114 消防設備人員專技普考 消防設備士 火災學概要 考古題詳解
第 一 題25 分
短路、積污導電、延長線過載為電氣火災發生的常見原因,請說明其造成火災之原理。
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核心觀念
本題考查電氣異常如何產生焦耳熱,進而引燃電線絕緣材料、附近可燃物或積聚的灰塵。共同原理是電流通過電阻時產生熱量:
其中 為產生的熱量、 為電流、 為電阻、 為通電時間。電流愈大、通電愈久,發熱通常愈多;接觸不良或局部導電路徑也會使熱量集中在小範圍內,造成局部過熱。
解題方法
依序說明三種電氣異常的成因、電流或電阻如何改變,以及熱如何導致起火:
一、短路
短路是電路中不同電位的導體,因絕緣破損、導線接觸等原因形成低電阻通路,使電流繞過原有負載。依歐姆定律 ,短路電阻很小時,電流會急遽增加。大電流使導線及接點瞬間產生大量焦耳熱,可能造成導線熔融、電弧或火花,進而引燃絕緣皮及周遭可燃物。
二、積污導電
灰塵、油污、鹽分或其他污染物附著於絕緣物表面時,若污染物吸濕或含有導電成分,會使原本絕緣的表面形成漏電通路。漏電流流經污損處,產生局部焦耳熱;
第 二 題25 分
請說明水滅火之原理,以及使用水系統控制鋰電池火災之原理。
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核心觀念
本題考查兩件事:一般水滅火的作用原理,以及水系統控制鋰電池火災時,如何抑制熱失控擴大。答題時要區分「鋰電池」與「金屬鋰」:鋰離子電池火災的主要控制目標,是冷卻電池並阻止熱失控向鄰近電芯蔓延;金屬鋰則屬活性金屬,不能直接套用一般水滅火方式。
解題方法
先說明水對一般火災的作用,再連結到鋰離子電池火災:電池火災雖會出現火焰,但持續發熱與復燃風險來自電芯內部的熱失控反應,因此控制重點在於持續移除熱量、降低周遭電芯溫度並減少蔓延。
一、水滅火的原理
- 冷卻作用 水吸收熱量,使燃燒物與周圍物質降至燃燒所需溫度以下。水的比熱大,且汽化時能吸收大量熱量,因此冷卻效果顯著。可用下式表示吸熱量:
其中, 為水的質量, 為比熱, 為升溫幅度, 為汽化比例, 為汽化潛熱。
-
窒息作用 水受熱汽化後,水蒸氣體積膨脹,可稀釋燃燒區的氧氣與可燃蒸氣濃度,降低燃燒反應。
-
稀釋作用 對可溶於水的可燃液體,水可降低其濃度,使蒸氣濃度降至可燃範圍以下;此作用須視燃料是否與水互溶而定。
-
乳化作用 對部分不溶於水的液體,適當水流可使液體分散成微小液滴,降低液面蒸發與可燃蒸氣生成;此作用受燃料性質與水流方式限制。
一般火災中,水最主要的滅火效果是冷卻;窒息、稀釋與乳化則依燃料與施水條件而定。
二、水系統控制鋰電池火災的原理
第 1 題1 分
火場中輻射為熱傳遞主要的方式之一,輻射熱之性質及其計算方式,下列何者錯誤?
核心觀念
本題考查熱輻射的傳遞特性,以及史蒂芬-波茲曼定律。理想黑體單位面積的總輻射放射能力為
其中, 為黑體輻射放射能力, 為史蒂芬-波茲曼常數, 必須以絕對溫度(K)表示。實際物體的輻射放射能力可寫為 ,其中放射率 介於 0 與 1 之間;黑體的放射率為 1。
解題方法
先核對各選項是否符合熱輻射的基本性質:輻射以電磁波傳遞,不需介質;黑體是放射能力的理想上限,放射率為 1。再以史蒂芬-波茲曼定律檢查溫度關係:輻射放射能力與絕對溫度的四次方成正比,不是平方,因此選項 (A) 錯誤。
選項分析
第 2 題1 分
建築物火災成長過程中,有關衰退期的敘述,何者錯誤?
核心觀念
建築物火災通常可分為成長期、最盛期與衰退期。衰退期是燃料逐漸耗盡或燃燒條件改變後,火勢減弱的階段;其典型現象是熱釋放率下降,燃燒與煙、毒性氣體的生成也隨之減少。
但火勢減弱不代表建築物已恢復安全。構件可能已長時間受熱、失去強度或發生變形,因此結構體崩塌風險仍可能維持,甚至因損傷累積而升高。
解題方法
逐一判斷衰退期的變化趨勢:燃燒減弱時,熱釋放率及燃燒產物的生成量通常下降;結構安全則須看構件受熱與損傷程度,不能由火勢減弱直接推論崩塌風險也下降。題目問「何者錯誤」,因此選出把火勢衰退錯誤地等同於結構風險降低的敘述。
選項分析
第 3 題1 分
下列有關儲槽火災之敘述,何者錯誤?
核心觀念
本題考查儲槽火災中的液體溫度分布、滅火方式,以及熱量傳遞與燃燒速率的影響因素。儲槽內液體受火焰加熱後,熱量會在液體中傳遞;槽壁也會影響液面附近的熱交換及燃燒狀況。
解題方法
逐項判斷敘述是否符合儲槽火災的基本特性。關鍵是區分液體內部與液面附近的熱量傳遞方式:液體內部熱量主要靠對流傳遞,液體表面則受火焰輻射及對流加熱,因此不能把「熱傳導」視為槽內主要的熱傳遞方式。
選項分析
(A) 儲槽內液體燃料之溫度以液面為最高:正確。 液面直接接收火焰傳來的熱量,且液面燃料持續蒸發、燃燒,因而液面附近通常溫度最高;往液體深處,溫度通常逐漸降低。
第 4 題1 分
下列有關隧道火災之敘述,何者錯誤?
核心觀念
本題考隧道火災的煙流特性、火災風險,以及隧道通風排煙與滅火方式。隧道是狹長且封閉的空間,煙熱不易自然散出,煙流方向會受火源位置、隧道坡度與通風條件影響;排煙方式則須配合隧道的通風系統與火災情境。
解題方法
逐項判斷敘述是否符合隧道火災的一般特性。A、B、C 分別描述煙流、風險因子及縱流式通風;D 將「火源多為車輛」直接推論為「自動泡沫滅火系統最有效」,忽略隧道內火災規模、車輛種類、煙熱控制及消防人員救災條件,因此是錯誤敘述。
選項分析
(A) 正確。 一般情況下,火災產生的高溫煙氣會沿隧道向火源兩側流動,朝隧道兩端擴散。實際流動方向與範圍仍會受到縱向風、坡度及機械通風影響。
第 5 題1 分
火災煙毒氣體之危害主要是下列何種氣體?
核心觀念
本題考火災煙氣中有毒氣體對人體的危害。火災燃燒常伴隨不完全燃燒,會產生一氧化碳(CO)。CO 無色、無味,吸入後會與血紅素結合,降低血液輸送氧氣的能力,造成缺氧,是火災煙氣中重要的致死性毒氣。
解題方法
辨別選項時,抓住「煙毒氣體」與「窒息性氣體」的差別:題目詢問火災煙毒氣體的主要危害來源,應優先辨認具有直接毒性、會妨礙人體氧氣輸送的氣體。CO 符合此特徵,因此選 A。
選項分析
- (A) CO:正確。 一氧化碳與血紅素結合形成碳氧血紅素,使血紅素攜氧能力下降,導致組織缺氧;火場中因燃燒不完全而生成,是煙氣中主要的毒性危害氣體之一。
- **(B) CO₂:錯誤。
第 6 題1 分
依據我國公共危險物品之分類,下列有關可燃液體與易燃液體之敘述,何者正確?
核心觀念
本題考我國公共危險物品第四類液體依閃火點所作的分類。以命題當年(民國 114 年)法規為準,依《公共危險物品及可燃性高壓氣體製造儲存處理場所設置標準暨安全管理辦法》及其附表一:
- 閃火點在攝氏 以下者,屬易燃液體。
- 閃火點超過攝氏 、未滿 者,屬可燃液體。
因此,判斷時要以 為分界,並注意「以下」包含等於,「超過」則不包含等於。
解題方法
逐一將選項的閃火點與 比較:低於或等於 ,判為易燃液體;高於 ,且未達 ,判為可燃液體。
選項分析
第 7 題1 分
油類火災沸溢(Boilover)與濺溢(Spilover)現象之發生區別,下列何者錯誤?
核心觀念
本題考查重質油類火災中「沸溢」(Boilover)與「濺溢」(Spilover)的成因、發生條件與危害差異。兩者都可能涉及水分受熱,但水的來源與現象不同:
- 沸溢:重質油燃燒時,火焰使油品形成向下傳播的熱波。熱波到達槽底水墊層後,水迅速汽化、體積膨脹,將高溫燃油猛烈噴出,造成大範圍燃燒與危害。典型條件包括油品具有足夠沸程差、槽底有水層,且火災持續一段時間。
- 濺溢:油中乳化水或含水油品受熱後,水分汽化膨脹,使燃油飛濺、溢出。其發生條件與型態不同於熱波抵達槽底水層所造成的沸溢。
解題方法
先依兩種現象的水分來源、形成機制及危害程度判讀各選項,再注意題目中的絕對用語。「每一場……一定都會發生」是全稱斷言;只要現象須具備特定條件,就不能說每場火災必然發生。
選項分析
第 8 題1 分
有關災害搶救標準作業程序之敘述,何者正確?
核心觀念
本題考查災害搶救標準作業程序中的危害辨識、危險區域劃分與指揮站選址。危害辨識是搶救初期的重要工作,須掌握現場災害與危害物質的狀況,供後續防護、管制及搶救決策使用。
解題方法
逐項比對標準作業程序的基本原則:危害辨識是否涵蓋必要的現場資訊、程序名稱是否正確、管制區域是否完整,以及指揮站是否避開危害物可能影響的方向。
選項分析
(A) 正確。 危害辨識需確認災害現況,包括現場致災物種類、數量、特性、洩漏或燃燒情形,以及死傷人數等。掌握這些資訊,才能評估危害程度並規劃人員防護、區域管制與搶救策略。
第 9 題1 分
依《公共危險物品及可燃性高壓氣體製造、儲存、處理場所設置標準及安全管理辦法》的規定,自反應物質屬何種公共危險物品?
核心觀念
本題考《公共危險物品及可燃性高壓氣體製造儲存處理場所設置標準暨安全管理辦法》的公共危險物品分類。以命題當年(民國 114 年)法規為準,該辦法將公共危險物品分為六類,其中第五類為自反應物質及有機過氧化物。
自反應物質具有自行分解、放熱或引發燃燒、爆炸的危險性,題目要辨認的是法規分類,不需要計算。
解題方法
直接抓題幹的關鍵詞「自反應物質」,對照法規的六類物品分類:第五類的法定分類名稱包含「自反應物質」,因此選第五類。
選項分析
第 10 題1 分
在複燃(backdraft)發生前的密閉空間中,燃燒四面體中比較欠缺哪一種要素?
核心觀念
燃燒四面體由可燃物、助燃物(氧氣)、熱能及連鎖反應構成。火災持續燃燒時,這些要素須同時具備;移除其中任一要素,就能抑制或終止燃燒。
複燃(backdraft)是密閉空間內燃燒受限、氧氣不足時,未完全燃燒的可燃氣體與熱煙蓄積;若此時突然開啟門窗,大量空氣進入,氧氣與高溫可燃氣體混合後可能迅速燃燒,造成爆燃。
解題方法
題目問的是複燃發生前,密閉空間中的燃燒四面體「比較欠缺」哪一項。判斷關鍵是:密閉空間通風受限,燃燒消耗氧氣後,助燃物供應不足,燃燒因而受到抑制;但室內仍可能留有高溫煙氣及未燃盡的可燃氣體。開口後空氣進入,補足氧氣,便可能引發複燃。
選項分析
第 11 題1 分
一公升之可燃性氣體氫(H)、乙炔(CH)、甲烷(CH)、乙烯(CH)在空氣中燃燒所需之理論空氣量分別為 、、、,下列順序何者正確?
核心觀念
本題考各種可燃性氣體完全燃燒時的理論空氣量。理論空氣量是指燃料完全燃燒所需的最低空氣量;計算時先由化學反應式求出理論氧氣量,再利用空氣中氧氣約占體積的 換算:
題目給的燃料體積相同,都是 ,因此比較每種氣體燃燒所需的氧氣體積即可。
解題方法
依完全燃燒反應式計算每 莫耳燃料所需的氧氣莫耳數。氣體在相同溫度、壓力下,體積比等於莫耳數比;因此反應式的氧氣係數也代表每單位燃料體積所需的氧氣體積。
-
氫氣: 每 份氫氣需 份氧氣,故 。
-
乙炔: 每 份乙炔需 份氧氣,故 。
-
甲烷: 每 份甲烷需 份氧氣,故 。
第 12 題1 分
液體在極快速情況下受熱汽化為氣體時,因能量在瞬間內釋放,將會形成爆炸現象,此狀況稱為:
核心觀念
本題考的是爆炸的形成原因。液體若在極短時間內吸收大量熱能,迅速汽化,體積急遽膨脹,便會在周圍形成壓力衝擊,造成爆炸,此現象稱為蒸氣爆炸。判斷關鍵是「液體快速汽化、體積瞬間膨脹」,而非物質發生化學反應。
解題方法
先辨認題幹描述的變化:液體受熱後迅速轉變為氣體,能量在短時間內釋放。這是物理性爆炸的典型描述。液體汽化後體積大幅增加,快速膨脹所造成的壓力效應即為蒸氣爆炸,因此選 (C)。
選項分析
- (A) 聚合爆炸:錯誤。 聚合反應通常會放熱;若反應速率失控、熱量累積,可能造成溫度與壓力上升而引發爆炸。題幹描述的是液體快速汽化,並非單體聚合反應。
第 13 題1 分
下列何種化合物非屬可燃性物質?
核心觀念
本題考查物質是否具有可燃性。可燃性物質能在適當條件下與氧化劑反應並持續燃燒;判斷時可看其化學組成與常見物性。含碳、氫的有機物多具有可燃性;若分子含有足量鹵素,通常較不易燃,甚至可作為滅火劑。
解題方法
逐一辨認各物質的常見燃燒特性。氯仿含氯,屬不燃液體;丁二烯、二硫化碳與甲苯則均屬可燃物,且有些具有高度易燃性。因此,題目所問的「非屬可燃性物質」是氯仿。
選項分析
- (A) 氯仿(CHCl₃):正確。 氯仿分子含三個氯原子,常溫下為不燃液體,不能作為一般可燃物持續燃燒,故符合題意。
- **(B) 丁二烯(C₄H₆):錯誤。
第 14 題1 分
依據川越邦雄、關根孝、P. H. Thomas 等之研究,火災最盛期時燃燒速率 之值,是和開口部之「面積」與「高度」二者相關。若開口部之面積增大為原來二倍,其他條件不變時,依理論計算, 值為原來值的多少?
核心觀念
本題考的是通風控制下,火災最盛期的燃燒速率與開口部尺寸的關係。依川越邦雄、關根孝及 P. H. Thomas 等人的研究,燃燒速率可表示為:
其中, 為開口部面積, 為開口部高度, 為與燃料及其他條件相關的常數。題目指定其他條件不變,因此比較面積變化時, 與 都維持不變。
解題方法
令原燃燒速率為 。開口部面積增為原來二倍,即 ,則:
因此,燃燒速率增為原來的二倍。
選項分析
第 15 題1 分
海龍 1301 的化學式,下列何者正確?
核心觀念
本題考查鹵化烷類滅火藥劑的命名與化學式辨識。海龍(Halons)是含碳、氟、溴等元素的鹵化物;「海龍 1301」的化學式為 ,即溴三氟甲烷。
解題方法
辨認海龍編號時,可依各數字代表的原子數排列判讀:
- 第一位:碳原子數
- 第二位:氟原子數
- 第三位:氯原子數
- 第四位:溴原子數
- 第五位:碘原子數
海龍 1301 的編碼為 1、3、0、1,表示分子含 1 個碳、3 個氟、0 個氯、1 個溴,故化學式為 。
選項分析
第 16 題1 分
建築物火災中,在所謂燃料控制燃燒(Fuel Controlled)情形下,燃燒速率主要受何因素決定?
核心觀念
本題考查建築物火災的燃燒控制型態,以及燃燒速率受何種因素限制。
- 燃料控制燃燒(Fuel Controlled):氧氣供應充足,燃燒主要受可燃物的供應與暴露情形控制。可燃物表面積越大,與空氣接觸並參與燃燒的範圍通常越大,燃燒速率也越高。
- 通風控制燃燒(Ventilation Controlled):可燃物供應充足,但燃燒所需空氣不足;此時燃燒速率主要受流入空氣量及氧氣供應限制。
解題方法
先辨識題幹指定的是「燃料控制」還是「通風控制」。題目已說氧氣不是主要限制,應從可燃物的燃燒條件判斷。燃料控制時,可燃物的表面積影響其暴露於火焰與空氣中的範圍,因此選可燃物表面積。
可用對照記憶:燃料控制看可燃物表面;通風控制看流入空氣。
選項分析
第 17 題1 分
依據我國公共危險物品之分類,下列何者是易燃性固體?
核心觀念
本題考的是公共危險物品的分類。依命題當年(民國 114 年)《消防法》及《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》的分類,判斷物品屬於哪一類,不能只看它「會不會燃燒」,而要依其主要危險性質分類。
- 第二類:可燃性固體,包含易燃性固體。
- 第三類:發火性物質及禁水性物質,如烷基鋁。
- 第四類:易燃液體,如硝酸、甲苯等符合規定者。
解題方法
先辨認各選項的物態與典型危險性,再對照公共危險物品分類:
- 固體且屬易燃性者,歸入第二類。
- 與空氣接觸容易發火或遇水產生危險者,歸入第三類。
- 液體則依其性質與規定,判斷是否屬第四類易燃液體。
第 18 題1 分
閃燃為室內空間重要火災現象,其發生時不包括下列哪項變化?
核心觀念
本題考查室內閃燃的特徵。閃燃是室內火災發展至一定階段時,室內可燃物受熱產生的可燃性氣體快速燃燒,使室內大部分可燃物幾乎同時起火的現象。其典型變化包括室溫急遽上升、火焰或高溫煙氣由開口流出,以及室內壓力變化。
解題方法
逐項比對閃燃前後的典型現象,找出與室內燃燒發展方向不符者。燃燒會消耗氧氣,因此閃燃發生時,氧氣濃度不會上升;其餘選項則描述閃燃伴隨的熱、壓力或開口流焰現象。
選項分析
- (A) 氧氣濃度上升:錯誤,為本題答案。 室內燃燒持續消耗氧氣,閃燃時燃燒更為猛烈,氧氣濃度不會因此上升。閃燃是題目所列現象,但「氧氣濃度上升」不是其伴隨變化。
第 19 題1 分
有關火藥之敘述,下列何者正確?
核心觀念
本題考查「火藥」與其他爆炸性物質的分類。依爆炸反應的速率與作用特性,火藥屬於反應較遲緩的緩燃性爆炸物;爆轟性炸藥則以反應迅速、產生強烈衝擊為特徵。判斷選項時,須分清楚「火藥」這個分類名稱與個別物質是否屬於火藥。
解題方法
先用題幹中的分類定義檢核選項,再辨認各物質的特性:T.N.T. 是高爆炸藥;黑色火藥燃燒產物主要不是氮氣;硝化甘油是高爆炸性物質,不能直接等同於本題所稱的緩燃性火藥。只有 D 符合火藥的分類特徵。
選項分析
第 20 題1 分
對於爆燃(deflagration)與爆轟(detonation),是透過哪種方式分類?
核心觀念
爆燃(deflagration)與爆轟(detonation)的分類依據是燃燒反應傳播速度與未燃混合物中音速的相對關係。爆燃的反應波以低於音速的速度傳播;爆轟則以超音速傳播,並伴隨衝擊波。兩者都可能造成壓力上升與破壞,但分類關鍵是傳播速度。
解題方法
題目問「透過哪種方式分類」,應直接對照爆燃與爆轟的定義:反應波是以亞音速還是超音速傳播。這個判準對應「傳播速度」,所以選項 (D) 正確。
選項分析
第 21 題1 分
當火災造成之輻射熱通量值()大於多少,即視為危險,非屬避難安全狀態?
核心觀念
本題考查火災時的輻射熱通量是否落在避難安全範圍內。輻射熱通量表示單位面積、單位時間承受的輻射熱量,單位為 ;數值越大,人體承受的熱危害越高。
依本題採用的避難安全判定基準,火災造成的輻射熱通量**大於 **時,視為危險,非屬避難安全狀態。
解題方法
題目已給出輻射熱通量的單位,要求判斷「大於多少」即視為危險,因此直接辨認避難安全判定門檻即可,不須代入公式計算。門檻為 ;超過該值即判為不安全。
選項分析
第 22 題1 分
粉塵爆炸的敘述,何者錯誤?
核心觀念
粉塵爆炸是可燃性固體微粒懸浮於空氣中,與氧氣混合並在適當條件下迅速燃燒,造成壓力急遽上升的現象。粉塵爆炸性受粉塵種類、粒徑、濃度、分散程度、氧氣供應及點火能量等因素影響。
粒徑越小,粉塵的比表面積通常越大,與氧氣接觸越充分,燃燒及發火越容易;粉塵粒徑也會影響其最低爆炸濃度。可燃性粉塵若與可燃性氣體共存,可能形成混合爆炸性氣氛,使所需的最低可爆濃度下降。
解題方法
本題要找的是敘述錯誤的選項。先判斷粒徑和混合氣氛對爆炸性的影響,再檢視活性碳與木炭是否都可能以粉塵形式燃燒爆炸。木炭是可燃性碳質物;將它分散成細粉並形成適當濃度的粉塵雲時,也可能發生粉塵爆炸。因此,將活性碳與木炭的爆炸性截然區分的敘述錯誤。
選項分析
第 23 題1 分
有關熱傳導的敘述,何者錯誤?
核心觀念
本題考查熱傳導的方向及影響傳導速率的因素。熱傳導是物體內部或彼此接觸的物體,因溫度不同而傳遞熱能的方式。一般情況下,熱量會由高溫處傳向低溫處;溫度差是熱傳導的驅動力。
依傅立葉熱傳導定律,平板在穩態下的傳熱率可表示為:
其中, 為熱傳導係數、 為截面積、 為傳導距離。此式表示傳熱率與截面積及溫度差呈正相關,與傳導距離呈反相關。
解題方法
先辨認題目問「何者錯誤」,再以熱傳導定律檢視各敘述:截面積越大,傳熱率越大;傳導距離越遠,傳熱率越小;溫度差提供傳熱的驅動力。至於熱量方向,依一般熱傳導原理是由高溫處往低溫處,因此「由低溫傳至高溫」的敘述錯誤。
第 24 題1 分
下列何者非屬人命安全避難逃生基準中需判斷之危害項目(因子)?
核心觀念
本題考「人命安全避難逃生基準」評估火災環境是否仍適合人員避難時,應判斷哪些危害因子。常見項目包括能見度、煙氣中有害氣體濃度及溫度等;外界救援消防力則屬消防救援資源,並非避難環境本身的危害因子。
**法規時點:**本題依命題當年(民國 114 年)法規及相關避難安全評估基準作答。
解題方法
先區分「避難者在火場中會直接受到的危害」與「火場外部可投入的救援條件」。能見度、二氧化碳濃度與溫度都會影響避難者的辨識、呼吸或耐熱安全,屬於評估項目;外界救援消防力不屬於這類環境危害因子。因此,題目問「非屬」者,選擇外界救援消防力。
選項分析
第 25 題1 分
IG-541 組成中,不包括下列何種氣體?
核心觀念
本題考查惰性氣體滅火設備的滅火藥劑組成。IG-541 是由氮氣、氬氣與二氧化碳組成的混合氣體;其中氮氣約占 、氬氣約占 、二氧化碳約占 。一氧化碳不屬於 IG-541 的成分。
解題方法
掌握 IG-541 的三種氣體即可判斷:氮、氬、二氧化碳。逐一對照選項,找出不在組成中的氣體;一氧化碳(CO)即為答案。
選項分析
第 26 題1 分
火場中若已知熱釋放速率、火災總時間發展長短,則可估算下列何者?
核心觀念
本題考查熱釋放速率(Heat Release Rate,)與總熱釋放量(Total Heat Released,)的關係。熱釋放速率表示火災每單位時間釋放的熱量;將火災期間的熱釋放速率對時間累積,即為總熱釋放量:
其中, 為火災發展的總時間。若以平均熱釋放速率估算,則可寫成:
因此,已知熱釋放速率及火災持續時間,可估算火災期間釋放的總熱量。
解題方法
把熱釋放速率視為「每單位時間釋放的熱量」,再乘上火災作用的時間,得到累積的熱量。例如熱釋放速率若以 表示、時間以 表示,則總熱釋放量的單位為 ,因為 。
第 27 題1 分
有關影響爆炸性物質敏感度之因素,不包括下列何項?
核心觀念
本題考「爆炸性物質的敏感度」:物質受到熱、撞擊、摩擦或其他外界刺激時,起爆的難易程度。敏感度會受物質本身的化學組成,以及起爆條件和物理狀態等因素影響。
「爆炸上限」則是可燃性氣體或蒸氣與空氣混合後,仍能傳播火焰的最高濃度界限,屬於可燃性混合物的燃燒範圍性質,並非爆炸性物質敏感度的因素。
解題方法
先辨認各選項描述的是「爆炸性物質本身受刺激起爆的難易程度」,還是「可燃氣體與空氣混合後的燃燒界限」。起爆溫度、堆疊密度與化學組成都與敏感度有關;爆炸上限描述的是混合氣體的燃燒濃度界限,因此選 D。
選項分析
第 28 題1 分
下列敘述何者正確?
核心觀念
本題考查天然氣與液化石油氣的主要成分、可燃範圍,以及氣體相對於空氣的密度。甲烷是天然氣的主要成分;液化石油氣(LPG)則以丙烷、丁烷為主。判斷氣體比空氣輕或重,可比較其分子量與空氣平均分子量約 。
解題方法
先辨認兩種燃氣的典型組成,再核對甲烷在空氣中的燃燒範圍,最後以分子量判斷天然氣的相對密度。天然氣組成會因產地而異,但在一般消防與燃料教材的命題脈絡中,主成分為甲烷;甲烷分子量為 ,小於空氣平均分子量約 ,所以甲烷較空氣輕。
選項分析
第 29 題1 分
硝化甘油常作為炸藥主成分,其性質之敘述,何者錯誤?
核心觀念
本題考硝化甘油的爆炸危險性與感度。感度是指爆炸物受撞擊、摩擦、熱或火焰等外界刺激而起爆的難易程度;感度愈高,所需刺激愈小。硝化甘油對撞擊及摩擦都很敏感,操作時須特別防止機械刺激。
解題方法
逐項判斷敘述是否符合硝化甘油的典型性質。題幹問「何者錯誤」,關鍵是辨認對摩擦的感度:硝化甘油並非「對摩擦較不敏感」,而是對摩擦相當敏感,因此 (B) 錯誤。
選項分析
第 30 題1 分
下列敘述何者正確?
核心觀念
本題考查建築物的煙囪效應、中性帶(中性面)與開口處的氣流方向。中性帶是建築物內外壓力相等的位置;在一般正煙囪效應下,室內較室外溫暖,熱空氣上升,低處通常由外向內進氣,高處則由內向外排氣。
氣流方向可用內外壓差理解:
中性帶處 ;中性帶以下通常為室內負壓,空氣流入;中性帶以上通常為室內正壓,空氣流出。中性帶的位置會受室內外溫差、建築高度與開口分布等因素影響。
解題方法
先判斷室內外溫度關係及中性帶上下的壓力差,再推知開口的氣流方向。正煙囪效應下,室內溫度升高會加強室內熱空氣上升的作用;在其他條件相同時,中性帶向下移。若火災所在樓層位於中性帶下方,該處開口通常是外氣流入方向,不能直接判定煙會由該開口排出。
第 31 題1 分
有關火災分類之敘述,何者錯誤?
核心觀念
本題考火災分類及各類火災適用的滅火原理。常見分類中,A 類為普通可燃物火災,B 類為油類或可燃性液體火災,C 類為通電中的電氣設備火災。滅火原理包括冷卻、窒息、移除可燃物及抑制連鎖反應。
解題方法
逐項核對火災類別與名稱,再判斷所述滅火方法是否適用。判斷 B 類火災的滅火效果時,須注意油類火災的主要滅火方式是窒息或移除可燃物;直接以水冷卻通常不會達到最大滅火效果,且可能造成燃燒液體飛濺、擴大火勢。
選項分析
第 32 題1 分
國際知名學者 Thomas 閃燃經驗公式可用於預測發生閃燃所需之熱釋放率,其預測所需資訊,不包括下列何者?
核心觀念
本題考 Thomas 閃燃經驗公式所需的火災空間參數。閃燃是室內火災快速增強的現象;Thomas 公式以室內幾何條件及開口通風條件,估算達到閃燃所需的熱釋放率。
常見形式為:
其中, 為閃燃所需熱釋放率(kW)、 為室內總表面積扣除開口面積後的面積(m²)、 為開口面積(m²), 為開口高度(m)。公式中沒有環境溫度這項輸入。
解題方法
判斷各選項是否出現在公式所需參數中即可:公式需要室內表面積(扣除開口)、開口面積及開口高度;環境溫度不屬於此經驗公式的輸入資料。
選項分析
第 33 題1 分
建築物火災由多階段組成,下列何者非屬之?
核心觀念
本題考查建築物火災的發展階段。火災通常依燃燒發展情形分為初期、成長期、極盛期及衰退期。火勢由起火後逐步增強,達到最旺盛狀態,再因可燃物耗盡或氧氣不足等原因逐漸減弱。
「間歇期」不是這項火災階段分類中的標準階段。
解題方法
核對各選項是否屬於火災發展的典型階段即可。本題問「非屬之」,因此找出不在「初期、成長期、極盛期、衰退期」之列者。
選項分析
第 34 題1 分
當非導體之帶電物體接近接地體之際,除帶電物體與接地體之間發生放電外,幾乎同一時間,沿著非導體表面發生如樹枝狀發光之放電,此現象稱為:
核心觀念
本題考查靜電放電的形式。非導體帶電物體接近接地體時,物體與接地體之間可能先發生火花放電;同時,放電也可能沿著非導體表面呈樹枝狀延伸,這種現象稱為沿面放電。
解題方法
抓住題幹的兩個關鍵描述:「沿著非導體表面」與「樹枝狀發光」。放電路徑位於固體表面,符合沿面放電的特徵,因此選 D。
選項分析
第 35 題1 分
閃燃時間受各種因素影響,但不包括下列何者?
核心觀念
本題考「閃燃時間」的影響因素。閃燃是室內火災發展過程中,因火焰與高溫煙氣加熱室內可燃物,使多數可燃表面幾乎同時達到著火條件,進而迅速全面燃燒的現象。閃燃時間會受到火災成長、熱量累積、室內通風及可燃物受熱特性等因素影響。
解題方法
判斷各選項是否會改變室內熱量累積或可燃物受熱、著火的速度:
- 開口尺寸會影響通風供氧及熱氣流失。
- 點火源尺寸會影響初期火災的熱釋放與成長。
- 裝潢材料會影響火焰蔓延及熱量回饋。
- 可燃物的燃燒熱雖是描述燃料完全燃燒所釋放熱量的性質,但本題所考的閃燃時間影響因素中,並不以燃燒熱作為直接判斷項目。
因此,依官方答案,選出 (C)。
選項分析
第 36 題1 分
下列何者為乙炔分解之化學反應式?
核心觀念
本題考查乙炔分解反應的化學式與反應熱。乙炔的分子式為 ,分解後生成碳與氫;配平後為 。依本題採用的熱化學式,反應放出 ,因此熱量列在生成物側。
解題方法
先依原子數配平:
左、右兩側各有 2 個碳原子與 2 個氫原子。接著判斷熱量:題目所列乙炔分解反應放熱 ,故將熱量加在生成物側:
此式即選項(D)。
選項分析
第 37 題1 分
有關火災持續時間的敘述,下列何者錯誤?
核心觀念
本題考「火災持續時間」與可燃物量、燃燒速度及火災繼續時間因子(Fire Duration Factor, FDF)的關係。火災發展至極盛期,且燃燒速度大致穩定時,可用可燃物的總量除以燃燒速度,估算燃燒持續時間。概念上可表示為:
因此,可燃物量越多,火災可能持續越久;燃燒速度越快,則燃燒時間越短。單位面積可燃物量是估算火災持續時間的重要因素。
解題方法
判斷各選項是否符合上述關係即可。尤其要注意「與燃燒速度無關」的敘述:燃燒速度直接影響可燃物消耗所需時間,不能視為無關。
選項分析
第 38 題1 分
下列何者非屬火災之特性?
核心觀念
本題考查火災的基本特性。火災的發生與發展受到起火原因、可燃物、通風、空間及人為應變等因素影響,具有成長性、不定性與偶發性;「異質性」則不是本題所列的火災基本特性。
解題方法
逐一辨認選項是否描述火災的發生或發展特性。火災會隨燃燒條件變化而擴大,且每場火災的起因、發展速度及結果都難以完全預先確定;相較之下,「異質性」通常指不同物質或組成具有差異,並非火災特性的標準表述。
選項分析
第 39 題1 分
閃燃(flashover)與複燃(backdraft)為重要火災現象,下列敘述何者錯誤?
核心觀念
本題考查閃燃與複燃的成因及火災發展階段。閃燃是室內火災由局部燃燒迅速轉為室內大部分可燃物幾乎同時燃燒的過渡現象,通常發生在成長期末、最盛期前;複燃則多與通風不足空間內累積可燃性熱煙氣,以及突然引入空氣後的燃燒有關。
解題方法
逐項核對兩種現象的定義、發生條件與火災發展時序。判斷重點是:閃燃的主要成因在於火場內熱量累積,使未燃物受熱並達到快速燃燒條件;通風狀態改變則是複燃等通風控制型火災現象的重要因素。
選項分析
- (A) 錯誤。 閃燃的主因不是火場通風狀態改變,而是火場熱量持續累積,造成室內溫度與熱輻射上升,使多數可燃物受熱並迅速起火。通風狀態突然改變、空氣大量進入缺氧火場,較常用來說明複燃的發生條件,因此本選項混淆了兩種現象。
第 40 題1 分
氣孔比均為 的狀態下,下列何者產生粉塵爆炸時造成的最大爆炸壓力最小?
核心觀念
本題考比較不同可燃粉塵的最大爆炸壓力。在容器及氣孔比相同的條件下,粉塵種類及其爆炸特性是比較重點。最大爆炸壓力是粉塵雲爆炸時,密閉容器內可達到的最高壓力;它不等同於粉塵是否容易被點燃,也不等同於爆炸壓力上升速度。
氣孔比均為 ,代表比較時採用相同的容器洩壓條件,故依題目所採用的粉塵爆炸特性資料,判斷各粉塵的最大爆炸壓力。官方答案指定為木粉;依此題的比較基準,木粉的最大爆炸壓力最低。
解題方法
先固定題目提供的條件:四種粉塵均處於相同氣孔比下,因此不需比較容器洩壓面積的差異。接著比較粉塵本身的最大爆炸壓力資料,選出數值最小者。
須注意,粉塵粒徑、濃度、含水率及試驗裝置等因素都會影響實測結果;若題目指定的考試資料表或比較基準與其他資料不同,應依命題採用的基準作答。本題依官方答案,木粉為最低者。