Blair Butler, en doktorand i civilingenjör, använder skräpkanonen för att undersöka om förändringar av stormskyddsväggar kan förbättra prestandan. Kredit:University of Alabama i Tuscaloosa
Stormskydd är ett dyrt och tidskrävande tillägg när man bygger ett hem. För att spara tid och pengar, ibland snålar husägare och byggare på skyddet de ger mot hårda vindar från tornados eller orkaner.
Tänk om en husägare kunde ha skyddet till ett mer överkomligt pris? Att besvara den frågan är målet för forskning inom ett innovativt University of Alabama-labb utformat för att hjälpa bygg- och försäkringsbranschen.
Ingenjörsforskare testar väggar av stormskydd utformade enligt de standarder som utvecklats av Federal Emergency Management Agency, eller FEMA, för att se hur de tål skräpslag. För provet, forskarna använder skräpkanoner - rör som använder tryckluft för att skjuta upp skräp, i det här fallet två-av-fyra trä, vid 100 mph.
"Det är inte många ställen som har möjlighet att göra det, " sa Dr Wei Song, UA biträdande professor i civil, bygg- och miljöteknik.
Songs doktorand, Blair Butler, en infödd Doylestown, Pennsylvania, som också tog sin kandidatexamen i civilingenjör från UA, leder studien av skyddsväggar för att se väggarnas beteende under en kollision och justerar design och material för att undersöka om förändringar kan förbättra prestandan.
"När vi förbättrar vår förståelse, kanske vi kan ge ett bidrag till den grundläggande utformningen av dessa typer av strukturer, " sa Song.
För projektet, UA samarbetade med den lokala avdelningen för Habitat for Humanity, som använder donationer och mestadels volontärer för att bygga prisvärda hem för människor i nöd. Lokalavdelningen har byggt ett stormskydd i varje hem sedan ett tornado-utbrott drabbade staten, och den vill lära sig om det finns mer kostnadseffektiva sätt att bygga dem.
"Det är en stor kostnad att införliva dem i ett hem, " sa Dr Michael E. Kreger, Garry Neil Drummond endowed Chair in Civil Engineering vid UA. "Du vill sträcka pengarna så långt du kan eftersom om du kan stretcha, du kan bygga fler bostäder."
Blair sa att testerna avfyrar brädorna på olika delar av en skyddsvägg. Digital bildteknik, vibrationssensorer och höghastighetskameror fångar och mäter deformationen i väggen.
Teamet ska testa olika material och fästelement i skyddsväggen för att se om kostnaderna kan minskas. Till exempel, kanske finns det ett annat material förutom stålpanelen bakom träväggen som stoppar skräp, sa Kreger.
UA har installerat en svit med fyra skräpkanoner som använder tryckluft för att skjuta upp föremål. Kredit:University of Alabama i Tuscaloosa
Projektet och labbet stöds av Alabama Center for Insurance Information and Research som ligger på UA campus, och det är ett svar på skadliga naturkatastrofer som orkaner och tornados, sa Kreger.
Dr Lars Powell, verkställande direktör för försäkringscentralen, sade stora stormar ökar försäkringspriserna för husägare.
"Det är ett problem som visar sig i försäkringar, men det är verkligen ett tekniskt problem, " sa han. "Du kan inte bara vifta med ett trollspö och få försäkringen att kosta mindre om du inte kan göra de underliggande förlusterna mindre allvarliga."
Skräpkanonlabbet och detta projekt hjälper till att informera byggstandarder som, i tur och ordning, kan hjälpa till att sänka försäkringspriserna, hjälpa statens ekonomi att bli mer motståndskraftig, sa Powell.
"Bland universiteten, University of Alabama ligger i framkant när det gäller den utrustning vi har för att utföra den här typen av tester, ", sa han. "Det är ett viktigt åtagande vi har gjort för problemen i staten där lösningarna inte är uppenbara och egentligen det enda stället du kan leta är till en forskningsinstitution."