【破壞宏福苑結構的元兇 - 長時間大火升溫 再加射水降溫構成「熱脹冷縮」】

就近日宏福苑大火後續處理，坊間不少聲音希望讓居民盡快返回單位取回私人物品。從情感上，我完全理解居民對個人物品的掛念，尤其是一些無可替代的家庭回憶。但從工程結構、保障市民的安全角度，我也理解為何政府須作出充分風險評估，希望多做加固工程後方可分批安排居民進入受損樓宇。

這場大火的嚴重程度，從火場溫度高達攝氏800度這一數據便可見一斑。且這並非一般的單位火災，而是長時間、極高溫度的焚燒，對樓宇造成的破壞，遠超肉眼所見的表面熏黑或窗戶破裂。其破壞核心，在於樓宇經歷了極端「熱震」（thermal shock)——即長時間高溫與急冷在短時間內交替作用所引發的溫度衝擊——從而對結構造成了不可逆轉的「內傷」。

熱震：結構損毀的物理核心
首先必須強調，鋼筋混凝土結構是安全的樓宇設計，是可以承受一般數小時火災的影響。只是今次宏福苑的大火是極度高溫（煙囪效應）及極長時間（以十小時計），並不是一般的家居火災。要理解宏福苑樓宇為何變得危險，首先要知道「熱脹冷縮」在極端情況下的破壞力。混凝土在攝氏800度高溫下會膨脹，長時間的高溫熱力亦會傳入鋼筋內令其膨脹，迫爆混凝土。若然因為平常也有漏水情況，混凝土內部水分急劇汽化亦會產生巨大壓力；此時若遇射水降溫，構件物表面瞬間冷卻並劇烈收縮，造成熱震，石屎便出現龜裂。這就像一個燒紅的玻璃杯突然倒入冰水——不是緩慢的脹縮，而是瞬間的劇烈對抗，玻璃杯必然會爆裂。

更致命的是，急冷時樓宇構件內外形成巨大的「溫度梯度」：表面已冷卻收縮，但內部仍處高溫膨脹狀態。這種「外縮內脹」亦會在構件內部產生巨大的拉扯應力，導致混凝土出現大量肉眼看不見的微裂縫，結構強度因而永久受損。以下將從混凝土、鋼筋及整體結構三方面，詳細說明這種破壞的具體表現。

第一，混凝土的熱損傷與微裂紋
混凝土在正常情況下，其抗壓強度是結構承載力的基礎。然而，當火場溫度達到攝氏800度時，情況已超過混凝土的承受極限。混凝土在攝氏300度時，內部游離水已開始急劇汽化，產生巨大膨脹壓力；到攝氏500度以上，水化產物開始分解，強度急劇下降。當溫度飆升至攝氏800度，混凝土已有機會喪失其設計強度，整個水泥膠凝體結構被徹底破壞。

然而，真正讓情況惡化的，是上述的「熱震」過程。高溫之後的急速降溫，使混凝土內部因溫度梯度而產生大量微細裂縫。這些裂縫雖然表面未必可見，但已嚴重破壞了混凝土的微觀結構，使其能夠有效承載重量面積大幅減少，且無法修復。

第二，鋼筋的強度退化與延性喪失
鋼筋在混凝土中主要負責承受拉力。在長時間800度的極端高溫下，熱力已從結構物表面傳至鋼筋，鋼筋的受損情況極為嚴峻。當溫度達到攝氏400度以上時，鋼筋的屈服強度開始顯著下降；到攝氏600度時，其強度可損失一半以上。在攝氏800度的環境中，鋼筋的強度已所剩無幾，幾乎完全失去承載能力。

更危險的是，高溫急冷會改變鋼筋的金相組織（Metallographic structure)使其從原本具有良好延性的「韌性材料」，轉變為脆性材料。簡單來說，鋼筋經歷極端熱震後，會變得如同乾燥的樹枝——有機會不會像一般鋼筋在斷裂前先彎曲延伸變形來預警，而是可能在毫無徵兆的情況下突然斷裂。在這次大火中，部分單位的樑柱出現混凝土剝落、鋼筋外露的情況，這些外露的鋼筋已完全失去防火保護，其受損情況更為嚴重。

第三，整體結構的連續性破壞
樓宇結構之所以能夠承載荷載，依賴的是各構件之間的協同工作和「結構連續性」。大火雖然未必波及所有單位，但高達800度的極端高溫，足以對受影響區域的結構構件造成根本性的破壞。受損的主力牆、樑、柱，都是整個結構體系的一部分。

當關鍵位置的構件因熱震而承載力大幅下降，就會打破原有的力學平衡，導致荷載被迫轉移到原本非設計主要承重的構件上。這種荷載重新分佈可能引發連鎖反應，使結構處於「不穩定平衡」的危險狀態。簡單來說，即使一個單位看似完好，其上層或下層的結構若受損，也可能影響到該單位所屬的整個結構單元的安全。

第四，非結構構件的二次風險
除了主體結構，外牆的混凝土飾面、窗框、以及受損的消防管道、電線等，都存在剝落或鬆脫的風險。在沒有水電、沒有照明、樓梯滿佈瓦礫的環境下，即使是專業工程人員進入進行勘察，也必須穿戴全套安全裝備並在嚴格監察下進行，更何況是普通居民？

為何須進行臨時加固？
現階段的臨時加固工程，並非簡單的「修修補補」。它首要目的是防止結構進一步惡化，並通過安裝臨時支撐等方式，重新建立受損區域的「短暫結構穩定」。這些臨時支撐的安裝位置和受力計算，需要專業工程師根據現場實際損毀情況精確設計。只有當這些臨時加固措施按計劃完成，作出風險評估，確認樓宇在短期內不會出現局部損壞/崩塌的風險後，才有可能在嚴格控制人流、時間和路線的前提下，安排居民分批返回。

總結而言， 現階段禁止居民進入，並非不體諒災民的官僚程序，而是基於工程安全的最基本底線。鋼筋混凝土結構在經歷長時間800度高溫與急冷所引發的「熱震」後，其真實的殘餘強度充滿不確定性，部分構件可能已完全喪失承載功能。任何急於求成的安排，都可能將居民置於不可預見的危險之中。作為專業人士，我支持政府的審慎決定。等待加固工程按計劃完成，是對每一條生命的負責，也是讓大家能夠「平安回家」取物的唯一前提。

（文章是作者的個人意見，不代表本報立場）