112 消防設備人員高等考試 消防設備師 化學系統消防安全設備 考古題詳解

112 年・消防設備人員・高等考試・消防設備師
試題代碼 化學系統消防安全設備

第 一 題25 分

依據各類場所消防安全設備設置標準規定,加壓式乾粉滅火設備應設置定壓動作裝置,請說明相關之規定及其作用為何?另外,請詳述定壓動作裝置的種類。

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核心觀念

本題考的是加壓式乾粉滅火設備中,何時開啟放出閥,以及定壓動作裝置如何達成此一控制。加壓式設備在啟動後,才由加壓用氣體容器向乾粉儲存容器加壓;必須等儲存容器壓力升至設定值,再放出乾粉,才能使乾粉充分流動並穩定放射。

法規依據為《各類場所消防安全設備設置標準》第 108 條。以下以命題當年(民國 112 年)法規為準:

  1. 啟動裝置動作後,儲存容器壓力達設定壓力時,應使放出閥開啟。
  2. 定壓動作裝置應設於各儲存容器。

解題方法

作答可分成三層:先寫出法條要求,再說明裝置在設備運作流程中的作用,最後列出常見構造種類。特別要區分「壓力調整裝置」與「定壓動作裝置」:前者調整加壓氣體的壓力;後者在容器壓力達到設定值時,連動開啟放出閥。

定壓動作裝置的作用

加壓式乾粉設備啟動後,加壓用氣體進入儲存容器,使容器內乾粉流動化並逐漸升壓。定壓動作裝置感測或利用此壓力變化,在壓力達到預定設定值時,開啟放出閥,讓乾粉進入配管並由噴頭或噴嘴放射。

其作用是使乾粉在適當壓力條件下才開始放出,確保放射所需的壓力建立,並依規定設於每一個儲存容器。

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第 二 題25 分

某乙醚製造場所長 5050 公尺、寬 4040 公尺,外牆為防火構造,室外具有連帶使用關係之附屬設施,其面積為 300300 平方公尺。該場所每日最大生產量為 60006000 公升,請問場所應設置之滅火設備種類為何?

如使用 2020 型的乾粉滅火器(滅火效能值為 A-5、B-16、C),請問需要設置多少支?

已知:乙醚為特殊易燃物。

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核心觀念

本題考「公共危險物品製造場所」應設的滅火設備種類,以及第五種滅火設備的最低滅火效能值計算。法規依據為《各類場所消防安全設備設置標準》第 197 條、第 199 條及第 201 條;以下以命題當年(民國 112 年)法規為準。

依第 197 條,第一種滅火設備為室內或室外消防栓;第二種為自動撒水設備;第三種包括水霧、泡沫、二氧化碳或乾粉設備;第四種為大型滅火器;第五種包括滅火器、水桶、水槽、乾燥砂、膨脹蛭石或膨脹珍珠岩。

解題方法

一、判定應設的滅火設備種類

場所是乙醚製造場所,屬公共危險物品製造場所。其建築物面積為:

50×40=2,000 m250\times40=2{,}000\ \text{m}^2

製造場所總樓地板面積達顯著滅火困難場所的面積門檻,因此依第 201 條,應設第一種、第二種或第三種滅火設備之一;此外,原則上並應設第四種及第五種滅火設備。

二、計算第五種滅火設備所需效能值

依第 199 條分別核算建築物、室外附屬設施及公共危險物品數量:

  1. 製造場所建築物:外牆為防火構造,每 100 平方公尺(含未滿)需 1 滅火效能值:
⌈2,000100⌉=20\left\lceil\frac{2{,}000}{100}\right\rceil=20
  1. 室外附屬設施:具有連帶使用關係,依水平最大面積 300 平方公尺核算;準用防火構造標準:
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第 三 題25 分

某生產製造氧化丙烯的空間,長 3030 公尺、寬 2020 公尺、高 44 公尺,採用全區放射二氧化碳滅火系統防護。

所有開口可於放射前自動關閉,二氧化碳放射後採機械方式排放,試計算排風機的換氣量(m3/min\mathrm{m^3/min})為何?

排放 11 小時後,空間內二氧化碳的濃度為何?

假設二氧化碳放射後,空間內的壓力為 101.3 kPa101.3\,\mathrm{kPa},溫度為 25∘C25^\circ\mathrm{C}。

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核心觀念

本題考查全區放射二氧化碳滅火設備的藥劑量、機械排放換氣量,以及排放期間二氧化碳濃度的變化。

以命題當年(民國 112 年)法規為準,《各類場所消防安全設備設置標準》第 83 條規定,防護區域內儲存或處理公共危險物品時,應依附表所列係數計算二氧化碳藥劑量;氧化丙烯的二氧化碳係數為 1.8 kg/m31.8\ \mathrm{kg/m^3}。同標準第 94 條規定,採機械排放時,專用排風機應具有每小時 5 次換氣量。

空間體積為:

V=30×20×4=2,400 m3V=30\times20\times4=2{,}400\ \mathrm{m^3}

解題方法

1. 求二氧化碳藥劑量

依氧化丙烯對應的二氧化碳係數計算:

W=2,400×1.8=4,320 kgW=2{,}400\times1.8=4{,}320\ \mathrm{kg}

2. 求排風機換氣量

每小時換氣 5 次,故每小時排風量為空間體積的 5 倍。換算成每分鐘:

Q=5V60=5×2,40060=200 m3/minQ=\frac{5V}{60} =\frac{5\times2{,}400}{60} =200\ \mathrm{m^3/min}

3. 求放射後初始二氧化碳濃度

題目給定放射後壓力為 101.3 kPa101.3\ \mathrm{kPa}、溫度為 25∘C=298.15 K25^\circ\mathrm{C}=298.15\ \mathrm{K},以理想氣體方程式計算所需二氧化碳體積:

n=WM=4,32044.01≈98.16 kmoln=\frac{W}{M} =\frac{4{,}320}{44.01} \approx98.16\ \mathrm{kmol}
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第 四 題25 分

依據消防安全設備及必要檢修項目檢修基準之規定,鹵化烴滅火設備以全區放射方式進行綜合檢查時,請分別就其檢查方法(含檢查前事先準備事項及檢查時應注意事項)、判定方法及注意事項加以說明。

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核心觀念

本題考查鹵化烴滅火設備採全區放射方式時,如何以試驗用氣體確認系統由啟動至放射的連動功能,以及檢查前後的安全復原程序。法源為《消防安全設備及必要檢修項目檢修基準》第十二章。

**以下以命題當年(民國 112 年)法規為準。**本題涉及的全區放射綜合檢查項目,依當年基準說明。

解題方法

依基準作答時,可依檢查流程分成四段:抽樣與氣體用量、檢查前準備、啟動試驗與判定、檢查後復原及安全注意。這樣可以完整涵蓋題目要求的檢查方法、判定方法及注意事項。

一、抽樣方式與試驗氣體用量

  1. 全區放射方式應依系統設置數量及設置年限,按基準所列抽樣分配表抽測。
  2. 抽測系統的放射區域如有二區以上,至少選一個放射區域實施放射試驗;進行放射試驗的系統,應在滅火藥劑儲存容器標示放射日期。
  3. 放射試驗以空氣或氮氣代替滅火藥劑。所需氣體量按該放射區域應設滅火藥劑量的 10%10\% 核算,每次試驗最多放出五支。每公斤藥劑的核算氣體量如下:
滅火藥劑每公斤核算空氣量或氮氣量
HFC-2334 公升
HFC-227ea14 公升

例如,若防護區應設藥劑量為 MM 公斤,則試驗氣體量依藥劑種類計為 0.1M×340.1M \times 34 公升(HFC-23)或 0.1M×140.1M \times 14 公升(HFC-227ea),並遵守每次最多放出五支的限制。

二、檢查前準備與檢查方法

(一)檢查時應備妥事項

  1. 試驗用氣體容器所充填的空氣或氮氣壓力,應與該設備儲存容器的充填壓力大約相等。
  2. 設備若使用啟動用氣體容器,應準備與設置數量相同的氣體容器。
  3. 準備足量帽蓋或塞子,以封住集合管部或容器閥部,以及操作管部。

(二)檢查前處理儲存容器等

  1. 暫時切斷控制盤等電源設備。
  2. 將自儲存容器取下的容器閥開放裝置及操作管,連接裝設於試驗用氣體容器。
  3. 除試驗用氣體容器外,取下連接管,並以帽蓋蓋住集合管部。
  4. 塞住放射用以外的操作管。
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