火災學概要　申論題歷屆試題與參考架構

107 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   影響爆炸性物質敏感度的因素為何？雷汞含水量大於多少的時候可以在空氣中被引燃而不爆炸？這是那一項因素造成的？（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   爆炸性物質的敏感度是指受熱、撞擊、摩擦、火焰、電火花等外界能量作用時引發爆炸的難易程度，受物質本身性質與外在條件共同影響。本題三問：先列影響因素，再回答雷汞含水量的數值，最後指出這屬於哪一項因素（含水量／惰性雜質的鈍感作用）。

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2. 2

   這些年來，臺灣發生很多化學災害，也曾引起一案多數救災人員傷亡的悲慘。請你依照 HAZMAT 的步驟，舉出一個你所知的案例，評論多數救災人員傷亡的最主要失敗原因和未來改進的具體建議。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   本題要求以 HAZMAT 應變步驟為分析框架，選一個國內化災案例，指出造成多名救災人員傷亡的關鍵失誤，再提出可執行的改進建議。重點是「用步驟去對照案例」，不是只敘述災情。

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3. 3

   當室內溫度提升，或上部開口愈大時，煙囪效應的中性帶分別會向上移或向下移？請畫圖說明其現象。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   煙囪效應來自室內外溫差造成的密度差，形成下部吸入、上部排出的壓力分布；壓力差為零的高度即中性帶。本題要判斷兩種條件下中性帶的移動方向並畫圖說明。結論：室內溫度提升時中性帶略向下移；上部開口愈大時中性帶向上移。

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4. 4

   針對麵粉而言，加大粒度、提高麵粉濃度、提高環境氧濃度和升高環境溫度等因素，有那些因素會降低其最小發火能量？為什麼？（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   最小發火能量（MIE）是使粉塵雲恰能被點燃所需的最小點火能量，數值愈低愈危險。題目四個因素中，提高麵粉濃度（在爆炸範圍內趨近最適濃度）、提高氧濃度、升高環境溫度會降低 MIE；加大粒度則會使 MIE 升高。

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106 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請以丙烷為燃料，氧氣為助燃物，分別寫出完全燃燒與不完全燃燒之化學反應式。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   丙烷（C3H8）是飽和烴，完全燃燒時碳全部氧化為二氧化碳、氫氧化為水；氧氣不足時則生成一氧化碳甚至碳粒（煙灰）。本題要寫出平衡的化學反應式，並說明兩者差異。

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2. 2

   由爆炸時物質之相態，爆炸可分為「氣態爆炸」、「液態爆炸」、「固態爆炸」等三類，試述其內涵。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   爆炸是急速的能量釋放並伴隨壓力波。依爆炸前物質的相態可分為氣態、液態、固態爆炸三類；作答時要逐類說明定義、發生機制與代表例子，並點出防範重點。

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3. 3

   試說明建築物區劃空間結構元件（structural elements）於火災受火熱侵害時，抗火（或防火）性能失敗（或失效）（failure of fire resistance）的判斷基準。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   防火區劃元件（牆、樓板、柱、梁、門）的防火性能，一般從標準加熱試驗下能否維持「承載能力（穩定性）」「完整性（遮焰性）」「隔熱性」三項來判斷，任一項不符即視為失效，所維持的時間就是防火時效。

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4. 4

   火災發生具偶發特性（或隨機性），此偶發性內涵，至少包含火災發生次數、時間、地點等，試以火災統計（或其他歷史資料）等為基礎，申論：藉由適當假設，評估（或預測）火災發生次數與火災發生時間的可行方法。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   火災雖具偶發性，但在大量統計下呈現可描述的機率規律。只要作合理假設，就能以機率模型推估一定期間內的發生次數與兩次火災間的時間間隔；最常用的是卜瓦松過程與指數分布，再輔以時間序列與迴歸分析。

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105 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   請說明熱傳中傳導、對流及輻射現象。（15 分）並請以定常公式表達各個現象傳遞熱量與溫度的關係。（10 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   熱傳遞有傳導、對流、輻射三種方式，火災的成長、延燒與閃燃都由這三者主導。本題前段說明現象（15 分），後段寫出穩態（定常）下的基本公式（10 分），配分要對應。

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2. 2

   請說明物質燃燒的熱釋放率（heat release rate）及量測計算時所採耗氧法（oxygen，並請以公式說明火災初期成長期及通風控制型火盛期的熱釋放consumption method）率與火災經過時間的關係。 （25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   熱釋放率（HRR）是描述火災規模最重要的參數，單位 kW 或 MW。本題三部分：說明熱釋放率的意義、耗氧法的量測原理、以公式表示成長期（t² 火災）與通風控制盛期的熱釋放率和時間關係。

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3. 3

   建築物中的空調系統常以冰水或空氣來做為傳遞媒介，請問這兩者其所藉以傳遞的管路在貫穿（一）防煙區劃（二）防火區劃上應有的措施及性能。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   空調系統的冰水管與風管貫穿區劃時，會在區劃上形成開口，成為煙與火延燒的路徑。防煙區劃的目的是阻擋煙流動，防火區劃的目的是阻擋火與熱延燒，兩者要求不同，本題須就兩種管路、兩種區劃分別說明措施與應達成的性能。

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4. 4

   請以 2015 年八仙樂園事故的案例說明該災害形成的可能原因、現象及助長災害結果的因素。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   2015 年新北市八仙樂園彩色派對事故，是大量可燃色粉噴灑形成粉塵雲，遇點火源引發的粉塵燃燒（粉塵閃火／爆燃），造成大量燒燙傷。作答要從粉塵爆炸要件分析成因，描述現象，再分析人、物、環境、管理等助長因素。

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104 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   美國學者 Dunn 曾於 2000 年提出閃燃（Flashover）與複燃（Backdraft）現象之差異點，請說明其內容。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   閃燃與複燃（爆燃、逆燃）都是室內火災中造成消防人員傷亡的急遽燃燒現象，但兩者發生的火災階段、成因與徵兆完全不同。作答宜先各下定義，再以比較表或逐項對照方式說明差異，最後帶出搶救時的防範對策。

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2. 2

   若某一倉庫高 3.5 公尺，寬 10 公尺，長 20 公尺，可燃物（以木材為主）總重 1850公斤，倉庫內有一開口，寬 1.2 公尺，高 2 公尺，若發生火災，試問其最盛期之燃燒速率和火災持續時間為多少？（已知 2 = 1.4 ）（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   本題考室內火災最盛期屬通風控制燃燒，燃燒速率取決於開口因子 A√H。應先寫出經驗公式，代入數據計算燃燒速率，再以可燃物總量除以燃燒速率求火災持續時間，最後補充公式的假設與限制。

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3. 3

   請說明影響引火之因素。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   引火是可燃物在外部火源（火焰、火花、高溫物體）作用下開始燃燒的現象，其難易程度取決於可燃物本身、火源條件與周圍環境三方面。作答先界定引火與引火點，再依三大面向分點說明。

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4. 4

   HAZMAT 是指化學物質災害搶救的程序，請問 Z 所指何意？其又有何注意事項？（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   HAZMAT 是化學災害搶救程序的口訣，Z 代表 Zoning（管制區劃分），亦即依危害程度將現場劃分為熱區、暖區、冷區，以控制人員進出、防止污染擴散。作答先說明 HAZMAT 六字意義，再詳述三區劃分與注意事項。

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103 年（考試時間 90 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   電氣火災之發生，有些是因焦耳熱所產生之結果，何謂焦耳熱？請說明焦耳熱異常發生之原因。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   電流通過有電阻的導體時，電能轉為熱能即為焦耳熱，正常使用時發熱可被散失，但當電流過大、電阻局部增加或散熱不良時，熱量累積即成為電氣火災的起火源。作答先寫定義與公式，再分類說明異常發熱原因。

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2. 2

   工業配管焊接或切割金屬時經常使用氣焊，一般使用乙炔作為燃料，請說明乙炔的火災危險性及特殊滅火程序。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   乙炔（C₂H₂）燃燒溫度高，常用於氣焊與切割，但它燃燒範圍極寬、可發生分解爆炸，並能與特定金屬生成爆炸性化合物，危險性遠高於一般可燃氣體。作答分「理化特性、火災危險性、特殊滅火程序」三段。

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3. 3

   依據「公共危險物品及可燃性高壓氣體設置標準暨安全管理辦法」，請說明第五類危險物品有何共同之理化特性？TNT 屬第五類危險物品，請寫出其英文及中文全名與結構式。（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   第五類公共危險物品為「自反應物質及有機過氧化物」，最大特徵是分子內含有氧或本身可分解放熱，不需外部氧氣即可燃燒或爆炸。作答先寫共同理化特性，再寫 TNT 的中英文全名與結構式。

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4. 4

   何謂閃燃？何謂閃燃時間？影響閃燃時間的因素為何？（25 分）

   （25 分）

   參考架構・破題

   閃燃是室內火災由局部燃燒轉為全室燃燒的關鍵轉折點，閃燃時間則是起火至閃燃所經歷的時間，攸關人員避難與初期滅火的有效時限。作答依「定義、閃燃時間、影響因素」三段寫。

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