Bangun untuk Menahan Badai

Ketika angin topan dan angin topan melolong, bahaya terbesar bagi manusia dan properti adalah puing-puing terbang. Dibawa dengan kecepatan yang sangat kuat, sepotong kayu berukuran 2 x 4 akan menjadi rudal yang dapat memotong dinding. Ketika tornado EF2 bergerak melalui Georgia tengah pada 2008, sebuah papan dari sebuah tenda robek, terbang ke seberang jalan, dan menusuk dirinya sendiri ke dalam dinding beton padat yang berdekatan. FEMA memberi tahu kami bahwa ini adalah acara terkait angin yang umum dan merekomendasikan membangun kamar yang aman.

Peneliti di PT Institut Angin Nasional Texas Tech University di Lubbock telah menentukan bahwa dinding beton cukup kuat untuk menahan puing-puing terbang dari badai dan tornado. Menurut temuan mereka, rumah yang terbuat dari beton jauh lebih tahan badai daripada rumah yang dibangun dari kayu atau bahkan kancing kayu dengan pelat baja. Konsekuensi dari studi penelitian ini mengubah cara kita membangun.

Itu Fasilitas Dampak Puing di Texas Tech

Untuk menduplikasi kondisi seperti badai di laboratorium, para peneliti menembak bagian dinding dengan "rudal" kayu seberat 15 x 2 x 4 hingga 100 mph, mensimulasikan puing-puing yang dibawa dalam angin 250 mph. Kondisi ini mencakup semua kecuali tornado yang paling parah. Kecepatan angin badai kurang dari kecepatan yang dimodelkan di sini. Tes rudal yang dirancang untuk menunjukkan kerusakan akibat badai menggunakan rudal seberat 9 pon yang berjalan sekitar 34 mph.

Peneliti menguji 4 x 4-bagian balok beton, beberapa jenis isolasi beton, kancing baja, dan kancing kayu untuk menilai kinerja di angin kencang. Bagian-bagian itu selesai karena mereka akan berada di rumah yang lengkap: drywall, insulasi fiberglass, selubung kayu lapis, dan lapisan luar dari berpihak vinil, bata tanah liat, atau plesteran.

Semua sistem dinding beton selamat dari pengujian tanpa kerusakan struktural. Namun, baja ringan dan dinding kayu menawarkan sedikit atau tidak ada perlawanan terhadap "rudal". 2 x 4 menembus mereka.

Intertek, sebuah produk komersial dan perusahaan pengujian kinerja, juga telah melakukan penelitian dengan kanon mereka sendiri di Architectural Testing Inc. Mereka menunjukkan bahwa keamanan "rumah beton" dapat menipu jika rumah itu dibangun blok beton yang tidak diperkuat, yang menawarkan beberapa perlindungan tapi tidak total.

Diperkuat rumah beton telah membuktikan ketahanan angin mereka di lapangan selama tornado, angin topan, dan topan. Di Urbana, Illinois, sebuah rumah yang dibangun dengan bentuk beton isolasi (ICF) menahan tornado 1996 dengan kerusakan minimal. Di daerah Liberty City di Miami, beberapa rumah berbentuk beton selamat dari Topan Andrew pada tahun 1992. Dalam kedua kasus itu, rumah-rumah tetangga hancur. Pada musim gugur 2012, Badai Sandy menghancurkan rumah-rumah konstruksi kayu yang lebih tua di pantai New Jersey, menyisakan townhouse yang lebih baru dibangun dengan bentuk beton isolasi.

Kubah monolitik, yang terbuat dari beton dan rebar utuh, telah terbukti sangat kuat. Konstruksi beton yang kokoh dikombinasikan dengan bentuk kubah membuat rumah-rumah inovatif ini hampir tahan terhadap tornado, angin topan, dan gempa bumi. Namun, banyak orang tidak dapat mengabaikan tampilan rumah-rumah ini, meskipun beberapa pemilik rumah yang berani (dan kaya) sedang bereksperimen dengan desain yang lebih modern. Salah satu desain futuristik tersebut memiliki lift hidrolik untuk benar-benar memindahkan struktur di bawah tanah sebelum tornado terjadi.

Para peneliti di Texas Tech University merekomendasikan bahwa rumah-rumah di daerah rawan tornado membangun tempat tinggal di tempat tinggal baik dari beton atau lembaran logam berat. Tidak seperti badai, tornado datang dengan sedikit peringatan, dan kamar interior yang diperkuat dapat menawarkan lebih banyak keamanan daripada tempat berlindung badai eksterior. Saran lain yang ditawarkan peneliti adalah mendesain rumah Anda atap pinggul bukan atap pelana, dan setiap orang harus menggunakan tali angin topan untuk menjaga atap tetap lurus dan kayu yang lurus.

Untuk membuat beton, Anda membutuhkan semen, dan sudah diketahui bahwa pembuatan semen melepaskan jumlah besar karbon dioksida ke atmosfer selama proses pemanasan. Perdagangan bangunan adalah salah satu kontributor terbesar untuk perubahan iklim, dan pembuat semen dan orang-orang yang membeli produk mereka beberapa kontributor terbesar pada apa yang kita ketahui sebagai "polusi gas rumah kaca." Penelitian tentang metode produksi baru tidak diragukan lagi akan dipenuhi dengan resistensi dari industri yang sangat konservatif, tetapi pada titik tertentu konsumen dan pemerintah akan membuat proses baru terjangkau dan perlu.

Salah satu perusahaan yang berusaha mencari solusi adalah Calera Corporation of California. Mereka fokus pada daur ulang CO₂ emisi ke dalam produksi semen kalsium karbonat. Proses mereka menggunakan kimia yang ditemukan di alam - apa yang membentuk White Cliffs of Dover dan cangkang organisme laut?

Peneliti David Stone secara tidak sengaja menemukan beton berbahan dasar karbonat besi ketika ia masih mahasiswa pascasarjana di Universitas Arizona. IronKast Technologies, LLC sedang dalam proses komersialisasi Ferock dan Ferrocrete, terbuat dari debu baja dan kaca daur ulang.

Ultra-high-performance concrete (UHPC) dikenal sebagai Ductal^® telah berhasil digunakan oleh Frank Gehry di Museum Yayasan Louis Vuitton di Paris dan oleh arsitek Herzog & de Meuron dalam Museum Seni Pérez Miami (PAMM). Beton yang kuat dan tipis itu mahal, tetapi ada baiknya untuk memperhatikan apa Pritzker Laureate arsitek menggunakan, karena mereka sering kali merupakan peneliti pertama.

Universitas dan entitas pemerintah terus menjadi inkubator untuk material baru, meneliti dan merekayasa komposit dengan berbagai sifat dan solusi yang lebih baik. Dan itu bukan hanya beton - Laboratorium Penelitian Angkatan Laut AS telah menemukan pengganti kaca, keramik transparan, tangguh seperti baja yang disebut spinel (MgAl₂HAI₄). Peneliti di MIT's Hub Keberlanjutan Beton juga memusatkan perhatian mereka pada semen dan mikroteksturnya - serta efektivitas biaya dari produk-produk baru dan mahal ini.

Membangun rumah untuk menahan amarah alam bukanlah tugas yang mudah. Prosesnya bukan masalah konstruksi atau desain saja. Pembangun khusus dapat berspesialisasi dalam racks beton terisolasi (ICF), dan bahkan memberikan produk akhir mereka nama yang terdengar aman seperti Tornado Guard, tetapi arsitek dapat merancang bangunan yang indah dengan spesifikasi material berbasis bukti untuk digunakan oleh pembangun. Dua pertanyaan untuk diajukan jika Anda tidak bekerja dengan arsitek adalah 1. Apakah perusahaan konstruksi memiliki arsitek staf? dan 2. Apakah perusahaan secara finansial mensponsori salah satu pengujian penelitian? Bidang profesional arsitektur lebih dari sekadar sketsa dan denah. Texas Tech University bahkan menawarkan gelar Ph. D. dalam Ilmu dan Teknik Angin.

• Tautan foto sebaris tornado Georgia oleh Mike Moore / FEMA Photo
• Penelitian Storm Shelter dan FAQ Storm Shelter, Institut Angin Nasional, Universitas Teknologi Texas [diakses 20 November 2017]
• Ringkasan laporan tentang Pengujian Dampak Debris di Texas Tech University, Disiapkan oleh Pusat Penelitian Sains dan Teknik Angin, Juni 2003, PDF di https://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/DIF_reports.pdf [diakses 20 November 2017]
• Panduan untuk Desain, Konstruksi & Mitigasi Tahan Angin, Larry J. Tanner, P.E., Asisten Profesor Riset NWI, Fasilitas Dampak Puing, National Wind Institute, Texas Tech University, PDF at http://www.depts.ttu.edu/nwi/research/DebrisImpact/Reports/GuidanceforWindResistantResidentialDesign.pdf [diakses 20 November 2017]
• "Metode Konstruksi Badai-Bukti Dapat Mencegah Penghancuran Komunitas," Zach Mortice, Redshift oleh AutoDesk, 9 November 2017, https://www.autodesk.com/redshift/hurricane-proof-construction-methods-can-save-buildings-communities/ [diakses 20 November 2017]