Stormschuilkelder: Ontwerp, Geschiedenis en Levensreddende Bescherming

Historische Achtergrond

Meer dan de helft van de Verenigde Staten ligt tussen de Appalachen en de Rocky Mountains in een gebied dat gewoonlijk Tornado Alley genoemd wordt. Het ervaart de hoogste tornado activiteit ter wereld, maar tornado's kunnen en doen zich in elke staat voordoen.

Jaarlijks besteden VS-bewoners meer dan 3 miljard mens-uren onder tornado waarschuwingen - officiële waarschuwingen uitgegeven voor gebieden waar zwaar weer tornado's kan produceren. Volgens het Wind Engineering Research Center aan Texas Tech University, vormt een tornado daadwerkelijk tijdens meer dan de helft van deze waarschuwingen. In 1999 lieten 13 staten 30 dodelijke tornado's toe, wat 95 doden veroorzaakte. Hoewel geen studie levens gered door stormschuilkelder gekwantificeerd heeft, is er brede consensus dat een goed geconstrueerde schuilkelder hoogst effectief is, niet alleen tegen tornado's - wier winden 300 mph (485 km/u) kunnen overschrijden - maar ook orkanen en andere extreme weersomstandigheden.

Een gezin dat een stormschuilkelder wil bouwen, heeft drie primaire opties:

• Bouw een monolithische koepelwoning - een naadloze betonnen structuur die zowel visueel distinct als sterk genoeg is om tornadische winden en puin te weerstaan.
• Versterk een kamer of kledingkast in een bestaand huis, creërend een "veilige kamer." Bedrijven verkopen epoxy-gecoate staalpaneel kits hiervoor, en FEMA biedt gratis instructies in zijn boek Taking Shelter from the Storm: Building a Safe Room Inside Your House.
• Construeer een ondergrondse schuilkelder onder of bij het huis. Prefab eenheden zijn beschikbaar voor minder dan $3.000, met installatie die ongeveer $300-$500 toevoegt. Op maat gemaakte schuilkelder kunnen uitgebreid worden om voorzieningen te omvatten zoals een biljartruimte of schietbaan. Typische schuilkelder zijn ongeveer 50 ft² (4,6 m²) in grootte, 6 ft (1,8 m) hoog, en ontworpen om 6-10 personen voor een paar uur te huisvesten.

Geschiedenis

De evolutie van stormschuilkelder loopt parallel met die van valschuilkelder ontworpen voor kernbescherming. Tijdens de Tweede Wereldoorlog en de vroege Koude Oorlog, lanceerde de VS zijn eerste burgerbeschermingsprogramma's in 1949, en het Congres autoriseerde een landelijk netwerk van kernbomschuilkelder in 1950. In tornado-gevoelige regio's dienden deze schuilkelder een dubbel doel.

In 1971 verschuifde president Richard M. Nixon de overheidssteun van militaire aanvallen naar natuurrampen, wat de beleidslijn van détente van die tijd weerspiegelde. Na een korte omkering onder president Gerald Ford, keerde de focus terug naar natuurrampen en vredestijd ongevallen, zoals het Three Mile Island incident van 1979. Wijdverspreide verwoesting door orkaan Hugo en de Loma Prieta aardbeving van 1989, gevolgd door orkaan Andrew in 1992, breidden FEMA's missie uit van rampenhulp naar schadepreventie. Vandaag de dag biedt de federale overheid financiële prikkels aan eigenaren die in-huis of ondergrondse stormschuilkelder bouwen.

Grondstoffen

Veilige kamers worden typisch gebouwd van staalpanelen of geweekeerd beton. Terrein-geconstrueerde ondergrondse schuilkelder gebruiken meestal geweekeerd beton, terwijl prefab eenheden kunnen gemaakt zijn van geribbelde staal culverts, gegalvaniseerde of epoxy-gecoate staalplaten, versterkt fiberglas, hoog-dichtheid polyethyleen, of beton versterkt met wapeningsstaal of fibermesh. Deuren of luiken zijn meestal staal, fiberglas, staal-geplaat multiplex, of aluminium. Trappen of ladders kunnen hout, aluminium, staal of fiberglas zijn. Hardware zoals bouten en ankergaten is vaak roestvrij staal of gezonkt.

Ontwerp

Ondergrondse schuilkelder komen in verschillende vorm - spheren, koepels, horizontale buizen, en rechthoekige dozen - veel met gepatenteerde ontwerpen beschikbaar in meerdere maten. Meeste omvatten batterij-aangedreven lichten, muur-bevestigde banken, en een ladder of trap. Optionele accessoires kunnen een chemisch toilet, binnen-buiten tapijt, een telefoonansluiting, en een weerband radio omvatten.

Om te voorkomen dat bewoners vastzitten door puin, hebben sommige schuilkelder een hydraulische of schroefhefboom om de deur open te dwingen, en anderen omvatten een tweede nooduitgangsluik aan het tegenovergestelde einde van de kamer.

Terwijl veilige kamers ontworpen zijn om gehandicapt-vriendelijk te zijn, zijn de meeste ondergrondse schuilkelder dat niet. Een paar fabrikanten, zoals Canton Enterprises, bieden horizontale-toegang modellen aan die in een heuvel ingelaten kunnen worden of op grondniveau geïnstalleerd met een grondwal rond de muren.

Het Productieproces

Schilconstructie

• Stalen vormen gieten de boven- en ondersecties van de schuilkelder. Muren zijn 3-4 in (7,5-10 cm) dik; vloeren en plafonds 5-6 in (13-15 cm) dik.
• Metaal versterking - typisch 0,5-in (1,3 cm) wapeningsstaal op 12-in (30 cm) spacing - wordt in elke vorm geplaatst.
• Beton wordt gegoten en de vorm getrild om luchtbellen te elimineren.
• Na uitharding wordt de schil verwijderd en geïnspecteerd op fouten.
• De twee helften worden verbonden met ingrypende randen, een waterdicht dichtmiddel of mastic, en staalbanden gebout over de naden.
• Trappen of een ladder worden geïnstalleerd. De deur gebruikt meerdere scharnieren, een piano scharnier, of een schuiframe. Een of twee luchtventilaties - elk een verticale pijp getopt met een windturbine of een scherm-bedekte 180° elleboog - worden toegevoegd.

Installatie

De installatieprocedure is vergelijkbaar voor alle in-grond schuilkelder. De volgende stappen omvatten verfijningen voor specifieke typen.

• 7. Een achtergraafmachine graaft een gat voor de schuilkelder, met een werknemer handmatig de bodem afwerkend en de hoeken opruimend. Het gat zou ongeveer 2 ft (61 cm) groter moeten zijn dan de schuilkelder in elke dimensie.
• 8. De schuilkelder wordt getild door een achtergraafmachine of een kraan-uitgeruste sleepwagen en in het gat gelaten. Bevestigingen of kettingen bevestigen aan brackets of nylon banden op de schuilkelder's exterieur.
• 9. Een prefab geweekeerd beton schuilkelder weegt ten minste 12.000 lb (5.500 kg). Kleinere staal en fiberglas schuilkelder wegen ongeveer 3.500 lb (1.600 kg) en 1.400 lb (640 kg), respectievelijk. Staal en fiberglas schuilkelder moeten geankerd worden - typisch gebout of geketend aan bevestigingen in een betonnen fundering - om te drijven als de grond verzadigd raakt.
• 10. Als beton niet om de schuilkelder gegoten wordt, wordt de uitgegraven grond teruggevuld. Voor schuilkelder bedoeld als bomschuilkelder, bestaat de terugvulling uit grind of gebroken gesteente.
• 11. Meeste ondergrondse schuilkelder worden bedekt met 2-3 ft (61-91 cm) grond; het oppervlak kan dan bezaaid worden met gras of getopt met patio dekken.

Kwaliteitscontrole

FEMA's acceptabiliteitsstandaarden zijn gebaseerd op onderzoek van het Wind Engineering Research Center. Sinds 1970 heeft het centrum 100 windstoten en tornado's bestudeerd. Het vond dat vliegend puin de grootste dreiging vormt voor mensen, in staat om ramen, muren en daken te penetreren. Schuilkelder worden getest met een 15-lb (6,8 kg) sectie 2×4-in (5×10 cm) hout afgevuurd door een gecomprimeerde-lucht kanon bij 100 mph (160 km/u) voor muren en deuren, en 67 mph (120 km/u) voor daken. Een FEMA-acceptabele schuilkelder moet winden van 250 mph (400 km/u) weerstaan; weinig tornado's overschrijden deze snelheid.

Sommige fabrikanten adverteren ook prestaties tegen creatieve uitdagingen - zoals een minivan impact of een 38-kaliber kogel - en voeren waterdichtheidstesten uit door de voltooide schil met water te vullen.

De Toekomst

Terwijl beton en staal traditioneel de stormschuilkelderconstructie domineerden, tonen recente vooruitgang dat fiberglas populariteit wint. Fiberglas schuilkelder weerstaan roest, corrosie en schimmel - problemen die oudere schuilkelder belasten blootgesteld aan harde elementen. Nieuwe staal en beton modellen hebben ook verbeterde duurzaamheid, en veel bedrijven bieden garanties die geen lekkages, roest of drijven garanderen.