ابتكار هندسي واعد: تصاميم متموجة للجدران والأسقف لحماية المباني من الرياح العاتية

أثبتت دراسة حديثة أجراها باحثون في كلية الهندسة بجامعة ولاية فلوريدا الأمريكية، أن الاعتماد على تصاميم متموجة للجدران والأسقف الخارجية للمباني يمكن أن يلعب دوراً هاماً في تخفيف تأثير الرياح القوية، فضلاً عن خفض أحمال الرياح على المباني منخفضة الارتفاع بنسبة تصل إلى 60 بالمئة.

وأفادت الجامعة عبر موقعها الإلكتروني في تقرير نشرته أمس الثلاثاء، بأن الأسطح المتموجة تساهم بفاعلية في تقليل ضغط الرياح على المباني، وتحديداً عند زوايا الأسقف والجدران، مما يحد بصورة واضحة من الأضرار الجسيمة الناتجة عن العواصف الشديدة.

ولغرض قياس تأثير هذه التصاميم المبتكرة، قام الباحثون باختبار نماذج لمبان منخفضة الارتفاع مجهزة بأسقف وجدران خارجية متموجة عوضاً عن الأسطح المسطحة المعتادة، وذلك لدراسة انعكاساتها على حركة الرياح والضغط الواقع على المنشآت.

وبينت الاختبارات الميدانية أن الموجات الأعمق كانت الأكثر كفاءة في تشتيت ضغوط الرياح، حيث نجحت في خفض الضغوط القصوى بالقرب من زوايا الأسقف والجدران بنسب تراوحت بين 40 و60 بالمئة، وفقاً لاتجاه الرياح.

وفي ذات السياق، أوضح الباحثون أن هذه الأسطح المتموجة تعمل على تغيير مسار الهواء والتقليل من تشكل الدوامات الهوائية المسؤولة عن زيادة قوى الضغط والشفط عند حواف المباني وزواياها، والتي تُعد من أكثر المواقع عرضة لتداعيات الرياح القوية.

ولفت الباحثون إلى أن تلك التصاميم تمنح المهندسين والمعماريين خياراً هندسياً إضافياً لرفع كفاءة ومقاومة المباني للرياح، لتنضم إلى جانب أساليب الحماية التقليدية المتمثلة في زيادة سماكة الجدران أو استخدام مواد بناء أكثر صلابة ومتانة.

ويستكمل الباحثون جهودهم عبر إجراء المزيد من الاختبارات الإضافية لرصد حركة الرياح المحيطة بهذه التصاميم، إلى جانب توظيف نماذج حاسوبية بغية تطوير أشكال الموجات وتقييم تصاميم أخرى تدعم قدرة المباني على مجابهة الرياح العاتية.

وتفتح هذه النتائج المهمة آفاقاً جديدة أمام قطاع الإنشاءات لتطوير تصاميم هندسية مبتكرة ترتقي بمستوى مقاومة المباني للظروف المناخية القاسية والعوامل الجوية العاتية.