NIST 世界貿易センター災害調査

NIST世界貿易センター災害調査は、2001年9月11日のテロ攻撃後に世界貿易センターで発生した3件の建物崩壊の技術的原因を突き止めるために、米国国立標準技術研究所（NIST）が実施した報告書である。^[2]この報告書は、 2002年10月1日にジョージ・W・ブッシュ大統領によって署名され法律となった国家建設安全チーム法（NCST法）の一部として義務付けられた。NISTは2005年9月に世界貿易センターのツインタワーの崩壊に関する最終報告書を発表し、2008年11月には世界貿易センター7号館に関する最終報告書を発表した。

NISTは、各タワーの崩壊は、飛行機の衝突による損傷、広範囲にわたる耐火材の剥がれ、それに続いて発生した火災の複合的な影響によって生じたと結論付けた。NISTが両タワーの崩壊を引き起こしたと結論付けた一連の崩壊は、床トラスの熱によるたわみが各タワーの片側にある外部柱の一部を内側に引っ張って座屈させ、その後不安定性が急速に広がり、上部が下の階に落下したことによるものであった。^[3]飛行機が直接衝突することはなかった7ワールドトレードセンターは、ノースタワーの崩壊と耐火材の破損によって発生した制御不能な火災によって加熱された鉄骨の梁と桁の熱膨張の結果として崩壊した。^[4]

コンテクスト

世界貿易センターの崩壊

9月11日の攻撃では、2機のジェット旅客機がワールドトレードセンター（WTC）のツインタワーにそれぞれ1機ずつ衝突した。 ^[5]その結果、高さ110階建ての2つの超高層ビルが崩壊し、WTC複合施設全体が完全に破壊され、2,763人が死亡した。サウスタワーは約56分間燃えた後、午前9時59分（EDT）に崩壊した。29分後、ノースタワーは102分間燃えた後に崩壊した。^{[5]ノースタワーが崩壊したとき、近くの}ワールドトレードセンター7に破片が落下し、同センターを損傷したほか、火災が約7時間燃え続け、建物の構造的完全性が損なわれた。ワールドトレードセンター7は午後5時21分（EDT）に崩壊した。^[4]

2001年9月11日の世界貿易センタービルの崩壊は前例のない出来事でした。火災により鉄骨造の多階建てビルが完全に崩壊したことはかつてありませんでした。^[6]直後、知識豊富な構造エンジニアが、一般の人々がこれらの悲劇的な出来事を理解しやすいように、さまざまな説明を始めました。^[7]しかし、それぞれの崩壊につながった複雑な一連の出来事を調査および分析するには、組織的な取り組みが必要でした。

FEMA 世界貿易センタービルの性能調査

世界貿易センタービルの崩壊後、研究者たちは直ちにグラウンドゼロに赴き、データ収集を開始した。最初に取り組んだのは連邦緊急事態管理庁（FEMA）とアメリカ土木学会（ASCE）で、両団体は建物構造の崩壊の経緯と原因を解明するため、建物性能調査チームを結成した。チームは世界貿易センタービルの崩壊を説明する初の政府公式報告書を作成した。^[8]

彼らは、損傷した構造の予備分析、建物の消火システムの分析、飛行機の衝突を建物の設計に組み込むための建築基準法と火災基準への勧告など、多くの観察と発見を行うことができました。^[9] FEMAの最終報告書であるFEMA 403は2002年5月に発行され、「世界貿易センタービルの性能調査：データ収集、予備的観察、および勧告」と題され、他のどこにも記録されていない大量のデータを提供しました。彼らの調査結果は、火災と、ジェット旅客機によって引き起こされた構造部材と消火システムへの損傷が、ビルの崩壊に重要な役割を果たしたことを示唆しました。

しかし、チームの調査はいくつかの問題によって妨げられた。リサイクルされる前に鋼鉄片を検査のために押収する権限が捜査官になかったため、捜索救助活動の初期段階で破壊された重要な証拠品が失われ、また、攻撃からチームの派遣までの1か月の間に鋼鉄の多くはすでにリサイクルされていた。チームは、FBIとNTSBによる進行中の刑事捜査によってさらに妨げられた。2002年3月6日に行われた米国下院科学委員会の公聴会で、証人と専門家のパネルは、障害を次のように説明した。^[8]

建物の性能調査員が、捜索救助活動や刑事捜査と並行して調査を実施し調整する方法について明確な権限がなく、効果的なプロトコルも存在しない。
設計図、設計図、保守記録など、調査に不可欠な文書の入手が困難
BPAT研究の機密性に起因する不確実性
調査を完了し、そこから得た教訓を適用するための戦略が不透明

これらの不十分さのため、建物性能調査チームは「各タワーの崩壊につながる一連の出来事を決定的に特定できなかった」^[10] 。報告書は、調査の欠陥や失敗を非常に率直に指摘し、より徹底的で権威ある別の調査を推奨した^{[11] 。}

国家建設安全チーム法

FEMAの建物性能調査チームの結論が出なかったことと、調査の失敗に対する懸念から、米国下院は建物の欠陥を調査するチームに召喚状発行権を含む広範な権限を与える法案を起草した。^{[12]この法案はまた、チームの中心を}国立標準技術研究所（NIST）に置くことを義務付けている。メリーランド州のNISTの建物火災研究研究所は、過去に建物の欠陥について広範囲にわたる調査を行ってきた。^[13]この法案は、国立建設安全チーム（NCST）法として引用され、下院と上院を通過し、2002年10月1日にジョージ・W・ブッシュ大統領によって法律として署名された。^[14]

NCST法はNISTに以下の明確な権限を与えている。^[15]

建物の故障の技術的な原因を特定する。
避難および緊急対応に使用される手順の技術的側面を評価する。
建築基準、規格、慣行に対する具体的な変更を推奨する。
建物の構造的安全性を向上させるために必要な研究やその他の適切な措置、および/または緊急対応および避難手順の変更を推奨する。
調査完了後 90 日以内に最終的な勧告を行う。

調査

NISTは2002年8月21日に調査を開始しました。この日までに、NIST、FEMA、ASCEなどのボランティアが、復旧作業中に4つの鉄鋼リサイクル施設から調査に重要な鉄鋼部材を収集しました。彼らは、外柱、中核柱、床トラス、その他の同様の構造部材を含む236個の鉄鋼製品を収集し、カタログ化しました。^{[16]彼らは、}冶金化学と構造を観察し、回収された要素の実験を行って、高温下での機械的特性などの属性を測定することができました。

NISTの建物火災研究所は、ビルの崩壊を理解するために複雑なコンピュータモデルを作成しました。 ^{[17]具体的には、コア柱の崩壊が建物全体の}進行性崩壊を引き起こす可能性があるかどうかを知りたかったのです。また、写真の証拠や目撃者からは確認できなかったジェット燃料の拡散と建物内部の損傷もモデル化しました。このモデルは、崩壊の仮説を理解するために使用されました。

調査結果

ツインタワー

NIST によるワールドトレードセンターツインタワー (WTC 1) へのAA11航空機衝突のコンピューターシミュレーション

調査チームは、冶金分析、実験結果、コンピューターシミュレーションを、破壊のビデオや写真、目撃証言と統合して、建物がどのように崩壊したかについての理解を深めました。彼らは2つの結論に達しました。^[16]

構造上および耐火断熱材の損傷がなければ、通常の火災では 110 階建ての高層ビルの崩壊は起こらなかったはずだ。
航空機が耐火断熱材に与えた衝撃と損傷がなければ、タワーは倒壊しなかった可能性が高い。

最も可能性の高い崩壊の順序は、サウスタワーとノースタワーで類似していたが、同一ではなかった。しかし、どちらも建物設計の主要な構造システム、すなわちコア柱、外部柱、建物の床がすべて影響を受けていた。^[18]

まず、瓦礫の衝突により耐火断熱材を失った床が、火災の高温によりたわみ始めました。
床がたわんで壁の内側に引っ張られている
外壁は、床の沈下、火災、そして航空機の衝突による損傷で切断された中心柱の複合的な力を受けて内側に曲がり始めました。
最終的に、外壁が変形/陥没し、建物が倒壊しました。下の階は、倒壊する建物の比較的巨大なエネルギーに対してほとんど抵抗できず、非常に速く倒壊しました。

NISTの調査の結論は、崩壊は床システムの進行性の破損によって始まるという「パンケーキ理論」の崩壊開始を支持するものではない。^[19]しかし、「パンケーキ化」は崩壊の進行モードとして受け入れられた。^[20]

7 ワールドトレードセンター

NISTは2008年8月20日に47階建ての世界貿易センター7号館の崩壊に関する調査の最終報告書を発表した。^[17]

彼らの結論は、WTC7 が崩壊したのは主に WTC1 の崩壊時に発生した火災の結果であるというものである。北棟の崩壊は WTC7 の南外壁も損傷したが、それが一因ではなかった。FDNYはビルの 6 階で燃えていた火災を消火できなかったため、耐火断熱材が機能しなくなった。数時間にわたる制御不能な火災の後、鉄柱、桁、トラスは熱を吸収し、急速に強度を失った。それらがたわみ、変形し、座屈し始めたため、東ペントハウスの下の内部構造が崩壊した。破損した中心柱の荷重は残りの柱に分散され、すべての柱が破損した。これがビルの進行性崩壊につながった。^[21]

改革

NISTに調査を義務付けた2002年国家建設安全チーム法は、規制機関ではないNISTには建築基準法、標準法、または慣行の採用を要求する権限がないことを明記している。^[2]しかし、WTCビルの崩壊に関するNISTの最終報告書は、進行性崩壊に抵抗する建物の設計に関する新しい改良された標準法、標準法、慣行の技術的基礎を提供している。多くのNIST研究者は、専門的な標準策定組織の主要メンバーでもあり、NISTは調査から得られた教訓が確実に活用されるよう、これらの組織と積極的に協力している。^[22]

構造部材の防火

全米防火協会は、 NISTが推奨する建築基準法の改良点の多くを採用しています。火災時などの厳しい荷重条件下で建物の構造フレームと支持システムを改善するというNISTの推奨により、高層ビルの設計に新しいアプローチが採用されました。主要および二次構造部材とそれらを結び付ける接続部には、より一層の精査が行われます。^[23]

WTCビルの鉄柱は火災の熱にさらされて強度が大幅に低下した。しかし、同じ温度に加熱されたコンクリートは強度が全く低下しない。^{[24]その結果、}ワンワールドトレードセンターを含む新しい高層ビルは、強化された高強度コンクリートで建設されている。^[25]

緊急通信システム

ニューヨーク市の緊急事態管理局はテロ当日、ワールドトレードセンター7に位置し、重要な通信機器はノースタワーにあったため、対応は著しく妨げられた。その後、同局はブルックリンに事務所を移転し、全国の災害・緊急事態管理チームもテロ攻撃、自然災害、その他の緊急事態の可能性のある場所から遠ざかっている。^[26]

陰謀説

これらの陰謀論を批判する人々は、陰謀論は歴史を通じて一般的な陰謀論の一種であり、トラウマ的な出来事の後に神話的な説明として出現するものだと主張している。^[27]

関連する批判は、理論の根拠となっている研究の形式に言及している。MITの工学教授トーマス・W・イーガーは、彼らは「『逆科学的方法』を使用している。彼らは何が起こったのかを判断し、結論に合わないすべてのデータを捨て、そして自分たちの発見を唯一の可能な結論として歓迎するのだ」と示唆した。^[28]

公開されたレポートのリスト

NIST 世界貿易センター調査の最終報告書 (2005 年 9 月、2008 年 11 月)
- NIST NCSTAR 1: 世界貿易センター災害に関する連邦建築・火災安全調査: 世界貿易センタータワーの崩壊に関する国家建設安全チームの最終報告書
- NIST NCSTAR 1-1: 構造および生命安全システムの設計、構築、保守
  - NIST NCSTAR 1-1A: 構造システムの設計と構築
    - NIST NCSTAR 1-1A 付録 AB
    - NIST NCSTAR 1-1A 付録 CG
  - NIST NCSTAR 1-1B: 建築基準法の構造要件の比較
  - NIST NCSTAR 1-1C: 構造システムの保守と変更
    - NIST NCSTAR 1-1C 付録
  - NIST NCSTAR 1-1D: 世界貿易センター 1、2、7 の設計と建設に適用される防火および生命安全規定と入居後に適用される建設後規定
  - NIST NCSTAR 1-1E: 世界貿易センター 1、2、7 の設計と建設時に使用されていたコード、標準、および実践の比較
  - NIST NCSTAR 1-1F: 1968 年と現在の (2003 年) ニューヨーク市建築基準法の規定の比較
  - NIST NCSTAR 1-1G: 世界貿易センター 1、2、7 が使用されていた間に制定された地方法によるニューヨーク市建築基準法の防火および生命安全規定の改正
  - NIST NCSTAR 1-1H: 世界貿易センタータワーの防火・生命安全システムの建設後改修
  - NIST NCSTAR 1-1I: 世界貿易センター 7 の建設後の防火、生命安全、構造システムの変更
  - NIST NCSTAR 1-1J: 世界貿易センター 7 の非常用電源用燃料システムの設計、設置、運用
- NIST NCSTAR 1-2: 世界貿易センタービルのベースライン構造性能と航空機衝突被害分析
  - NIST NCSTAR 1-2A: 世界貿易センタータワーの参照構造モデルとベースライン性能分析
  - NIST NCSTAR 1-2B: 世界貿易センタービルへの航空機衝突の分析 (第 1 章 - 第 8 章)
    - NIST NCSTAR 1-2B: 第9章～第11章
    - NIST NCSTAR 1-2B: 付録
- NIST NCSTAR 1-3: 構造用鋼の機械的および冶金学的分析
  - NIST NCSTAR 1-3A: 同時構造用鋼の仕様
  - NIST NCSTAR 1-3B: 鉄鋼の在庫と識別
  - NIST NCSTAR 1-3C: 構造用鋼材の損傷と破損モード
    - NIST NCSTAR 1-3C: 付録
  - NIST NCSTAR 1-3D: 構造用鋼の機械的特性
  - NIST NCSTAR 1-3E: 構造用鋼の物理的特性
- NIST NCSTAR 1-4: アクティブ防火システム
  - NIST NCSTAR 1-4A: 2001 年 9 月 11 日以前の建設後の火災
  - NIST NCSTAR 1-4B: 消火システム
  - NIST NCSTAR 1-4C: 火災警報システム
  - NIST NCSTAR 1-4D: 煙管理システム
- NIST NCSTAR 1-5: 世界貿易センタービルの火災の再現
  - NIST NCSTAR 1-5A: 視覚的証拠、被害推定、タイムライン分析 (第 1 章から第 8 章)
    - NIST NCSTAR 1-5A: 第9章-付録C
    - NIST NCSTAR 1-5A: 付録 DG
    - NIST NCSTAR 1-5A: 付録 HM
  - NIST NCSTAR 1-5B: 火災にさらされた構造用鋼要素の実験とモデリング
  - NIST NCSTAR 1-5C: 単一オフィスワークステーションの火災試験
  - NIST NCSTAR 1-5D: 天井タイルシステムの衝撃に対する反応
  - NIST NCSTAR 1-5E: 区画内で燃焼する複数のワークステーションの実験とモデリング
  - NIST NCSTAR 1-5F: 世界貿易センタービルの火災のコンピュータシミュレーション
  - NIST NCSTAR 1-5G: 世界貿易センタービルの火災構造インターフェースと熱応答
- NIST NCSTAR 1-6: 世界貿易センタービルの構造火災対応と崩壊シーケンスの可能性
  - NIST NCSTAR 1-6A: パッシブ防火
  - NIST NCSTAR 1-6B: 床トラスシステムの耐火試験
  - NIST NCSTAR 1-6C: コンポーネント、接続、サブシステムの構造解析
  - NIST NCSTAR 1-6D: 世界貿易センタービルの衝撃被害と火災に対する応答のグローバル構造分析
- NIST NCSTAR 1-7: 乗員の行動、退出、緊急時の通信
  - NIST NCSTAR 1-7A: 世界貿易センターの避難に関する公開された報告書の分析
  - NIST NCSTAR 1-7B: 調査実施のための技術文書: アンケート、インタビュー、フォーカスグループ
- NIST NCSTAR 1-8: 緊急対応オペレーション
  - NIST NCSTAR 1-8: 付録 AL
- NIST NCSTAR 1A: 世界貿易センタービル 7 の崩壊に関する最終報告書 *
  - NIST NCSTAR 1-9: 世界貿易センタービル 7 の構造火災対応と予想される崩壊シーケンス、第 1 巻と第 2 巻 *
    - NIST NCSTAR 1-9A: 世界貿易センタービル 7 の火災および瓦礫の衝撃による被害に対する応答のグローバル構造分析 *
  - * NIST NCSTAR 1A、NIST NCSTAR 1-9、NIST NCSTAR 1-9A の正誤表 (2009 年 1 月、2012 年 4 月、2012 年 6 月)
NIST 世界貿易センター調査報告書草案 - および一般からのコメント (2005 年 4 月および 2008 年 8 月)
コンクリートおよび鉄骨建物の構造耐火設計に関するベストプラクティスガイドライン (NIST IR 7563、2010 年 11 月)
2004 年 6 月の世界貿易センターの連邦建築および火災安全調査の進捗報告書 (NIST SP 1000-5、2004 年 6 月)
世界貿易センター災害に関する連邦政府の建物および火災安全調査に関する公開最新情報 (NIST SP 1000-4、2003 年 12 月)
世界貿易センター災害に関する連邦建築物および火災安全調査の進捗報告書 (NIST SP 1000-3、2003 年 5 月)
世界貿易センター災害に関する NIST 建物および火災調査の進捗状況報告書 (NIST IR 6942 および NIST SP 1000-2、2002 年 12 月)
NIST 最終計画: 世界貿易センター災害に関する国家建築および火災安全調査 (NIST SP 1000-1、2002 年 8 月)
世界貿易センタービルの火災の初期モデル (NIST IR 6879、2002 年 5 月)

参照

参考文献

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外部リンク

NIST 世界貿易センター災害調査の最終報告書
NIST、WTC 7の最終調査報告書を発表

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