Bygg for å motstå stormer

Når orkaner og tyfoner hyler, er den største faren for mennesker og eiendommer rusk. Båret med så intens hastighet, vil en 2 x 4 trelast bli et missil som kan skive gjennom veggene. Da en EF2-tornado flyttet gjennom sentrum av Georgia i 2008, ble et brett fra en markise dratt av, tok fly over gaten og impalerte seg dypt inn i en tilstøtende massiv betongmur. FEMA forteller oss at dette er en vanlig vindrelatert hendelse og anbefaler bygging av trygge rom.

Forskere kl National Wind Institute of Texas Tech University i Lubbock har bestemt at betongvegger er sterke nok til å motstå flygende rusk fra orkaner og tornadoer. Ifølge funnene deres, er hus laget av betong mye mer stormfast enn hus konstruert av tre eller til og med trebolter med stålplater. Konsekvensene av disse forskningsstudiene endrer måten vi bygger på.

De Avfallsanlegg på Texas Tech er kjent for sin pneumatiske kanon, en enhet som kan lanseres forskjellige materialer i forskjellige størrelser i forskjellige hastigheter. Kanonen er i et laboratorium, et kontrollert miljø,

For å duplisere orkanliknende forhold i laboratoriet, skjøt forskere veggseksjoner med 15-kilos 2 x 4 trelastmissiler på opptil 100 mph, og simulerte rusk som ble båret i en 250 mph vind. Disse forholdene dekker alle bortsett fra de alvorligste tornadoer. Vindhastigheter for orkaner er mindre enn hastighetene som er modellert her. Missiltester designet for å demonstrere skade fra orkaner bruker et 9-kilos missil som reiser rundt 34 mph.

Forskere testet 4 x 4-fots seksjoner av betongblokk, flere typer isolerende betongformer, stålbolter og trebolter for å rangere ytelsen i høy vind. Seksjonene var ferdige som de ville være i et ferdigstilt hjem: gipsvegg, glassfiberisolering, kryssfinérbelegg og utvendige overflater av vinyl sidespor, leirstein, eller stukk.

Alle betongveggesystemene overlevde testene uten strukturelle skader. Lette stål- og treboltevegger bød imidlertid liten eller ingen motstand mot "missilet". De 2 x 4 dratt gjennom dem.

Intertek, et kommersielt produkt- og ytelsestestingfirma, har også forsket med sin egen kanon hos Architectural Testing Inc. De peker på at sikkerheten til et "betonghjem" kan være villedende hvis huset er bygget med uarmert betongblokk, som gir noen beskyttelse men ikke totalt.

Forsterket betonghus har bevist sin vindmotstand i feltet under tornadoer, orkaner og tyfoner. I Urbana, Illinois, sto et hjem konstruert med isolerende betongformer (ICF) mot en tornado fra 1996 med minimal skade. I Liberty City-området i Miami overlevde flere konkrete hjem orkanen Andrew i 1992. I begge tilfeller ble nabohjemmene ødelagt. Høsten 2012 blåste orkanen Sandy fra hverandre de eldre trebyggeboligene på New Jersey-kysten, lar alene de nyere rekkehusene bygges med isolerende betongformer.

Monolitiske kupler, som er laget av betong og armeringsjern i ett stykke, har vist seg spesielt sterke. Den robuste betongkonstruksjonen kombinert med kuppelformen gjør disse innovative hjemmene nesten ugjennomtrengelige for tornadoer, orkaner og jordskjelv. Mange mennesker kan ikke komme over utseendet til disse hjemmene, selv om noen modige (og velstående) huseiere eksperimenterer med mer moderne design. En slik futuristisk design har en hydraulisk løft å faktisk flytte strukturen under bakken før en tornado slår til.

Forskere ved Texas Tech University anbefaler at hus i tornadoutsatte områder bygger tilfluktsrom av enten betong eller tungmetallplate. I motsetning til orkaner, kommer tornadoer med lite advarsel, og forsterkede innvendige rom kan tilby mer sikkerhet enn et utvendig stormskinn. Andre råd forskere tilbyr er å designe hjemmet ditt et hoftetak i stedet for et gaveltak, og alle bør bruke orkanstropper for å holde taket på og tømmeret rett.

For å lage betong trenger du sement, og det er velkjent at produksjonen av sement frigjør store mengder karbondioksid ut i atmosfæren under oppvarmingsprosessen. Byggehandelen er en av de største bidragsyterne til klimaendringene, og det er sementprodusenter og menneskene som kjøper produktet sitt noen av de største bidragsyterne til det vi vet er "klimagassforurensning." Forskning på nye produksjonsmetoder vil uten tvil bli oppfylt med motstand fra en veldig konservativ industri, men på et tidspunkt vil forbrukere og myndigheter gjøre nye prosesser rimelige og nødvendig.

Et selskap som prøver å finne løsninger er Calera Corporation i California. De har fokusert på gjenvinning av CO₂ utslipp til produksjon av kalsiumkarbonatsement. Prosessen deres bruker kjemien som finnes i naturen - hva dannet White Cliffs of Dover og skjellene fra marine organismer?

Forsker David Stone oppdaget tilfeldigvis en jernkarbonatbasert betong da han var hovedfagsstudent ved University of Arizona. IronKast Technologies, LLC er i ferd med å kommersialisere Ferock og Ferrocrete, laget av stålstøv og resirkulert glass.

Ultrahøy ytelse betong (UHPC) kjent som ductal^® har blitt brukt av Frank Gehry i Louis Vuitton Foundation Museum i Paris og av arkitekter Herzog & de Meuron i Pérez kunstmuseum Miami (PAMM). Den sterke, tynne betongen er dyr, men det er lurt å se hva Pritzker-prisvinneren arkitekter bruker, da de ofte er de første eksperimentene.

Universiteter og myndigheter er fortsatt inkubatorer for nye materialer, forsknings- og prosjekteringskompositter med forskjellige egenskaper og bedre løsninger. Og det er ikke bare konkret - U.S. Naval Research Laboratory har oppfunnet et glasserstatning, et gjennomsiktig, tøft-som-rustningskeramikk kalt spinel (MgAl₂O₄). Forskere ved MITs Betong bærekraftknutepunkt konsentrerer seg også om sement og dens mikrotextur - så vel som kostnadseffektiviteten til disse nye og dyre produktene.

Å bygge et hjem for å motstå naturens raseri er ikke en enkel oppgave. Prosessen er verken et konstruksjons- eller designproblem alene. Egendefinerte byggherrer kan spesialisere seg i isolerte betongormer (ICF), og til og med gi sluttproduktene sine trygge navn som Tornado Guard, men arkitekter kan designe vakre bygninger med evidensbaserte materialspesifikasjoner som byggherrer kan bruke. To spørsmål du kan stille om du ikke jobber med en arkitekt er 1. Har byggefirmaet arkitekter i stab? og 2. Har selskapet sponset noen av forskningstestingene økonomisk? Det profesjonelle arkitekturfeltet er mer enn skisser og planløsninger. Texas Tech University tilbyr til og med en doktorgrad. i vindvitenskap og ingeniørfag.

• Inline fotolink av Georgia tornado av Mike Moore / FEMA Photo
• Storm Shelter Research og Ofte stilte spørsmål om Storm Shelter, National Wind Institute, Texas Tech University [åpnet 20. november 2017]
• En sammendragsrapport om Debris Impact Testing ved Texas Tech University, utarbeidet av Wind Science and Engineering Research Center, juni 2003, PDF på https://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/DIF_reports.pdf [åpnet 20. november 2017]
• Veiledning for vindbestandig design, konstruksjon og avbøtning, Larry J. Tanner, P.E., NWI Research Assistant Professor, Debris Impact Facility, National Wind Institute, Texas Tech University, PDF at http://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/GuidanceforWindResistantResidentialDesign.pdf [åpnet 20. november 2017]
• "Orkansikre byggemetoder kan forhindre ødeleggelse av lokalsamfunn," Zach Mortice, Redshift av AutoDesk, 9. november 2017, https://www.autodesk.com/redshift/hurricane-proof-construction-methods-can-save-buildings-communities/ [åpnet 20. november 2017]