Советы по выбору лучшего фундамента для вашего нового плана дома

Советы по выбору лучшего фундамента для вашего нового плана дома

Строить новый дом? Вам нужно начать с нуля

Один из элементов, связанных со строительством дома вашей мечты, который, возможно, не будет мешать вам спать по ночам, но должен, — это фундамент вашего дома. Легко увлечься элементами домашнего декора, планами этажей, цветами краски, бытовой техникой и ландшафтным дизайном, но вам действительно нужно начинать с основ, включая основы плана дома.

Существует множество факторов, которые влияют на выбор правильного фундамента для вашего дома. Некоторые примеры включают, состоит ли земля, на которой будет построен ваш дом, из песка или глинистой почвы, и находится ли она на заболоченных территориях, на коренных породах или подвержена наводнениям. В конце концов, однако, тип почвы на вашем участке под застройку во многом определит тип фундамента, который вам понадобится для поддержки вашего дома.

План этого дома с 3 спальнями и 2 ванными в акадском стиле построен на прямолинейном плитном фундаменте, одном из самых популярных типов фундаментов в стране (план № 142-1094).

Вещи, чтобы Рассмотреть

Каковы именно причины для определения лучших фондов домашнего плана?

1. Во-первых, фундамент должен выдерживать нагрузку дома, которую вы на него возлагаете. В зависимости от типа дома, который вы строите, а также общего размера и веса нагрузки, которую должен нести фундамент, фундамент должен быть достаточно прочным, чтобы поддерживать дом, иначе у вас наверняка возникнут проблемы с ним. Дизайнер плана дома, который вы выберете, примет во внимание все эти соображения при проектировании дома. Если вы выберете другой фундамент из доступных конструктору вариантов или сделаете модификацию для фундамента, не указанного в качестве варианта на странице сведений о плане, опять же, проектировщик убедится, что фундамент может поддерживать конструкцию. Если вы решите приобрести план дома и заняться фундаментом самостоятельно, обязательно попросите квалифицированного дизайнера/архитектора или инженера подписать фундамент перед началом строительства.

2. Кроме того, фундамент должен быть размещен на осевшем и ненарушенном грунте, чтобы избежать смещения опоры фундамента, которое может привести к разрушению конструкции. Сертифицированный, опытный строительный подрядчик позаботится о том, чтобы условия были правильными, прежде чем копать и устанавливать фундамент.

3. Еще один важный фактор, который следует учитывать при выборе лучшего фундамента для жилых помещений, — это уверенность в том, что фундамент останется сухим. Будут ли подземные воды иметь доступ к вашему фундаменту? Влажный фундамент не является прочным фундаментом. В большинстве негородских населенных пунктов перед строительством дома требуется провести «перк-тест» почвы, чтобы убедиться, что почва будет правильно просачивать воду через нее для септической системы. Почва, прошедшая испытание на перфорацию, не должна иметь проблем с грунтовыми водами при наличии глубокого (цокольного) фундамента.

4. В случае отсутствия (или даже завершения) теста на перхлорэтилен вы можете заказать анализ почвы в местной инженерной компании, которая определит, какой тип почвы присутствует, ее влажность и качество уплотнения. Прохождение испытания почвы гарантирует, что ваш фундамент будет работать должным образом.

5. Установка желобов и водосточных труб для отвода влаги с крыши — хороший способ предотвратить попадание лишней влаги на фундамент после строительства. Использование материалов, обеспечивающих дренаж от вашего фундамента, таких как гравий и песок, может помочь защитить ваш фундамент от опасной влаги. Если вы хотите сделать защиту фундамента от влаги еще на один шаг, рассмотрите возможность установки дренажной прокладки под плитой. Проконсультируйтесь по этому поводу со своим подрядчиком. Когда вы устанавливаете слой полиэтиленовой пленки между дренажной подушкой и фундаментом, вы также можете блокировать водяной пар и почвенные газы. Это может даже улучшить качество воздуха в вашем доме.

Типы фундаментов

Цокольный этаж

В зависимости от типа дома, который вы строите, и географического положения района, в котором вы строите, ваши потребности или желание иметь подвал могут измениться. В конце концов, вы бы не стали строить подвал как часть своего прибрежного дома с высоким уровнем грунтовых вод, не так ли? Проекты домов с подвалами в основном встречаются на Северо-Востоке или Среднем Западе, где почва может поддерживать структурные компоненты.

Строительство вашего подвального дома, скорее всего, начнется с ямы глубиной восемь или более футов. Часто фундамент состоит из фундаментов, расположенных ниже глубины промерзания, и стен, которые окружают бетонную плиту толщиной 4 дюйма. Стены подвала могут быть выполнены из литого бетона (изолированного или нет), штабелированных бетонных блоков (изолированных или нет), изолированных бетонных панелей или даже обработанной под давлением древесины и фанеры (постоянный деревянный фундамент), чтобы обеспечить надежную опорную конструкцию. остальная часть дома.

Поскольку дома часто имеют фундаменты, которые закрепляют конструкцию, особенно те, которые находятся в более холодном климате, строители часто добавляют подвал, поскольку им уже приходится копать так глубоко, чтобы установить фундамент. Это оставляет домовладельцу дополнительные квадратные метры для собственных нужд или увеличения стоимости при перепродаже в будущем. Утепление перекрытия и стен будет необходимо тем, кто занимается отделкой подвального помещения, так как это уменьшит появление грибка и плесени в теплое время года и улучшит всесезонный температурный режим.

Для тех, у кого участки с уклоном, проход или дневной свет, подвал может быть еще лучшим вариантом. Эти типы подвалов часто имеют меньше проблем с сыростью и в целом более приятны в качестве жилого пространства, потому что они пропускают довольно много естественного света.

На этом участке фундамента жилого подвала видно, что он выполнен из монолитного бетона. Бетон был залит в формы для создания стен подвала, формы удалены, а фундамент засыпан грунтом после гидроизоляции и дренажа (Источник фото: Precise Forms, Inc.)

Ползать пространство

Не совсем подвал, тем не менее, подполье удерживает конструкцию дома на возвышении над уровнем земли. Зачем кому-то искать место для ползания в своем новом фонде? Часто это делается для того, чтобы обеспечить доступ к сантехническому и климатическому оборудованию для облегчения будущего ремонта в отсутствие подвального помещения. Если вы определили, что подполье будет лучшей основой для плана вашего дома, вам может быть интересно, что связано с его строительством.

В этом типе фундамента заливается цоколь и короткие стены фундамента. Обычно они имеют высоту 20 или более дюймов, поэтому пространство для ползания дает именно такое пространство для маневрирования. Вам придется ползти на животе или на четвереньках, чтобы добраться до инженерных сетей, если они действительно нуждаются в ремонте в будущем. Подрядчики часто предлагают установить пароизоляцию над почвой, чтобы избежать проблем с плесенью. Добавление подполья обычно не защищает дом от затопления, как некоторые могут подумать, но это сделает любой крупный ремонт сантехники или кондиционера и отопления намного проще, чем с плитным фундаментом.

Этот дом в стиле бунгало с 3 спальнями и деталями Craftsman построен на фундаменте с подпольем, который поднимает дом примерно на 2 или 3 фута от уровня земли. Подполье содержит водопровод, отопление, вентиляцию, кондиционирование и другие механические устройства (план № 142-1079).

Плита

Плитный фундамент, построенный непосредственно на почве без предварительного углубления подвала, вероятно, является наиболее распространенным типом фундамента для стандартного дома, построенного на устойчивом участке земли. Сначала необходимо выровнять землю и вырыть пространство вокруг места, где будет стоять фундамент. Как правило, по площадке рассыпают гравий или мелкие камни и заливают бетон, чтобы сформировать плиту толщиной от 4 до 6 дюймов, а также периметр и внутренние опорные основания (в качестве опоры для стен и колонн).

В чем преимущества плитного фундамента? Обычно он дешевле и проще в строительстве, что сокращает общие сроки строительства вашего дома. Единственным недостатком будет наличие неровной или нестабильной почвы под ним, что может привести к растрескиванию и разрушению фундамента с течением времени. Кроме того, сантехника, а иногда даже системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха могут быть скрыты под плитой, что может затруднить их ремонт или замену. И, конечно же, вы теряете любое дополнительное хранилище или будущую жилую площадь, которая у вас могла быть с подвалом. Несмотря на недостатки, плитные фундаменты по-прежнему пользуются наибольшей популярностью благодаря своей дешевизне и простоте возведения.

Плитный фундамент является самым популярным и, вероятно, самым простым фундаментом для жилых домов в стране. Когда были построены первые крупные серийные жилые кварталы (начиная с послевоенного Левиттауна, Нью-Йорка и других), большинство из них были спроектированы с эффективным плитным фундаментом. Плиту можно установить практически на любой устойчивый грунт, не беспокоясь о высоком уровне грунтовых вод или наличии крупных валунов или коренных пород (Источник фото: Arm Concrete LLC).

Для домов с трудным участком

Если строительство плитного фундамента невозможно из-за типа земли, на которой вы планируете строить, например, на холме, на нестабильной почве или песке, какие у вас есть варианты? Фундаменты для пирсов часто являются лучшим вариантом для плана вашего дома в этих случаях.

Фундаменты опор закладываются с использованием квадратных или круглых бетонных подушек в стратегических точках по периметру (и в пределах площади основания) конструкции. Опорные подушки выкапываются и устанавливаются в почву, обычно на коренную породу или другой элемент недр, который определяется инженером как достаточно устойчивый для поддержки; затем бетонные или обработанные давлением деревянные колонны заливаются или устанавливаются поверх опорных подушек и соединяются горизонтальными балками (фермами) из дерева или стали. Балки поддерживают стены и полы вашего дома. Ваш подрядчик может определить, является ли подход к пирсу лучшим основанием для плана вашего дома, в зависимости от типа земли, на которой он будет построен. Фундаменты некоторых опор поднимают конструкцию дома на 8 и более футов, что делает их идеальными для использования в прибрежных, прибрежных или пойменных районах, где возможно затопление. Они также идеально подходят для холмистой или гористой местности, чтобы компенсировать отсутствие ровного места для размещения дома.

Типичный для прибрежных домов или прибрежных домов, опорный фундамент позволяет строить за Земля под структурой. Пока опоры пирса могут достигать стабильной земли под поверхностью, фундамент будет прочным и крепким. Сами опоры могут поднимать конструкцию дома от дюймов над землей до нескольких футов, защищая дом от ущерба от наводнения или поднимая его над холмистыми или сильно наклонными участками застройки (План № 116-1003).

Здесь, в The Plan Collection, мы понимаем, насколько важен фундамент вашего дома для обеспечения безопасности и защиты вашего дома на десятилетия вперед. Поэтому важно, чтобы вы выбрали лучший фундамент для плана дома, чтобы вы могли спокойно построить дом своей мечты! Коллекция планов упрощает эту задачу, группируя планы по функциям.

Руководство по выбору фундамента для вашего дома

Хороший дом строится с нуля, а это значит, что вам нужен прочный фундамент, чтобы стоять на нем. Существует несколько различных типов фундамента и множество факторов, которые могут повлиять на общую стоимость и дизайн. Вот что вам нужно знать о фундаменте, когда дело доходит до жилищного строительства.

Типы фундаментов

Существует несколько различных типов фундаментов, с которыми вы можете ознакомиться самостоятельно.

Цокольный этаж

Самый глубокий из различных типов фундамента, цокольный этаж обычно строится на глубине около восьми футов под землей. Для поддержки дома залиты бетонные столбы и стены. Чаще всего домовладельцы выбирают подвал для хранения вещей. Однако цокольный этаж также можно отделать (загерметизировать и утеплить) и использовать как дополнительное жилое помещение.

Подвалы наиболее распространены в регионах, которые не подвержены наводнениям и где земля останется стабильной после раскопок (то есть, не глинистые или заболоченные участки).

Crawlspace

Пространство для ползания функционирует как небольшой подвал, где дом стоит на бетонных столбах высотой не более трех или четырех футов. Подвалы можно использовать для хранения предметов на открытом воздухе, и они дешевле, чем полноценный подвал. Как правило, кирпичная облицовка закрывает подполье.

Как и в любом доме, в котором есть пространство между домом и фундаментом, подполье может быть подвержено вредителям и плесени, если за ним не ухаживать должным образом.

Бетонная плита

Бетонная плита — самый распространенный фундамент дома — это именно то, на что это похоже: бетонный блок толщиной в несколько дюймов, армированный стальными трубами. Это самый дешевый вариант из всех фундаментов, так как он требует меньше материалов и может быть построен за меньшее время. В то время как бетонные плиты не подвержены вредителям или термитам, электропроводка и сантехника встроены непосредственно в плиту, что делает ремонт или модернизацию настоящей проблемой.

Постоянные деревянные фундаменты

Этот тип фундамента похож на подвалы и подвальные помещения в том смысле, что он создает пространство между домом и фундаментом. Разница здесь в том, что стены сделаны не из бетона, а из дерева. Древесина обработана под давлением, чтобы противостоять гниению и отталкивать насекомых, а постоянные деревянные фундаменты — одни из самых простых в установке (не говоря уже о том, что они экологически чистые!).

Однако следует отметить, что эти фонды, как правило, самые дорогие; повреждения, вызванные насекомыми или влагой, могут дорого обойтись.

Фонд пирса

Когда вы думаете о доме, возвышающемся на открытых сваях, коротких или высоких, вы представляете себе опорный фундамент (также называемый опорно-балочным или стоечно-балочным фундаментом). Квадратные или круглые бетонные блоки укладываются в землю в стратегических точках под домом, а затем на них устанавливаются обработанные деревянные или бетонные столбы для его поддержки.

Фундаменты для опор лучше всего подходят для мест с подвижным грунтом (например, на пляже или с рыхлой почвой) и мест, не подверженных землетрясениям.

Общие материалы фундамента

Заливной бетон

Традиционный способ, которым бетон используется для установки фундамента, заключается в заливке его в деревянные формы на месте. Это происходит во время одной непрерывной заливки, поэтому бетон затвердевает как одна гигантская плита. Арматурный стержень, широко известный как арматура, укладывается в форму перед заливкой бетона для укрепления плиты.

Сборные железобетонные панели

Альтернативным вариантом бетона является использование сборных панелей или панелей, которые заливаются в многоразовую форму и отверждаются за пределами площадки, а затем транспортируются и поднимаются на место. Как и модульные дома, сборные железобетонные панели отверждаются в контролируемой среде, что исключает риск задержек из-за погодных условий.

Каменная кладка

Кладочный фундамент строится либо из бетонных шлакоблоков, либо из традиционного кирпича. Он часто используется для ограждения подвалов и подвалов и при необходимости может быть усилен металлическими стержнями. В частности, шлакоблоки являются относительно недорогим вариантом, но часто необходимым дополнением является барьер для воздуха и влаги. Однако это увеличит общее время установки.

Камень

Каменный фундамент состоит из камней, уложенных друг на друга и спрессованных вместе, а затем между ними и по поверхности распределяется раствор, чтобы связать их вместе. Если вас привлекает старое очарование, которое придают каменные фундаменты (они почти всегда присутствуют в домах, которым более 100 лет), знайте, во что вы ввязываетесь: камни неоднородны по размеру или форме, то есть любые разрушение раствора, скрепляющего их вместе, должно быть устранено немедленно.

Как упоминалось выше, древесина, используемая для постоянных фундаментов, предварительно обрабатывается для предотвращения гниения и отпугивания насекомых. Деревянный фундамент может помочь изолировать подвальное помещение лучше, чем бетон, но это небезопасно. Может возникнуть проблема в процессе обработки древесины или обработка может со временем выйти из строя; несмотря ни на что, убедитесь, что поверхностный дренаж установлен правильно, чтобы предотвратить скопление влаги.

Как выбрать фонд

Хотя это не всегда так весело, как выбор планов этажей или цветовых схем, решение вашего фундамента — или, по крайней мере, понимание того, что входит в решение строителя фундамента — является частью домовладения. Вот некоторые факторы, которые влияют на выбор лучшего фундамента для каждого дома.

Характеристики участка и окружающей среды

Во-первых, следует учитывать участок и окружающую среду. Это может включать, но не ограничивается:

• Какой класс лота? Другими словами: ваш участок наклонен? Подпольные пространства популярны для участков на склоне, потому что стволовые стены — стены, закрывающие подполье, — могут быть разной высоты.
• В каком климате будет построен ваш дом? Бетонные плиты отлично работают на юге, но в более холодном климате земля постоянно промерзает и оттаивает; бетонная плита может сместиться и треснуть. Если вы строите в более прохладных штатах, вы можете вместо этого рассмотреть подвальный фундамент.
• Какой тип почвы на вашем участке? Как правило, фундаменты (особенно бетонные плиты) нуждаются в прочной ровной поверхности под ними, которая не будет сдвигаться. Но это может быть непросто, если вы строите дом на берегу моря. В этой ситуации вам лучше подойдет столбчатый фундамент.
• Каковы уровни грунтовых вод? Фундаменты и фундаменты должны быть выше уровня грунтовых вод (или уровня насыщения грунта). То, насколько низкий или высокий уровень грунтовых вод, может повлиять на выбор фундамента, потому что некоторые фундаменты, такие как подвалы, должны иметь определенную глубину.

Домашний стиль и дизайн

Определенные стили дома лучше подходят для определенных основ. Например, раскидистые конструкции не рекомендуются для фундаментов свай, так как существует риск прогибания полов между сваями.

Это может касаться и эстетики. Стены подвала или подвала могут иметь частично открытый внешний вид; если вам не нравится идея того, что часть вашего дома будет видна, вам может быть лучше с фундаментом из бетонной плиты.

Цель фонда

Разные тональные основы можно использовать по-разному, поэтому важно подумать о том, какую пользу вы можете получить от тональной основы (помимо, знаете ли, поднятия телефона). Подвалы часто выбирают, потому что они увеличивают полезную площадь дома; готовый подвал можно обустроить под гостевую комнату, зону отдыха и многое другое.

Полы для ползания, с другой стороны, предлагают место для хранения, но из-за того, что их стволовые стены короткие, вы не можете превратить их в функциональную комнату. Бетонные плиты не предлагают дополнительного пространства, но их другие преимущества делают их хорошим выбором для многих домовладельцев.

Факторы, определяющие стоимость вашего фонда

Квадратные метры

Как и в случае с большинством элементов в жилищном строительстве, чем больше площадь в квадратных футах, тем выше расходы. Подвалы, как правило, являются самыми дорогими типами фундамента отчасти потому, что они добавляют много жилого пространства в ваш дом. Если вы пытаетесь сократить расходы, но вам все еще нужно место для хранения, посмотрите, подойдет ли вам пространство для обхода; если вам не нужно дополнительное пространство, вместо этого используйте бетонную плиту.

Тип конструкции

Мы упоминали, что подвальные помещения склоняются к более высокой цене, но размер — не единственный фактор; это также о стоимости материалов. Бетон, дерево, камень и кирпич имеют разную цену, и рынки могут колебаться; имейте в виду, что расположение ресурсов и усилия, необходимые для их приобретения, могут повлиять на общую стоимость.

Глубина фундамента

Фундаменты могут быть глубокими или мелкими, в зависимости от ваших желаний и потребностей. Неглубокие фундаменты могут достигать нескольких дюймов в землю, а подвалы могут достигать глубины почти 10 футов. Качество почвы и линии промерзания (уровень замерзания грунтовых вод) также влияют на глубину фундамента.

Дополнительные Особенности

В то время как любые дополнения увеличат затраты, самым большим мероприятием является строительство выхода или подвала с дневным освещением. Эти полностью меблированные подвальные помещения имеют внешний вход, окна и часто полуторную или полноценную кухню, что делает их идеальными для приема гостей или сдачи помещения в аренду.

Миа Зозобрадо присоединилась к Builders Digital Experience (BDX) в 2019 году в качестве автора контента. Выпускница Юго-Западного университета со степенью по английскому языку, Миа увлечена письменной речью и налаживанием связей. Вне работы Миа также входит в совет директоров Лиги писателей Техаса.

Как спроектировать дом на 1000 лет (Часть I)

Краткое обновление: я рад сообщить, что получил грант Emergent Ventures для продолжения моей работы над строительной физикой! Это поможет в работе над некоторыми новыми проектами, о которых я смогу рассказать больше в ближайшие месяцы.

В США наши здания, как правило, служат от 50 до 100 лет, в зависимости от типа здания (жилые здания, как правило, служат дольше, чем коммерческие здания). Это означает, что каждый год от 1 до 2% наших зданий сносят или сносят. Например, в Нью-Йорке около 1 миллион зданий, и обходит 1500-3000 разрешений в год для сноса зданий. ( проницательный читатель замечает, что здесь я ошибаюсь примерно в 10 раз. Другие источники числа 1-2% см. в «Как здания учатся» или в этом посте о сроке службы дома. .)

В мире устойчивого экономического роста существует экономический расчет для такого рода цикла замещения, поскольку текущая стоимость любого дополнительного срока службы здания будет меньше, чем стоимость его покупки. Но этот цикл замещения относительно современен — средневековые дома часто простояли веками, и во всем мире есть примеры зданий, которые простояли многие сотни или даже тысячи лет, оставаясь при этом в эксплуатации — Пантеон, Аула Палатина, Брихадесварар. Храм, район Вероны, Шартрский собор — вот несколько примеров. Наиболее яркими примерами долгоживущих зданий являются большие культурно важные здания, для создания и обслуживания которых требовались огромные инвестиции, но есть множество примеров и более скромных зданий с длительным сроком службы — в Англии до 30,000 года было построено почти 1700 XNUMX домов. могут строить здания, которые прослужат гораздо дольше, чем сейчас.

Так что это интересный мысленный эксперимент — как бы выглядел современный дом для одной семьи, спроектированный так, чтобы максимально увеличить срок службы? Что нам нужно сделать, чтобы получить ожидаемую продолжительность жизни, скажем, 1000 лет? Чем он будет отличаться от домов, которые мы привыкли видеть? Давайте взглянем.

Достижение длительного срока службы

Одним из вариантов продления срока службы было бы просто скопировать дизайн дома, который уже сохранился на протяжении веков — по сути, мы могли бы строить их, как раньше. Кажется, это то, что делают такие проекты, как «Надежда для архитектуры», строя с традиционной несущей кирпичной кладкой. Но у этого подхода есть несколько недостатков.

Во-первых, самые старые здания не выжить – 30,000 1700 домов, сохранившихся в Англии до 3 года, составляют, возможно, от 5 до 1700% домов, существовавших в Англии в 0 году [XNUMX]. По иронии судьбы, Hope for Architecture иллюстрирует это, поскольку для реализации проекта требовалось снести существующий дом.

И даже традиционного дизайна вряд ли будет достаточно, чтобы прожить 1000 лет: в Исторической Англии всего 225 домов, построенных до 1400 г. н.э., всего 26 домов, построенных до 1200 г. н.э., и ни одного, построенного до 1000 г. н.э. Так что нам нужен другой подход.

Один из способов думать о сроке службы здания состоит в том, что это функция вещей, которые могут привести к сносу здания. Чем больше потенциальных источников отказа и чем выше вероятность их возникновения, тем короче будет срок службы здания. Таким образом, чтобы продлить срок службы наших домов до 1000 лет, нам нужно устранить как можно больше потенциальных источников поломки.

Мы можем грубо разделить потенциальные источники отказов на две категории [1]:

Дискретные разрушительные события, которые разрушат наш дом. В эту категорию попадают такие вещи, как стихийные бедствия (пожары, наводнения, землетрясения).

Процессы распада, которые со временем делают дом все менее и менее привлекательным. Это могут быть как физические процессы (постепенный износ крыши), так и «культурные процессы» (постепенный выход из моды дизайна дома).

Нам также необходимо рассмотреть, как вероятность этих типов отказов может измениться с течением времени. Источники отказов зависят от окружающей среды, и мы можем быть уверены, что окружающая среда изменится в течение 1000 лет. Например, районы, подверженные наибольшему пожароопасности сегодня, могут не стать районами наибольшего риска через 500 лет.

Стихийные бедствия и дискретные разрушительные события

Самый очевидный способ разрушения здания — это какое-то конкретное разрушительное событие — пожар, смерч, землетрясение и т. д. Если мы хотим, чтобы наш дом простоял 1000 лет, он должен быть способен противостоять различным стихийным бедствиям и стихийным бедствиям. экстремальные погодные явления.

Можно выделить примерно четыре категории событий:

Экстремальный ущерб от воды (наводнения, цунами)

Экстремальный ущерб от ветра (ураганы, торнадо)

Движение Земли (землетрясения, а также оползни).

Конечно, за 1000 лет наш дом может столкнуться со многими разрушительными событиями – на него может упасть дерево, на него может быть сброшена бомба, может взорваться близлежащий газопровод и т.д. должны по большей части прикрывать нас и от «длинного хвоста» других типов стихийных бедствий – существует не так уж много способов нанести ущерб дому, и стихийные бедствия покрывают большинство из них.

У нас есть два варианта реагирования на такого рода события: спроектировать наш дом так, чтобы он был достаточно прочным, чтобы выдержать их, или построить его там, где они вряд ли произойдут. Для чрезвычайно долгосрочного выживания лучше всего использовать обе стратегии одновременно.

Урон от огня

Исторически сложилось так, что огонь был одним из самых надежных способов разрушения здания, и многие существующие старые здания в какой-то момент пережили пожар. Самый простой способ предотвращения пожара — построить наш дом из негорючих материалов, по крайней мере, для несущего каркаса и внешних элементов — металла, бетона, кирпичной кладки, камня или прессованной земли вместо дерева или пластика. Это здравый смысл, это подход, который строительные нормы и правила используют для снижения риска пожара, и это эмпирически кажется, что работает – просмотр домов Англии до 1700 года показывает, что большинство из них построены из камня или других негорючих конструкций [2] .

Мы также хотим использовать большие и тяжелые конструктивные элементы везде, где это возможно, поскольку даже негорючие материалы могут разрушиться при пожаре, если они представляют собой тонкие секции. И мы хотим использовать детали дизайна, которые уменьшают риск возгорания дома, такие как те, которые предусмотрены различными руководствами по строительству с защитой от воспламенения.

Мы также можем погрузиться глубже и посмотреть на конкретные источники ущерба от огня. В нашу эпоху строгих строительных норм и правил и оперативных пожарных частей большая часть ущерба от пожаров возникает из двух источников: лесных пожаров и пожаров, возникших внутри дома.

Для лесных пожаров, кроме использования устойчивых к воспламенению строительных деталей и материалов, лучше всего просто построить наш дом где-нибудь, где маловероятно возникновение лесных пожаров. Это означает строительство в более городской зоне, вдали от границы дикой местности и города.

Пожары, начавшиеся внутри дома, труднее предсказать и избежать. Двумя наиболее распространенными причинами пожаров в домах являются приготовление пищи и переносные обогреватели, которые не кажутся особенно устранимыми на уровне дизайна дома. Возможно, мы могли бы построить наш дом где-нибудь, где переносные обогреватели менее необходимы, но мне кажется, что это своего рода хрупкая оптимизация.

Проектирование с учетом огнестойкости имеет важное значение, поскольку трудно предсказать области, в которых может произойти пожар в далеком будущем – через 1000 лет источники ущерба от пожара потенциально могут значительно измениться. Сегодня в городских районах ущерб от пожаров на душу населения ниже, чем в сельской местности, возможно, из-за лучшего финансирования пожарных служб и времени реагирования. Но в мире без пожарных частей (или строгих строительных норм) скопление рядом с другими зданиями, вероятно, увеличивается ваш риск повреждения огнем (поскольку пожар, начавшийся в любом месте, с большей вероятностью станет пожаром, который распространится повсюду). Расположение в большом городском районе также потенциально подвергает ваш дом большему риску, если разразится война (не то, о чем мы склонны думать при проектировании наших зданий, но очень вероятно, что это произойдет где-то в течение следующих 1000 лет).

То же самое относится и к пожароопасности. Граница между дикой местностью и городом, зона наибольшего риска лесных пожаров, зависит от того, где другие люди решают строить (или не строить). И за 1000 лет мы могли видеть, как исторически влажные районы становятся засушливыми и подверженными пожарам, или вырубленные леса отрастают, или изменения в методах управления лесами, которые делают лесные пожары более или менее частыми.

Урон от ветра

По сравнению с уроном от огня проектирование урона от ветра немного проще. Потенциальная серьезность пожара будет зависеть от того, как спроектировано здание, но серьезность ветрового явления совершенно не зависит от каких-либо дизайнерских решений, которые мы принимаем. И в отличие от пожара, где трудно избежать некоторые повреждения, если оно произойдет, можно избежать повреждения ветром, спроектировав его для достаточно высоких скоростей ветра.

Вместо того, чтобы пытаться предсказать верхнюю границу скорости штормового ветра в данном районе (принимая во внимание, что расчетный срок службы в 1000 лет потребует более длительного среднего интервала повторяемости, чем обычно), мы можем просто взять верхнюю границу скорости ветра. скорости даже возможны. Самая высокая когда-либо зарегистрированная скорость приземного ветра составляла чуть более 250 миль в час, что по совпадению является расчетной скоростью ветра, рекомендованной руководством FEMA P-361 для безопасных помещений от ураганов и торнадо. Таким образом, самый простой способ продолжить — просто спроектировать ветер со скоростью 250 миль в час и сделать весь наш дом безопасной комнатой.

(Для еще более строгих требований мы можем использовать критерии проектирования электростанций Министерства энергетики США — проектирование электростанции основано не на сроке службы как таковом, а на минимизации вероятности отказа, что для наших целей одно и то же. , Этот критерий повышает расчетную скорость ветра до 300 миль в час и добавляет несколько более строгих требований к удару снаряда.)

Конечно, это легче сказать, чем сделать — мало того, что сила ветра со скоростью 250 миль в час чрезвычайно высока (по этой причине очень немногие здания построены в соответствии с этими требованиями), но проектирование здания, способного выжить, вероятно, затрудняет его модификацию. будущее. Крышу, предназначенную для того, чтобы выдержать скорость 250 миль в час, трудно заменить в будущем, и вы, скорее всего, будете менять крышу гораздо чаще, чем будете сталкиваться с торнадо. Может быть разумным рассмотреть менее строгие проектные требования, такие как требования к высокоскоростным ураганам Майами-Дейд, для некоторых частей дома.

Наводнение и ущерб от воды

Повреждение водой — еще один довольно надежный способ разрушить дом — почти все современные строительные системы подвержены коррозии, вызванной длительным воздействием воды. И наводнение является одним из наиболее вероятных стихийных бедствий.

Лучше всего избежать этого, построив дом в месте, где маловероятно наводнение. Для этого мы можем использовать такие инструменты, как Global Flood Map от FM Global. Но это только продвинет нас до сих пор — эта (и большинство других карт) имеет максимальную вероятность повторения 0.2% в год или 500-летнее наводнение. Но это дало бы нам всего 13.5% шансов избежать потопа в течение следующих 1000 лет. И риски наводнений в данном районе, вероятно, значительно изменятся в будущем.

Лучшим вариантом было бы использование инструментов оценки наводнений, разработанных для выбора площадок для атомных электростанций, которые основаны на максимальном наводнении, которое может произойти в данной области, и учитывает такие вещи, как наводнения, вызванные прорывом плотины.

Здесь должен помочь здравый смысл — мы должны строить наш дом где-то вдали от побережья или другого крупного водоема и на месте, где маловероятно скопление воды, например, на вершине холма или другой возвышенности. Мы также могли бы использовать устойчивые к затоплению детали конструкции, которые предотвращают проникновение воды сбоку или снизу (превращая наш дом в нечто вроде ванны), или использовать какую-либо приподнятую конструкцию.

Сейсмические и земные повреждения

Землетрясения и сейсмические явления — еще одна категория повреждений, с которыми трудно справиться: они могут быть настолько разрушительными, что большинство стратегий строительных норм и правил основано на предотвращении гибели людей, а не на повреждении зданий.

Мы можем отфильтровать большую часть этого риска, строя за пределами сейсмоопасных зон (FM Global снова предоставляет полезную карту). Но полностью исключить возможность землетрясений сложно, поэтому в отношении оставшегося риска мы хотим строить здания в соответствии со стандартами, предназначенными для того, чтобы выдерживать землетрясения и продолжать функционировать. В США это означает проектирование в соответствии с категорией риска IV, тем же стандартом, в соответствии с которым должны строиться такие объекты, как больницы, пожарные депо и электростанции.

Как и в случае повреждения ветром, проектирование сейсмостойкости является чем-то вроде компромисса. Чем тяжелее ваше здание, тем выше сейсмические силы, поэтому, в отличие от повреждения ветром или пожаром, в идеале мы хотели бы, чтобы здание было как можно легче при землетрясении. И системы, которые вы, вероятно, выберете для сейсмостойкости, не обязательно будут теми, которые вы выберете для длительного срока службы. Традиционная неармированная кладка, например, может простоять веками, но чрезвычайно подвержена разрушению во время землетрясения. И наоборот, сильно армированный бетон может хорошо выдержать землетрясение, но он настолько подвержен разрушению, что это плохой выбор для строительства, оптимизированного для расчетного срока службы.

Строгое сейсмостойкое проектирование также включает в себя обеспечение непрерывности траектории нагрузки и пластичности системы за счет связывания всех элементов здания вместе сейсмостойкими соединениями. Это повышает безопасность, но также затрудняет изменение вашего здания в будущем. Поэтому нам нужно учитывать относительные риски и затраты.

От других наземных повреждений, таких как оползни, бороться сложнее. Здесь лучше всего избегать оползней — в этом отношении полезны карты опасности оползней, такие как калифорнийская.

(На следующей неделе мы продолжим с Частью II, где мы обсудим, как справляться с отказами, вызванными распадом!)

Сноски

[0] Население Англии в 1700 году составляло примерно 5.2 миллиона человек. При консервативном предположении, что средний размер домохозяйства составляет 8 человек, мы получим 650,000 XNUMX домов.

[1] Строго говоря, они, вероятно, более точно моделируются как часть одной функции, возможно, что-то вроде распределения по степенному закону, где дом имеет небольшой шанс столкнуться с очень большим количеством повреждений и больший шанс столкнуться с небольшим ущербом. сумма ущерба. Вероятно, больше пожаров, причиняющих небольшой ущерб, чем, например, полностью разрушающих дом. Но с точки зрения вмешательства полезно рассматривать их как две отдельные категории.