Keempat badai yang menghantam daerah berpenduduk padat dari Karibia sampai Texas musim panas lalu beringsut menuju label harga setengah triliun dolar – karena tidak ada pekerjaan dan upah yang hilang dengan menutup seluruh kota. Bangunan adalah penanda paling terlihat dari ketahanan suatu tempat setelah terjadi bencana. Survei kerusakan bencana memaksa pertanyaan yang sulit: Bagaimana mungkin membangun kembali dengan lebih baik?
Ini adalah pertanyaan yang akan diajukan orang karena perubahan iklim berkontribusi pada meningkatnya intensitas dan curah hujan badai. Dan tentu saja, di mana Anda membangun sama pentingnya dengan apa yang Anda bangun. Tapi bahan-bahan baru, dalam berbagai macam pilihan eksperimental dan di luar kebiasaan, dapat membantu membentengi bangunan terhadap serangkai bahaya badai: angin, puing-puing beterbangan, banjir dari hujan atau angin topan. Memahami bagaimana lingkungan yang dibangun dapat hidup berdampingan dengan badai yang memburuk akan memerlukan pemetaan aplikasi yang paling berguna dan hemat biaya untuk bahan dan teknologi ledakan yang dahsyat.
Kode bangunan adalah pertahanan dasar untuk melawan kerusakan topan . Kode bangunan yang diperbaiki di Florida (yang paling ketat di negara ini) setelah Badai Andrew tahun 1992 mengharuskan memasang jendela dampak, menggunakan ikatan yang lebih kuat antara atap dan dinding, dan mengamankan atap dengan paku dan bukan staple, menurut Wall Street Journal . Dan memang, bangunan baru yang dibangun untuk kode bernasib lebih baik saat Badai Irma.
“Kami menemukan bahwa banyak tempat yang tidak memiliki kode bangunan terkini seringkali merupakan tempat Anda melihat dampak paling banyak dari badai yang paling kecil sekalipun,” kata Michael Rimoldi, wakil presiden senior program pendidikan dan teknik di Aliansi Federal untuk Rumah Aman (FLASH), yang menyarankan FEMA untuk membangun perlawanan badai.
Ikatan yang kuat
Untuk rumah bingkai kayu tradisional pada khususnya, item kustom dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan angin topan. Kaca dampak, seperti jenis yang digunakan di mobil, tidak akan pecah sebagaimana kaca standar. Saat jendela pecah dari angin kencang, rumah bisa tertekan saat angin bertiup masuk, muncul dari atap dan melepaskan puing-puing berbahaya. Rimoldi mengatakan metode pemasangan atap baru dapat menambah kekuatan, dan perekat busa semprot (yang diterapkan di bagian dalam atap rumah dan berlipat ganda sebagai insulasi) dinilai untuk kecepatan angin yang lebih tinggi. Untuk mengatasi banjir, ventilasi hidrostatik memungkinkan air masuk ke rumah namun menghentikan banjir karena terakumulasi, berpotensi merendahkan dinding dan pondasinya.
“Di rumah kayu tradisional, [itu] bagaimana semuanya disatukan,” kata Rimoldi. “Semua komponen, dari atas atap sampai ke pondasi, diikat oleh konektor mekanis. Anda bisa membangun rumah berbingkai kayu yang sama kuat seperti yang lainnya, selama Anda memastikan bahwa semua dinding diikat dengan benar, mereka terikat pada atap dengan benar, juga atap dan dinding diikatkan ke pondasi dengan benar.”
Bahan Gen Berikutnya
Bahan percobaan bisa membantu angin kencang. Beberapa upaya penelitian difokuskan untuk menemukan prototip kaca yang meningkatkan ketahanan kaca dampak. Periset di McGill University sedang mempelajari kaca yang bisa ditekuk , yang bergantung pada ukiran “microfissures” untuk membiarkannya melekuk tanpa pecah. Ukiran ukiran berbentuk jepang ini menghentikan keretakan agar tidak menyebar, membuat kaca 200 kali lebih kuat dari kaca standar. Para ilmuwan di US Naval Research Laboratory sedang mengembangkan material “transparent armor” ultra keras yang disebut Spinel, yang memiliki tingkat opasitas yang mirip dengan kaca.
Salah satu bahan baru yang paling menjanjikan di pasaran adalah beton bertulang ultra tinggi (UHPC). Dibuat untuk digunakan di Amerika Serikat oleh LarfargeHolcim dengan nama Ductal, UHPC bisa melekuk, namun enam kali lebih kuat dari beton biasa. Ini terbuat dari agregat sangat halus, biasanya terbuat dari bahan daur ulang (fly ash, silica fume). Penambahan serat karbon metalik atau polivinil alkohol memungkinkan material melekuk dan menahan beban bahkan setelah terdapat beberapa keretakan.
UHPC telah digunakan secara hemat di Amerika Serikat selama dekade terakhir ini. Namun, displaynya penuh pada satu proyek profil tinggi: Herzog and DeMeuron’s Perez Art Museum Miami, yang telah bertahan dari Badai Irma tanpa kerusakan. Di sini, UHPC digunakan di tebing setinggi 16 kaki, 5 1/2 inci yang melengkung hingga dua inci sambil tetap menopang dinding tirai bangunan.
Tapi UHPC tidak bisa begitu saja diganti dengan beton biasa dalam setiap kasus. “Ini mahal, dan Anda harus mendapatkan lisensi untuk membeli dan menggunakannya,” kata Robert Nordling, manajer proyek untuk John Moriarty & Associates, yang membangun museum Perez. Dengan biaya tambahan ini, bahannya delapan sampai sepuluh kali lebih mahal daripada beton standar, jadi “tidak akan efektif biaya pada sebagian besar konstruksi normal,” terutama pada proyek anggaran rendah yang lebih rendah. Namun, kekuatan UHPC dapat diandalkan, seringkali, bahan yang kurang dibutuhkan dipadukan dengan beton standar, sehingga lebih efisien dengan bobot dan biaya.
Victor Li, seorang profesor teknik di University of Michigan, telah mengembangkan varian beton yang disebut engineered cementitious composite (ECC) yang menekankan kelenturan lebih banyak daripada kekuatan belaka. “Jika Ductal adalah hard rock, maka ECC adalah baja yang mudah dibentuk,” kata Li. Materi ini memiliki kemampuan penyerapan energi yang tinggi terhadap dampak beban dan gempa, dan sedang diadopsi dalam bangunan, jembatan, dan jalan raya berskala penuh. “Misalnya, gedung Kitahama 60 lantai di Osaka menggunakan ECC pada inti bangunan untuk ketahanan gempa,” Li menjelaskan, menambahkan bahwa bangunan tersebut memiliki biaya pemasangan yang rendah dan luas lantai yang lebih besar “bila dibandingkan dengan desain sebelumnya yang tidak menggunakan ECC tapi menggunakan pendekatan anti-seismik lainnya.”
ECC dua sampai tiga kali lebih mahal dari beton standar. Dengan premi seperti itu, di mana, dan untuk apa, apakah masuk akal ekonomi untuk membangunnya? Itulah satu pertanyaan yang diajukan oleh MIT Concrete Sustainability Hub (CSHub). Alih-alih mengembangkan lebih banyak bahan dan sistem bangunan, perubahan terbesar dalam analisis material untuk ketahanan bencana adalah menentukan sistem mana yang hemat biaya di lokasi mana, kata Direktur Eksekutif CSHub Jeremy Gregory.
“Orang-orang terbiasa memikirkan pengembalian untuk kulkas hemat energi,” kata Gregory. “Mereka tahu mereka memiliki biaya awal yang lebih tinggi, namun biaya operasi lebih rendah. Tapi jika menyangkut kerusakan terkait bahaya, ini adalah hal yang lebih sulit dilakukan.” Meminta konsumen untuk mengajukan skenario terburuk untuk membenarkan biaya tambahan adalah resep untuk persiapan yang kurang dalam hampir semua konteks.
Jadi proyek Gregory, Break-Even Mitigation Perscentage (BEMP), melihat kemungkinan kerusakan badai lebih dari 50 tahun di lokasi tertentu, menghitung jumlah kerusakan yang diperkirakan, serta jenis bangunan dan cara konstruksinya. Menggunakan data ini untuk menentukan apakah membuat struktur ini tahan badai adalah penggunaan uang yang efisien, dan untuk menghitung berapa lama penghematan biaya yang diantisipasi dalam menghindari kerusakan topan akan membayar kembali biaya awal.
BEMP akan diperluas untuk mencakup jejak karbon bahan bangunan dan dampak lingkungan lainnya. Ini mungkin seperti akuntansi untuk bencana alam adalah analisis biaya-manfaat tersendiri dan diskrit, namun dengan cara ini, ini benar-benar ukuran keseluruhan keberlanjutan.
Dengan analisis semacam ini, para perencana akan mengetahui area mana yang dapat berubah akibat bencana yang tidak dapat dihuni, dan wilayah mana yang dapat bertahan dengan bangunan yang lebih kuat dengan menggunakan bahan dan teknik ini. BEMP kemungkinan bisa menjadi panduan lapangan bagi perusahaan konstruksi yang ingin menerapkan bahan dan metode tahan badai di berbagai garis pantai yang rentan, sesuai dengan ekonomi yang cermat dengan hasrat yang mendalam untuk membangun kembali.
