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6    为应对天灾而建

8    龙卷风

15  地震

22  飓风

28  洪水

33  海啸

36  暴风雪

40  野火

46  测验

 

为应对天灾而建

有些日子简直完美，不冷也不热，刚刚好。在这样的日子里，大自然宛如梦幻成真。不过大自然也有危险的一面，能造成各种天灾，给人们生活和工作的场所带来严重破坏。

幸运的是，我们已经学会如何为这些事做好准备，其中一项举措就是如何建造坚固的建筑物。建筑物可以设计得经得住各种天灾。

 

龙卷风

龙卷风是一种天灾。它是呈垂直漏斗状快速旋转的气流，形成于一些强雷暴过程中，宽度可超过1.5公里，风速可达每小时320公里，可以行进很多公里，摧毁沿途的一切。

为了限制龙卷风造成的破坏，工程师想出了一些巧妙的设计，建造抗龙卷风的住宅和建筑物。

寻找庇护所

龙卷风袭来时，待在地下最安全，在地窖里，或在没有窗户的内部房间里。

即使弱龙卷风也能破坏墙面垂直的方形建筑物。强风吹向直角建筑物时，压力会在一侧积聚，使建筑物比较容易倒塌。

但是如果建筑物是圆的呢？强风吹过穹顶时，气压会均匀地分散到整个建筑物，这会让圆形建筑物更坚固。这种建筑物的屋顶像车轮一样由辐条构成，也不太可能吹跑。

方形建筑物如果用坚固的材料建造，就更抗龙卷风。钢材坚固，混凝土也如此。木材和胶合板建成的住宅也可以通过加固，变得更坚固。

龙卷风多发地的一些社区建立了安全屋。这些建筑结构体虽建在地面上，却由坚固的钢材等建材建成，所以可以承受龙卷风强度的风。庇护所可以容纳很多人。如果龙卷风来临，这是一个安全的去处。

 

地震

地震时，地面来回晃动，有时还会像海浪一样翻滚。

很多建筑物在地震中裂开并倒塌。所以，像摩天大楼这样超高的建筑物似乎不太能抵抗地震的力量。但它可以！

很多最高的摩天大楼建在可能发生地震的地方。建筑师已经找到了使这些建筑物有韧性的方法。由于这类建筑物可以弯曲，所以当晃动停止时，它仍然屹立不倒。

保持稳定

没有建筑物可以防地震，我们的目标是建造抗地震的建筑物。

抗地震的第一步从地下深处开始。美国加州旧金山的泛美金字塔建于1970年代，地基很深，由混凝土和钢材建成。在一次超强大地震中，这座大楼顶部摇晃，前后或左右摆幅都超过30厘米！但这座楼很坚固，屹立不倒。

坚硬的地基

与建在松软土壤、沙地或填海土地上的建筑物相比，建在坚硬基岩上的建筑物晃动幅度小。

一些较新的建筑物建在柔韧垫上。日本横滨地标大厦建在数个滚轮上。垫子和滚轮都用柔韧材料制作，位于建筑物和地基之间。地震来袭时，柔韧垫减轻震动。随着地面抖动，地基可以移动，但不会导致上面的建筑物移动。

阿联酋迪拜的哈利法塔是一座极高的建筑。它地基坚固，而且塔身有一个交叉箍紧的钢梁网，墙内还有强化的镶嵌板。这一框架把这座摩天大楼变成了一根坚硬的立杆。这一切使这栋楼在地震中得以保持稳定。

坚固且柔韧

钢材可以做成一定形状，这样它在受压时会弯曲但不会断裂。

这座摩天大楼的外墙上还围着一圈立柱，立柱与内墙相连，即使外墙倒塌，内墙也不致散架。深埋在沙中的锚桩也有助于这栋楼保持稳定。

自然界的建筑师

在等重的情况下，蜘蛛网比钢材更坚固。工程师研究蛛丝，获得灵感，以便制造更坚固、更柔韧的建筑材料。

能撼动摩天大楼的不只有地震，强风也会使大楼的上层来回摇摆。

为了抗衡这种晃动，中国台湾的台北101大楼在第87层和第92层之间安装有一个巨型摆球。楼晃动时，摆球会朝反方向摆动。这有助于维持这座摩天大楼的平衡。

分享招数

让摩天大楼变得坚固的招数也可以在地震中保护较小的建筑物。

 

飓风

飓风是自然界的最强风暴之一，会带来强风、暴雨、风暴潮和洪水。

飓风造成大面积破坏，是损失最惨重的天气灾害之一。而且随着气候变化，飓风的风力正变得更强。对于飓风高发地区的住宅和建筑物来说，做好预防很重要。

飓风监测

官方认定的大西洋飓风季是每年6月1日到11月30日。

这座名叫风暴之眼的房屋位于沙利文岛，靠近美国南卡罗来纳州查尔斯顿。这座房屋挺过了好几次飓风。

这座穹形住宅由混凝土和钢材建造而成，粗壮的地基桩把房子锚定在地上。这栋住宅形似鸡蛋，所以风会绕过它，而不是直接冲着其墙面刮。

所有生活区都在二层和三层——水涨起来也够不着。底层用于停车和存放东西。房子底部还有八个巨大的开口，风暴潮到达房子时，水会从这些开口流过，这栋住宅仍然完好无损。

没有多少人拥有穹形住宅。但是，多亏一些有创意的产品，多数建筑物可以建造得更能抵抗飓风的破坏。

窗户是个很好的着手点。抗飓风窗玻璃类似汽车的挡风玻璃，由多层夹层玻璃制成。这使窗玻璃在面对强风吹袭时有韧性，即使玻璃破裂，也可避免破碎。

在飓风区，混凝土是一种很好的建筑材料。超高性能混凝土更好，它比普通混凝土坚固得多，使用寿命长得多，而且可以用回收材料制成。超高性能混凝土最初是美国陆军研发出来的，用于制造核爆炸掩体。

挺过飓风厄玛

美国佛罗里达州迈阿密的佩雷斯艺术博物馆由超高性能混凝土建造而成。2017年4级飓风厄玛击中海岸时，它安然无损。

 

洪水

在飓风期间，噪音最大的可能是咆哮的风，但破坏力最强的是风暴潮。随着海面水位的上升，沿海的大片区域被淹没。

很多人住在靠海的地方。住在河边的人也很多，雨水过多时，河水会泛滥。

保护建筑物不受涨水影响的一种方法是将建筑物提升到水线以上。在世界各地，很多靠近水的建筑物都建在木桩上。水位上升时，这些建筑物的位置足够高，能避免被淹。

另一个选择是建造漂浮住宅——或至少是随着水位上涨而浮动的住宅！

在荷兰，有些房子是水陆两栖房。就像蛙和蟾蜍，这种房子在陆地和水中都能适应。

水世界

在荷兰，洪水是一个常见问题。这个国家大约有一半的国土处于海平面或海平面以下。

大多数时候，这种住宅都坐落在混凝土地基上——就像普通房子一样。但水位上升时，房子就像船一样浮在水面上。水位下降时，房子也下降。这种住宅附着在钢柱上，这样就不会漂走。

 

海啸

海啸是另一种洪水。强地震或火山喷发震动海床时，就会发生海啸。震动引发的海浪在海洋表面传播。海浪到达较浅水域时，可涨到30多米高，越过海岸线1.5公里以上。

等你能看到海啸逼近，跑已经来不及了。要立刻寻找庇护所——越高越好。

疾速的海浪

在深海中，海啸的速度达每小时800公里以上。

耸立的海啸庇护所可以保护你的安全。它足够结实，可承受水的压力；也足够高，让海浪够不到你；还足够大，让很多人有地方逃离冲来的水流。

美国华盛顿州韦斯特波特市奥科斯塔小学的体育馆就是一座海啸疏散结构体，屋顶可容纳大约1000人。

 

暴风雪

生活在寒冷气候中的人需要警惕暴风雪。

暴风雪期间，温度降到冰点以下。大量的雪从天而降，狂风呼啸，风速达每小时56公里以上，能见度低，而且这一切要持续好几个小时。有时会持续好几天。

一座建筑物要抵御暴风雪，就必须有坚固的屋顶。为什么？暴风雪期间，雪会在屋顶堆积起来，而且可能会很重！

重负

30厘米厚的新鲜雪，重量相当于7.6至12.7厘米压实的雪或2.5厘米冰的重量。

穹形建筑物能在暴风雪中保持稳固，原因与其抗龙卷风的原因相同，即能应对很大压力。这意味着它可承受雪的重负，不过雪也可能会从圆形建筑物上滑下来。

因纽特人有时会用雪块建造传统的穹形伊格鲁小屋作为临时庇护所。用正确方法建造的伊格鲁雪屋内部温暖，外部足够坚固，可承受一个成年人的体重。伊格鲁雪屋有助于人们在寒冷的北方气候中生存，甚至躲过暴风雪。

 

野火

野火可能会在森林、草地和大草原汹汹燃烧，不可收拾。有时，野火是自燃的。闪电引发很多野火。有时，野火是人为的，例如，露营者可能没有认真把营火扑灭。

不管源头如何，野火都会迅速蔓延，而且可能将整个社区焚为平地。

为了限制火灾造成的损失，很多火灾易发区的建筑物都是用灰泥、石头或砖建造的，屋顶铺的是瓦。这些抗火材料有助于建筑物抵御野火。

好建议

如果当局通知大家因为野火要撤离家园，应立即离开。

车道和铺装的庭院也有助于避免火灾损失，因为这些不像树和灌木那样燃烧，可以用作建筑物周围的缓冲区。火不穿过缓冲区，就烧不到建筑物。

天灾有很多种。龙卷风和地震可将住宅夷为平地；飓风、洪水和海啸可将住宅灌满水或把它冲走；暴风雪可造成屋顶坍塌；野火能将住宅焚为平地。每一种灾害都构成风险。

人们无法阻止天灾发生，但可以为之做好准备，建造坚固的房子就是一种准备。

坚固的房子有助于人们得到安全，为人们提供庇护所，一旦不幸发生，它是人们的好去处。