ハリケーンの最中に豪華な高層ビルを離れることを拒否した人々が不快に感じた理由

マイアミの金融街、ブリッケルの超高層ビル。画像:Jimmy Baikovicius / Flickr

当初の予測に反して、ハリケーンイルマはマイアミを直接通過しませんでした。しかし、フロリダで最も人口の多い都市は、停電、洪水、そしていくつかの損害を引き起こした強い突風に見舞われました。もう一つの予想外の影響は、高層ビルから避難しないことに決めた人々のめまいでした。

私たちはマイアミの金融街、ブリッケルにあります。その日から届く画像は、 サイエンスフィクションの映画から取られたようです。通りは川に変わり、建設中の2つの建物で2つの巨大なクレーンが崩壊し、湾を見下ろす豪華な高層ビルが、カテゴリー4のハリケーンが運ぶ激しい突風の中で揺れ始めました。

Univisionで働くWebデザイナー兼開発者のJuanjeGómezは、彼の建物の動きに気づいたことはありませんでした。「私たちは湾の前の21階に住んでいます」と彼は説明します。「建物は23階建てなので、ほぼ最上階にいます。日曜日の朝、床がきしむ音に目が覚めた。部屋の中を誰かが歩いていると思ったのですが、木の床がきしむのは建物の揺れでした。」

「窓は大きく振動していて、建物が風に揺れるのを感じることができました」とロニー・ロハスは付け加えます。ユニビジョンノティシアスのジャーナリストは、彼の家が建物の揺れで作った冷たい音を録音し、そのビデオをTwitterにアップロードしました。彼の窓からは、金融センターの大通りが浸水し、海に打ち上げられたボートがいくつか見えました。

マイアミのウォーターフロントにある最南端の3つの地区であるコノナットグローブ、ブリッケル、ダウンタウンマイアミは、洪水の影響を最も受けた地域でした。21階に避難すれば洪水は問題ないと思うかもしれませんが、通りに侵入した水とその建物の絶え間ない揺れは、フアンジェ・ゴメスにボートに乗っているという不快な感覚を与えました。

「日中、ラップトップで作業していると、めまいがしました」と彼は言います。「車の中で読もうとするとめまいがするのが普通ですが、同じ気持ちでした。」Juanjeは、彼の建物の動きを説明するために、彼の浴槽のこのビデオを送ってくれました。「私たちは緊急時にそれを持っているために水で満たされた浴槽を持っていました」と彼は言います、「そしてそれは揺れているように動きました。また、地震のビデオで見られるように、ランプは一方の側からもう一方の側に移動しました。

フアンジェのように、ブリッケルにとどまることに決めた人々は、高層ビルへの風の影響を期待していませんでした。彼らは彼らのアパートで安全だと感じました(超高層ビルのきしみを聞いたときに感じることができるのと同じくらい安全です)が、彼らは建物の揺れから目がくらむことになりました。

ハリケーンイルマの通過により、マイアミの金融街で通りが氾濫しました。画像:JuanjeGómez/ Univision

超高層ビルは揺れに対して大きな耐性があります。それらは許容されるよりもはるかに大きく振れる可能性があり、それでも完全に安定していて構造的に健全ですが、揺れに気付かないように正確に設計されています。人体はリズミカルな動きを容認しません。それは私たちを病気にし、集中力を失い、そして私たちを怖がらせます。実際、多くの人は建物を動かしてはならないと信じています。

もちろん、現実は正反対です。すべての建物が移動します:エジプトのピラミッドからペンタゴンへ。おそらくごくわずかな規模で、最も激しい嵐の間だけですが、すべての材料と構造システムはその負荷の下で変形しなければなりません。無限に硬いものはありません。幸いなことに、人間はその動きのひどく悪い受け手です。

建物が人間の知覚の限界を超えたのは、私たちがより高く、より狭く、より軽い建物を作り始めたときでした。1930年代の建築家はすでにこれを知っていました。ポピュラーサイエンスマンスリーの1938年号で、エンジニアのデビッドクッシュマンコイル、「新しいマシンは風に揺れる超高層ビルを示しています」という見出しの下で、彼自身の発明の巨大なガジェットにかがんでいます。Coyleは、ニューヨークで最も高い高層ビルの頂上に登り、人々をギャグさせた動きを測定しました。これは、彼らが「スカイシックネス」と呼んでいたものです。エンジニアは同僚に、建物の構造は「建物の居住者への信頼を刺激する範囲内で」風によって引き起こされる振動を維持するのに十分な剛性がなければならないとアドバイスしました。

クライスラー州とエンパイア州の建物を建てた後、エンジニアは、高層ビルの構造的完全性を設計するだけでは不十分であり、人間の信頼に基づいて構築する必要があることを理解しました。彼らがその時知らなかった(そしてまだ学んでいる)のは、その信頼の限界がどこにあるかです。

カテゴリー4のハリケーンの激しい突風の中のブリッケル画像:ゲッティ

風の渦によって引き起こされる振動が建物の自然な周波数と調和すると、超高層ビルが振動し始めます。エンジニアの間で人気のある類推は、ブランコに乗っている小さな子供のイメージです。子供は足を伸ばして高くなります。適切なペースでそれを行うと、スイングはますます高くなります。そこにたどり着くまでには少し時間がかかるかもしれませんが、一度行ったら、バランスを保つのにほとんど労力を要しません。このようにして、50万トンの鋼とコンクリートの超高層ビルが長時間前後に揺れるようになります。

40階建ての建物は、4秒の間隔で左に12インチ、右に12インチスイングできます。100階建ての建物は、10秒の間隔で両側に最大1メートル移動できます。建物の高さが高いほど、周期的な動きの期間が長くなります。しかし、私たちが言ったように、人間はスピードのひどい知覚者であり、超高層ビルでは、私たちは象のハエとそれほど違いはありません。

ハリケーン中のマイアミ川の河口からビスケーン湾へ。画像:AP

私たちが感じることができるのは加速です。加速は、バスや地下鉄の車でバランスを崩す原因です。また、嵐の際の住宅の最上階での加速は、1 gの18,000分の1 (ハリケーンに見舞われたオフィスビルの場合は1 gの25,000分の1)のオーダーです。それほど憂慮すべきことではありません。

私たちの動きの認識は、心理学(建物が動くのを本当に感じましたか、それともランプが揺れるのを見ましたか?)と生理学の混合です。1960年代初頭、EG Walshという名前の英国のエンジニアが、動きを検出する能力が内耳の前庭装置に由来することを初めて確認しました。聴覚障害児のための学校で行われた実験では、子供たちは4本のワイヤーの間に吊るされたストレッチャーに横になるように求められました。ストレッチャーは徐々に前後に揺れました。他の被験者と比較して、前庭装置が損傷した子供は、最も強い動きしか知覚しませんでした。

今日、研究者は、最も敏感な人々が3〜4ミリグラムの加速で建物の動きを感じることができると信じています。不快感は10から20ミリグラムの間に気づき始めます。そして、3秒から6秒の間に前後に動くことを認識すると、特に吐き気になりやすくなります。

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