Nghiên cứu các giải pháp thiết kế xây dựng nhà ở vùng gió bão

Trong thời gian gần đây, Nhà nước cùng các cấp chính quyền đã rất nỗ lực nhằm giúp đồng bào vùng bão từng bước thích nghi với các điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, giảm thiểu những thiệt h

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ XÂY DỰNG

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ

XÂY DỰNG NHÀ Ở VÙNG GIÓ BÃO

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Kiến trúc,Quy hoạch Đô thị và Nông thôn

Chủ nhiệm đề tài: TS.KTS Lê Thị Bích Thuận

9684

Hà Nội - 2012

MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết của đề tài:

Hiện nay, trên phạm vi toàn cầu, những nguy cơ về môi trường như ô nhiễm, sự biến đổi khí hậu, năng lượng và tài nguyên, thảm thực vật cạn kiệt đang diễn ra hết sức phức tạp, đe dọa hoạt động sống của con người

Do vị trí địa lý và đặc điểm địa hình, Việt Nam phải chịu hầu hết các loại thiên tai như: bão tố, lũ lụt, lốc xoáy Hàng năm, thiên tai đã cướp đi hàng trăm sinh mạng và gây tổn thất nặng nề về kinh tế Trong năm 2009 đã có 11 cơn bão và 4 áp thấp nhiệt đới hoạt động trên khu vực Biển Đông, trong đó có

6 cơn bão và một áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp đến đất liền và hải đảo nước ta: Cơn bão số 4 (Soudeler) hoạt động từ ngày 10 đến 12/7/2009, ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực từ Quảng Ninh đến Hải Phòng với gió giật cấp 9; cơn bão số 9 (Ketsana) hoạt động từ 23 đến 29/9 với gió mạnh giật cấp 13 -

14 Khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp là Quảng Nam - Quảng Ngãi Năm

2010 là bão Côn Sơn,bão Chanthu, bão Mindulle Bão, lũ, lụt và động đất là các loại hình thiên tai tác động trực tiếp đến nhà cửa,các công trình xây dựng

và các kết cấu hạ tầng kỹ thuật khác ở cả nông thôn và thành thị

Trong thời gian gần đây, Nhà nước cùng các cấp chính quyền đã rất nỗ lực nhằm giúp đồng bào vùng bão từng bước thích nghi với các điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, giảm thiểu những thiệt hại về vật chất và con người, nhưng để giảm thiểu rủi ro một cách hiệu quả ở Việt Nam thì cần tiến hành đồng bộ những biện pháp từ công tác quy hoạch, thiết kế, xây dựng và các giải pháp ứng xử hài hòa thân thiện với môi trường Kinh nghiệm và bài học thiết kế xây dựng nhà ở vùng gió bão trên thế giới đã có nhiều Tuy nhiên do điều kiện kinh tế và nguồn lực của chúng ta còn có giới hạn, đặc biệt là những vùng khó khăn lại thường xuyên phải hứng chịu thiên tai thì việc ứng dụng các kinh nghiệm và tư duy trong mẫu thiết kế, tiêu chuẩn và quy trình sao cho phù hợp nhất với hoàn cảnh kinh tế, xã hội, văn hóa của từng vùng

miền là điều hết sức cần thiết Phải thực sự hiểu được đặc điểm của gió bão tại mỗi vùng miền, các yếu tố mà một cơn bão ở Việt Nam tác động vào công trình kiến trúc theo những cách thức khác nhau thì mới có được những phương án triển khai tối ưu nhất Xu thế tích cực hội nhập với thế giới đã và đang làm cho không gian kinh tế, không gian xã hội thêm rộng mở, theo đó nhà ở tại Việt Nam có điều kiện tiếp cận với công nghệ, vật liệu, kỹ thuật, phương pháp nghiên cứu mới Muốn giải quyết một cách toàn diện vấn đề xây dựng trong vùng gió bão cần phải có một chương trình nghiên cứu đồng

bộ trong đó lưu ý đến việc liên kết và hợp tác kỹ thuật với nước ngoài,đặc biệt với Hợp Chủng Quốc Hoa Kỳ Đây là nước có bờ biển dài và rất nhiều kinh nghiệm trong việc xây nhà vùng gió bão.Việc học hỏi kinh nghiệm của các nước đi trước, đi tắt đón đầu để nắm bắt công nghệ và kỹ thuật hiện đại là hoàn toàn phù hợp với chủ trương phát triển của Nhà nước

2 Phạm vi nghiên cứu và mục tiêu của đề tài:

Phạm vi nghiên cứu đề tài giới hạn nghiên cứu nhà ở khu vực miền Trung Nghiên cứu khả năng ứng dụng những kiến thức, kinh nghiệm của bạn

về thiết kế nhà ở vùng gió bão vào điều kiện cụ thể của Việt Nam

Đề xuất tài liệu hướng dẫn kỹ thuật thiết kế xây dựng nhà ở vùng gió bão, nhằm phòng ngừa và giảm nhẹ các hoạt động của thiên tai, nhằm từng bước tạo điều kiện cho người dân có chỗ ở tốt hơn, khắc phục tình trạng nhà ở xây dựng kém chất lượng gây hậu quả nghiêm trọng

3 Cơ sở pháp lý của đề tài:

Quyết định phê duyệt danh mục các nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học công nghệ theo nghị định thư ngày 06/05/2008 của Bộ Khoa học và Công nghệ

Hợp đồng số 04/2009/HĐ-NĐT.BS ngày 01/06/2009 giữa liên Bộ Khoa học và Công nghệ - Bộ Xây dựng với Viện Kiến trúc, Quy hoạch Đô thị và Nông thôn

CHƯƠNG 1 THỰC TRẠNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG NHÀ Ở VÙNG GIÓ BÃO TẠI MỘT SỐ NƯỚC CHÂU Á VÀ HỢP CHỦNG QUỐC HOA KỲ (LẤY KINH NGHIỆM MỘT SỐ VÙNG ĐẶC TRƯNG)

1.1 Thực trạng tình hình gió bão và kinh nghiệm xây dựng nhà ở tại một số nước Châu Á

1.1.1 Đặc điểm tự nhiên và xã hội

Hình 1.1 : Vị trí địa lý Châu Á

Châu Á là khối lục địa khổng lồ nằm hoàn toàn trên bán cầu Bắc, có diện tích trên 44,6 triệu km2 chiếm khoảng 1/3 toàn bộ mặt đất Lãnh thổ châu Á kéo dài từ cực Bắc đến xích đạo, nằm giữa 4 châu lục: châu Phi ở phía Tây Nam được nối liền bằng kênh đào Suez, châu Âu ở phía Tây Bắc, Bắc Mỹ của châu Mỹ ở phía Đông Bắc và châu Úc ở phía Đông Nam

Châu Á là châu lục có diện tích rộng lớn cộng với quá trình phát triển lâu dài và cấu trúc địa chất phức tạp tạo nên địa hình rất đa dạng Trên lãnh thổ châu Á có đầy đủ các dạng địa hình như: núi cao, cao nguyên và đồng bằng rộng lớn, thung lũng rộng xen kẽ với các bồn địa kín khiến cho địa hình châu lục bị chia cắt mạnh Biển và đại dương ngoài việc bao quanh làm ranh giới,

nó còn có ảnh hưởng lớn tới điều kiện tự nhiên cũng như khí hậu của châu lục

nói chung và các quốc gia hải đảo và ven bờ nói riêng Đặc biệt Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương rộng lớn tiếp giáp với châu Á, đây là một trong những nguyên nhân chính gây ra hoàn lưu gió mùa phát triển và phân bố rộng trên châu lục mà không châu lục nào khác trên thế giới bằng

Châu Á là châu lục đông dân nhất trên thế giới tính đến năm 2005 là 3,92

tỉ người chiếm 60% dân số thế giới Tuy nhiên sự phân bố dân cư trên châu lục lại không đồng đều, nguyên nhân là do những điều kiện thuận lợi và khó khăn của địa hình cũng như thời tiết Cũng vì những nguyên nhân này mà mức độ đô thị hóa nhìn chung cũng không đều giữa các nước Châu Á đứng đầu thế giới về số lượng các đô thị lớn Trong những năm trở lại đây kinh tế châu Á tiếp tục được đánh giá là phát triển năng động nhất so với các khu vực khác trên thế giới

1.1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn

Châu Á kéo dài từ Bắc Cực cho đến xích đạo, với dạng hình khối rộng làm cho các vùng nội địa quanh năm chịu ảnh hưởng của khối lục địa khô, dễ

bị sưởi nóng và lạnh theo mùa Do cấu tạo địa hình bị chia cắt mạnh, ảnh hưởng đến lượng nhiệt và lượng mưa, và sự phân hóa khí hậu nên châu Á là châu lục duy nhất trên thế giới có đầy đủ các kiểu khí hậu gió mùa: gió mùa xích đạo, gió mùa nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đới

Mùa đông

Mùa đông, trên toàn bộ châu Á đều có gió thổi từ lục địa ra biển Thời tiết khắp nơi khô và lạnh Nhiệt độ giảm dần từ Nam lên Bắc và phần lớn lãnh thổ dưới 0°C, chỉ có phần Hoa Nam, các bán đảo Trung Ấn, Ấn Độ, Arabia và Tiểu Á có nhiệt độ trên 0°C Các phần nội địa, nhất là Đông Siberi là nơi có nhiệt độ trung bình thấp nhất, từ -30°C trở xuống

Mùa hạ

Ở Nam Á, Đông Nam Á và Đông Á về mùa này có gió Tây Nam và Đông Nam thổi từ biển vào được gọi là gió mùa mùa hạ Ở Nam Á, Đông

Nam Á có gió mùa mùa hạ mang theo khối khí xích đạo nóng ẩm từ Ấn Độ Dương tới, gây mưa lớn, nhất tại các sườn đón gió như Gaths Tây ở Ấn Độ, Nam Himalaya, Tây Myanma, Tây Nam Campuchia Khối khí xích đạo có thể xâm nhập xa về phía Bắc cho tới dãy Tần Lĩnh và trong nhiệt đới cũng tiến theo cho đến tận chân núi Himalaya sau đó vòng lên phía Bắc cho tới thung lũng sông Trường Giang Do ảnh hưởng của không khí xích đạo, tất cả khu vực nằm ở phía Nam trong nhiệt đới đều có thời tiết nóng, ẩm ướt và có mưa nhiều Ở Đông Á, nơi có gió mùa Đông Nam cũng mang theo khối khí nhiệt đới và ôn đới hải dương từ Thái Bình Dương vào, cũng có mưa nhiều Tuy nhiên, do các dãy núi theo hướng Bắc-Nam nên gió mùa chỉ hạn chế trong một dải không rộng, dọc theo phía Đông lục địa Ngoài ra, ở các vùng duyên hải Nam Á, Đông Nam Á và Đông Á về mùa hạ thường chịu ảnh hưởng của áp thấp nhiệt đới và bão nhiệt đới Các áp thấp nhiệt đới và bão này thường được hình thành trong vịnh Bengal, vùng biển phía Đông Việt Nam hoặc phía Đông Philippines, sau đó di chuyển sang phía Tây, đổ bộ vào Đông Nam Ấn Độ, Bangladesh, một số vượt sang biển Ả Rập, đổ bộ sang bờ Tây Ấn Độ và có thể sang tận bán đảo Arabia Ở Đông Á, áp thấp nhiệt đới và bão thường đi qua Philippines đến bờ Đông Việt Nam, Đông Trung Quốc và

có thể tới cả bán đảo Triều Tiên và Nhật Bản Chúng làm cho thời tiết nhiễu loạn mạnh, có gió to, mưa lớn Nhiều cơn bão gây tác hại lớn cho sản xuất nông nghiệp, các công trình xây dựng và đời sống nhân dân vùng biển Tóm lại, với đặc điểm thời tiết khí hậu, thủy văn phức tạp Châu Á là khu vực trên thế giới chịu ảnh hưởng rất lớn về thời tiết Hàng năm có hàng chục cơn bão với sức tàn phá khác nhau , để lại những hậu quả nặng nề

1.1.3 Thực trạng tình hình gió bão và kinh nghiệm xây dựng nhà ở tại một số nước Châu Á

- Philippinnes:Mỗi năm có khoảng 20 trận bão lớn nhỏ đổ bộ vào các hòn

đảo của Philippines Ủy ban phối hợp phòng chống thiên tai quốc gia

Philippines cho biết thiên tai ở nước này năm 2006 đã làm hơn 3.000 người thiệt mạng và mất tích Bốn cơn bão Cimarron, Durian, Sangxane và Utor từ tháng 10 đến tháng 12 cùng các trận lở đất đã làm 1.312 người chết và 1.859 người mất tích Mỗi năm 15 tỷ Peso được chi cho thiệt hại từ các thảm họa, ước tính khoảng 300 triệu USD

Durian

Với sức gió 150km/giờ và giật lên đến 185km/giờ, "siêu bão" Durian đã tàn phá nặng nề khắp miền Trung và Bắc Philippines Siêu bão này đã thổi bay đống đất đá của ngọn núi lửa Mayon, tạo ra lớp bùn đất che phủ những ngôi làng xung quanh Ở vùng này có hơn 500 ngôi làng và xóm nhỏ bị ảnh hưởng bão Durian Khoảng 305 trung tâm di tản được thiết lập lấy chỗ ăn ở cho hàng ngàn người bị mất nhà cửa Sau khi đổ bộ Philippines, bão Durian

đã giảm về cường độ Tốc độ gió tối đa còn khoảng 150km/giờ và tiếp tục đi

về phía Tây, tiến vào biển Đông của Việt Nam

Utor

10/12/2006, siêu bão Utor đã quét qua đất nước Philippines với sức gió mạnh, làm 6 người thiệt mạng và gây ảnh hướng tới hàng nghìn người khác Bão Utor là bão nhiệt đới cấp 2 với sức gió lên tới 150 km/giờ Bãi cát trắng nổi tiếng trên hòn đảo du lịch ở Boracay đã bị vùi lấp trong đống đất đá sau một cơn gió mạnh làm giật tung các mái nhà và cây cối đổ ngổn ngang Cơn bão Utor là cơn bão thứ 5 đổ bộ vào đất nước Philipines kể từ tháng 9 / 2006

Ketsana

Bão Ketsana ập tới, gây ra lụt lội tồi

tệ nhất trong vòng 42 năm ở khắp vạt

phía Bắc của quốc đảo này, nhấn chìm

nhiều quận ven sông của thủ đô Manila

trong biển nước Giới chức Philippines

cho hay nhà của 2,3 triệu người bị ngập Hình 1.2: Đường phố ở thủ đô Manila biến thành sông

trong nước và 400.000 người đang cần sự giúp đỡ ở các trung tâm cứu trợ được đóng ở các trường học, các tòa nhà công cộng và thậm chí là ở cả phủ tổng thống Theo Cơ quan dự báo khí tượng, lượng mưa đo được tại thủ đô Manila khi cơn bão đổ vào là 424mm Ít nhất 450.000 người bị ảnh hưởng, trong đó khoảng 150.000 người mất nhà cửa.

Kinh nghiệm xây dựng tại thành phố Makati, Philippines

Makati có nguy cơ rủi ro về thiên tai do thay đổi khí hậu gây ra cao xếp thứ 7 trong số các thành phố Đông Nam Á Makati là khu vực rất nhạy cảm với những cơn bão thường xuyên xảy ra ở vùng biển Thái Bình Dương

Các biện pháp thành phố áp dụng để phòng chống những tác hại do gió bão gây ra:

+ Dự phòng những ngôi nhà an toàn cho những dân cư không chính thức:di chuyển những dân cư không chính thức từ Makati đến Brgy,Kay Pian, San Jose del Monte, Bulacan và những vùng lân cận, di chuyển 6.000 gia đình sống ở những khu vực nguy hiểm đến vùng an toàn

Hình 1.4: Hình ảnh các ngôi nhà

chìm trong lũ

Hình 1.3: Trận mưa tồi tệ nhất từ trước

tới nay tại Manila

Hình 1.5: Vùng nguy hiểm ở Makati và vùng an toàn

ở các thành phố lân cận

+ Nâng cấp hệ thống thoát nước để hỗ trợ cho sự kiểm soát và giảm thiểu thiệt hại do lũ

- Myanmar: Bão Nargis

Cơn bão nhiệt đới Nargis hình thành

ngoài vịnh Bengal, tác động vào 5 khu vực

và tỉnh của Myanmar là Ayeyawaddy,

Yangon, Bago, Mon và Kayin trong hai

ngày 2 và 3/05/2008,trong đó Ayeyawaddy

và Yangon thiệt hại nặng nề nhất về người

và cơ sở hạ tầng.Bão Nargis là một xoáy

thuận nhiệt đới mạnh đổ bộ vào Myanmar

vào ngày 2 tháng 5 năm 2008,và là cơn

bão chết người nhất trong lịch sử

Myanmar.Số người chết được chính quyền

Myanma công bố chính thức đã được giảm đi rất nhiều so với thực tế vì họ muốn tránh các phản ứng chính trị Thiệt hại ước tính khoảng 10 tỷ USD Các nhân viên cứu trợ quốc tế kết luận thêm rằng 2 tới 3 triệu người mất nhà cửa, tình trạng tồi tệ nhất trong lịch sử Miến Điện, ngang với trận sóng thần tại Ấn

Độ Dương năm 2004 Hàng nghìn ngôi nhà đã bị phá hủy; trong thị trấn Labutta, truyền hình quốc gia cho biết 75% các công trình xây dựng đã sập và 20% bị tốc mái

1.2 Thực trạng tình hình gió bão và kinh nghiệm xây dựng nhà ở tại Hợp Chủng Quốc Hoa Kỳ

1.2.1.1 Vị trí địa lý

Hoa Kỳ là Quốc gia có tổng diện tích lớn thứ tư trên thế giới Hoa Kỳ Lục địa trải dài từ Đại Tây Dương đến Thái Bình Dương và từ Canada đến Mexico và Vịnh Mexico Alaska là tiểu bang lớn nhất về diện tích, giáp Thái Bình Dương và Bắc Băng Dương bị Canada chia cách khỏi Hoa Kỳ lục địa Hawaii gồm một chuỗi các đảo nằm trong Thái Bình Dương, phía tây nam Bắc Mỹ Puerto Rico, lãnh thổ quốc hải đông dân nhất và lớn nhất của Hoa

Kỳ, nằm trong đông bắc Caribbe Trừ lãnh thổ Guam và phần cận tây nhất của Alaska, hầu như tất cả Hoa Kỳ nằm trong tây bán cầu

Vì Hoa Kỳ có diện tích lớn và có nhiều loại địa hình nên Hoa Kỳ gần như có tất cả các loại khí hậu Khí hậu ôn hòa có ở đa số các vùng, khí hậu nhiệt đới ở Hawaii và miền nam Florida, khí hậu địa cực ở Alaska, khô hạn trong Đại Bình nguyên phía tây kinh tuyến 100 độ, khí hậu hoang mạc ở Tây nam, khí hậu Địa Trung Hải ở duyên hải California, và khô hạn ở Đại Bồn địa

1.2.1.2 Đặc điểm tình hình gió bão

Hoa Kỳ là Quốc gia nằm trong vùng khí hậu khắc nghiệt nhất trên thế giới Mỗi năm, người Mỹ phải đối mặt với nhiều trận bão có kèm theo sét, 90% thảm họa đều liên quan đến thời tiết, dẫn đến hàng trăm người chết và 14

tỉ $ thiệt hại do thảm họa gây ra hàng năm Gió lớn: xuất hiện ở hầu hết các bang của Mỹ, các loại gió lớn bao gồm:

+ Bão (gió cấp 8): Bão là trạng thái nhiễu động của khí quyển và là một loại hình thời tiết cực trị Những vùng có bão ở Mỹ là những vùng dọc theo bờ biển Atlantic và vịnh Mexico, Hawaii và địa hạt Poerto Rico, đảo Virgin, Guam và American Bão lớn có thể gây ra gió với tốc độ trên

150dặm/giờ Bão gây ra cái chết của hàng ngàn người và gây thương tích cho những cư dân sống ở vùng bờ biển Atlantic Những cơn bão này cũng là nguyên nhân của thiệt hại 5 tỉ đôla mỗi năm cho công trình ven biển

+ Lốc xoáy: Lốc là những xoáy trong đó gió hoàn lưu nhỏ cỡ hàng chục, hàng trăm mét Lốc xoáy là những xoáy nhỏ cuốn lên, có trục thẳng đứng, thường xảy ra khi khí quyển có sự nhiễu loạn và về cơ bản là không thể

dự báo được Nguyên nhân sinh gió lốc là dòng khí nóng bốc lên cao mạnh, lốc có thể xuất hiện ở bất cứ phần nào của Mỹ, phổ biến ở những vùng quê nơi tốc độ gió ở mức thấp Trên 1000 người bị thương hoặc chết bởi lốc xoáy hàng năm ở Mỹ và hàng trăm công trình bị làm hư hại hoặc phá hủy

Hình 1.9: Hoạt động của lốc xoáy ở Mỹ Hình 1.8: Những vùng bão, gió mạnh và lốc xoáy/ mưa đá

Từ rặng núi phía Đông của dãy Rocky đến bờ biển Atlantic, những cơn bão nghiêm trọng có lịch sử nổi tiếng với khoảng 1.000 trận lốc xoáy mỗi năm Nói chung, các vùng có lốc xoáy và mưa đá là những vùng nằm giữa rặng núi Rocky và rặng Appalachian, thêm với vùng đồng bằng ven biển của Georgia, Carolinas, Virginia, những vùng mà lốc xoáy xuất hiện trong vòng bán kính 25 dặm với tần suất trung bình 0.6 lần một năm hoặc hơn Mặc dù những vùng vừa miêu tả một phần trùng với những vùng có bão dọc bờ biển Atlantic, sự dự phòng cho bão vẫn được ưu tiên trước dự phòng cho lốc xoáy tại đó Đó là vì những vùng đó dễ bị ảnh hưởng bởi bão hơn là lốc xoáy

+ Mưa bão nghiêm trọng:

không chỉ gây ra lốc xoáy mà còn

gây ra gió giật với tốc độ 110

dặm/giờ Nguy cơ mưa đá có thể

xảy ra kèm theo sấm chớp phá hoại

ngoại thất của hàng ngàn công

trình hàng năm

+ Thời tiết mùa đông khắc

nghiệt: ở một vài vùng của Mỹ,

gây hại nghiêm trọng cho kết cấu

của công trình (đặc biệt tuyết dày và lạnh) Vùng ở miền nam nước Mỹ cũng

là nơi chịu sự phá hoại nhất định liên quan đến thời tiết

Ví dụ điển hình: Louisiana, nơi xảy ra cơn bão Katrina lịch sử

- Khí hậu: Phía Nam bang Louisiana nằm trong vùng khí hậu nóng, ẩm;

lượng mưa hàng năm trên 20 inches; nhiệt độ trung bình ngoài trời hàng tháng duy trì ở mức trên 45 độ F New Orleans có 265 ngày có nhiệt độ mát, 100 ngày có nhiệt độ nóng và lượng mưa trung bình năm là 62 inches Đông Nam Louisiana và khu vực bờ biển nằm trong khu vực có lượng mưa trung bình năm cao (trên 60 inches) Phần còn lại của Louisiana nằm trong khu vực có

Hình 1.10: Bản đồ tốc độ gió thiết kế ở

địa hình mở

lượng mưa trung bình năm cao (40-60 inches) Bắc Louisiana nằm trong vùng khí hậu ẩm hỗn hợp với lượng mưa hàng năm trên 20 inches và nhiệt độ trung bình ngoài trời của tất cả các tháng rơi xuống 45 độ hoặc thấp hơn trong suốt mùa đông Shreveport có lượng mưa trung bình năm là 46 inches

- Nguy cơ gió bão: Những

vùng có nguy cơ gió bão của

Louisiana được thể hiện trong

biểu đồ hình 1.11 Nam Louisiana

nằm trong vùng bão Càng gần

vịnh thì tốc độ gió càng lớn Lốc

xoáy xảy ra khá thường xuyên ở

Nam Louisiana Gió lớn có thể

gây ra một lực tác động lên công

trình bao gồm lực cắt tác động

lên liên kết tường và lực gây tốc

mái Một ngôi nhà không có

chướng ngại che hay ở trong

Hình 1.12: Nguy cơ lụt ở Nam Louisiana.

Sự tăng cường kết cấu có thể cho phép những ngôi nhà chống đỡ với sức mạnh của gió bão Thay vì tăng cường toàn bộ kết cấu để chống lại gió bão, một căn phòng an toàn được tăng cường đặc biệt có thể cung cấp một chỗ trú

ẩn một cách kinh tế hơn mà có thể đứng vững thậm chí khi ngôi nhà bị phá hủy

Bão Katrina là một cơn bão cực lớn

đã tàn phá miền Đông Nam Hoa Kỳ và

đã trở thành thiên tai kinh khủng và tốn

kém nhất trong lịch sử Hoa Kỳ kể từ trận

động đất tại San Francisco năm 1906 đến

nay

Khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề

nhất là thành New Orleans New Orleans,

là một thành phố đầy sức sống, phong

phú về lịch sử và văn hóa, nhưng đến

ngày 29/8/2005 thiên tai ập đến và thế

giới được chứng kiến, lần đầu tiên trong

lịch sử hiện đại, một thành phố bị biến

mất trong một đêm

Do cường độ về mặt địa lý, Katrina

là một cơn bão cực lớn New Orleans là

thành phố bị nước bao quanh, vịnh

Mêhicô ở phía Nam, hồ Pontchartrain ở

phía Bắc, và dòng sông Mississippi chảy

qua giữa thành phố Được xây dựng ở

khu vực cửa lũ của sông ở vùng lòng

chảo có độ sâu 2,6m dưới mực nước

biển Người dân thành phố New Orleans

Hình 1.15: Bão Katrina ở

Mississippi

Hình 1.16: Hệ thống đê bao ngăn

lũ ở New Orleans

sống với hàng tỉ gallon nước trên đầu

họ.Chỉ một thứ có thể bảo vệ được thành

phố New Orleans, 1 tuyến phòng thủ duy

nhất có thể chống lại sức mạnh của cơn

bão Katrina; đó là bức tường ngăn lũ

được biết đến như hệ thống đê bao chạy

dài 350 dặm vòng quanh thành phố, kết

hợp với 10 trạm bơm lớn để giữ cho phố

xá không bị ngập Hệ thống này được

thiết kế nhằm bảo vệ thành phố trước

những cơn bão mạnh Khi cơn bão lộ

diện các nhà khoa học đã thông báo với

tất cả mọi người rằng New Orleans sẽ bị

ngập lụt, 6h10 phút sang 29/08, Katrina

đổ bộ vào New Orleans với vận tốc gió

125mph tương đương 200 km/h Do cơn

bão xoáy quanh từ phía đông thành phố

cho nên nước dâng tràn mực nước trong

các hồ và kênh đã lên đến 3,5m; nước

tràn qua tuyến phòng thủ gây ra 5 vụ vỡ

đê,khiến hậu quả là hàng triệu tấn nước

tràn vào khu lòng chảo thành phố.Rất

nhiều người nghĩ rằng hệ thống đê bao

có thể bảo vệ được thành phố trước cơn

bão nhưng không phải vậy; chỉ sau 24h đồng hồ thiên tai đã cướp đi một nửa thành phố, nhưng điều tồi tệ nhất là đến buổi chiều hôm thứ 2, 80% New Orleans tức là 150 dặm vuông đã ngập chìm trong nước Sau bão 43 ngày một khung cảnh đổ nát trống vắng im lìm và tăm tối hiện lên, bão Katrina đã

Hình 1.17: New Orleans sau thảm

cướp đi sinh mạng của hơn 1300 con người, khiến hơn nửa triệu người mất nhà cửa và thiệt hại trên 75 tỉ đô la Đó là thảm họa thiên nhiên tồi tệ nhất mà nước Mỹ từng phải gánh chịu

Sau 3 tháng một cuộc điều tra pháp lý được xúc tiến, New Orleans cần tìm ra sai lầm ở đâu, nguyên nhân tại sao hệ thống đê bao bị tàn phá như thế Xâu chuỗi các sự kiện xảy ra vào những phút cuối cùng của cơn bão định mệnh, trước khi tuyến phòng thủ bảo vệ New Orleans bị đánh gục, các nhà khoa học vẫn chưa thể xác định được chính xác thời điểm tuyến phòng thủ bị chọc thủng là lúc nào, lúc nước lũ đang lên hay khi lũ rút

Hiểu được tại sao tuyến đê bao bị phá vỡ là điều quan trọng để xác định xem thành phố New Orleans có được an toàn khi tái thiết lại hay không Bằng cách thu thập những chiếc đồng hồ, thống kê thời điểm ngừng chạy của những chiếc đồng hồ này, họ đã xâu chuỗi được chính xác thời điểm tuyến phòng thủ

bị phá vỡ, đó là lúc trước thời điểm nước lũ lên đến đỉnh điểm Nếu hệ thống

đê bị phá vỡ vào thời điểm nước lũ đang lên chứng tỏ hệ thống đê này không chịu nổi 1 trên bão, mặc dù hàng tỉ đô la đã được chi cho hệ thống đê bao này, nhưng dường như New Orleans chưa lúc nào được an toàn Các nhà khoa học

đã dự đoán được cơn bão, mực nước trong các kênh rạch, đường đi của nước

lũ nhưng không ai dự đoán được là tuyến phòng thủ lại bị phá vỡ Thay vì mực nước là 1,3m như dự đoán thì lại là một bức tường nước cao 6m khi tuyến phòng thủ bị chọc thủng Quá trình khảo sát cho thấy rằng cấu tạo địa chất ở đây mềm nên khi các bức tường phải chịu áp lực của bão chúng bắt đầu rung và sập Khi thiết kế tuyến phòng thủ họ đã không tính đến điểm yếu địa chất của khu vực này Sự thất bại của hệ thống đê có thể bị ngăn chặn nếu khi thiết kế người ta quan tâm thích đáng hơn đến điều kiện địa chất ở nơi đây Còn trong trường hợp này móng đê được xây không sâu bằng đáy nước trong các kênh, cho nên nước dễ tràn qua bên dưới hệ thống đê sang bên kia gây ra

vỡ đê

1.2.2 Ảnh hưởng của gió bão lên nhà ở

1.2.2.1 Các kiểu nhà trong vùng gió bão ở USA

Nhà lift house: Hình 1.20

Nguyên tắc thiết kế chỉ đạo:

- Tính kinh tế:

• Những người xây nhà tự nguyện

• Sử dụng năng lượng hiệu quả

• Giảm giá thành trong quá trình sử dụng lâu dài

Hình 1.22: Các địa điểm xây dựng nhà Lift House ở Louisiana

Hình 1.23: Tác động của khí hậu (nóng ẩm) lên công trình

Hình 1.24: Ngôi nhà được xây dựng thích ứng với khí hậu

• Thiết kế thích ứng với khí hậu

Louisiana có khí hậu nóng ẩm, chịu tác động của 4 yếu tố:

Hình 1.25: Chi tiết giằng kim loại

Hình 1.26: Phương pháp đường truyền tải trọng liên tiếp

• Thiết kế chống lại tải trọng gió: Phương pháp đường truyền tải trọng

liên tiếp : là phương pháp xây dựng sử dụng hệ thống gỗ, mối nối kim loại,

chốt (như đinh và đinh vít) và tường bao để kết nối khung kết cấu của ngôi nhà lại với nhau, nhờ đó củng cố khung kết cấu của ngôi nhà bằng cách tạo ra đường truyền tải trọng liên tiếp bên trong ngôi nhà Đường truyền tải trọng

liên tiếp giống như một chuỗi liên kết các bộ phận kết cấu từ móng đến mái

Hình 1.27;1.28: Hình dạng mái để chống lại tải trọng gió

Hình 1.29: Giằng để chống lại lực ngang

Cửa panô gỗ: Trong cơn bão, sự bảo vệ để tránh những mảnh vụn bay vào nhà và tránh những cơn gió lớn có thể gây tốc mái là rất cần thiết Cửa panô gỗ chống gió bão cần đáp ứng tiêu chí sau:

+ Cửa sổ phải được đóng chặt

+ Chống những mảnh vụn bay

+ Đóng và khóa cửa dễ và nhanh + Có thể mở được từ bên trong + Đáp ứng tính kinh tế, được làm từ vật liệu sẵn có tại địa phương

• Thiết kế chống lụt: Biện pháp nâng nhà, để trống tầng 1

• Thiết kế sử dụng hiệu quả năng lượng

Hình 1.31: Biện pháp thi công nâng nhà để trống tầng 1

  Chốt cửa phía ngoài Phía ngoài Phía trong

Chốt giữa

Hình 1.30: Cửa panô gỗ thiết kế chống gió bão

+ Điều tiết theo mùa

Mặt bằng dạng 2

(2 phòng ngủ, 3-4 người diện tích 65m2)

Hình 1.35: Sử dụng quạt trần để

thông gió

Hình 1.36: Cách ly cho lớp vỏ

công trình

Nhà lắp ghép: Nhà lắp ghép

được xây từ những bộ phận làm sẵn,

một căn bếp hay phòng tắm hoàn

chỉnh có thể được đặt trước trong

nhà Ván tường, khung nhà và các bộ

phận đúc sẵn của căn nhà được

chuyển từ nhà máy đến nơi xây dựng

Tại nơi xây dựng, từng phần căn nhà

được đặt lên móng cố định Không

giống nhà lưu động, nhà lắp ghép

phải tuân theo các quy định về vị trí

xây dựng Nhà lắp ghép được biết

đến với các tên gọi như Modular

house, factory-built, panelized, prefab

hay pre-fab Nhiều kiến trúc sư đã

ứng phó với cơn bão lịch sử Katrina

bằng cách thiết kế những căn nhà cứu

Hình 1.38: Nhà Katrina Cottage loại nhà 1 tầng hành lang trước, mái hiên

liền khối nhà chính

Hình 1.39: Nhà Katrina Cottage loại nhà 1 tầng hành lang trước, mái hiên

tách rời khối nhà chính Hình 1.37: Đặt công trình theo hướng có lợi

trợ giá rẻ Những căn nhà Katrina

Cottage trở thành giải pháp phổ biến

vì sự đơn giản và ấm cúng Katrina

Cottage được phát triển bởi Marianne

Cusato và những kiến trúc sư hàng

đầu khác, bao gồm trúc sư nổi tiếng

Andres Duany Sau này, nguyên mẫu

căn nhà rộng 308 feet do Cusato thiết

kế được nhiều kiến trúc sư và các

hãng xây dựng phỏng theo để tạo ra

hơn 20 phiên bản nhà khác nhau

Katrina Cottage điển hình nhỏ gọn,

khoảng từ 500 feet vuông đến 1000

feet vuông (khoảng 45m2 - 90m2)

Trong khi kích thước và sơ đồ tầng

lầu có thể khác nhau, Katrina Cottage

có nhiều điểm chung Những căn nhà

xinh xắn đều là nhà tiền chế, được cấu trúc từ những tấm ghép được làm sẵn

từ nhà máy Vì vậy, Katrina Cottage được xây khá nhanh và rất tiết kiệm Kiểu nhà này rất bền vững, đáp ứng được các quy định xây dựng quốc tế cũng như hầu hết các yêu cầu ứng cứu khi bão lụt xảy ra

Nhà Katrina Cottage thường có đặc điểm sau:

Hình 1.40: Nhà Katrina Cottage loại nhà 2 tầng mái hiên tách rời khối nhà

chính

Hình 1.41: Nhà Katrina Cottage loại nhà sàn cao độ tính đến mực nước

ngập cao nhất

- Đặc tính: Nhà xây trên cốt cao trên cốt lũ

Hình 1.42

MẪU 1

- Thiết kế: Marianne Cusato

- Đặc tính: diện tích lớn hơn mẫu 1

Hình 1.43

MẪU 2

- Thiết kế: Marianne Cusato

- Đặc tính: được thiết kế có thể mở rộng thành mẫu 4 với

3 p.ngủ, 2 p.khách và 1 p.sinh hoạt chung bằng cách cửa

sau

Hình 1.44

MẪU 3

- Thiết kế: Duany Plater-Zyberk &Co

- Đặc tính: là mẫu 3 được mở rộng thêm Thiết kế này có

sẵn sự nâng tầng xen kẽ

Hình 1.45

MẪU 4

- Thiết kế: Duany Plater-Zyberk &Co

- Đặc tính: nhỏ gọn và hiệu quả, chứa được 2 phòng ngủ

với diện tích dưới 45m2

- Diện tích ở: 59m2

- Kích thước (gồm cả sân):6,7 x 7,2m

NGỦ1

P

KHÁCH NGỦ2

- Đặc tính: diện tích phòng rộng rãi, mẫu nhà theo

phong cách Acadia có 2 p.ngủ,có WC riêng Có thể mở

rộng thành mẫu 8

Hình 1.48

MẪU 7

- Thiết kế: W.A Lawrence, Inc

- Đặc tính:là mẫu 7 mở rộng,diện tích phòng rộng rãi,

theo phong cách Acadia có 3 p.ngủ, 2 WC

Hình 1.49

MẪU 8

- Thiết kế: W.A Lawrence, Inc

- Phòng ngủ: 2

- Phòng tắm: 1

- Chiều cao thông thuỷ: 2,7m tầng 1/ 2,4m tầng 2

- Diện tích ở: 87m2

- Kích thước (gồm cả sân): 7,9 x 7,9m

NGỦ1

P

KHÁCH

NGỦ2 HIÊN

P.

ĂN

MỞ RỘNG

Nhà nổi:

Kiến trúc sư người Mỹ Thom Mayne, người sáng lập và là giám đốc thiết

kế của Công ty kiến trúc Morphosis, Mỹ, vừa cùng nhóm thiết kế của Morphosis và các sinh viên khoa kiến trúc và thiết kế đô thị Đại học UCLA giới thiệu một kiểu nhà mới ở những vùng thấp dưới mực nước: nhà nổi Đây

là một mô hình nhà ở bền vững, hợp lý, an toàn, thích ứng với bão lũ khi mực nước dâng cao

Căn nhà có kết cấu tương tự một khung xe, bên trong chứa bọt polystyrene (loại nhựa nhẹ, chắc, cách điện và cách nhiệt tốt), được bao phủ bằng lớp bêtông cốt thép có trộn thêm sợi thủy tinh

Ngôi nhà có diện tích khoảng 90m2 là một phát minh có tính cách mạng

về khả năng an toàn, khả năng nổi, cũng như tính bền vững, khả năng sản xuất hàng loạt và phương pháp lắp ráp Ý tưởng xuất phát từ một nghiên cứu về lịch sử lũ lụt của New Orleans và hệ sinh thái của châu thổ sông Mississippi Căn nhà này được "neo" vào mặt đất bằng hai cột đứng để không bị trôi khi

có lũ Một khi mực nước dâng cao, bọt polystyrene sẽ thực hiện chức năng

Hình 1.52: Nhà nổi

như bè gỗ, nâng nhà lên cao thêm 3,6m Ngôi nhà mang nét kiến trúc hiện đại,

có nhiều thiết bị thiết yếu cung cấp điện, nước và không khí sạch Không chỉ dùng để trú ngụ, ngôi nhà còn có khả năng giảm thiểu những hư hại do bão gây ra Nhà nổi không duy trì cho người ở trong suốt cơn bão, nhưng nó phần nào đã giảm thiểu thiệt hại do thảm họa gây ra

• Tính kinh tế: Nhà nổi tận dụng tối đa hiệu quả công nghệ sản xuất

hàng loạt mà vẫn phản ánh được văn hóa và ngữ cảnh độc đáo của vùng New Orleans Những ngôi nhà địa phương ở quận 9 được những cư dân ở đây thay đổi và cá nhân hóa một cách truyền thống, qua thời gian đã phản ánh văn hóa đặc sắc của cộng đồng Nhà nổi được phát triển lên từ những quy tắc bản xứ của ngôi nhà ống (ngôi nhà mà kiến trúc có đặc điểm là các phòng được sắp đặt theo một đường thẳng từ trước ra sau) chiếm ưu thế ở suốt dọc New Orleans và vùng thấp của quận 9 Như một ngôi nhà ống điển hình, nhà nổi nằm ở đỉnh của móng đắp nổi Loại móng có tính đổi mới này hay còn gọi là

“khung gầm” hợp nhất tất cả các hệ thống điện, nước, máy móc nổi một cách

an toàn khi có lũ và hỗ trợ nhiều loại hình dạng nhà khác nhau

Được phát triển để đáp ứng nhu cầu của các gia đình ở vùng thấp của quận 9 New Orleans, nhà nổi là nguyên mẫu đầu tiên của nhà ở làm sẵn giá rẻ

có thể thích ứng được với mọi nhu cầu của vùng lũ trên toàn thế giới Ngôi nhà nổi được lắp ráp tại chỗ từ các cấu kiện đúc sẵn trong nhà máy như:

+ Khung gầm lắp ghép: được đúc sẵn như một đơn vị riêng lẻ bên trong chứa bọt polystyrene (loại nhựa nhẹ, chắc, cách điện và cách nhiệt

Hình 1.53: Thi công lắp đặt nhà nổi

tốt), được bao phủ bằng lớp bê tông cốt thép có trộn thêm thủy tinh, với những chiếc neo tường, hệ thống máy bơm nước, điện và máy móc được lắp đặt sẵn Khung gầm được chuyển đến từ nhà máy đến địa điểm xây dựng bằng

xe moóc tiêu chuẩn

+ Cột trụ để neo ngôi nhà vào móng và mặt bê tông nằm dưới khung gầm được xây dựng tại địa điểm xây dựng, sử dụng lao động địa phương và

kỹ thuật xây dựng truyền thống

+ Tường tấm panel, cửa sổ, hoàn thiện nội thất và mái nhà cũng được đúc sẵn để lắp ráp ở công trường cùng với sự lắp đặt các trang thiết bị cố định Bước tiếp cận hiệu quả này hợp nhất công nghệ sản xuất hàng loạt hiện đại với việc xây dựng tại công trường theo truyền thống để hạ giá thành, đảm bảo chất lượng và giảm thiểu lãng phí

• Tính kỹ thuật: một ngôi nhà nổi an toàn với mực nước nâng cao

Nguyên mẫu nhà nổi đã đề xuất một cách sống bền vững, thích nghi với thực

tế hay thay đổi hiện nay Để bảo vệ khỏi lũ lụt, ngôi nhà nổi có thể dâng lên theo chiều ngang trên các cột dẫn, nổi an toàn đến 3.6 m khi mực nước dâng Trong trận lụt, móng (khung gầm) của ngôi nhà hoạt động như một chiếc bè, được dẫn hướng bởi cột thép được neo vào móng bởi hai đầu cột bê tông Giống như ngôi nhà ống địa phương vùng New Orleans, nhà nổi chỉ dâng lên trong trường hợp xảy ra lũ lụt nghiêm trọng Hình dạng ngôi nhà thích hợp với một mái hiên ở phía trước theo truyền thống, giữ gìn văn hóa cộng đồng và làm cho thuận tiện khả năng tiếp cận cho người già và người khuyết tật

• Tính tiết kiệm năng lượng - bảo vệ môi trường: một ngôi nhà hiệu

suất cao tự sản sinh và duy trì nhu cầu năng lượng và nước của nó Nhà nổi là một mô hình sáng tạo cho ngôi nhà giá rẻ, tiêu thụ năng lượng ở mức thấp nhất có thể Những hệ thống có khả năng duy trì năng lượng, không khí và nhu cầu về nước của ngôi nhà, giảm thiểu tối đa sự tiêu thụ năng lượng:

+ Sử dụng năng lượng mặt trời: Mái nhà sử dụng những tấm năng

lượng mặt trời, dẫn đến sự tiêu thụ năng lượng hằng năm bằng 0 Móng công

trình chứa đựng hệ thống điện để tích trữ và biến đổi năng lượng cho sử dụng

hàng ngày Mặt khác dùng để tích trữ cho lưới điện trong suốt những tháng

mùa thu và mùa xuân

+ Tái sử dụng nước mưa: Mái nghiêng lõm thu nước mưa vào bể chứa

đặt ở gầm công trình, sau đó được lọc và dự trữ cho sinh hoạt hàng ngày

Những hệ thống sử dụng tiết kiệm năng lượng: thiết bị tiêu thụ ít năng lượng,

cửa sổ hiệu suất cao, tấm tường cách nhiệt tốt và mái nhà sử dụng năng lượng

mặt trời

1- Hiên 2- Phòng khách

3- Chỗ trưng bày tranh 4- Bếp

5- Phòng ngủ 6- Vệ sinh 7- Phòng đặt thiết bị 8- Cột trụ dẫn hướng

Hình 1.54: Tổ chức không gian trong nhà nổi

+ Thiết bị bếp tiết kiệm năng lượng cao cấp có độ bền cao

+ Làm nóng và làm mát bằng năng lượng địa nhiệt: Hệ thống cơ khí

địa nhiệt làm nóng và làm mát không khí qua một máy bơm hơi nóng có

nguồn tiếp đất có tác dụng điều hòa không khí tự nhiên, giảm thiểu năng

lượng cần thiết để làm mát ngôi nhà trong những tháng mùa hè khắc nghiệt và làm nóng trong mùa đông

1.2.2.2 Các điều kiện đảm bảo sự an toàn cho nhà truyền thống và xây mới trong vùng gió bão ở USA

• Các yếu tố đánh giá sự thành công của công trình ở vùng gió bão

- Công trình phải duy trì hoặc có khả năng sửa chữa được

Một công trình được xây dựng tốt

nhưng đặt nhầm chỗ gây tổn hại cho công

trình không được coi là một thành công

Thậm chí nếu công trình được đặt lùi lại

so với đường bờ biển thì cũng không thể

là một thành công vì nó không có khả

năng chống đỡ với gió bão và những

hiểm họa khác xảy ra ở địa điểm đó Ở

khu vực bờ biển, một công trình được coi

là thành công chỉ khi nó có khả năng

chống lại những thiệt hại do thiên tai và

thời tiết khắc nghiệt ở vùng biển gây ra

qua một quá trình kéo dài hàng thập niên

Điều đó không có nghĩa là công trình sẽ tồn tại mà không có tổn thất nào trong suốt quá trình hoạt động của nó, những tác hại của gió, bão, lụt hay xói mòn ở mức độ thiết kế (hoặc hàng loạt những sự kiện nhỏ hơn với tác hại tổng hợp nhỏ tương đương với mức độ thiết kế)được giới hạn theo những điều sau:

Hình 1.55: Công trình được xây dựng tốt nhưng đặt nhầm chỗ

Hình 1.56: Công trình đặt ở vị trí tốt nhưng vẫn chịu thiệt hại

do gió bão

+ Móng công trình phải giữ được nguyên vẹn và hoạt động tốt

+ Kết cấu công trình (tường, mái và sàn tầng 1) phải đảm bảo tính bền vững và có khả năng hạn chế sự xâm nhập của gió, mưa và mảnh vụn bay

+ Độ cao của tầng thấp nhất phải đủ để ngăn nước lũ vào nhà ở mức độ

+ Địa điểm: nên đặt công trình xa đường bờ biển bị xói mòn và vùng

có nguy cơ thảm họa

+ Loại công trình: mái phẳng hoặc vòm ít dốc Tránh công trình vừa cao vừa hẹp là đối tượng dễ bị đổ Trong quá trình thiết kế, nên lựa chọn mái dốc vừa (30º đến 45º)

+ Cao độ sàn thấp nhất (cao độ của cấu kiện theo chiều ngang thấp nhất

đỡ sàn thấp nhất) phải trên cao độ lũ thiết kế

- Không bị tắc nghẽn: sử dụng móng mở Không được làm cản trở khu vực dưới phần nâng lên của ngôi nhà Tránh hoặc hạn chế sử dụng tường mỏng, dài không bổ trụ, dễ bị phá vỡ Không được lắp đặt vật dùng được ở dưới cao độ lũ thiết kế (chủ nhà thường biến khu vực này thành khu vực sử dụng được mà sẽ dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng khi có lũ lụt)

- Nền móng: đảm bảo nền móng đủ sâu để chống chọi với những ảnh hưởng của xói mòn; đủ mạnh để chống lại sóng, nước lụt và lực của mảnh vụn bay; và đủ khả năng truyền sức gió và tác động của địa chấn ở tầng cao hơn xuống móng công trình

- Các liên kết: bao gồm vỏ mái, từ mái xuống tường, từ tường đến tường,

và từ tường xuống móng Phải đảm bảo các liên kết này được xây dựng theo thiết kế Bulông, đinh vít là những chi tiết cần thiết kế theo đúng tiêu chuẩn

- Tường ngoài: Sử dụng vật liệu tường chịu được áp lực gió lớn

- Cửa sổ và cửa ra vào kính: Sử dụng cửa sổ và cửa ra vào đủ khả năng chống lại áp lực của gió lớn Ở những vùng có mảnh vụn bay theo sức gió, sử dụng kính cường lực hoặc cửa panô gỗ

- Bản lề và giằng: sử dụng các liên kết bản lề kiên cố cho mái, tường, cửa

ra vào, cửa sổ và những bộ phận mở ra khác Sử dụng giấy dán ngoài nhà có thể giảm hơi nước xâm nhập từ mưa tạt

- Mái: lựa chọn mái phù hợp, tránh lợp mái ngói trong vùng gió bão

- Mái hiên: thiết kế và liên kết chặt mái hiên để chống lại lực tốc mái

- Vật liệu dùng cho công trình: sử dụng vật liệu chống lụt dưới cao độ lũ thiết kế Tất cả vật liệu tiếp xúc trực tiếp với thiên nhiên nên chống ẩm và chống mối mọt

- Máy móc và vật dụng: hộp điện và những vật dụng khác phải đặt lên cao và ở vị trí tránh tác hại của gió Đường dây điện nên được lắp đặt sao cho hạn chế những tác hại của lụt

- Quản lý về chất lượng và giám sát xây dựng

• Những điều kiện về kích thước công trình đảm bảo sự an toàn

cho nhà vùng bão lũ:

- Loại cấu trúc có thể là khung gỗ, bê tông dự ứng lực hay thép

- Tỉ lệ chiều dài - chiều rộng của kích thước trên mặt bằng của ngôi nhà không lớn hơn 2,5

- Nếu ngôi nhà có cấu trúc gỗ, những yêu cầu sau đây nên được áp dụng: + Nhà chỉ có từ 1-2 tầng + Chiều cao tầng không lớn hơn 3m

- Nếu ngôi nhà có kết cấu bê tông dự ứng lực, những yêu cầu sau đây nên được áp dụng:

+ Đơn vị bê tông phải đáp ứng được những tiêu chuẩn nhất định về thành phần và cường độ Hơn nữa, một số loại vữa nhất định không được phép sử dụng

+ Chiều cao tầng không lớn hơn 6m

+ Nhà không cao trên 3 tầng

• Những hướng dẫn chọn đất và xác định vị trí công trình ven biển:

- Quyết định chọn vị trí xây dựng là hết sức quan trọng Qua một thời gian dài sử dụng, những ngôi nhà ven biển đặt ở vị trí không tốt có thể phải tốn kinh phí vào việc sửa chữa và kiểm soát xói mòn hơn là tiền đầu tư vào chính công trình

+ Những nhân tố ảnh hưởng đến quyết định chọn địa điểm: nhân tố có tính ảnh hưởng nhất là kích thước miếng đất, theo sau là địa hình, vị trí đường

và những hệ thống hạ tầng kỹ thuật khác, những quy định về luật và những quy định về môi trường

- Một số Bang yêu cầu công trình xây mới đặt lùi lại về phía đất liền so với đường bờ biển, điều này thường phụ thuộc vào tỉ lệ xói mòn trung bình hàng năm Mưa bão có thể gây ra xói mòn trước mắt mà vượt xa khoảng lùi dựa theo tỉ lệ trung bình trong tương lai xa Tỉ lệ xói mòn thay đổi theo thời gian, và xói mòn có thể vượt qua khoảng lùi chỉ trong thời gian một vài năm

Sự thay đổi về tỉ lệ cũng phải được tính đến khi quyết định khả năng xói mòn qua một khoảng thời gian nhất định

Hình 1.57: Địa điểm lý tưởng xây dựng công trình ven biển

- Những bất lợi thường xảy ra khi chọn địa điểm:

+ Ngôi nhà ở những miếng đất nhỏ nằm giữa đường cái và đường bờ biển bị xói mòn thường gặp nhiều bất lợi nhất

+ Những miếng đất có hình dạng đặc biệt mà đẩy công trình ra gần bờ biển làm tăng khả năng dễ bị tổn thương cho công trình

+ Xây công trình cạnh sườn dốc đứng làm tăng khả năng hiểm họa của công trình, bởi vì sự xói mòn dốc đứng và những tác động độ ổn định của dốc đứng gây ra từ con người như việc xây dựng nhà, phát quang cây cối, sự thay đổi ở sự thoát nước bề mặt

+ Xây dựng công trình ở gần khu vực có thủy triều với đường bờ biển biến động có thể khiến công trình tiếp xúc với nước lũ dâng và hiểm họa bị xói mòn qua thời gian

+ Xây dựng công trình ở ngay sau kết cấu điều tiết xói mòn có thể dẫn đến những tổn hại cho công trình từ sự dâng cao của sóng và có thể ảnh hưởng đến khả năng sửa chữa và duy trì kết cấu

+ Xây dựng một công trình mới ở trong phạm vi một công trình đang tồn tại trước đó không thể đảm bảo rằng địa điểm đó là một địa điểm tốt

- Khi thiết kế nên quan tâm:

+ Tham khảo các cơ quan địa phương, các nhà tư vấn về những thông tin về hiểm họa và sự xói mòn ở địa điểm cụ thể

+ Tìm kiếm thông tin lịch sử về sự xói mòn và những tác hại của bão Làm thế nào mà những ngôi nhà cũ ở trong vùng chống chọi được qua thời gian? Sử dụng kinh nghiệm của những ngôi nhà khác để áp dụng vào quyết định chọn địa điểm

+ Quyết định khả năng chịu đựng rủi ro của chủ nhà, và từ chối những miếng đất hoặc quyết định lựa chọn địa điểm vượt quá mức độ rủi ro cho phép

• Ảnh hưởng của quyết định chọn địa điểm và thiết kế lên giá

thành công trình:

Khi xây dựng một ngôi nhà ven biển, đầu tiên chi phí sử dụng và chi phí bảo dưỡng công trình cần được xem xét Ngôi nhà ven biển, nhất là nhà sát biển tốn kém hơn ngôi nhà trong đất liền trong việc thiết kế, xây dựng, duy trì, sửa chữa và bảo hiểm Đánh giá những rủi ro liên quan đến địa điểm xây dựng

cụ thể hay thiết kế là việc rất quan trọng Tìm địa điểm, thiết kế và xây dựng

để tránh tác hại ở mức độ tối thiểu không thực sự đồng nghĩa với giá thành thấp nhất cho chủ nhà trong suốt một thời gian dài Vượt qua mức nhu cầu tối thiểu có thể tốn kém hơn một chút lúc đầu, nhưng có thể tiết kiệm trong tương lai xa

Khi xây dựng một ngôi nhà thì việc lựa chọn địa điểm và phương án thiết

kế sẽ ảnh hưởng đến giá thành xây dựng gồm:

+ Những chi phí ban đầu: bao gồm định giá tài sản và kinh phí giấy phép xây dựng, thiết kế và xây dựng

+ Chi phí hoạt động: bao gồm kinh phí liên quan đến quá trình sử dụng của ngôi nhà, ví dụ như kinh phí vật dụng và kinh phí bảo hiểm (lưu ý là kinh phí bảo hiểm lụt có thể giảm đến 60% bằng cách vượt qua mức nhu cầu tối thiểu)

+ Chi phí lâu dài: bao gồm chi phí cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế những thành phần bị hư hại hay tàn phá của ngôi nhà

Một trong những kinh phí quan trọng phải tính đến là những thiệt hại khi phải chống đỡ với lũ lụt Nhưng làm cách nào mà chủ nhà có thể quyết định mức độ rủi ro nào liên quan đến vị trí công trình cụ thể hay việc thiết kế Có một cách tính được khả năng phá hủy của cơn bão hay sự xói mòn xuất hiện

và những thiệt hại tiềm tàng mà công trình sẽ phải chịu đựng

1.2.2.3 Kỹ thuật xây dựng mới và vật liệu mới cho nhà ở vùng gió bão tại USA và trên thế giới

a Vật liệu xây dựng

• Vật liệu có khả năng bền vững trong lũ: Lũ chiếm tỉ lệ lớn trong

những nguyên nhân gây thiệt hại cho công trình trong vùng gió bão ven biển Vật liệu công trình tiếp xúc với nước lũ phải đủ khả năng phục hồi để bền vững khi tiếp xúc với một lượng nước lớn nhằm tránh nhu cầu thay mới hoàn toàn sau lũ Vật liệu có khả năng bền

vững trong lũ là đủ khả năng chống đỡ,

tiếp xúc trực tiếp và lâu dài (ít nhất 72

giờ liên tục) với nước lũ mà không bị

thiệt hại nghiêm trọng

Một số loại vật liệu:

- Bê tông: là một hỗn hợp bền khi

tiếp xúc với nước muối hoặc hơi nước

muối được tạo ra bởi xi măng chống sunfat, với thời gian 28 ngày dưỡng hộ

và tỉ lệ nước – xi măng không cao hơn 0,4)tham khảo bộ luật ACI 318-02 về kết cấu bê tông của Hiệp hội bê tông Hoa Kỳ)

- Gỗ ván: được xử lý áp lực hoặc chống mối mọt tự nhiên bao gồm gỗ

đỏ, tuyết tùng, một vài loại gỗ sồi và gỗ bách

- Thép xây dựng: có lớp bọc ngoài để chống bị ăn mòn

- Vật liệu cách nhiệt: nhựa, cao su tổng hợp hoặc các loại vật liệu khác được chấp nhận bởi kỹ sư xây dựng địa phương

Bảng 1.1: Vật liệu có khả năng bền vững trong lũ

Các bộ phận kết cấu

sử dụng vật liệu Tên vật liệu

Cột và trụ Cột gỗ tròn, vuốt nhẵn; cột tiết diện vuông và được xử lý trước nếu sử dụng ở vùng biển

Hình 1.58: Lựa chọn những loại vật

liệu có thể chịu được lũ theo chu kì