Bauen, um Stürmen standzuhalten

Wenn Hurrikane und Taifune heulen, besteht die größte Gefahr für Menschen und Eigentum darin, Trümmer zu fliegen. Mit einer so hohen Geschwindigkeit wird ein 2 x 4 Stück Holz zu einer Rakete, die durch Wände schneiden kann. Als sich 2008 ein EF2-Tornado durch Zentralgeorgien bewegte, wurde ein Brett von einer Markise abgerissen, flog über die Straße und spießte sich tief in eine angrenzende massive Betonwand auf. Die FEMA teilt uns mit, dass dies ein häufiges windbezogenes Ereignis ist, und empfiehlt das Bau von sicheren Räumen.

Forscher bei das National Wind Institute der Texas Tech University in Lubbock haben festgestellt, dass Betonwände stark genug sind, um fliegenden Trümmern von Hurrikanen und Tornados standzuhalten. Nach ihren Erkenntnissen sind Häuser aus Beton viel sturmsicherer als Häuser aus Holz oder sogar Holzpfosten mit Stahlplatten. Die Auswirkungen dieser Forschungsstudien verändern die Art und Weise, wie wir bauen.

Das Debris Impact Facility bei Texas Tech

Um die Hurrikan-ähnlichen Bedingungen im Labor zu duplizieren, schossen die Forscher Wandabschnitte mit 15-Pfund-2 x 4-Holz- "Raketen" mit einer Geschwindigkeit von bis zu 100 Meilen pro Stunde und simulierten dabei Trümmer, die bei einem Wind von 250 Meilen pro Stunde getragen wurden. Diese Bedingungen decken alle bis auf die schwersten Tornados ab. Hurrikanwindgeschwindigkeiten sind geringer als die hier modellierten Geschwindigkeiten. Raketentests zum Nachweis von Schäden durch Hurrikane verwenden eine 9-Pfund-Rakete, die sich mit einer Geschwindigkeit von 34 Meilen pro Stunde bewegt.

Die Forscher testeten 4 x 4 Fuß große Abschnitte eines Betonblocks, verschiedene Arten von isolierenden Betonformen, Stahlbolzen und Holzbolzen, um die Leistung bei starkem Wind zu bewerten. Die Abschnitte wurden wie in einem fertigen Haus fertiggestellt: Trockenbau, Glasfaserisolierung, Sperrholzummantelung und Außenveredelung von Vinyl Abstellgleis, Lehmziegel oder Stuck.

Alle Betonwandsysteme überlebten die Tests ohne strukturelle Schäden. Leichte Stahl- und Holzpfostenwände boten der "Rakete" jedoch wenig oder keinen Widerstand. Die 2 x 4 rissen durch sie hindurch.

Intertek, ein kommerzielles Unternehmen für Produkt- und Leistungstests, hat bei Architectural Testing Inc. ebenfalls mit einem eigenen Kanon geforscht. Sie weisen darauf hin, dass die Sicherheit eines "Betonhauses" täuschen kann, wenn das Haus mit gebaut wird unbewehrter Betonblock, der einige Schutzmaßnahmen bietet aber nicht total.

Verstärkt Betonhäuser haben ihre Windbeständigkeit auf dem Feld bei Tornados, Hurrikanen und Taifunen bewiesen. In Urbana, Illinois, hielt ein Haus mit isolierenden Betonformen (ICFs) einem Tornado von 1996 mit minimalem Schaden stand. In der Gegend von Liberty City in Miami überlebten 1992 mehrere Häuser in Betonform den Hurrikan Andrew. In beiden Fällen wurden benachbarte Häuser zerstört. Im Herbst 2012 hat der Hurrikan Sandy die älteren Holzbauhäuser an der Küste von New Jersey in die Luft gesprengt. Lassen Sie die neueren Stadthäuser mit isolierenden Betonformen in Ruhe.

Als besonders stark haben sich monolithische Kuppeln erwiesen, die aus Beton und Bewehrung in einem Stück bestehen. Die robuste Betonkonstruktion in Kombination mit der Kuppelform macht diese innovativen Häuser nahezu unempfindlich gegen Tornados, Hurrikane und Erdbeben. Viele Menschen kommen jedoch nicht über das Aussehen dieser Häuser hinweg, obwohl einige mutige (und wohlhabende) Hausbesitzer mit moderneren Designs experimentieren. Ein solches futuristisches Design hat einen hydraulischen Aufzug um die Struktur tatsächlich unter die Erde zu bewegen, bevor ein Tornado zuschlägt.

Forscher der Texas Tech University empfehlen, dass Häuser in von Tornados betroffenen Gebieten Schutzräume aus Beton oder dickem Blech bauen. Im Gegensatz zu Hurrikanen sind Tornados wenig gewarnt, und verstärkte Innenräume bieten mehr Sicherheit als ein äußerer Sturmschutz. Andere Ratschläge, die Forscher anbieten, sind, Ihr Zuhause mit zu gestalten ein Walmdach anstelle eines Satteldachs, und jeder sollte Hurrikanbänder verwenden, um das Dach und die Hölzer gerade zu halten.

Um Beton herzustellen, benötigen Sie Zement, und es ist bekannt, dass bei der Herstellung von Zement große Mengen an Zement freigesetzt werden Kohlendioxid in die Atmosphäre während des Erhitzungsprozesses. Der Bauhandel leistet einen der größten Beiträge zum Klimawandel, und Zementhersteller und die Menschen, die ihre Produkte kaufen, sind es Einige der größten Beiträge zu dem, was wir als "Treibhausgasverschmutzung" kennen. Die Forschung an neuen Produktionsmethoden wird zweifellos erfüllt sein mit dem Widerstand einer sehr konservativen Industrie, aber irgendwann werden Verbraucher und Regierungen neue Prozesse erschwinglich machen und notwendig.

Ein Unternehmen, das nach Lösungen sucht, ist die Calera Corporation aus Kalifornien. Sie haben sich auf das Recycling von CO konzentriert₂ Emissionen in die Herstellung eines Calciumcarbonat-Zements. Ihr Prozess nutzt die in der Natur vorkommende Chemie - was bildete die White Cliffs of Dover und die Schalen von Meeresorganismen?

Der Forscher David Stone entdeckte als Doktorand an der Universität von Arizona versehentlich einen Beton auf Eisencarbonatbasis. IronKast Technologies, LLC ist dabei, Ferock und Ferrocrete aus Stahlstaub und recyceltem Glas zu vermarkten.

Ultrahochleistungsbeton (UHPC) bekannt als Duktal^® wurde erfolgreich von verwendet Frank Gehry im Museum der Louis Vuitton Foundation in Paris und von Architekten Herzog & de Meuron in dem Pérez Art Museum Miami (PAMM). Der starke, dünne Beton ist teuer, aber es ist eine gute Idee, zu beobachten, was die Pritzker-Preisträger Architekten verwenden, da sie oft die ersten Experimentatoren sind.

Universitäten und Regierungsstellen sind weiterhin die Inkubatoren für neue Materialien, forschen und konstruieren Verbundwerkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften und besseren Lösungen. Und es ist nicht nur Beton - das US Naval Research Laboratory hat einen Glasersatz erfunden, eine transparente, rüstungsharte Keramik namens Spinell (MgAl)₂Ö₄). Forscher am MIT Concrete Sustainability Hub konzentrieren ihre Aufmerksamkeit auch auf Zement und seine Mikrotextur - sowie auf die Wirtschaftlichkeit dieser neuen und teuren Produkte.

Ein Haus zu bauen, um der Wut der Natur standzuhalten, ist keine einfache Aufgabe. Der Prozess ist weder ein Konstruktions- noch ein Designproblem allein. Kundenspezifische Bauherren können sich auf isolierte Betonschalen (ICF) spezialisieren und ihren Endprodukten sogar sicher klingende Namen geben Tornado-WacheArchitekten können jedoch schöne Gebäude mit evidenzbasierten Materialspezifikationen entwerfen, die von Bauherren verwendet werden können. Zwei Fragen, die Sie stellen sollten, wenn Sie nicht mit einem Architekten zusammenarbeiten, sind 1. Hat die Baufirma Architekten im Personal? und 2. Hat das Unternehmen einen der Forschungstests finanziell gesponsert? Das Berufsfeld der Architektur ist mehr als Skizzen und Grundrisse. Die Texas Tech University bietet sogar einen Doktortitel an. in Windwissenschaft und Windtechnik.

• Inline-Fotolink des Georgia-Tornados von Mike Moore / FEMA Photo
• Sturmschutzforschung und Storm Shelter FAQs, National Wind Institute, Texas Tech University [abgerufen am 20. November 2017]
• Ein zusammenfassender Bericht über die Prüfung der Auswirkungen von Trümmern an der Texas Tech University, erstellt vom Wind Science and Engineering Research Center, Juni 2003, PDF unter https://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/DIF_reports.pdf [abgerufen am 20. November 2017]
• Anleitung für windresistente Wohnplanung, -bau und -minderung, Larry J. Tanner, P.E., NWI-Forschungsassistent, Debris Impact Facility, Nationales Windinstitut, Texas Tech University, PDF at http://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/GuidanceforWindResistantResidentialDesign.pdf [abgerufen am 20. November 2017]
• "Hurrikansichere Konstruktionsmethoden können die Zerstörung von Gemeinschaften verhindern", Zach Mortice, Redshift von AutoDesk, 9. November 2017, https://www.autodesk.com/redshift/hurricane-proof-construction-methods-can-save-buildings-communities/ [abgerufen am 20. November 2017]