Công Nghệ

‘Bức tường gió’ có thể thổi bay cả ngôi nhà

Châu mỹ“Bức tường gió” được tái tạo tại Đại học Quốc tế Florida đã giúp các kỹ sư kiểm tra sức bền của tòa nhà trước sức gió lên tới 257 km / h.

'Bức tường gió' có thể thổi bay cả ngôi nhà

Kiểm tra khả năng chống gió của một ngôi nhà. Video: Palm Beach Post

Trong một nhà chứa máy bay ở Miami, các kỹ sư đã tái tạo lại một số cơn bão mạnh nhất thế giới từng đổ bộ vào đất liền. Gió cấp 5 có thể phá tan ngôi nhà thử nghiệm trong chớp mắt.

Khi các kỹ sư xây dựng cơ sở thử nghiệm Bức tường Gió 10 năm trước tại Đại học Quốc tế Florida, họ đã lấy cảm hứng từ cơn bão Andrew, một cơn bão “quái vật” đã tàn phá miền nam Florida vào năm ngoái. Năm 1992. Cơ sở này được thiết kế để kiểm tra khả năng của các cấu trúc chịu được sức gió mạnh lên tới 257 km / h. Tuy nhiên, ngày nay các cơn bão mạnh hơn đang xuất hiện ngày càng nhiều như bão Dorian tàn phá các khu dân cư ở Bahamas với sức gió 296 km / h vào năm 2019 và bão Patricia với sức gió mạnh 346 km / h, tàn phá khu vực này. ven biển Mexico vào năm 2015.

Các nghiên cứu cho thấy các xoáy thuận nhiệt đới đang gia tăng cường độ do biến đổi khí hậu cũng như nhiệt độ đại dương và khí quyển cao hơn. Thiết kế nhà cửa và cơ sở hạ tầng để chống chọi với những cơn bão trong tương lai như Dorian đòi hỏi nhiều phương tiện mô phỏng bão gió mới. Hiện tại, chỉ có một cơ sở thử nghiệm tại Đại học Quốc tế Florida có khả năng tạo ra gió bão cấp 5, cấp bão mạnh nhất trong thang phân loại của Hoa Kỳ.

Một bên của cơ sở là bức tường cong gắn 12 chiếc quạt khổng lồ, mỗi chiếc cao bằng người lớn. Khi các quạt được kết hợp với nhau, bức tường có thể tái tạo một cơn bão 257 km / h. Các tia nước mô phỏng nước mưa bị gió đánh bay. Mặt còn lại của cơ sở mở ra một cánh đồng rộng lớn, nơi các kỹ sư có thể quan sát cách các cấu trúc sụp đổ và các mảnh vỡ rải rác. Mô phỏng cơn bão mạnh cho phép họ tìm hiểu các điểm yếu của thiết kế và xây dựng, theo dõi thiệt hại trong toàn bộ tòa nhà và thử nghiệm các giải pháp tiên tiến trong điều kiện gần với bão thực tế. Máy ảnh và cảm biến ghi lại từng mili giây khi ngôi nhà, vật liệu lợp mái và nhiều thành phần khác vẫn đứng yên hoặc bị gió thổi bay.

10 năm nghiên cứu tại cơ sở này đã giúp các nhà xây dựng và thiết kế giảm thiểu rủi ro thiệt hại. Trong một thử nghiệm phá hủy, nhóm nghiên cứu tại Đại học Quốc tế Florida phát hiện ra rằng, chỉ cần gió quét qua điểm yếu nhất, cấu trúc thường bị hư hại trong vòng chưa đầy một giây.

Khi cơn bão Dorian quét qua Bahamas, nhiều ngôi nhà kém ổn định đã trở thành đống đổ nát, tạo ra một vấn đề khác. Sau khi một ngôi nhà bị sập, những ngôi nhà gần đó được xây dựng để chịu được gió lớn hơn sẽ dễ bị các mảnh vỡ rơi xuống hơn. Thử nghiệm của nhóm nghiên cứu cho thấy làm thế nào các mảnh vỡ từ một ngôi nhà có thể va vào một ngôi nhà gần đó trong điều kiện gió thổi liên tục với vận tốc 209 – 225 km / h.

Mái nhà thường là phần yếu nhất. Mái nhà dễ bị tác động của lực nâng khi có bão, do đó gió đập vào bề mặt của ngôi nhà cần có lối thoát. Khi gió thổi qua một vật thể trên đường đi của nó, nó có thể gây ra thiệt hại. Thiết kế mới nhằm cải thiện khả năng chống chọi với gió mạnh của ngôi nhà. Ví dụ, một cơn bão có thể tạo ra gió xoáy cuốn trôi vật liệu và nâng toàn bộ mái nhà. Một giải pháp là sử dụng các tua-bin gió dọc theo mép của mái nhà để phân tán sức gió và sản xuất năng lượng cùng một lúc. Hình dạng của ngôi nhà cũng có thể tạo ra điểm yếu hoặc góp phần làm lệch hướng gió. Hầu hết các tòa nhà chọc trời ngày nay đều tránh xây dựng các góc nhọn. Kết quả thử nghiệm cho thấy hình thang hoặc cạnh tròn sẽ giúp giảm áp lực gió lên tòa nhà.

Các thí nghiệm được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Quốc tế Florida cho thấy các hệ thống phụ được lắp đặt cao hoặc thấp như phần kim loại giữa tường và mái nhà có thể khiến một ngôi nhà bị sập khi gió nhỏ, thậm chí được thiết kế để chống chọi với bão cấp 5.

Trong khi các kỹ sư thu thập dữ liệu thông qua thử nghiệm, bản chất của các cơn bão cũng đang dần thay đổi khi hành tinh ấm lên. Nhiệt độ cao hơn do lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính tăng lên từ hoạt động của con người, khiến không khí chứa nhiều độ ẩm hơn, và các đại dương ấm lên để cung cấp nhiều năng lượng hơn cho các cơn bão. Nghiên cứu cho thấy những cơn bão ngày càng mạnh mang theo nhiều nước hơn và di chuyển chậm hơn đang tàn phá các khu vực chúng đi qua với gió, nước dâng, lũ lụt và các mảnh vỡ. Đó là lý do tại sao nhóm nghiên cứu tại Đại học Quốc tế Florida đang làm việc với 8 trường đại học khác để thiết kế một cơ sở mới để thử nghiệm việc xây dựng trong điều kiện gió mạnh 322 km / h, với một bể chứa. nước để kiểm tra tác động của sóng cao 6 m.

Máy tính có thể mô hình hóa các kết quả, nhưng các mô hình vẫn cần được kiểm tra bằng các thí nghiệm thực tế. Bằng cách kết hợp các tác động của gió, triều cường và lượng mưa, nhóm đã có thể quan sát cách tất cả các thành phần tương tác của một cơn bão tương tác khi ảnh hưởng đến cư dân và môi trường được xây dựng.

An Khang (Theo dõi Cuộc hội thoại)

Nguồn: https://vnexpress.net/buc-tuong-gio-co-the-thoi-bay-ca-ngoi-nha-4471458.html

Tin Tức 7S

Tin tức 7s: Cập nhật tin nóng online Việt Nam và thế giới mới nhất trong ngày, tin nhanh thời sự, chính trị, xã hội hôm nay, tin tức chính thống VN.Cập nhật tin tức 24/7: Giải trí, Thể thao...tại Việt Nam & Thế giới hàng ngày. Thông tin, hình ảnh, video clip HOT cập nhật nhanh & tin cậy nhất.

Related Articles

Back to top button