问题

美国龙卷风破坏这么大,为什么房屋建设还是用木质建筑,而不是混凝土结构?

回答
美国龙卷风多发,房屋为何仍多用木结构而非混凝土?这确实是一个让不少人感到疑惑的问题,尤其是在看到龙卷风肆虐后木屋残垣断壁的惨状时。其实,这个问题涉及到历史、经济、文化、技术以及对风险的认知等多个层面,并非简单地因为木头“不结实”就可以一概而论。

首先,咱们得回到美国房屋建设的历史和传统。美国土地辽阔,早期拓荒者们来到新大陆时,木材是最容易获取且成本最低的建筑材料。森林资源丰富,砍伐木材盖房子是顺理成章的选择。这种世代相传的木结构建造技术和文化已经深深根植在美国的建筑业和民众的居住习惯中。从简单的木屋到精美的维多利亚式木结构建筑,木头展现出了极大的灵活性和可塑性,能够满足各种设计风格的需求。

其次,经济因素是绕不开的重点。相比于混凝土结构,木结构的初始建造成本通常更低。购买木材、加工以及搭建的工期都相对较短,这对于许多家庭来说是重要的考量。虽然混凝土房屋在抗风能力上可能更胜一筹,但其高昂的材料成本和复杂的施工工艺,会显著推高整体造价。在美国,房屋的 affordability(可负担性)一直是社会关注的问题,在很多地区,选择木结构能够让更多人拥有自己的住房。

再者,从建筑的韧性和生命力来看,木结构并非一无是处。龙卷风的破坏力巨大,任何结构的房屋在直接命中时都可能被摧毁。但我们不能只看极端情况下的损失,而忽略日常情况下的表现。木结构房屋在面对一些中小型龙卷风或强风时,其韧性反而可能优于一些过于僵硬的混凝土结构。木材本身具有一定的弹性,能够吸收和分散一部分冲击力,而不是像混凝土那样硬碰硬,一旦超过承受极限就可能瞬间碎裂。一些研究表明,在某些情况下,设计合理的木结构房屋能够更好地“适应”风的冲击,而不是被直接粉碎。

当然,我们也不能忽视混凝土结构的优点。在抗震、防火、隔音等方面,混凝土确实有其优势。所以,在美国并非所有房屋都采用木结构。尤其是在地震多发区或对防火要求极高的区域,混凝土和砖石结构的应用也很普遍。但龙卷风是美国一个非常独特的自然灾害,其破坏模式与地震不同,更侧重于强大的风压、吸力和抛射物体的冲击。

那么,为什么在龙卷风高发区,木结构仍然是主流,而不是发展更强的混凝土结构呢?这里面有一些更深层次的考量:

1. 龙卷风的不可预测性和极端性: 龙卷风的路径和强度都难以准确预测。即便是在“龙卷风走廊”地区,也并非每块土地都会被龙卷风直接扫过。投入巨资建造能够抵御最强龙卷风的混凝土房屋,对于大多数地区和大多数时间来说,是一种过度投资。而木结构房屋,虽然在最强龙卷风面前不堪一击,但对于更常见的强风和中小型龙卷风,通过加强设计和施工,是可以起到一定防护作用的。

2. 抗龙卷风房屋的“生存策略”: 在高风险地区,人们并非完全依赖房屋结构本身来对抗龙卷风。更有效的方式往往是加强房屋的整体性,包括:
连接件的加固: 使用更牢固的螺钉、螺栓、金属连接件将屋顶、墙体、地基牢固地连接在一起,形成一个整体。这被称为“房屋固定”(home anchoring)或“结构加固”(structural reinforcement)。即使屋顶被掀翻,墙体也可能不会倒塌。
加固门窗: 使用抗风压的门窗,或者在龙卷风来临前安装临时的防风挡板。
地下避难室/坚固避难所: 这是最关键的应对措施。在龙卷风高发区,许多家庭会选择建造地下室或专门的防风避难所。在龙卷风来临时,人们会迅速躲入这些坚固的空间,而不是寄希望于地面上的房屋。相比于将整个房屋都建造成超级坚固的混凝土结构,建造一个小型但极为坚固的避难所,在经济和实用性上都更为高效。
屋顶设计: 采用更平缓、更牢固的屋顶设计,减少风的附着面积和向上掀起的力。

3. 易于修复和重建: 即使木结构房屋在龙卷风中受损,相对而言,其修复和重建的速度和成本通常比混凝土结构要低。这对于灾后快速恢复社区至关重要。当大量房屋需要重建时,木结构能够提供更快的解决方案。

4. 保温和舒适度: 木材本身是一种天然的绝缘体,有助于房屋保持温暖(冬天)和凉爽(夏天),在能源效率和居住舒适度方面有其优势。虽然混凝土也可以通过外墙保温来达到类似效果,但木材的天然属性在某些方面更为直接。

5. 技术和标准的发展: 随着对龙卷风的认识加深,建筑规范也在不断更新。现在的木结构房屋建造会比几十年前更加注重抗风设计和加固,采用了更先进的连接技术和材料。许多新开发的木材产品和建造技术,也大大提升了木结构的抗风能力。

所以,美国龙卷风多发地区房屋依然以木结构为主,并非是因为人们不在乎安全,而是基于一套综合的考量。它是一种成本、效率、传统、风险管理和应对策略的平衡结果。与其将所有鸡蛋放在一个“超级坚固但昂贵”的篮子里,不如在保证基本安全的前提下,将资源投入到更有效的防护措施,比如坚固的避难所和加固的连接件,同时保留木结构带来的经济性和灵活性。当我们看到木屋被毁时,更应该关注的是,是否有足够有效的避难措施,以及房屋的连接是否牢固,而不是简单地否定木结构本身在其他方面的价值。

网友意见

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建造房屋地域性很强,讲究就地取材,要与当地经济水平、生活习惯和建造技术相匹配。

对于美国,已经习惯了用木材建房子,与之配套的木结构建筑材料就容易配齐,设计、施工人员也对木结构建筑熟悉,设计与施工费用也相应合理,因此整体建造成本会很低,建造周期也合理。

另外,人都有从众心理,也愿意用过去的经验指导未来的生活。几代人都习惯了木结构,虽然你知道混凝土结构更坚固,但可能整个小镇都找不到建混凝土结构所需的建筑材料,也找不到会设计混凝土结构住房的设计师,甚至找不到会绑扎钢筋、会支撑混凝土模板的施工人员。

在这种情况下,你想特立独行的建一座坚固的混凝土房子,造价可能是天价;建设周期也可能是木结构的几倍甚至几十倍时间,经济性和建设周期都接受不了,自然也就推行不下去。

就好像在黄土高原建个窑洞会很便宜也很快,但要在全是淤泥土的上海建个窑洞,可能花费比建一个更舒服的混凝土房子还要高,建设周期还要长。

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