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能源解决方案

弹性:为更强烈的风暴设计家园

弹性设计的一个重要组成部分是建造能够在强烈风暴中安然无恙的房屋

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佛蒙特州基林顿附近的4号公路由于热带风暴艾琳的洪水关闭了一个多月。
图片来源:Lars Gange和Mansfield Heliflight
佛蒙特州基林顿附近的4号公路由于热带风暴艾琳的洪水关闭了一个多月。
图片来源:Lars Gange和Mansfield Heliflight
用于在基础和屋顶之间提供连续结构连接的飓风绑带和组件。
图片来源:Simpson StrongTie
准备给爱荷华州苏城的一间模块化安全屋浇筑混凝土天花板。
图片来源:戴夫·盖特利,联邦应急管理局

今年8月下旬,任何一个在佛蒙特州目睹了热带风暴艾琳肆虐的洪水的人,都切身体会到了我们在激烈的风暴和洪水中所面临的脆弱性。数百英里的道路严重受损,数十座桥梁被冲走,一些社区与外界的联系中断了数周。

佛蒙特州并不孤单。根据该多机构的数据,从1958年到2007年,整个东北地区的强降雨事件(定义为所有降雨事件中最严重的1%)增加了67%美国全球变化研究项目

气候科学家告诉我们要适应它

在未来的几十年里,随着地球变暖,降水量将总体上增加——由于水体蒸发更大,从而大气中的水蒸气更多——尽管会有显著的区域差异。即使在降雨量下降的地区(例如,美国西部大部分地区的预期趋势),降雨预计也会越来越多地变成洪水。因此,我们需要为更多的艾琳飓风和随之而来的洪水做好准备。

伴随着更强的降雨,我们预计会有更强的风。其中一些风来自热带风暴,当它们的气团经过温暖的南大西洋和墨西哥湾时,其强度会被放大。其他的风将是更局部的雷暴,这是由于陆地上的气团变暖并上升为强烈的积雨云而产生的。

在沿海地区,海平面上升也会起到作用,因为沿海风暴越来越多地引发风暴潮——2005年卡特里娜飓风就发生在新奥尔良。即使海平面上升几英寸,也会极大地增加风暴潮的脆弱性。海平面上升的速度取决于格陵兰岛的冰量,科学家们对这一点的担忧远远超过了几年前。

弹性设计

底线是,我们需要改变我们建造房屋和设计社区的方式,以保护我们免受这种风暴的伤害。这是弹性设计的一个重要部分——这也是本系列博文的主题。

有很多策略可以用于抵抗风暴的建筑。下面将对其中一些进行描述。

建筑符合严格的飓风标准

在设计经得起强风的房屋时,我们应该大量借鉴他的经验迈阿密-戴德县建筑规范,其中包括大范围的规定,包括飓风系紧捆扎或剪辑提供持续不断的从基础底板结构连接到屋顶,最低2×6框架在外墙,最低19/32-inch胶合板钉屋面板6英寸的间距在面板边缘和4英寸山墙结束,和hurricane-rated带状疱疹。其他的抗风策略包括可以偏风的斜屋顶,避免悬挂很深的入口通道,以及向外打开的门,在大风时紧闭得更紧。

请注意,在强风事件中确保结构完整性的一些措施与改善能源性能或减少资源使用的策略相冲突。例如,迈阿密-戴德县飓风代码要求16英寸的2×6外墙框架,双层顶板,角落至少由三个螺栓组成——措施与之截然相反先进的框架

控制风吹雨打

充足的悬挑是让雨水远离家园的关键。我喜欢至少24英寸深的悬垂,在某些情况下甚至更多。建议用排水沟来收集雨水,用落水管和水平管道将收集的水从房子里带走。

地下室排水应包括延伸至地基底部的连续周边排水。基础墙或板边(采用板上施工)应涂防潮层,覆盖基础排水板,回填自由排水碎石。如果地形允许,周边的排水沟应排水到白天。地面应该倾斜远离房子。

墙壁的设计应该与rainscreen细节,允许捕获的水分逃逸,并为风驱动的雨提供一个压力休息,同时允许任何水分,确实渗透壁排到墙壁的基础或蒸发和逃逸。有了足够的悬挑,壁板在大多数暴风雨中都不会被淋湿。

控制雨水

更强烈的降雨事件将意味着更大的径流量,或暴雨流量。这意味着我们应该安装更大直径的暴雨下水道和涵洞。这也意味着我们需要尽我们所能,在雨水落下的地方进行渗透,这样我们就不需要运输这些水了。

后者可以通过减少不透水表面来实现,在相邻的不透水表面(如人行道和车道)之间提供渗透沟(填充碎石),安装透水路面,避免沿着车道和道路的路缘,并提供了长满草的洼地和渗透盆地,让径流扩散并渗入地下。

沿着任何水道,我们都需要考虑侵蚀风险。正如我们在佛蒙特州的热带风暴艾琳(Irene)中清楚地看到的那样,强烈的降雨事件——特别是当地面开始接近饱和时——会导致溪流和河流迅速溢出河岸。我们需要在安置房屋和附属建筑时提供这些。正确的种植可以帮助稳定河岸和抵御侵蚀。

安全的房间

在美国龙卷风和飓风最常见的地区,我们应该考虑安装安全的房间在极端大风事件中提供安全的避风港。这些是我们家里或车库里的小型掩体,固定在混凝土板上,通常是用钢筋砌块和钢梁屋顶建造的。

这样的房间通常不与房屋的墙壁相连,它们应该配备电池供电或发条收音机、手电筒等。关于安全室设计和施工的优秀信息是可以从联邦应急管理局

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在这个弹性设计系列中,我将介绍如何提高我们的家庭和社区的弹性,包括帮助我们在重大风暴或事件导致停电、取暖燃料中断或水资源短缺后良好运行的策略。我们将看到,弹性设计是一个生命安全问题,在气候不确定性和恐怖主义风险不断存在的未来,它对家庭的安全和福祉至关重要。

亚历克斯是BuildingGreen公司。《纽约时报》执行主编环境建设新闻.要跟上他的最新文章和思想,你可以注册他的Twitter账号

3评论

  1. 阿尔伯特·鲁克斯||#1

    新设计的潜力?
    亚历克斯,
    我非常喜欢大的悬挑,因为它能体现天气、能量和舒适度。悬垂问题是由于抬升损伤造成的吗?考虑分离方法来减少这些有限事件中的阻力,而不是完全放弃悬挑,这是否有意义?

  2. 亚历克斯·威尔逊||#2

    抬升与深悬垂
    是的,这是一个提升的问题。我不确定分离式设计会有什么帮助,因为悬挑通常是屋顶边缘。我也不愿意放弃一个很深的悬垂,所以我认为解决方案是过度建造——这可能意味着放弃先进的框架,或使用更坚固的桁架或椽。不幸的是,更多的抗风建筑(韧性)意味着在一些绿色特征上的妥协。在我的书中,耐久性(深悬垂)优先于资源效率(高级框架)。

  3. 阿尔伯特·鲁克斯||#3

    也许是在黑暗中摸索。
    Alex,我在想,随着脚后跟桁架的出现或提高,这可以/确实创造了一种情况,悬垂是一个附加在墙面上,即使屋顶继续。如果把墙和屋顶之间的连接处看作是“易碎的”,那将是很有趣的。这种设计是为了处理向下的荷载,但在结构的其余部分被风荷载破坏之前,屋顶板可能会从框架上脱落。

    哎呀……也许最好不要让这些东西离开....我不喜欢让屋顶板在飓风的力量下在空中飞舞。这不是一个好场景!

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