龙卷风席卷美国中西部。飓风和海平面上升淹没海岸。野火吞噬美国西南部，而暴风雪则冻结北部。环境随时可能让您的家园陷入困境。但通过巧妙的建筑设计和先进的材料，房屋可以自卫。
当然，这座房屋混合了各种不同的窗户和墙壁，不太现实。它不必如此；美国没有任何地方必须同时面对所有这些自然灾害。但是，它所采用的技术是真实的。因此，如果您正准备加固所有可能的开口，不妨考虑采纳其中一些设计。
地基
地基通常是一整块实心结构，用于防止房屋下沉。但通风式地基可以让洪水从下方流过，而不会影响居住结构。或者，将房屋建在桩上，并用可拆卸墙壁覆盖空隙，在洪水期间，这些墙壁会脱落。
屋顶
在寒冷地区，大多数房屋都有倾斜的屋顶和宽大的屋檐，以便雪能滑落。为什么呢？在平坦的表面上，积雪会融化、结冰、再次融化，对房屋结构造成压力，并缓慢地将 H2O 渗入您的家中。为了进一步减少诱发融化的热点，请保持阁楼凉爽：充分通风，并沿着地板而非椽子进行隔热。
墙壁
气隙外墙：风雨会将水推到传统壁板的后面，使房屋框架受潮。解决方案：在纤维水泥壁板和房屋之间设置气流屏障。如果少量雨水穿过壁板，它会从底部排出。
钢制壁板：担心野火？用防火壁板覆盖房屋的外部。通过在金属外壳内夹闭细胞阻燃泡沫，这些壁板替代品可以抵御火灾。（它们也是绝佳的隔热材料！）
混凝土墙：对于简单的防火和抗风性，没有比混凝土更好的材料了。当然，自然光很受欢迎，门也是。实心混凝土板无法提供这些。因此，在易发生火灾的地区，混合使用混凝土和覆有钢制壁板的墙壁是一种折衷方案。
Windows
陶瓷：在强烈的火灾中，消防水龙带喷出的冷水会产生热冲击，使传统窗户碎裂，并将氧气输送到火焰中。但透明陶瓷窗户可以承受高达 1300°F 的温度而不会膨胀或收缩。
防碎：当受到高速飓风碎片的撞击时，夹在玻璃板之间的抗碎聚合物层使玻璃具有汽车挡风玻璃的特性：它可能会开裂，但不会碎裂。这种材料有不同强度等级，最坚固的可以阻止子弹。
百叶窗：为了保护窗户和门，可以尝试使用防风百叶窗，尤其是可伸缩的百叶窗，就像商店关门时看到的那些。当展开时（通过电动或手动），铝制板条会相互锁定并固定在底部，形成一个装甲外壳。不使用时，它们会卷入一个 6 英寸的箱子中。
户外
树木：将树木移到至少 20 英尺以外，以保护您的房屋免受风吹树枝的侵害。
草坪：在阻止野火蔓延的斗争中，您的草坪是无名英雄。种植耐水的多肉植物，如龙舌兰、丝兰和仙人掌，并清除房屋附近的干燥或枯死的植物。将树木修剪到离地面至少 6 英尺高，以便较小的树枝不会被低处的蔓延火灾波及，并清除干燥、易燃的植物材料和覆盖物。
安全屋
现在是 21 世纪了，您不需要地下掩体来作为安全屋。事实上，它可能是一个更糟糕的避难所，因为您不太可能真正使用它。我们采访的三位安全屋制造商和安装商强调，这个房间必须舒适、易于进入，并且在长时间躲避时是一个令人愉快的地方。当然，这还需要它能够承受 EF-4 级龙卷风的时速 250 英里的风力。
墙壁：房间墙壁的理想材料是几乎坚不可摧的保温混凝土模板 (ICF)。它具有混凝土和钢筋核心，夹在泡沫绝缘层之间，外部是石膏板或其他饰面。ICF 不仅能抵抗火灾的热量和风暴的冲击，还能降低外部可怕噪音的传播。
空气供应：房间需要足够的被动通风，这意味着即使停电导致暖通空调系统关闭，空气仍然可以流动。此外，通风系统应连接到建筑物的屋顶。这样，如果房屋倒塌在安全屋周围，里面的人仍然可以获得宝贵的氧气。
内部：使安全屋成为一个熟悉、易于进入的空间——在灾难发生时，即使是小孩也需要感到舒适。许多人选择使用衣柜、食品储藏室（嘿，食物就在那里）或主浴室，这样可以获得自来水，只要在紧急情况下它仍然安全。
地基：将安全屋固定在定制浇筑的混凝土基础或房屋现有地基上。对于后者，通常用于将房屋固定在地基上的钩形螺栓不如坚固的环氧锚栓牢固。一个 24 平方英尺的房间，使用 19 个这样的螺栓固定，可以承受高达 200,000 磅的拉力。
门：任何警匪片都会提醒您，门是墙壁最薄弱的部分。安全屋的防风门需要多个锁；有些使用多达六个 1 英寸的钢制螺栓将门固定到门框上。并且门应该向内推，这样如果碎片堵塞了入口，您仍然可以走出房间。
穹顶房屋
在经常遭受飓风侵袭的地区，防火或防雪等考虑因素的优先级低于确保建筑物在下一次大风暴中不会被吹离地基这一更重要的目标。一些建筑师富有创意地实现了这一目标，采用了引人注目且超级坚固的设计：一个简单的穹顶。
大多数建筑物在风暴中会有很多东西被吹飞，比如屋顶。但巨大的混凝土半球体的顶部不会被吹掉。用整块混凝土建造房屋肯定有助于抵御自然灾害：单个弧形板缺乏那些在受到撞击时可能导致普通四壁一顶房屋倒塌的薄弱点。这座房屋真正的优势在于其圆润的形状。这是因为，当物体撞击球体时，力会均匀地分布在曲面上。因此，对标准房屋接缝造成震动的撞击，在穹顶上找不到类似的薄弱点。
为了建造这种完美的圆形，建筑工人会充入一个巨型气球，形成外壳的形状。然后，他们会在气球上喷洒 3 英寸厚的聚氨酯泡沫隔热层。待涂层固化后，在上面再喷涂 3 英寸厚的、用钢筋加固的混凝土，这有点像反向建造游泳池。
穹顶设计的效果如何？2003 年在佛罗里达州彭萨科拉建造的一栋海滨住宅，在 2004 年的“伊万”飓风中屹立不倒，当时飓风摧毁了周围的社区。这栋房子在此后又经受了两次重大风暴的考验。而且，半球形房屋不仅适合应对暴风雨。2003 年，一枚重达 5,000 磅的炸弹据报道击中了一座使用同一家公司设计的圆顶伊拉克清真寺。爆炸摧毁了建筑内的一切，但其外部结构却完好无损。
大多数房主都寻求熟悉的形状。但是，随着生存主义者和末日准备者寻找安全可靠的建筑，越来越多的人跳出常规思维，转向穹顶。这些房屋提供了地下掩体所有的安全性——还额外享受阳光的恩惠。
本文最初发表于 2017 年 7 月至 8 月的《大众科学》杂志。
