Ураганостійкі хмарочоси виявилися вразливими до сильних вітрів

21 лютого 2025 р. 13:47

21 лютого 2025 р. 13:47

Нещодавнє дослідження виявило неочікувані вразливості хмарочосів Х’юстона до потужних шквальних вітрів, що ставить під сумнів ефективність існуючих будівельних норм у боротьбі з екстремальними погодними явищами.

16 травня 2024 року сильний дерехо – потужний вітер, що супроводжувався грозами, – спричинив значні руйнування у центрі Х’юстона, вибивши вікна та пошкодивши фасади кількох висотних будівель. Незважаючи на те, що ці споруди проєктувалися для витримування ураганів, непередбачувана природа шквалистого вітру спричинила локальні перепади тиску , що значно перевищили передбачені конструктивні навантаження. Це відкриття вказує на необхідність оновлення будівельних норм та врахування нових факторів ризику у висотному будівництві.

Дослідження, опубліковане в журналі Frontiers in Built Environment , пояснює, що основною причиною руйнувань стали нисхідні потоки вітру , що створюють різкі локальні навантаження на будівлі, особливо на нижніх поверхах. Доктор Амаль Елаваді , доцент Міжнародного університету Флориди, зазначила:

Дослідники проаналізували п’ять знакових хмарочосів Х’юстона, включаючи Chevron Building Auditorium та Wedge International Tower , які були спроєктовані для витримування вітру швидкістю до 67 м/с . Однак під час дерехо швидкість поривів не перевищувала 40 м/с , що не мало б завдати значних руйнувань. Попри це, будівлі зазнали серйозних пошкоджень, особливо на кутах і нижніх рівнях, що свідчить про непередбачені вітрові навантаження в умовах локалізованих повітряних потоків.

Цікаво, що ці ж хмарочоси майже не постраждали під час урагану Берил у липні 2024 року, хоча максимальна швидкість вітру становила 36 м/с . Це вказує на те, що динаміка шквалистих вітрів відрізняється від ураганних умов , що потребує зміни підходів до проєктування висотних будівель.

Експерименти, проведені у лабораторії “Стіна вітру” , продемонстрували, що локальні вітрові явища можуть створювати сили всмоктування, значно більші за ті, що передбачені існуючими нормами . Докторант Омар Метваллі зазначив, що сусідні хмарочоси можуть впливати один на одного, посилюючи шквалисті потоки та збільшуючи навантаження на конструкції .

Міське середовище також відіграє важливу роль у посиленні шквалистих вітрів. Х’юстон розташований поблизу Мексиканської затоки , що швидко нагрівається через зміну клімату , збільшуючи ризик екстремальних погодних явищ. Темпи потепління регіону становлять 0,19°C за десятиліття , що може призвести до зростання частоти сильних штормів і гроз .

Висновки дослідження мають глобальне значення , оскільки вони доводять, що традиційні ураганостійкі проєкти можуть не забезпечувати достатнього захисту від шквалистих вітрів . Це підкреслює необхідність перегляду будівельних стандартів та розробки нових конструкцій, які зможуть ефективно протистояти локальним вітровим силам .

Оскільки урбанізація продовжує зростати , а зміни клімату роблять екстремальні погодні явища частішими, архітектори та інженери повинні розробляти інноваційні рішення для забезпечення стійкості висотних будівель . Як підсумував Мікал Бое:

Наука