Concrete huizen - wat het onderzoek zegt

Wanneer orkanen en tyfoons huilen, is het grootste gevaar voor mensen en eigendommen vliegend puin. Met zo'n hoge snelheid gedragen, wordt een stuk hout van 2 x 4 een raket die door muren kan snijden. Toen een EF2-tornado in 2008 door centraal Georgië trok, werd een plank van een zonnescherm afgescheurd, vloog de straat over en spootte zich diep in een aangrenzende massieve betonnen muur. FEMA vertelt ons dat dit een veel voorkomend windgerelateerd evenement is en beveelt aan om veilige kamers te bouwen.

Onderzoekers van het National Wind Institute van Texas Tech University in Lubbock hebben vastgesteld dat betonnen muren sterk genoeg zijn om vliegend puin 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 onderzoeksstudie

De Debris Impact Facility bij Texas Tech staat bekend om zijn pneumatische kanon, een apparaat dat verschillende materialen van verschillende grootte met verschillende snelheden kan lanceren. Het kanon bevindt zich in een laboratorium, een gecontroleerde omgeving,

Om orkaan-achtige omstandigheden in het laboratorium te dupliceren, schoten onderzoekers wandsecties met 15-pond 2 x 4 hout "raketten" op maximaal 100 mph, simuleren puin gedragen in een 250 mph wind. Deze voorwaarden omvatten alle behalve de ernstigste tornado's. De windsnelheden van de orkaan zijn lager dan de hier gemodelleerde snelheden. Raketproeven die zijn ontworpen om schade door orkanen aan te tonen, gebruiken een 9-pond raket die ongeveer 34 mph reist.

Onderzoekers testten 4 x 4-voet secties van betonblok, verschillende soorten isolerende betonnen vormen, stalen stijlen en houten stijlen om de prestaties bij sterke wind te beoordelen. De secties werden afgewerkt zoals ze in een voltooide woning zouden zijn: gipsplaten, glasvezelisolatie, multiplexmantel en buitenafwerkingen van vinylbeplating, baksteen of stucwerk.

Alle betonnen wandsystemen hebben de tests overleefd zonder structurele schade. Lichtgewicht stalen en houten noppenwanden boden echter weinig of geen weerstand tegen de 'raket'. De 2 x 4 scheurden erdoorheen.

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

aanbevelingen

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

Monolithische koepels, gemaakt van beton en betonstaal uit één stuk, zijn bijzonder sterk gebleken. De stevige 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. Eén zo'n futuristisch ontwerp heeft een hydraulische lift om de structuur onder de grond te bewegen voordat een tornado toeslaat.

Onderzoekers van de Texas Tech University bevelen aan dat huizen in tornado-gevoelige gebieden in-residence schuilplaatsen bouwen van beton of plaatstaal. In tegenstelling tot orkanen hebben tornado's weinig waarschuwing en versterkte binnenruimtes bieden meer veiligheid dan een stormopvang buiten. Ander advies dat onderzoekers aanbieden is om je huis te ontwerpen met een heupdak in plaats van een zadeldak, en iedereen zou orkaanriemen moeten gebruiken om het dak op en het hout recht te houden.

Beton en klimaatverandering - Meer onderzoek

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

Een bedrijf dat oplossingen probeert te vinden is Calera Corporation uit Californië. Ze hebben zich gericht op het recyclen van CO₂ uitstoot bij de productie van calciumcarbonaatcement. Hun proces maakt gebruik van de chemie die in de natuur wordt gevonden - wat de White Cliffs of Dover en de schelpen van mariene organismen vormde?

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

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

Universiteiten en overheidsinstanties blijven de incubators voor nieuwe materialen, onderzoek en engineering van composieten met verschillende eigenschappen en betere oplossingen. En het is niet alleen concreet - het US Naval Research Laboratory heeft een glasvervanger uitgevonden, een transparant, taai als pantserkeramiek genaamd spinel (MgAl₂O₄). Onderzoekers van de Concrete Sustainability Hub van MIT concentreren hun aandacht ook op cement en zijn microtextuur, evenals de kosteneffectiviteit van deze nieuwe en dure producten.