如何建造一座能抵御任何天气的房屋

龙卷风席卷美国中西部。飓风和海平面上升淹没了沿海地区。野火肆虐西南部，暴风雪则让北部地区陷入冰冻。环境随时可能让你的家陷入危险。但只要有巧妙的建筑设计和先进的材料，房屋就能自保。

当然，这栋房屋的窗户和墙壁各异，并不是特别逼真。它不必如此；美国任何地方都不必同时面对所有这些天气灾害。但它所采用的技术是真实的。因此，如果您准备封堵所有可能的舱口，请考虑采用其中一些设计。

基础

地基可以防止房屋下沉，通常都是一块坚固的地基。但通风设计可以让洪水从房屋下方通过，不会对房屋造成影响。或者，将房屋建在桩上，并用分离墙覆盖缝隙，洪水来临时分离墙会脱落。

屋顶

在寒冷地区，大多数房屋的屋顶都是倾斜的，并留有宽大的悬垂部分，以便让雪滑落。为什么？在平坦的表面上，雪绒会融化、重新冻结，然后再次解冻，给屋顶结构带来压力，并慢慢将_水渗入房屋。为了进一步减少导致融化的温热点，请保持阁楼凉爽：通风良好，并沿着地板而不是椽子进行隔热。

墙壁

外部有空气间隙：风雨会将水吹到传统壁板的后面，浸湿房屋的框架。解决方案：在纤维水泥壁板和房屋之间留出空气屏障。如果有少量雨水渗入壁板，它会从底部排出。

钢制外墙板：担心野火？用防火板覆盖房屋外墙。通过在金属外壳内夹入闭孔阻燃泡沫，这些外墙板替代品可防止火灾发生。（它们也是极好的绝缘体！）

混凝土墙：就防火防风而言，没有哪种材料比混凝土更好。当然，自然光很好，门也很好。实心混凝土板无法提供这些。因此，在火灾多发地区，混凝土和钢制外墙覆盖的墙壁混合使用是一种折衷方案。

视窗

陶瓷：在大火中，消防员水管中的冷水会产生热冲击，使传统窗户破碎，氧气进入内部火焰。但透明陶瓷窗户可承受高达 1300°F 的温度，不会膨胀或收缩。

坚不可摧：当受到高速飓风碎片撞击时，夹在玻璃之间的防碎聚合物层可使这种玻璃像汽车挡风玻璃一样发挥作用：它可能会破裂但不会破碎。这种材料的强度各不相同——最坚固的可以挡住子弹。

百叶窗：为了保护门窗，可以尝试使用防风百叶窗，尤其是那种可伸缩的百叶窗，就像您在关门的商店里看到的一样。当使用电动或手动打开时，铝制百叶窗会互锁并沿着底部固定，形成一个装甲外壳。不使用时，它们会卷入一个 6 英寸的盒子中。

户外

树木：请将树木与房屋保持至少 20 英尺的距离，以保护您的房屋免受风吹树枝的伤害。

草坪：草坪是阻止野火蔓延的无名英雄。种植龙舌兰、丝兰和仙人掌等保水多肉植物，并清除房屋附近的干枯或死亡植物。修剪树木至少 6 英尺高，以便较小的树枝不会受到低处蔓延的火灾的影响，并清除干燥、易燃的植物材料和覆盖物。

安全室

现在是 21 世纪了，安全室不再需要地下掩体。事实上，地下掩体甚至可能是一个更糟糕的避难所——因为你不太可能真正使用它。我们采访的三家安全室制造商和安装商都强调，安全室必须舒适、方便，并且通常是一个让人可以一躲就是几个小时的舒适场所。当然，除此之外，还要能够抵御 EF-4 级龙卷风的 250 英里/小时的风力。

墙壁：房间墙壁的理想材料是几乎坚不可摧的隔热混凝土模板（ICF）。它有一个混凝土和钢筋芯，夹在泡沫绝缘层之间，外面是干式墙或其他饰面。ICF 不仅可以抵御火灾中的热量和风暴中的冲击，还可以降低外面那些可怕的噪音。

空气供应：房间需要足够的被动通风，这意味着如果停电导致暖通空调系统停止运行，空气仍能流通。除此之外，通风系统应通向建筑物的屋顶。这样，如果房屋在房间周围倒塌，躲在里面的人仍然可以获得甜蜜的氧气。

内部：让安全室成为一个熟悉、容易进入的空间——在灾难情况下，它需要舒适，即使是小孩子也可以。很多人使用衣柜、食品储藏室（嘿，食物已经在那里了）或主浴室，只要在紧急情况下保持安全，这些地方就有自来水。

地基：将安全室锚固在定制浇筑的混凝土基础或房屋现有的地基上。采用后一种设计，通常将房屋与地基连接在一起的钩形 J 型螺栓不会像坚固的环氧树脂锚固螺栓那样坚固。一个 24 平方英尺的房间，用 19 个这样的螺栓固定，可以承受高达 200,000 磅的提升力。

门：任何警匪片都会提醒你，门是墙体最薄弱的部分。安全室的防风门需要多把锁；有些门使用多达六个 1 英寸的钢栓将门连接到门框上。而且它应该向内摆动，这样如果碎石堵塞了入口，你仍然可以离开房间。

圆顶之家

在经常遭遇强风的地区，房屋防火防雪等优先事项都退居次要地位，而更重要的目标则是确保建筑物在下一次大风暴中不会从地基上飞出。一些建筑师为了实现这一目标发挥了创造性，采用了一种引人注目、超级坚固的设计：一个简单的圆顶。

大多数建筑物都有许多东西可能在暴风雨中被吹掉，比如屋顶。但是巨大的混凝土半球的顶部不会脱落。用一块坚固的混凝土建造房屋肯定有助于抵御天气：一块弯曲的板子没有那些薄弱点，当受到撞击时，普通的四面墙壁和屋顶就会倒塌。这种房屋的真正强度来自于它的圆形。这是因为，当物体撞击球体时，力会均匀分布在弯曲的表面上。因此，可能会震动普通房屋接缝的撞击不会在圆顶上找到类似的薄弱点。

为了建造出完美的圆形，建造者们给一个巨型气球充气，使之与外壳的形状一致。然后，他们向气泡喷洒 3 英寸厚的聚氨酯泡沫隔热层。当涂层固化后，他们在上面添加 3 英寸厚的钢筋加固混凝土，就像反向建造游泳池一样。

圆顶设计效果如何？佛罗里达州彭萨科拉市一栋 2003 年建成的海滨住宅经受住了 2004 年飓风伊万的袭击，当时飓风摧毁了周边社区。这栋房子又经受住了另外两场大风暴的袭击。而且半球不只是适合狂风暴雨。据报道，2003 年，一枚 5,000 磅重的炸弹击中了一座圆形伊拉克清真寺，该清真寺采用同一家公司的设计建造。爆炸摧毁了建筑物内部的一切，但其外部结构完好无损。

大多数房主都喜欢熟悉的房屋形状。但随着生存主义者和末日准备者寻找安全的建筑，越来越多的人跳出固有的思维模式，搬进了圆顶房屋。这些房屋提供了地下避难所的所有安全保障，还额外提供了阳光。

本文原载于《大众科学》杂志2017年7月至8月刊。