούς ανεμοστρόβιλους. Οι ταχύτητες ανέμου τυφώνα είναι μικρότερες από τις ταχύτητες που διαμορφώνονται εδώ. Οι δοκιμές πυραύλων που έχουν σχεδιαστεί για να αποδείξουν ζημιές από τυφώνες χρησιμοποιούν έναν πύραυλο 9 λιβρών που ταξιδεύει περίπου 34 mph.

Οι ερευνητές δοκίμασαν τεμάχια από σκυρόδεμα 4 x 4 ποδιών, διάφορους τύπους μονωτικών μορφών σκυροδέματος, χαλύβδινα στηρίγματα και καρφιά από ξύλο για να αξιολογήσουν την απόδοση σε υψηλούς ανέμους. Τα τμήματα τελείωσαν όπως θα ήταν σε ένα ολοκληρωμένο σπίτι: γυψοσανίδα, μόνωση υαλοβάμβακα, επένδυση κόντρα πλακέ και εξωτερικά τελειώματα πλαισίωση βινυλίου, πηλό τούβλο, ή στόκος.

Όλα τα συστήματα τοίχων από μπετόν επέζησαν των δοκιμών χωρίς δομική ζημία. Οι ελαφριοί τοίχοι από χάλυβα και ξύλο, προσέφεραν ελάχιστη ή καθόλου αντίσταση στο "βλήμα". Τα 2 x 4 έσπασαν.

Η Intertek, μια εμπορική εταιρεία δοκιμών προϊόντων και επιδόσεων, έχει επίσης πραγματοποιήσει έρευνα με τον δικό της κανόνα στην Architectural Testing Inc. Επισημαίνουν ότι η ασφάλεια ενός «σκυροδέματος σπιτιού» μπορεί να είναι παραπλανητική εάν το σπίτι είναι χτισμένο μη οπλισμένο σκυρόδεμα, το οποίο προσφέρει κάποιες προστασίες αλλά όχι συνολικά.

Ενισχυμένος σπίτια από μπετόν έχουν αποδείξει την αντοχή τους στον αέρα κατά τη διάρκεια ανεμοστρόβιλων, τυφώνων και τυφώνων. Στο Urbana, Illinois, ένα σπίτι που κατασκευάστηκε με μονωτικές μπετόν (ICFs) αντέχει σε ανεμοστρόβιλο του 1996 με ελάχιστες ζημιές. Στην περιοχή της πόλης Liberty του Μαϊάμι, πολλά σπίτια από μπετόν επέζησαν από τον τυφώνα Andrew το 1992. Και στις δύο περιπτώσεις καταστράφηκαν γειτονικά σπίτια. Το φθινόπωρο του 2012, ο τυφώνας Sandy έσπασε τα παλαιότερα σπίτια κατασκευής ξύλου στην ακτή του Νιου Τζέρσεϋ, αφήνοντας μόνα τους τα νεότερα αρχοντικά χτισμένα με μόνωση από μπετόν.

Οι μονολιθικοί θόλοι, που είναι κατασκευασμένοι από σκυρόδεμα και ράβδους σε ένα κομμάτι, έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα ισχυροί. Η στιβαρή κατασκευή σκυροδέματος σε συνδυασμό με το σχήμα του θόλου καθιστούν αυτά τα καινοτόμα σπίτια σχεδόν αδιαπέραστα από ανεμοστρόβιλους, τυφώνες και σεισμούς. Πολλοί άνθρωποι δεν μπορούν να ξεπεράσουν αυτά τα σπίτια, ωστόσο, αν και μερικοί γενναίοι (και πλούσιοι) ιδιοκτήτες σπιτιού πειραματίζονται με πιο μοντέρνα σχέδια. Ένας τέτοιος φουτουριστικός σχεδιασμός έχει υδραυλικό ανελκυστήρα για να μετακινήσετε την κατασκευή κάτω από το έδαφος πριν χτυπήσει ένας ανεμοστρόβιλος.

Ερευνητές στο Texas Tech University προτείνουν στα σπίτια σε περιοχές με κίνδυνο ανεμοστρόβιλου να κατασκευάζουν καταφύγια κατοικίας είτε από σκυρόδεμα είτε από βατό μέταλλο. Σε αντίθεση με τους τυφώνες, οι ανεμοστρόβιλοι έρχονται με λίγη προειδοποίηση και τα ενισχυμένα εσωτερικά δωμάτια μπορούν να προσφέρουν περισσότερη ασφάλεια από ένα εξωτερικό καταφύγιο καταιγίδας. Άλλες συμβουλές που προσφέρουν οι ερευνητές είναι να σχεδιάσουν το σπίτι σας μια στέγη ισχίου αντί για στέγη αετωμάτων, και όλοι πρέπει να χρησιμοποιούν ιμάντες τυφώνα για να διατηρήσουν την οροφή και τις ξύλινες ευθείες.

Για την κατασκευή σκυροδέματος, χρειάζεστε τσιμέντο και είναι γνωστό ότι η κατασκευή τσιμέντου απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης. Το εμπόριο κτιρίων είναι ένας από τους μεγαλύτερους συντελεστές στην κλιματική αλλαγή, ενώ οι κατασκευαστές τσιμέντου και οι άνθρωποι που αγοράζουν το προϊόν τους είναι μερικοί από τους μεγαλύτερους συντελεστές σε αυτό που γνωρίζουμε ότι είναι «ρύπανση αερίων θερμοκηπίου». Αναμφίβολα θα πραγματοποιηθεί έρευνα για νέες μεθόδους παραγωγής με αντίσταση από μια πολύ συντηρητική βιομηχανία, αλλά σε κάποιο σημείο οι καταναλωτές και οι κυβερνήσεις θα καταστήσουν τις νέες διαδικασίες προσιτές και απαραίτητη.

Μία εταιρεία που προσπαθεί να βρει λύσεις είναι η Calera Corporation of California. Έχουν επικεντρωθεί στην ανακύκλωση CO₂ εκπομπές στο παραγωγή τσιμέντου ανθρακικού ασβεστίου. Η διαδικασία τους χρησιμοποιεί τη χημεία που βρίσκεται στη φύση - τι σχημάτισε τους Λευκούς βράχους του Ντόβερ και τα κελύφη των θαλάσσιων οργανισμών;

Ο ερευνητής David Stone ανακάλυψε κατά λάθος ένα σκυρόδεμα με βάση το ανθρακικό σίδηρο όταν ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα. IronKast Technologies, LLC βρίσκεται στη διαδικασία εμπορίας των Ferock και Ferrocrete, κατασκευασμένων από ατσάλινη σκόνη και ανακυκλωμένο γυαλί.

Υψηλής απόδοσης σκυρόδεμα (UHPC) γνωστό ως Αγωγός^® έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία από Ο Frank Gehry στο Μουσείο του Ιδρύματος Louis Vuitton στο Παρίσι και από αρχιτέκτονες Herzog & de Meuron στο Μουσείο Τέχνης Pérez Miami (PAMM). Το ισχυρό, λεπτό σκυρόδεμα είναι ακριβό, αλλά είναι καλή ιδέα να παρακολουθείτε τι Pritzker Laureate οι αρχιτέκτονες χρησιμοποιούν, καθώς είναι συχνά οι πρώτοι πειραματιστές.

Τα πανεπιστήμια και οι κυβερνητικές οντότητες εξακολουθούν να είναι οι επωαστές για νέα υλικά, ερευνητικά και μηχανικά σύνθετα με διαφορετικές ιδιότητες και καλύτερες λύσεις. Και δεν είναι απλώς συγκεκριμένο - το Εργαστήριο Ναυτικής Έρευνας των ΗΠΑ έχει εφεύρει ένα γυαλί υποκατάστατο, ένα διαφανές, σκληρό κεραμικό κεραμικό που ονομάζεται spinel (MgAl₂Ο₄). Ερευνητές στα MIT's Κόμβος αειφορίας σκυροδέματος επικεντρώνουν επίσης την προσοχή τους στο τσιμέντο και τη μικρο-υφή του - καθώς και στην σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας αυτών των νέων και ακριβών προϊόντων.

Η οικοδόμηση ενός σπιτιού για να αντέχει την οργή της φύσης δεν είναι απλή εργασία. Η διαδικασία δεν είναι μόνο πρόβλημα κατασκευής ή σχεδιασμού. Οι ειδικοί κατασκευαστές μπορούν να ειδικευτούν σε μονωμένα σκυροδέματα (ICF), και ακόμη και να δώσουν στα τελικά προϊόντα τους ονόματα ασφαλούς όπως Φρουρά Tornado, αλλά οι αρχιτέκτονες μπορούν να σχεδιάσουν όμορφα κτίρια με τεκμηριωμένες προδιαγραφές υλικού για χρήση από τους κατασκευαστές. Δύο ερωτήσεις για να ρωτήσετε εάν δεν εργάζεστε με έναν αρχιτέκτονα είναι 1. Η κατασκευαστική εταιρεία έχει αρχιτέκτονες στο προσωπικό; και 2. Έχει χρηματοδοτήσει η εταιρεία κάποιο από τα ερευνητικά τεστ; Ο επαγγελματικός τομέας της αρχιτεκτονικής είναι κάτι περισσότερο από σκίτσα και κάτοψεις. Το Texas Tech University προσφέρει ακόμη και διδακτορικό. στην Αιολική Επιστήμη και Μηχανική.

• Ενσωματωμένος σύνδεσμος φωτογραφιών του ανεμοστρόβιλου της Γεωργίας από τον Mike Moore / FEMA Photo
• Έρευνα Stel Shelter και Συνήθεις ερωτήσεις για το Stel Shelter, National Wind Institute, Texas Tech University [πρόσβαση στις 20 Νοεμβρίου 2017]
• Συνοπτική έκθεση σχετικά με το Debris Impact Testing στο Texas Tech University, που προετοιμάστηκε από το Wind Science and Engineering Research Center, Ιούνιος 2003, PDF στο https://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/DIF_reports.pdf [πρόσβαση στις 20 Νοεμβρίου 2017]
• Οδηγίες για Αντιανεμικό Οικιστικό Σχέδιο, Κατασκευή & Μετριασμός, Larry J. Tanner, P.E., NWI Research Assistant Assistant, Debris Impact Facility, National Wind Institute, Texas Tech University, PDF στο http://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/GuidanceforWindResistantResidentialDesign.pdf [πρόσβαση στις 20 Νοεμβρίου 2017]
• "Οι μέθοδοι κατασκευής απόδειξης τυφώνα μπορούν να αποτρέψουν την καταστροφή των κοινοτήτων", Zach Mortice, Redshift από το AutoDesk, 9 Νοεμβρίου 2017, https://www.autodesk.com/redshift/hurricane-proof-construction-methods-can-save-buildings-communities/ [πρόσβαση στις 20 Νοεμβρίου 2017]