Gebouwd om stormen te weerstaan

Wanneer orkanen en tyfoons huilen, is het grootste gevaar voor mensen en eigendommen rondvliegend puin. Gedragen met zo'n intense snelheid, zal een stuk hout van 2 x 4 een raket worden die door muren kan snijden. Toen een EF2-tornado in 2008 door centraal Georgië trok, werd een bord van een luifel opgelicht, vloog over de straat en doorboorde zichzelf diep in een aangrenzende massieve betonnen muur. FEMA vertelt ons dat dit een veelvoorkomend windgerelateerd evenement is en beveelt het aan bouw van veilige kamers.

Onderzoekers bij het National Wind Institute van de Texas Tech University in Lubbock hebben vastgesteld dat betonnen muren sterk genoeg zijn om rondvliegende brokstukken van orkanen en tornado's te weerstaan. Volgens hun bevindingen zijn huizen van beton veel stormbestendiger dan huizen van hout of zelfs houten stijlen met stalen platen. De gevolgen van deze onderzoeken veranderen de manier waarop we bouwen.

De Debris Impact Facility bij Texas Tech staat bekend om zijn pneumatisch kanon, een apparaat dat kan lanceren

Om orkaanachtige omstandigheden in het laboratorium na te bootsen, schoten onderzoekers wandsecties met 15-pond 2 x 4 hout "raketten" met een snelheid van 100 mph, waarbij ze puin simuleerden dat in een wind van 250 mph werd vervoerd. Deze omstandigheden hebben betrekking op alle behalve de zwaarste tornado's. De windsnelheden van de orkaan zijn lager dan de hier gemodelleerde snelheden. Rakettests die zijn ontworpen om schade door orkanen aan te tonen, gebruiken een raket van 9 pond die ongeveer 34 mph aflegt.

Onderzoekers testten 4 x 4-voet secties van betonblokken, verschillende soorten isolerende betonvormen, stalen noppen en houten noppen om de prestaties bij harde wind te beoordelen. De secties waren afgewerkt zoals ze zouden zijn in een voltooid huis: gipsplaat, glasvezelisolatie, multiplex ommanteling en buitenafwerkingen van vinyl gevelbeplating, baksteen, of stucwerk.

Alle betonnen wandsystemen hebben de tests doorstaan ​​zonder structurele schade. Lichtgewicht stalen en houten noppenmuren boden echter weinig of geen weerstand tegen de "raket". De 2 x 4 scheurden er doorheen.

Intertek, een commercieel product- en prestatietestbedrijf, heeft ook onderzoek gedaan met hun eigen canon bij Architectural Testing Inc. Ze wijzen erop dat de veiligheid van een "betonnen huis" bedrieglijk kan zijn als het huis wordt gebouwd ongewapend betonblok, dat enige bescherming biedt maar niet totaal.

Versterkt betonnen huizen hebben hun windweerstand in het veld bewezen tijdens tornado's, orkanen en tyfoons. In Urbana, Illinois, doorstond een huis gebouwd met isolerende betonvormen (ICF's) een tornado uit 1996 met minimale schade. In het Liberty City-gebied van Miami overleefden verschillende huizen in betonvorm de orkaan Andrew in 1992. In beide gevallen werden naburige huizen vernietigd. In het najaar van 2012 blies de orkaan Sandy de oudere houten huizen aan de kust van New Jersey uit elkaar, met uitzondering van de nieuwere herenhuizen gebouwd met isolerende betonvormen.

Monolithische koepels, die zijn gemaakt van beton en beton uit één stuk, zijn bijzonder sterk gebleken. De robuuste betonnen constructie in combinatie met de koepelvorm maken deze innovatieve huizen bijna ongevoelig voor tornado's, orkanen en aardbevingen. Veel mensen kunnen het uiterlijk van deze huizen echter niet over het hoofd zien, hoewel sommige dappere (en rijke) huiseigenaren experimenteren met modernere ontwerpen. Zo'n futuristisch ontwerp heeft een hydraulische lift om de constructie daadwerkelijk onder de grond te verplaatsen voordat een tornado toeslaat.

Onderzoekers van de Texas Tech University bevelen aan dat huizen in gebieden die gevoelig zijn voor tornado's woonhuizen van beton of zwaar plaatstaal bouwen. In tegenstelling tot orkanen worden tornado's met weinig waarschuwing geleverd en versterkte binnenkamers kunnen meer veiligheid bieden dan een externe stormopvang. Andere adviezen die onderzoekers aanbieden, is om uw huis mee te ontwerpen een schilddak in plaats van een zadeldak, en iedereen zou orkaanriemen moeten gebruiken om het dak en het hout recht te houden.

Om beton te maken heb je cement nodig, en het is bekend dat bij de productie van cement grote hoeveelheden vrijkomen kooldioxide in de atmosfeer tijdens het verwarmingsproces. De bouwsector is een van de grootste bijdragers aan de klimaatverandering, en cementmakers en de mensen die hun product kopen, zijn dat ook enkele van de grootste bijdragen aan wat we kennen als "broeikasgasverontreiniging". Aan onderzoek naar nieuwe productiemethoden zal ongetwijfeld worden voldaan met weerstand van een zeer conservatieve industrie, maar op een gegeven moment zullen consumenten en overheden nieuwe processen betaalbaar maken en noodzakelijk.

Een bedrijf dat oplossingen zoekt, is Calera Corporation of California. Ze hebben zich gericht op het recyclen van CO₂ emissies in de productie van een calciumcarbonaatcement. Hun proces maakt gebruik van de chemie die in de natuur voorkomt - wat vormde de White Cliffs of Dover en de schelpen van mariene organismen?

Onderzoeker David Stone ontdekte per ongeluk een beton op basis van ijzercarbonaat toen hij afgestudeerd was aan de Universiteit van Arizona. IronKast Technologies, LLC is bezig Ferock en Ferrocrete te commercialiseren, gemaakt van staalstof en gerecycled glas.

Ultrahoogwaardig beton (UHPC) bekend als Ductaal^® is met succes gebruikt door Frank Gehry in het Louis Vuitton Foundation Museum in Parijs en door architecten Herzog & de Meuron in de Pérez Art Museum Miami (PAMM). Het sterke, dunne beton is duur, maar het is een goed idee om te kijken wat het is Pritzker-laureaat architecten gebruiken, omdat ze vaak de eerste onderzoekers zijn.

Universiteiten en overheidsinstanties blijven de broedplaatsen voor nieuwe materialen, onderzoek naar en engineering van composieten met verschillende eigenschappen en betere oplossingen. En het is niet alleen concreet - het Amerikaanse Naval Research Laboratory heeft een glasvervanger uitgevonden, een transparant, robuust keramiek genaamd spinel (MgAl₂O₄). Onderzoekers bij MIT's Concrete Duurzaamheid Hub richten hun aandacht ook op cement en de microtextuur ervan - evenals op de kosteneffectiviteit van deze nieuwe en dure producten.

Een huis bouwen om de woede van de natuur te weerstaan, is geen eenvoudige taak. Het proces is niet alleen een constructie- of ontwerpprobleem. Maatwerkbouwers kunnen zich specialiseren in geïsoleerde betonvormen (ICF) en zelfs hun eindproducten veilig klinkende namen geven, zoals Tornado Guard, maar architecten kunnen prachtige gebouwen ontwerpen met op bewijs gebaseerde materiaalspecificaties die bouwers kunnen gebruiken. Twee vragen die u moet stellen als u niet met een architect werkt, zijn 1. Heeft het bouwbedrijf architecten in dienst? en 2. Heeft het bedrijf een van de onderzoekstests financieel gesponsord? Het vakgebied architectuur is meer dan schetsen en plattegronden. Texas Tech University biedt zelfs een Ph.D. in Wind Science and Engineering.

• Inline fotolink van Georgia tornado door Mike Moore / FEMA Photo
• Storm Shelter Research en Veelgestelde vragen over Storm Shelter, National Wind Institute, Texas Tech University [geraadpleegd op 20 november 2017]
• Een samenvattend rapport over Debris Impact Testing aan de Texas Tech University, opgesteld door Wind Science and Engineering Research Center, juni 2003, PDF op https://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/DIF_reports.pdf [geraadpleegd op 20 november 2017]
• Richtlijnen voor windbestendig residentieel ontwerp, constructie en mitigatie, Larry J. Tanner, P.E., NWI Research Assistant Professor, Debris Impact Facility, National Wind Institute, Texas Tech University, PDF bij http://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/GuidanceforWindResistantResidentialDesign.pdf [geraadpleegd op 20 november 2017]
• "Orkaanbestendige constructiemethoden kunnen de vernietiging van gemeenschappen voorkomen", Zach tapgat, roodverschuiving door AutoDesk, 9 november 2017, https://www.autodesk.com/redshift/hurricane-proof-construction-methods-can-save-buildings-communities/ [geraadpleegd op 20 november 2017]