雙子塔法證調查幫助修訂建築規範，儘管備受爭議

聯邦災難調查員釋出了31項建議，以提高高層建築和應急響應的安全性，但引發了批評

即使是經驗豐富的災難調查員也被2001年9月11日雙子塔的倒塌震驚了。除了憤怒之外，探究這場災難的研究人員接下來的想法是從工程學的角度來看，它是如何發生的，以及為什麼會發生。為什麼1號世貿中心在飛機撞擊後比2號世貿中心屹立的時間幾乎長一倍？沒有被飛機撞擊的7號世界貿易中心大樓，為何能屹立七個小時然後倒塌？這種建築倒塌事件是否會在其他地方發生？所有這些問題的答案不僅解開了謎團，而且還促成了國際建築規範的修改，這可能有助於預防未來的悲劇。

美國國家標準與技術研究院（NIST）的調查員在2002年開始調查時面臨的最大挑戰是，他們在這種災難中通常會探究的主要證據體的破壞。“大部分建築物及其內部物品，除了結構鋼骨架外，都被拆毀到無法辨認的程度，在重建飛機撞擊前的狀況方面沒有任何實際用途，”NIST關於世界貿易中心災難報告的首席調查員，結構工程師Shyam Sunder說。

相反，由200多名調查員組成的團隊收集了他們能找到的所有證據，以重建建築物在災難發生前後的情況。他們分析了從殘骸中獲得的236塊鋼材，這些鋼材代表了建築物中使用的所有等級的鋼材，包括幾塊受到飛機撞擊或受火災影響的鋼材。他們獲得了大約7000張照片和大約7000段影片片段，總時長超過150小時，這些資料來自媒體、公共機構和個人攝影師。他們彙編和審查了數萬頁檔案，並採訪了1000多名在現場或參與建築物設計、建造和維護的人員。他們進行了涉及大型火災和結構部件加熱的實驗室測試。

支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。

然後，調查員開發了計算機模型，模擬每座塔樓在撞擊時如何受損，航空燃油如何擴散，火勢如何在每層樓蔓延，結構如何受熱以及最終如何倒塌。這些結構及其材料物理特性的模擬非常複雜，飛機撞擊分析需要“在微秒級內準確”的計算，Sunder回憶道。有時，研究人員不得不發明新的建模能力來使模擬工作，例如將火災產生的環境溫度對映到建築物的結構部件上。此外，“必須開發出對噴塗防火材料的新的科學理解，”Sunder說。

NIST關於雙子塔倒塌的2005年最終報告表明，即使是兩架客機的高速碰撞和多層樓的火災的組合也不會摧毀雙子塔。結構的堅固性和尺寸有助於它們承受撞擊，並且在沒有損壞的情況下，與塔樓面臨的火災強度相當的火災可能不會導致倒塌。

不幸的是，撞擊力震落了地板和立柱中鋼材上的防火絕緣材料，使金屬容易在火災中減弱。天花板灑水器也無法工作，因為供應它們的水源被碰撞切斷了。最終，2號世貿中心比1號世貿中心倒塌得更快，因為它的大樓核心受到的飛機損壞更多。鑑於每座塔樓的疏散時間都很短，如果兩座塔樓都滿員，總共容納40,000人，而不是估計的17,400人，那麼可能有大約14,000名居住者會喪生，而不是在襲擊中喪生的2,749人。

另一方面，7號世界貿易中心大樓（WTC 7）即使沒有被飛機撞擊也倒塌了。這座47層高的辦公樓在1號世貿中心的碎片落在其上後著火，火勢蔓延失控，因為其灑水器也無法工作——城市供水管線在雙子塔的倒塌中受損。在關於WTC 7倒塌的2008年報告中，NIST調查員得出結論，火災隨後導致鋼製樓板梁和桁架膨脹，導致意外的結構性弱點，並引發了連續倒塌，這是已知的第一例主要由失控火災導致高層建築倒塌的事件。

鑑於這些災難，NIST釋出了31項建議，以提高高層建築的安全性和麵對重大威脅時的應急響應。批評者確實出現了，反對這些建議，其中包括來自另一個聯邦機構，總務管理局的批評。擔憂包括這些變更的成本，“當這種情況發生時，那是因為他們並沒有真正相信這些好處，我認為那是因為對調查結果缺乏共識，”普林斯頓大學建築與結構工程學教授Guy Nordenson指出，他在紐約經營一家結構工程公司，但沒有參與NIST的調查。

早期的NIST建議更容易被接受。例如，在20世紀後期，當NIST對建築設計及其抗震準備情況進行大規模調查時，它得到了工程界的廣泛參與，因此其建議被該領域廣泛接受。“許多人對世界貿易中心調查的問題是，它不夠公開，也沒有經過充分的同行評審，部分原因是安全顧慮的掩蓋，因此很多人可能會不同意結論，”Nordenson說。例如，Nordenson本人參與了一項訴訟，該訴訟表明WTC 7的倒塌並非不可避免，而是由於防火和結構某些方面的設計缺陷造成的。

Sunder為NIST的調查辯護，指出該聯邦機構努力使其儘可能公開和包容，為公眾和工程界提供大量機會來審查和提供意見，例如公開會議、評論期和向公眾開放的諮詢委員會會議。他還堅持其關於WTC 7的結論，稱“NIST沒有看到來自其他研究人員的任何資料或分析，這些資料或分析會促使NIST重新評估其調查結果。”

至於NIST的建議的後續情況，“2009年版國際規範的23項修改和2012年版的另外17項修改，均響應了這些建議而被採納，”Sunder說。來自國際規範委員會的這些建築和安全規範“通常由州和地方當局採納”。

例如，現在要求高度超過420英尺的建築物包括一個額外的出口樓梯間或一個 специально設計的電梯，供居住者用於疏散。此外，高度超過75英尺的建築物中的樓梯間現在必須具有夜游標記，即使在照明熄滅或昏暗時也能顯示出口路徑。此外，噴塗防火材料的效能必須比目前對75至420英尺高的建築物的要求有效四倍，並且對高於420英尺的建築物有效七倍以上。“規範修改對建築物安全具有廣泛的影響，”Sunder說。

Sunder指出，到目前為止，紐約市已經根據NIST的建議做出了重大改變，美國許多新專案也是如此，例如新世界貿易中心綜合體的領先建築——世界貿易中心一號大樓。“對世界貿易中心調查的建議做出響應的速度、規模和範圍確實是非凡的，”他說。