香港的摩天大樓能否抵擋飛機的撞擊？

香港的摩天大樓能否抵擋飛機的撞擊？

香港城市大學建築系陳錦順講座教授 (Professor S. Kitipornchai)

無人能夠忘記「九一一」的慘劇，當天世上最強大國家，竟在全無戒備的情況下被一班計劃周詳的恐怖分子騎劫幾部民航客機，以自殺式撞向紐約世貿中心及華盛頓的五角大樓。

撞向世貿中心兩座大樓的波音767客機都是剛剛起飛，還載滿了燃料（每部約有91,000公升燃料），兩座大樓受到徹底的破壞，並導致約6,000人死亡。首先中心的北座在90樓受襲，於1小時45分後倒塌；南座則是在60樓處附近受到撞擊，45分鐘後倒塌。兩座大樓都是在全球千萬電視觀眾眾目睽睽之下倒下，因而引發了以下的基本問題：兩幢大樓是為甚麼及如何倒下的？香港的高樓大廈是否能抵受同樣的襲擊？

工程師早料有此著

世貿中心於70年代建成，在一段時期內曾是全球最高的建築物，兩幢大樓皆以鋼為結構框架，外圍加上密集的鋼柱，每條闊476毫米，相距560毫米，形成了一道似空心管狀的牆壁，這個結構性骨架提供了大樓的必需橫向承載力。大樓中的鋼結構核心部分是按所需的垂直承擔重力負荷而設計，橫向的鋼條桁架由外墻內伸18.3米至樓宇核心，用作承托混凝土的樓面。

其實，工程師設計世貿中心時早已把飛機撞向高樓大廈的可能性計算在內。1945年一架美國空軍轟炸機撞入曼哈頓的帝國大廈79樓，事發當晚，正值紐約瀰漫大霧，幸而造成損毀程度不大，僅局限於受撞擊的部分。自此之後，先後亦發生了幾次類似的險象，幸未有釀成大災難。

建築師在設計和建造世貿中心時的其中一個考慮是，倘若是有波音707型飛機撞擊，亦不會對其他樓層造成破壞。這個構想與在空心圓管的外層鑿穿一個洞而不會推倒整個圓管的道理一樣。當時的計算可以清楚顯示，這類撞擊事件應不會對整幢大廈的結構完整性帶來任何（或只是很小）的影響，因為相對大樓的龐大質量阻力，飛機的質量很小。出於同樣的理由，1993年恐怖分子在中心北座地庫引爆的炸彈，只炸出一個大洞，但對整座建築物的結構安全未有造成實質性的破壞。

但是，「九一一」事件中的波音767型飛機的體積和負載燃料量比估計的更大，由燃料爆炸引來的衝擊力及其後的高溫烈焰，是原來建築設計所沒有估計在內的。

大樓倒塌其實是爆炸及火警造成

從電視的影像所見，飛機最初的撞擊只會引來樓宇結構的局部性損毀，如果沒有隨後發生的爆炸和火災，大樓應可抵受飛機撞擊，屹立不倒。當時，有超過250名消防員及警察奉命進入災場進行搶救，他們相信建築物沒有倒下的危險，但結果是無人能逃出生天，這個判斷的失誤造成極大的悲劇。一開始，就應有人下令要所有人立即撤離大廈。

因為飛機上載有這麼大量燃料，大廈內的燃燒溫度可能超過1000℃，鋼柱及支撐樓面的橫向鋼條桁架不消多久便被軟化，失去了應有的支持力，無可避免地引致受撞擊部分的樓面整層下陷。一旦出現這種情況，出事地點以上多層樓宇的重量便會順勢下墜，建築物如骨牌般的崩倒。南座的大樓首先倒下，原因是飛機撞向大樓的角落位置，將外牆兩面的結構框架徹底摧毀，而撞向北座的飛機則採取較為中間的位置切入建築物。僥倖的是兩座大樓都是垂直式倒塌，否則會引來更大的傷亡及損壞。

香港的摩天大樓是否安全？

有消息說，摧毀世貿中心的計劃是經過多年的籌備，是針對美國的中東政策的回應。我們無法相信香港會有相同的遭遇，但同時也不能掉以輕心。香港或世界任何角落的摩天大樓，在同樣情況下都會面臨紐約世貿中心的相同命運。這兩幢大樓的設計在結構上並沒有不安全的地方，相反，在此惡劣的壞境下，兩座大樓的堅固程度已算是出人意表的了。大部分其他建築物如遭受波音767型客機撞擊的話，相信都會立即倒塌。世貿中心的結構是有過剩的承重能力，令塌樓拖遲了差不多一小時才發生，結果讓幾千人有足夠時間逃出生天。

很難想像那些摩天大樓的設計有能力抵擋如此災難性的襲擊，如此的摩天大廈定會是體積異常龐大及費用不菲，現時只有核電廠的設計是可以抵受爆炸及火災的威脅，即我們可以設計及建造此類型的大樓，免受同類的侵襲，那麼全球成千上萬現有的建築物又應怎麼辦呢？

答案可能是在飛機設計上的改進：怎樣才能防止飛機落在恐怖分子的手裡？關鍵是要防止恐怖份子進入駕駛機艙。只有這樣設計，才可避免把民航客機變成殺人武器的悲劇再次出現。

亞洲智能建築物學會《通訊》第三期