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未來城市:宏福苑火災之詭異垂直火龍:煙囪效應

圖6之1 - (明報製圖)

【明報專訊】今次宏福苑火災傷亡以百計,令人悲痛,願亡靈安息,傷困早日走出陰霾。目前屋宇維修大行動和圍標等話題,無數人在談論,我就不插嘴了,只從我的專業談火災期間非常詭異的垂直火龍。根據現場人士敘述,初時宏昌閣東面低層起火,轉變成直冲上頂的火光熊熊,前後只是幾分鐘。後來其他各處起火燃燒,都見到最大的火焰集中在一條長長的垂直空間之內,我相信與「煙囪效應」有關,是建築師將來設計樓宇需要注意的。

喉管、散熱器 藏半封閉空間

我是氣象專業,學習過流體動力學,從科學角度反覆觀看網上眾多影像資料,證實了一個我擔憂多年的現象:為了外表美觀,不少高層建築,把廚房、廁所等的窗和相關喉管,收藏在一些半封閉的空間,有些建築物甚至把冷氣機散熱器也安置在這裏,還在開口的一面加上裝飾間隔,總之就是使外面的人不容易看見「礙眼」的東西。

這個設計等於建造一條垂直氣流管道,讓來自生活的熱氣,例如煮食、沐浴、電視、電腦、冷氣機等,慢慢上升,雖然側面有一條狹窄的開口,不過由於空氣的摩擦力低,上升的空氣很少與外面的空氣混和,所以大部分時間這條氣流通道,功能與普通煙囪無異,當然上升氣流會在低層產生一些吸力,把外間空氣引入填補,不過氣流十分緩慢,這個現象稱為「煙囪效應」(見主圖)。

火警發生時,由於明火的溫度極高,情况出現重大轉變,熱氣上升急速,低層產生強大吸力,引入大量新鮮空氣,情况就像傳統的灶頭一樣,激發火勢加劇,尤其是如果「煙囪」底部和各層外牆都有這樣或那樣的易燃物料,火勢就會迅速垂直蔓延,幾分鐘之內火柱便可從底直冲上頂,一發不可收拾。網上有人形象化地說像一個「化寶爐」,或者有人略嫌刻薄,不過原理上可說十分貼切。

建築格局形成三角「煙囪」

宏福苑共有8座建築物,高空俯瞰,每座由4棟長方形的住宅組成,連接到位於中央、長方形的結構,內含電梯、樓梯、走廊、垃圾房等共用設施,棟與棟之間的位置形成4個三角形的空間,對外有一個開口,就是以上談到的為了美觀而設計的空間,立體地看相當於4條長管,產生上文提到的「煙囪效應」。加上各個單位的互相阻擋,下風位置風勢微弱,長管的煙囪效應更顯。

現時知道火警首先在東面角落的宏昌閣發生,由於當天大致吹東風,相對濕度很低,火屑隨風擴散,遇上易燃物料會引起新火,因此火勢主要向西蔓延,先點着旁邊的宏泰閣,造成嚴重傷亡,隨後西面4座無一倖免,先後起火,宏昌閣北面的宏盛閣也受牽連,幸運的是那時消防員已經到場控制火勢,這幾座樓的住客有多些時間撤離,因此各座個別最多只有個位數死亡個案,位於東北角的宏志閣最幸運,風向沒有把大量火屑吹過去,只受輕微波及。在大火之下,各座遭遇迥異,只能說是上天安排。

濃煙經施工「生口」攻入大廈

特別指出一點:根據宏昌閣圖則(見另圖),A和C兩個空間似乎有窗口連接中央結構內的電梯走廊和樓梯,大火期間網上流傳出工人逃生時拍攝的錄像,顯示大量濃煙從外部穿過打開了的窗進入電梯走廊,加上其他口述報告稱大廈多處被施工方做了「生口」,方便工人從棚架進出大廈,種種迹象顯示,煙囪效應加上這些「生口」,令濃煙幾分鐘之內滿佈全座大廈的走廊和樓梯,大幅降低逃生的機會。

「煙囪」底部起火 數分鐘內烈焰冲天

根據網媒「01檔案」的詳細分析(註)和我自己檢視起火時現場的錄像紀錄,相信起火地點在宏昌閣A「煙囪」的底部,圖1展示由初見火頭到烈焰衝天的幾個階段,據報過程只有幾分鐘。注意火勢一路局限在相片中一條很窄的垂直空間,是煙囪效應的確實證據。此外,如果這個空間裏沒有可燃甚至易燃物料,火是燒不起來的,反過來說,現場情况顯示這個煙囪裏不知何故堆積了大量易燃物料。

另外一張稍後時間的網上圖片同樣見到熊熊烈火形成一條垂直火龍(圖2),經過反覆對照,應該是宏昌閣B「煙囪」起火的情况,注意產生大量濃煙,這個估計是重要的致命的因素。仔細看相片,右面的竹棚已經燒過和變了色,不過只在冒煙,沒有什麼明火,說明竹棚本身捱過了第一輪火的蹂躪,竹枝沒有燃燒起來,棚本身結構也保存了下來。

再往後一段時間的另一張相片(圖3),拍自宏福苑內街大埔浸信會公立學校附近,這時消防員已經到場,另一條垂直火龍燒得十分猛烈,對照方位應該是宏昌閣C「煙囪」,今次我們看到下方和左面的竹棚低層有火,究竟是竹棚的火未熄滅,還是另有易燃物料令火勢一發不可收拾就不得而知。

其後各座起火再有幾次垂直火龍現象出現,但在消防員控制下,未釀成大災。

前車可鑑,勿再建「煙囪」

宏福苑大火有無數前因,有待調查委員會和各方專業人士共同查找,我主要希望建築師注意,為了美觀而把廚房、廁所、各種喉管、冷氣機等藏在一個半封閉的空間,可能無意中製造了「煙囪效應」,在特定情况下,會產生快速上升的垂直火龍,幾分鐘之內把火和煙帶到幾十層樓的高度。在今次的大火中,也許就是這個建築設計元素,令大埔宏福苑居民只有幾分鐘的逃命時間,把全部消防措施的用途都掩蓋了。

建築師朋友們,以後可以不再讓「煙囪」出現在樓宇圖則中嗎?

■註

「01檔案」,香港宏福苑大火|起火位置曝光|起火原因分析,www.youtube.com/watch?v=BAvUEtPVKLo

【屋宇建築篇】

文˙ 林超英

{ 圖 } 作者提供

{ 美術 } 張欲琪

{ 編輯 } 王翠麗

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