2026 年 10 月 9 日

风速达到每小时 110 英里(约 177 公里),噪音震耳欲聋,尘土飞扬。在佛罗里达国际大学(FIU)的“风墙”实验室中,研究人员目睹了一栋单宽制造房屋在模拟五级飓风的风力下剧烈摇晃,最终向后倾覆并完成两次全翻转。
这并非灾难现场,而是艾莉娜·萨特利(Elaina Sutley)和阿林达姆·乔杜里(Arindam Chowdhury)等结构与风力工程研究人员进行的首次受控实验。该实验旨在测量强风对全尺寸制造房屋的影响,并探索提升此类住房安全性的策略,以打造既抗灾又负担得起的居住方案。
研究团队在过去十年间一直关注这一领域。此次风墙实验是首次在受控环境中,利用传感器和录像设备捕捉制造房屋在极端风力下的表现,从而评估其是否符合联邦设计要求。初步结果表明,通过更新州和联邦建筑法规,制造住房完全可以在保持可负担性的同时实现更高的安全性。
识别弱点与制定解决方案
制造房屋的设计与建造受特定的联邦建筑法规监管。然而,现行规范并未提供针对地震、野火或龙卷风的抵御指导。此外,制造住房与现场建造住房分别遵循不同的建筑规范体系,后者每三年更新一次,而前者则存在显著的成本与性能差异。
这种成本优势使得制造房屋成为最常见的无补贴可负担住房类型,全美约有超过 2200 万人居住其中。但性能上的短板可能带来致命风险。研究团队致力于在不牺牲价格竞争力的前提下,提升这些房屋的结构性能。
早期阶段,关于工厂预制建筑的研究资料匮乏,且缺乏明确的公共文件说明其具体建造方式。因此,研究人员首先聚焦于分析移动房屋和制造房屋在灾难中的失效模式。通过堪萨斯大学的数百次负载路径连接实验,团队测量了屋顶桁架、屋顶与墙壁、墙壁与地板之间连接的应力情况,并测试了使用更厚绑带、螺丝及不同硬件来增强结构强度的新设计。
除了实验室工作,改变停滞 32 年的联邦建筑法规还需要多方协作。研究团队与居民、房屋制造商、安装系统供应商、倡导组织以及联邦和州政府机构进行了广泛交流。目前,团队正与联邦应急管理局(FEMA)合作,更新其将移动房屋作为灾后临时住房的使用指南,并将研究成果转化为模板,协助地方政府采纳最佳实践以应对当地安装需求。
风墙内的实测数据
2026 年春天,研究团队测试了三套由 FEMA 提供的制造房屋。实验中检查了七种常用于抗风、防洪或抗震的安装系统。与其他测试不同,这些房屋由当地专家在与现实世界条件相匹配的土壤中进行安装,确保了测试环境的真实性。
通过高速视频图像采集,研究人员追踪了房屋的位移和材料压力,记录了损坏的渐进过程——从初始故障点到最终翻倒。这种动态损害演变过程是灾后调查或小规模风洞模型测试无法观察到的。
初步结果显示,部分州允许的安装做法不符合联邦法规的最低要求,也未达到现代风力工程标准。但也发现了积极信号:最强的安装系统运行有效。居住在工业化房屋中的居民可与安装人员确认其住所是否符合风力区域 III 的要求。
此外,研究团队设计了一种连接到屋顶沿线沟槽系统的装置,用于减少风力负荷。该装置降低了屋顶承受的风压,帮助屋顶绑带在恶劣风况下保持固定。团队还与行业伙伴合作,测试一种优化建筑材料使用的新式固定装置。
测试表明,制造房屋可以设计得既经济实惠又能抵御强风。事实上,某些专门建造的单元已具备此能力。例如,本次测试中使用的移动住宅是为 FEMA 救灾目的特别建造的,其强度达到了联邦建筑法规要求的三倍,即便在强风中也能保持良好状态。
未来展望:安全与可负担并重
当前美国住房状况面临成本上升、建筑质量参差不齐以及极端天气事件频发等多重挑战。研究指出,改变制造房屋的建造和安装方式有望挽救生命并减少数百万人的财产损失。既然技术可行性已得到验证,接下来的关键在于推动相关标准的落实与普及。





