Costruisci per resistere alle tempeste

Quando uragani e tifoni ululano, il pericolo più grande per le persone e le proprietà è la caduta di detriti. Trasportato a una velocità così intensa, un pezzo di legname 2 x 4 diventerà un missile che può tagliare le pareti. Quando un tornado EF2 si è spostato attraverso la Georgia centrale nel 2008, una tavola da una tenda è stata strappata via, ha preso il volo dall'altra parte della strada e si infilò in profondità in un muro di cemento solido adiacente. FEMA ci dice che questo è un evento comune legato al vento e raccomanda il costruzione di stanze sicure.

Ricercatori presso il National Wind Institute della Texas Tech University a Lubbock hanno stabilito che i muri di cemento sono abbastanza forti per resistere a detriti volanti da uragani e tornado. Secondo i loro risultati, le case in cemento sono molto più resistenti alle tempeste rispetto alle case costruite in legno o anche con borchie in legno con piastre in acciaio. Le ramificazioni di questi studi di ricerca stanno cambiando il modo in cui costruiamo.

Il Impianto di impatto dei detriti presso la Texas Tech è noto per il suo cannone pneumatico, un dispositivo in grado di lanciarsi vari materiali di diverse dimensioni a diverse velocità. Il cannone è in un laboratorio, un ambiente controllato,

Per duplicare le condizioni simili agli uragani in laboratorio, i ricercatori hanno sparato a sezioni di pareti con "missili" da 15 libbre 2 x 4 legname a una velocità massima di 100 mph, simulando detriti trasportati da un vento di 250 mph. Queste condizioni coprono tutti tranne i tornado più gravi. Le velocità del vento dell'uragano sono inferiori a quelle modellate qui. I test missilistici progettati per dimostrare il danno causato dagli uragani utilizzano un missile da 9 libbre che viaggia a circa 34 mph.

I ricercatori hanno testato sezioni di 4 x 4 piedi di blocchi di calcestruzzo, diversi tipi di forme di calcestruzzo isolanti, borchie in acciaio e borchie in legno per valutare le prestazioni in presenza di forti venti. Le sezioni erano finite come sarebbero state in una casa completa: muro a secco, isolamento in fibra di vetro, rivestimento in compensato e finiture esterne di rivestimenti in vinile, mattone di argilla, o stucco.

Tutti i sistemi di pareti in cemento sono sopravvissuti ai test senza danni strutturali. Le pareti in acciaio leggero e borchie di legno, tuttavia, offrivano poca o nessuna resistenza al "missile". I 2 x 4 li attraversarono.

Intertek, una società commerciale di test sui prodotti e le prestazioni, ha anche svolto ricerche con il proprio canone presso Architectural Testing Inc. Sottolineano che la sicurezza di una "casa di cemento" può essere ingannevole se la casa è costruita con blocco di cemento non armato, che offre alcune protezioni ma non totale.

Rinforzate case di cemento hanno dimostrato la loro resistenza al vento sul campo durante tornado, uragani e tifoni. A Urbana, nell'Illinois, una casa costruita con forme isolanti di calcestruzzo (ICF) ha resistito a un tornado del 1996 con danni minimi. Nella zona di Liberty City a Miami, diverse case in cemento sono sopravvissute all'uragano Andrew nel 1992. In entrambi i casi, le case vicine furono distrutte. Nell'autunno del 2012, l'uragano Sandy ha distrutto le vecchie case in legno sulla costa del New Jersey, lasciando da solo le nuove case costruite con forme isolanti di cemento.

Le cupole monolitiche, che sono fatte di cemento e tondo per cemento armato in un unico pezzo, si sono dimostrate particolarmente forti. La robusta costruzione in cemento unita alla forma a cupola rendono queste case innovative quasi impermeabili a tornado, uragani e terremoti. Molte persone non riescono a superare l'aspetto di queste case, anche se alcuni proprietari di case coraggiosi (e ricchi) stanno sperimentando progetti più moderni. Uno di questi design futuristico ha un ascensore idraulico per spostare effettivamente la struttura sotto il suolo prima che un tornado colpisca.

I ricercatori della Texas Tech University raccomandano che le case nelle aree a rischio di tornado costruiscano rifugi residenziali di cemento o lamiera spessa. A differenza degli uragani, i tornado arrivano con pochi avvertimenti e le sale interne rinforzate possono offrire più sicurezza di un rifugio antivento esterno. Altro consiglio che i ricercatori offrono è di progettare la tua casa un tetto a padiglione invece di un tetto a due falde, e tutti dovrebbero usare cinturini anti uragano per mantenere il tetto e i legni dritti.

Per produrre calcestruzzo, è necessario il cemento ed è risaputo che la produzione di cemento ne rilascia grandi quantità anidride carbonica nell'atmosfera durante il processo di riscaldamento. Il settore edile è uno dei maggiori contribuenti ai cambiamenti climatici e lo sono i produttori di cemento e le persone che acquistano il loro prodotto alcuni dei maggiori contribuenti a quello che sappiamo essere "inquinamento da gas serra". La ricerca su nuovi metodi di produzione sarà senza dubbio soddisfatta con resistenza da parte di un'industria molto conservatrice, ma a un certo punto i consumatori e i governi renderanno i nuovi processi accessibili e necessario.

Una società che cerca di trovare soluzioni è Calera Corporation of California. Si sono concentrati sul riciclaggio di CO₂ emissioni nel produzione di un cemento carbonato di calcio. Il loro processo utilizza la chimica che si trova in natura: che cosa hanno formato le Bianche scogliere di Dover e le conchiglie degli organismi marini?

Il ricercatore David Stone ha scoperto per caso un calcestruzzo a base di carbonato di ferro quando era uno studente laureato all'Università dell'Arizona. IronKast Technologies, LLC è in procinto di commercializzare Ferock e Ferrocrete, realizzati con polvere di acciaio e vetro riciclato.

Calcestruzzo ad altissime prestazioni (UHPC) noto come duttale^® è stato usato con successo da Frank Gehry nel Museo della Louis Vuitton Foundation a Parigi e dagli architetti Herzog & de Meuron nel Pérez Art Museum Miami (PAMM). Il cemento forte e sottile è costoso, ma è una buona idea guardare cosa Laureato Pritzker gli architetti stanno usando, poiché spesso sono i primi sperimentatori.

Le università e gli enti governativi continuano ad essere gli incubatori di nuovi materiali, ricerca e ingegneria di compositi con proprietà diverse e soluzioni migliori. E non è solo concreto: il US Naval Research Laboratory ha inventato un sostituto del vetro, una ceramica trasparente, resistente come l'armatura chiamata spinello (MgAl₂O₄). Ricercatori del MIT Hub di sostenibilità concreto stanno inoltre concentrando la loro attenzione sul cemento e sulla sua microtexture, nonché sull'efficacia in termini di costi di questi nuovi e costosi prodotti.

Costruire una casa per resistere alla furia della natura non è un compito semplice. Il processo non è né un problema di costruzione né di progettazione da solo. I costruttori personalizzati possono specializzarsi in rorm in cemento coibentato (ICF) e persino dare ai loro prodotti finali nomi dal suono sicuro come Guardia del tornado, ma gli architetti possono progettare splendidi edifici con specifiche dei materiali basate sull'evidenza che i costruttori possono utilizzare. Due domande da porre se non si lavora con un architetto sono 1. La società di costruzioni ha architetti nel personale? e 2. La società ha sponsorizzato finanziariamente qualcuno dei test di ricerca? Il campo professionale dell'architettura è più che schizzi e planimetrie. La Texas Tech University offre anche un dottorato di ricerca. in scienze e ingegneria del vento.

• Link fotografico in linea del tornado della Georgia di Mike Moore / FEMA Photo
• Ricerca sul rifugio antivento e Domande frequenti su Storm Shelter, National Wind Institute, Texas Tech University [accesso al 20 novembre 2017]
• Un rapporto di sintesi sui test di impatto sui detriti presso la Texas Tech University, preparato dal Centro di ricerca scientifica e ingegneristica, giugno 2003, PDF a https://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/DIF_reports.pdf [accesso al 20 novembre 2017]
• Guida per progettazione, costruzione e mitigazione residenziali resistenti al vento, 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 [accesso al 20 novembre 2017]
• "I metodi di costruzione a prova di uragano possono prevenire la distruzione delle comunità", Zach Mortice, Redshift di AutoDesk, 9 novembre 2017, https://www.autodesk.com/redshift/hurricane-proof-construction-methods-can-save-buildings-communities/ [accesso al 20 novembre 2017]