大埔火災|專家:實驗顯示宏志閣棚網樣本「燒到頂」 若用阻燃棚網「基本上個火發生唔起」

大埔火災|專家:實驗顯示宏志閣棚網樣本「燒到頂」 若用阻燃棚網「基本上個火發生唔起」

大埔宏福苑火災獨立委員會周三(6月24日)在中環展城館舉行第26場聽證會,亦是第五輪的第二場。政府委任的消防工程專家、城大建築學及土木工程學系建築工程講座教授袁國傑作供解釋一系列測試使用阻燃及非阻燃棚網及帆布、模擬「生口」及有發泡膠等的實驗結果,認為若宏福苑大維修若有使用非阻燃棚網,「基本上個火發生唔起」,指宏志閣檢獲的棚網樣本,其燃燒蔓延速度和幅度快且大,若用阻燃物料亦可避免「二次引燃」現象;另消防處分區指揮官(機場)杜志榮作供指,今次火場出現12條「火龍」,波及470個單位,而火龍起火點懷疑源自煙頭。

政府委任的消防工程專家、城大建築學及土木工程學系建築工程講座教授袁國傑。巴士的報記者攝

政府委任的消防工程專家、香港城市大學建築學及土木工程學系建築工程講座教授袁國傑作供。袁國傑除參與今次宏福苑大火調查,亦曾參與2016年時昌迷你倉火災調查工作,研究範圍包括流動力學及阻燃。在跨部門調查專組中,他以獨立專家身份,主要負責提供火災科學相關的實驗及分析,並有份撰寫最終調查報告及專家部分。

四川搭建3層樓高模型 模擬宏福苑光井及周邊單位情況 

袁國傑表示,調查專組邀請四川輕化工大學消防與安全學院,搭建了三層樓高的實體橫向窗格結構,模擬宏福苑光井位置及周邊單位的牆壁、窗門,檢視大廈外牆棚網、發泡膠窗戶遮蓋物及帆布等物料在火場中的表現,並透過三層樓高的全尺寸光井模型,嘗試還原火勢急速垂直蔓延的物理機制。

他指,團隊按大廈平面圖設置了四層層板,層板上放置踢腳板、木板等,以模擬工作平台上的雜物堆積狀況;同時鋪設棚網,還原地盤施工期間外牆被棚網近乎完全密封的場景。他解釋,實驗目的是觀察棚網與其他燃燒物在點火後的火焰傳播路徑,以及光井(凹槽)結構對煙囪效應的加乘影響。

他指,雖然無法完全複製31層高的大廈,但該模型已能提供關鍵的燃燒過程可視化資料,目前實驗已取得初步燃燒數據,包括火焰溫度、熱輻射強度及煙氣流動軌跡,將納入最終調查報告,為日後修訂建築防火規範提供參考。

專家組檢取宏志閣棚網樣本作測試。資料圖片

宏志閣棚網燃燒速度及反應遠比阻燃棚網大 非阻燃帆布大部分燒掉

袁國傑提到,測試棚網用了4組樣本,包括在內地市面沒有檢定證書的棚網、阻燃棚網、以熱力令棚網老化以致非阻燃的棚網,以及在宏志閣地下未使用及外牆的棚網。實驗中對比了阻燃棚網和宏志閣的棚網,發現阻燃棚網在一段時間後熄滅,宏志閣的棚網無論燃燒速度和反應都快好多,聽證會上播放的片段顯示已「燒到頂」;但相反,阻燃棚網只在底部燃燒,之後熄滅。袁國傑指,實驗顯示宏志閣的棚網樣本欠缺阻燃性質。

至於帆布,比較阻燃帆布和非阻燃帆布,其中非阻燃棚帆布接近宏福苑使用的帆布,阻燃帆布燃燒一陣就熄滅,非阻燃帆布燃燒時間較長,且大部分燃燒掉,顯示非阻燃帆布有更大火災風險。

發泡膠板實驗則顯示,單獨燃燒發泡膠板時有「滴落火焰」,燒著紙皮,亦會整塊跌落並燃燒,「無論滴落或點着,都可燃燒周邊燃燒物」。

非阻燃物料發生「二次引燃」 燃著附近的竹支和踢腳板

袁國傑亦解釋,非阻燃棚網易產生「二次引燃」現象,雖然大火下很多物料都會燃燒,甚至「棚網不論阻或不阻燃,都會被燒晒」, 但非阻燃物料會較常發生「二次引燃」,持續時間達35分鐘至2小時47分鐘,甚至可燃著附近的竹支和踢腳板。

「生口」用的木板及鋁塑板迅速燒穿 防火玻璃沒破爛

實驗亦測試了「生口」的情况,發現「生口」若用木板,點火後4分40秒後就燒穿,鋁塑板則近8分鐘後燒穿,防火玻璃則沒有破爛,「明顯防火玻璃係好好嘅保護」。另在兩層高模型中,當放置了防火玻璃,燃燒時開放一面的溫度僅為30至40度,若地下一層換成鋁塑板,開放一面的溫度可達605度。

模型牆壁背面沒設走火梯,但有在模型背後有設木板模擬走火梯「生口」,最終木板燒毁,煙和火湧入,「逃生效能失去咗」

推斷31層高大廈熱釋放率達700至800兆瓦

袁國傑又指,在三層樓高模型中,模擬光井的凹槽內熱釋放率可達29個兆瓦,推斷31層高的全尺寸大廈的熱釋放率達700至800兆瓦。在實驗中,燃燒物遇熱會燃燒更快,火勢後期「發展成一條火龍」,最後竹枝全部燒毁。而模擬室內玄關和廚房位置的雜物,最終亦燒盡,竹枝跌落,火舌非常多,但實驗時處於半密封狀態,現場風力不大,故火舌飄得不遠,但在宏福苑情況,可以飄遠。

獨立委員會在中環展城館舉行第五輪的第二場聽證會。巴士的報記者攝

大火當日風速24公里 出現「向上飄移後再向下沉」現象

袁國傑表示,大火當日大埔吹東南偏東風,時速24公里,並非低風速,對火勢擴散有顯著影響,研究團隊將相同風力條件納入模擬系統,探討風流經建築物特定位置後的移動模式,藉此預測火勢可能的走向與路徑。

結果顯示,低層、中層及高層的風速因地面摩擦力而有所差異,袁國傑表示,低層風速較慢,但仍有流動;高層風速則明顯加快,氣流帶動效應更強。研究亦發現,若火源位於高層或中層,火勢極易受氣流牽引,飄向鄰近大廈,且墜落點多集中於兩棟建築之間的空隙。火勢雖受風力帶動,但因燃燒物本身具重量,會出現「向上飄移後再向下沉」的現象。高層產生的「火龍」,在高速風帶動下飄至特定位置後,會因進入低層慢風區而停留,若接觸到可燃物如棚網或平台雜物,極易引發新火點。

研究亦顯示,大量火舌隨風飄散,不斷撞擊建築外牆棚網或其他可燃纖維,掉落至平台後若遇易燃物,便會形成「二次起火」。

研究進一步比對宏昌閣當日的煙流軌跡,發現出現明顯的「捲入式氣流」,模擬計算亦呈現相同渦旋形態。該區域風速雖有經過,但相對減慢,一旦火勢飄入此處,便可能下沉墜落,故可解釋為何宏昌閣104、105號單位接連出現火點。

袁國傑:若用阻燃棚網 「基本上個火係發生唔起」 非阻燃帆布亦屬迅速蔓延重要因素

袁國傑指,若宏福苑當時使用阻燃棚網,「基本上火係發生唔起」,但現場用了非阻燃棚網,火勢會蔓延得好犀利,根據其計算,火勢約3分鐘不到就燒到上大廈天台。獨立委員會主席陸啟康問及,「即是合規的棚網是不會燒?」袁國傑回應指,「喺我地嘅計算,確實係咁」。

袁國傑又指,事發當日火勢垂直蔓延速度快的原因認為帆布屬重要因素相信若用阻燃帆布,可避免火勢沿外牆向上擴散;又提及在其中一場實驗中,即使起初只是細火,但宏志閣的棚網樣本仍「燒清光」。

有居民進入聽證會旁聽。巴士的報記者攝

煙囱效應是其中一因素 大量可燃物令火勢幾何式發展

獨立委員會代表大律師俞匡庭問及,模型只有三層高,熱釋放是29兆瓦,流體力學模擬的熱釋放則是700兆瓦,是否出於煙囱效應?袁國傑指,煙囱效應是其中一個因素,因有很多燃燒物質氣化,熱力上升,將周邊空氣扯入,令熱釋放率增大;當火勢發展,31層的燃燒物疊加起來會更大;而火勢去到高層時,亦會有木板、踢腳板、帆布、棚網被熱力氣化,故火勢不是線性發展,是幾何式發展。

俞匡庭又問及,風力和濕度對於四川實驗室模型的模擬場景是否有影響,袁國傑指,實驗時風力不如宏福苑,但部分日子的濕度相近,而濕度對實驗影響不大,故四川實驗適合應用分析宏福苑的情況。

至於能否推斷起火源大小,若起火原因可能是煙頭,火源較細,阻燃和非阻燃物料對火勢影響的分別是否更大。袁國傑指,研究中無法分析宏昌閣可燃物料有多少,但任何火都是由小變大,若細火周邊有可燃材料,燒著其他東西,像交棒般將火交予其他燃燒物,即使細火階段已可燃燒其他可燃物,相信宏昌閣起火時屬細火源,故起火時無人察覺,透過燒著周邊燃燒物,令火勢蔓延。

火勢發展快慢 與易燃物料數量及擺放方式有密切關係

委員會委員歐陽伯權問到,宏福苑現場已確認有棚網、發泡膠、帆布及竹枝等多類物料,究竟哪些真正導致火勢蔓延速度異常加快?袁國傑表示,根據實驗觀測,部分物料歸類為「易燃點物料」,其本身雖然易被點燃,但火勢發展的快慢,與該等物料之數量及擺放方式有密切關係。以帆布及棚網為例,因其大面積鋪設於竹棚上,對垂直方向之火勢蔓延,有明顯助長作用。

委員會委員歐陽伯權。巴士的報記者攝

另一委員陳健波問到,一般工程開展時,施工單位都鋪設俗稱「阻燃網」的安全網,但經過一年半載日曬雨淋,阻燃效能大幅下降,是否有相關數據可供參考,以協助判斷阻燃網的實際狀況。 袁國傑表示,單憑常理推斷,阻燃網效能隨時間衰退是必然,但他未掌握相關數據,但認為值得深入研究。

委員會委員陳健波。巴士的報記者攝

他說,火勢最終發展至如此大規模,關鍵在於現場貯存大量可燃物,尤以竹枝為甚,其次是木板,當火源出現,棚網與圍網首先受波及,繼而將火勢引導向上,令本不應參與燃燒的竹枝、木板等都被點着,一旦燃燒,釋放的熱量極大,且速度極高,其熱能更促使周邊其他物料發生熱分解,釋出可燃氣體,最終導致火勢以幾何級數方式急劇擴散,一發不可收拾。

俞匡庭引述專家報告建議,限制光井用可燃燒的物料,袁國傑指,原則上可以,但需深入研究,因阻燃物料亦有機會老化,阻燃棚網亦可燃燒。陳健波問到,規定光井不能用可燃物料會令工程費用昂貴。陸啟康認為,是風險管理問題,因光井風險高,故委員會建議會提出方向,讓各方需留意風險。

袁國傑指,風險去到零的代價很大,幾乎不可能發生,而材料科學日新月異,相信有很多物料可以運用。

委員會主席陸啟康。巴士的報記者攝

陸啟康:委員會建議不能「離地」 冀公眾關注過去被忽視的風險

委員會主席陸啟康強調,委員會建議不能太「離地」,「不然不止用3.3億(大維修費用)」,員會無建議「一定要咁」,否則難以實行,亦要考慮工程成本,但希望公眾關注過去被忽略的風險,形容今次「痛定思痛」,需正視一直被忽視的問題。委員會資深大律師杜淦堃補充指,委員會建議並非「一刀切」,因樓宇高度、設計等會影響物料使用。

消防處分區指揮官(機場) 杜志榮。巴士的報記者攝

大火當日出現12條「火龍」 波及470個單位 92%受損單位在「火龍」兩旁

消防處分區指揮官(機場) 杜志榮作供,他擁有消防工程碩士及博士學位,2024年加入消防處,於跨部門調查專組擔任秘書。 

杜志榮表示,調查團隊歸納出3個主要火勢蔓延的途徑,其中以「火龍」現象最嚴重。據現場勘查,大火導致超過560個單位遭嚴重或極度嚴重損壞,而92%受損單位均位於「火龍」兩旁,故推斷火勢蔓延與「火龍」有直接關係。

他指,今次火場共出現12條「火龍」,11條在火災首小時內形成,其中首6條更在短短約30分鐘內接連出現,波及470個單位。

杜志榮表示,調查人員在取證時發現,靠近「火龍」的單位損毀特別嚴重,如宏仁閣的02與03單位間的天井,其中02單位的廚房和客廳損毀明顯,而03單位的廚房及廁所亦同樣嚴重受損。「火龍」在天井產生的高溫足以令玻璃窗爆裂,甚至透過輻射熱點燃單位內的雜物。

大火蔓延非單一模式 火勢可經冷氣機縫隙進入室內

調查亦發現其他蔓延模式,如在外牆非天井位置,火勢可經冷氣機等開口進入室內,但因附近沒易燃或可燃物品,火勢未有擴大;另火龍發生後,火勢可能燒毀單位大門,甚至波及隔壁單位。杜志榮強調,今次大火的火勢蔓延並非單一模式,多種途徑同時存在,但主因仍然認定為火龍效應。

杜續指,火災中的二次引燃現象,比預期更複雜,隨風飄揚的火舌,點燃易燃物包括有紙皮石的背紙、棚架上的踢腳板,團隊更觀察到隨風飄揚的火舌與點燃的碎片,對火勢橫向及縱向擴散起著顯著作用,能將輕質火屑帶至高處,加上當晚風勢強勁,火屑可隨風飄散至遠方樓宇,形成多點燃燒。

杜志榮又指,火勢沿大廈垂直方向迅速蔓延到31樓,而高溫令玻璃窗破裂,火舌透過破洞及縫隙竄入單位,導致原本未受波及的樓層亦起火。同時,火龍效應將較輕的火屑帶至高處,隨風飄散至遠處;燃燒中的碎片亦被彈射至周邊,進一步加劇火勢擴散,加上當日天氣乾燥及大風,火種一旦接觸合適可燃物,便產生二次引燃。若二次引燃發生於天井,往往會引發新的火龍。

首條火龍強勁 疑火源來自煙頭

杜志榮強調,第一條火龍非常強勁,起火點懷疑源自煙頭;另一條較小的火龍,則可能由火屑引起。至於細小火源如何演變成火龍,需具備2個條件,首先是現場有合適的可燃物如紙皮、被褥等,若只接觸木板或竹枝,未必能燃燒成火災。

杜志榮又指,當日天文台已發出紅色火災危險警告,天氣極度乾燥,火災風險甚高,一旦天井出現火源並接觸可燃物,火勢即擴大;若現場存在非阻燃的棚網及帆布,火勢進一步惡化,形成火龍。火龍出現後,火勢蔓延至單位內,波及棚架;棚架燃燒過程中產生大量火舌及燃燒碎片,這些火源再接觸可燃物,便導致二次引燃,形成不斷循環的擴散路徑,令火勢在短時間內失控。

代表委員會的資深大律師杜淦堃。巴士的報記者攝

代表委員會的資深大律師杜淦堃問及,洩漏石油氣產生的火柱情況是否不同?杜志榮指,石油氣重過空氣,會聚在底部,火柱由底部開始燃燒,而石油氣管位置與大火中的12條火龍只有3處位置重叠,9條火龍起點都無跟石油氣管重疊 ,機電工程署在宏昌閣104及105單位無亦發現電線短路情況,故排除是石油氣洩漏起火;至於工地燒焊亦被排除,因找不到相關工程,而物料自燃亦排除,加上現場地面石屎沒因助燃液體導致重大受損,故亦排除是縱火。

重申棚網若阻燃 減低蔓延風險 

杜淦堃再問及,由一個單位的室內蔓至燒另一單位的情況,杜志榮指,發泡膠對火勢燒入屋有影響,因可燃物會跌落棚架,亦會「煨住」玻璃窗,導致玻璃爆裂。

至於二次點燃,杜淦堃問及火焰由一幢大廈飄去另一幢大廈,是否代表不應同一時間搭棚。杜志榮指,若棚網阻燃,火可自然熄滅,應可減低蔓延風險。陸啟康亦指,若棚網符合規格,最多只能燒4秒,宏昌閣火焰飄到第二座,宏泰閣亦不會有事,杜志榮同意。

代表政府的大律師孫靖乾問到,如無封窗發泡膠板,宏仁閣的玻璃會否爆裂,杜志榮指,有否發泡膠都會爆,因火龍太勁,溫度夠熱就會爆。

代表政府的大律師孫靖乾。巴士的報記者攝