双子塔法证调查帮助修订建筑规范，尽管备受争议

联邦灾难调查员发布了31项建议，以提高高层建筑和应急响应的安全性，但引发了批评

即使是经验丰富的灾难调查员也被2001年9月11日双子塔的倒塌震惊了。除了愤怒之外，探究这场灾难的研究人员接下来的想法是从工程学的角度来看，它是如何发生的，以及为什么会发生。为什么1号世贸中心在飞机撞击后比2号世贸中心屹立的时间几乎长一倍？没有被飞机撞击的7号世界贸易中心大楼，为何能屹立七个小时然后倒塌？这种建筑倒塌事件是否会在其他地方发生？所有这些问题的答案不仅解开了谜团，而且还促成了国际建筑规范的修改，这可能有助于预防未来的悲剧。

美国国家标准与技术研究院（NIST）的调查员在2002年开始调查时面临的最大挑战是，他们在这种灾难中通常会探究的主要证据体的破坏。“大部分建筑物及其内部物品，除了结构钢骨架外，都被拆毁到无法辨认的程度，在重建飞机撞击前的状况方面没有任何实际用途，”NIST关于世界贸易中心灾难报告的首席调查员，结构工程师Shyam Sunder说。

相反，由200多名调查员组成的团队收集了他们能找到的所有证据，以重建建筑物在灾难发生前后的情况。他们分析了从残骸中获得的236块钢材，这些钢材代表了建筑物中使用的所有等级的钢材，包括几块受到飞机撞击或受火灾影响的钢材。他们获得了大约7000张照片和大约7000段视频片段，总时长超过150小时，这些资料来自媒体、公共机构和个人摄影师。他们汇编和审查了数万页文件，并采访了1000多名在现场或参与建筑物设计、建造和维护的人员。他们进行了涉及大型火灾和结构部件加热的实验室测试。

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然后，调查员开发了计算机模型，模拟每座塔楼在撞击时如何受损，航空燃油如何扩散，火势如何在每层楼蔓延，结构如何受热以及最终如何倒塌。这些结构及其材料物理特性的模拟非常复杂，飞机撞击分析需要“在微秒级内准确”的计算，Sunder回忆道。有时，研究人员不得不发明新的建模能力来使模拟工作，例如将火灾产生的环境温度映射到建筑物的结构部件上。此外，“必须开发出对喷涂防火材料的新的科学理解，”Sunder说。

NIST关于双子塔倒塌的2005年最终报告表明，即使是两架客机的高速碰撞和多层楼的火灾的组合也不会摧毁双子塔。结构的坚固性和尺寸有助于它们承受撞击，并且在没有损坏的情况下，与塔楼面临的火灾强度相当的火灾可能不会导致倒塌。

不幸的是，撞击力震落了地板和立柱中钢材上的防火绝缘材料，使金属容易在火灾中减弱。天花板洒水器也无法工作，因为供应它们的水源被碰撞切断了。最终，2号世贸中心比1号世贸中心倒塌得更快，因为它的大楼核心受到的飞机损坏更多。鉴于每座塔楼的疏散时间都很短，如果两座塔楼都满员，总共容纳40,000人，而不是估计的17,400人，那么可能有大约14,000名居住者会丧生，而不是在袭击中丧生的2,749人。

另一方面，7号世界贸易中心大楼（WTC 7）即使没有被飞机撞击也倒塌了。这座47层高的办公楼在1号世贸中心的碎片落在其上后着火，火势蔓延失控，因为其洒水器也无法工作——城市供水管线在双子塔的倒塌中受损。在关于WTC 7倒塌的2008年报告中，NIST调查员得出结论，火灾随后导致钢制楼板梁和桁架膨胀，导致意外的结构性弱点，并引发了连续倒塌，这是已知的第一例主要由失控火灾导致高层建筑倒塌的事件。

鉴于这些灾难，NIST发布了31项建议，以提高高层建筑的安全性和面对重大威胁时的应急响应。批评者确实出现了，反对这些建议，其中包括来自另一个联邦机构，总务管理局的批评。担忧包括这些变更的成本，“当这种情况发生时，那是因为他们并没有真正相信这些好处，我认为那是因为对调查结果缺乏共识，”普林斯顿大学建筑与结构工程学教授Guy Nordenson指出，他在纽约经营一家结构工程公司，但没有参与NIST的调查。

早期的NIST建议更容易被接受。例如，在20世纪后期，当NIST对建筑设计及其抗震准备情况进行大规模调查时，它得到了工程界的广泛参与，因此其建议被该领域广泛接受。“许多人对世界贸易中心调查的问题是，它不够公开，也没有经过充分的同行评审，部分原因是安全顾虑的掩盖，因此很多人可能会不同意结论，”Nordenson说。例如，Nordenson本人参与了一项诉讼，该诉讼表明WTC 7的倒塌并非不可避免，而是由于防火和结构某些方面的设计缺陷造成的。

Sunder为NIST的调查辩护，指出该联邦机构努力使其尽可能公开和包容，为公众和工程界提供大量机会来审查和提供意见，例如公开会议、评论期和向公众开放的咨询委员会会议。他还坚持其关于WTC 7的结论，称“NIST没有看到来自其他研究人员的任何数据或分析，这些数据或分析会促使NIST重新评估其调查结果。”

至于NIST的建议的后续情况，“2009年版国际规范的23项修改和2012年版的另外17项修改，均响应了这些建议而被采纳，”Sunder说。来自国际规范委员会的这些建筑和安全规范“通常由州和地方当局采纳”。

例如，现在要求高度超过420英尺的建筑物包括一个额外的出口楼梯间或一个 специально设计的电梯，供居住者用于疏散。此外，高度超过75英尺的建筑物中的楼梯间现在必须具有夜光标记，即使在照明熄灭或昏暗时也能显示出口路径。此外，喷涂防火材料的性能必须比目前对75至420英尺高的建筑物的要求有效四倍，并且对高于420英尺的建筑物有效七倍以上。“规范修改对建筑物安全具有广泛的影响，”Sunder说。

Sunder指出，到目前为止，纽约市已经根据NIST的建议做出了重大改变，美国许多新项目也是如此，例如新世界贸易中心综合体的领先建筑——世界贸易中心一号大楼。“对世界贸易中心调查的建议做出响应的速度、规模和范围确实是非凡的，”他说。