更完善的建筑规范或能提高龙卷风中的生存率

旨在抵御墨西哥湾沿岸飓风的房屋建造标准和技术,也可以增强内陆地区的龙卷风防护能力

2011年4月下旬,一场龙卷风在阿拉巴马州塔斯卡卢萨附近着陆,并向东朝着伯明翰方向肆虐,留下了一道宽达一英里多的房屋和建筑物残骸。那一天,4月27日,有 62 场龙卷风袭击了阿拉巴马州,造成 250 人死亡,23,000 所房屋受损或被毁。

在随后的几天里,布奇·格里姆斯在现场进行损失评估。格里姆斯是一名在公共和私营部门拥有三十年经验的建筑师,他已经习惯了这项工作。但是,当他检查这场风暴过后在塔斯卡卢萨办公室半英里处的残骸时,有些情况让他感到惊讶。

“我们在[龙卷风]边缘造成的破坏,可以通过简单的建造技术来避免,”格里姆斯在一次采访中说。


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上周日和周一晚上,更多的龙卷风袭击了阿肯色州和俄克拉荷马州,造成至少 35 人死亡,阿肯色州维洛尼亚小镇的景象,仿佛被巨型铁锤砸过一般。昨天,恶劣天气仍在持续,美国南部和中部的“龙卷风走廊”的居民开始讨论如何才能更好地做好准备。

答案可能就在再往南几英里的地方,那里的墨西哥湾和大西洋沿岸的社区多年来一直在适应——因气候变化而加剧的——飓风的影响(气候新闻社,2月4日)。

“相当小的改变”就能带来改变
沿海地区最强烈的飓风风速可达每小时 180 英里。飓风卡特里娜的最高风速为每小时 125 英里。根据国家飓风中心的数据,有记录以来最强烈的飓风——1980 年的艾伦——风速达到了每小时 190 英里。最强烈的龙卷风,EF-5 级,风速为每小时 200 至 250 英里。

如此强烈的龙卷风很少见,但即使是较低级别的 EF-2 或 EF-3 级龙卷风,风速也达到了每小时 100 至 150 英里。根据格里姆斯的说法,这些较低的风速,大约在飓风强度左右,是最常见的——即使在更强风暴的边缘也是如此。

“为 EF-5 级破坏进行设计可能不切实际,”他说。然而,他补充说,较弱的风暴是可以也应该进行设计的。沿海地区多年来一直在这样做。

美国国家标准与技术研究院灾害韧性负责人兼最近一份关于 2011 年密苏里州乔普林毁灭性龙卷风的报告的作者史蒂夫·考夫曼说,在考虑韧性方面,沿海州“可能在全国其他地方之前”。

乔普林报告的合著者、美国国家标准与技术研究院国家风暴减灾项目研发主管马克·莱维坦表示,尽管沿海飓风和内陆龙卷风不能以完全相同的方式进行准备,但在某些领域,使用针对这两种灾害的韧性措施可能会重叠。

莱维坦说:“建筑设计和施工,以及规范变更和实践方面的相当小的改变,可以显著提高建筑结构的抗风灾害能力。”

2011 年 5 月袭击乔普林的龙卷风造成 161 人死亡。美国国家标准与技术研究院的报告发现,乔普林的结构倒塌始于屋顶系统的破坏,导致墙壁倒塌。“现有设计信息表明,这些建筑的屋顶连接足以承受规范水平的设计风压,”报告说,指的是风速在每小时 115 至 120 英里以下。

内陆地区规范变得较弱
在这里,结构生存可能有一些空间。格里姆斯解释说,建筑物盔甲上的一个缺口可能就是破坏和在风暴中幸存下来的区别。而且,一些在沿海地区经过试验和测试的简单弹性措施可以防止出现这种裂缝。

格里姆斯说,飓风夹是一种潜在的快速修复方法,他也是美国建筑师协会的灾害援助协调员。在阿拉巴马州,海湾墨西哥湾 5 英里范围内的建筑物必须使用这些夹子,但在更内陆地区则仍然是可选的。这些夹子有助于通过将屋顶上的载荷压力通过墙壁传递到建筑物的地基上来固定屋顶。

即使在受到每小时 200 英里的风袭击时,钢化玻璃窗户也可以在飓风和龙卷风期间提供宝贵的保护。这些防御措施的讽刺之处在于,对房屋的最大威胁可能不是龙卷风本身,而是上风向的建筑物,这些建筑物的所有者没有建立起弹性。

被粉碎房屋的碎片可能是风暴最具破坏性的方面,将一团碎弹般的废金属和木头碎片以每小时数百英里的速度飞向一栋又一栋房屋。

格里姆斯补充说,你可能拥有市场上最好的防风保护,但是,如果你邻居的冰箱砸穿了你的墙壁,那么一切都将白费。他见过松针移动得如此之快,它们像箭一样扎在木头和金属墙壁上,而不是皱成一团。

“这是一种多米诺骨牌效应,”他说。“如果一个人尽力使他们的建筑物在结构上坚固且安全,那么[如果]上风向的邻居做得不好,[那就没用了]。”

建筑物有多种选择来防止飞行碎片,包括卷帘式飓风百叶窗和 3/8 英寸厚的飓风玻璃。特制窗户通常是最佳选择,因为龙卷风袭击的速度非常快,房主可能没有时间及时放下百叶窗。

一些市政当局——通常根据州和国际准则确定当地的建筑规范——最近已采取行动要求采取其中一些防御措施。南方阿拉巴马州在 2012 年通过了一项更严格的规范,更加强调了防风和防水,移动市的《新闻登记报报道

佛罗里达州迈阿密戴德县要求建筑物的所有开口都必须进行保护。佛罗里达州新房的门和百叶窗现在也必须通过“导弹测试”,在测试中,空气炮以每小时 34 英里的速度向门或百叶窗发射木材碎片。门、窗户或墙壁组件必须承受两到三次齐射才能通过。

弹性始于意识
此类改造可能会变得昂贵,但它们确实提供了一系列选择。例如,安装钢化玻璃的改造费用可能为 13,000 美元,但飓风夹每个的购买价格不到一美元。但是,安装它们可能会变得昂贵。

阿拉巴马州房屋建筑商协会执行副总裁拉塞尔·戴维斯说,像飓风夹这样的措施将是昂贵的,并且对最强烈的龙卷风没有多大帮助。

“我们不反对飓风夹,”他说,“但与此同时,你必须开发一种对购房公众来说负担得起的系统。”

阿拉巴马州在 2011 年更新了其全州规范,但未在北部地区要求采用防飓风技术。

更新此类规范可能是一个繁琐而艰巨的过程,尤其是考虑到不同辖区的规范差异很大。在飓风卡特里娜过后,阿拉巴马州沿海的鲍德温县采用了新的规范,该规范根据与海岸的距离要求了四个不同级别的抗风耐久性,《美联社》报道。全州规范比鲍德温县的所有四种规范都更为宽松。

在安德鲁和卡特里娜等飓风十年前摧毁了阿拉巴马州南部之后,该地区做出了回应。现在,阿拉巴马州北部正在看到其可能必须建立起应对机制的原因。

虽然可以在内陆地区采取类似的应对措施来应对风灾,但美国国家标准与技术研究院的莱维坦等人警告说,不要仅仅照搬飓风技术。与龙卷风的螺旋风相比,飓风的袭击更像是直线风。它们也更容易准备,可以提前几天发出预警。

根据美国国家标准与技术研究院的乔普林报告,全国平均龙卷风预警时间为 14 分钟。

莱维坦说:“你不能简单地说,这项特定规定对飓风有效,所以我们可以复制并粘贴它,并获得相同的结果。”

但他同时也注意到,内陆地区对提高韧性的兴趣日益浓厚,尤其是在包括阿拉巴马州和乔普林龙卷风在内的 2011 年毁灭性龙卷风季节之后。

他说:“至少从轶事上来看,似乎人们的兴趣发生了显著变化。”“希望我们能够吸取飓风社区的一些经验教训。”

经环境与能源出版有限责任公司许可,转载自气候新闻社。www.eenews.net, 202-628-6500

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