112 消防設備人員高等考試 消防設備師 火災學 考古題詳解
第 一 題25 分
侷限空間火災成長可分為著火期、成長期、閃燃、全盛期及衰退期，請說明以上各階段之防火目標、火災控制機制（通風控制或燃料控制）、人類行為、主動式及被動式防火之方式。
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核心觀念
本題考查侷限空間火災的發展過程，以及各階段的防火目標、燃燒控制因素、人員應變和主動／被動防火措施。五階段依序為著火期、成長期、閃燃、全盛期及衰退期。
「燃料控制」是指燃燒速率主要受可燃物的種類、數量、表面積及受熱分解速率影響；「通風控制」則是燃燒速率主要受空間內可用氧氣量與進氣條件限制。火災控制狀態會隨階段與供氧條件改變，不能僅憑「火災已進入某階段」一概而論。
本題為火災學概念申論題，無特定法條或計算公式需要套用。
解題方法
依題目所列五階段逐一整理，並對每一階段回答四件事：
- 火災狀態與防火目標：火勢如何發展，要優先防止什麼。
- 控制機制：燃燒主要受燃料或通風限制。
- 人類行為：室內人員及消防人員應採取的行動。
- 防火方式：主動式措施如何偵測、控制或滅火；被動式措施如何限制火勢與煙熱蔓延、維持避難及結構安全。
各階段說明
| 階段 | 火災狀態與防火目標 | 控制機制 | 人類行為 | 主動式防火 | 被動式防火 |
|---|---|---|---|---|---|
| 著火期 | 可燃物剛被引燃，火源局部且規模小。目標是預防起火，或在火勢尚小時迅速發現、撲滅。 | 通常為燃料控制；燃燒範圍與速率主要受起火物及其可燃性影響，氧氣通常尚充足。 | 室內人員發現火源後應立即示警；在確保安全且火勢極小時使用適當滅火器材，否則立即避難並通報。 | 火警探測器、手動報警設備、自動撒水設備、滅火器等，及早發現並抑制火勢。 | 使用不燃或耐燃材料、妥善管理火源與可燃物；以防火區劃及防火門限制初期火勢和煙氣蔓延。 |
| 成長期 | 火焰與熱煙逐漸擴大，熱煙層在天花板下累積，熱輻射使其他可燃物升溫、熱解。目標是阻止火勢擴大及避免進入閃燃，並確保人員及早避難。 | 典型情形為燃料控制，此時供氧通常足夠；火勢成長受可燃物特性、數量、排列及受熱情形支配。但開口大小與通風條件仍會影響發展。 | 人員依警報及避難路徑迅速疏散，不返回取物；消防人員判斷火勢、煙層與通風狀況，及早部署滅火。 | 自動撒水設備可在閃燃前抑制火勢；火警警報、排煙設備及避難引導設備協助早期應變。 | 防火區劃、防火門、防火牆、具耐火性能的構造可延緩火勢向其他空間蔓延；安全梯及避難通道維持可用。 |
| 閃燃 | 成長期轉入全盛期的快速轉變現象。室內熱累積與輻射達到使多數可燃表面近乎同時起火的程度，火勢會迅速擴大。目標是在閃燃發生前控制火勢、完成避難；發生後避免人員進入危險空間。 | 閃燃是轉變現象，並非固定的控制型態。閃燃後若供氧不足，常轉為通風控制；若氧氣仍充足，燃燒仍可能受燃料供給與燃料表面積影響。 | 室內人員應在閃燃前完成避難；消防人員不得進入已發生閃燃的空間進行一般內部搜索或攻擊，應以安全部署、控制火勢及救援為原則。 | 閃燃前由自動撒水設備抑制熱釋放；火警與排煙設備協助早期偵知及避難。 |
第 二 題25 分
請說明煙流動會受到哪些因素影響？
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核心觀念
煙流動是煙氣受壓力差驅動，經由門窗、樓梯間、電梯井、管道間及各種縫隙移動的現象。答題時可分成兩部分：造成壓力差的力量，以及影響煙氣流路與速度的建築、通風條件。
解題方法
申論可依「火災本身、建築內外環境、機械設備」三個面向整理，並說明各因素如何造成或改變煙氣流動：
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火災產生的熱與浮力 火災加熱煙氣，使其溫度升高、密度降低，煙氣因浮力上升形成火羽流，並在天花板下形成煙層。煙氣溫度愈高，與周圍空氣的密度差通常愈大，浮力作用也愈明顯。
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煙氣熱膨脹與壓力差 燃燒產生的高溫煙氣膨脹，會提高火災區域的壓力，促使煙氣由高壓處流向低壓處；開口大小及其位置會影響流量與流動方向。
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煙囪效應 建築物內外溫度不同時，空氣密度與壓力隨高度改變。冬季常見室內較暖，低樓層外氣進入、高樓層室內空氣及煙氣向外流出；火災煙氣若進入樓梯間或電梯井，可能沿垂直通道快速上升。壓力變化與高度、內外溫差及空氣密度差有關，可概念式表示為： 其中 為重力加速度、 為高度、 為空氣密度。
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風力及建築物周圍風壓 外部風會在建築迎風面、背風面及屋頂造成不同風壓，推動煙氣由一側開口流入或流出。風向、風速、地形及周遭建築物均會影響煙流路徑。
第 三 題25 分
近年我國發生數起倉儲火災，造成嚴重損失，請說明高架倉儲火災之主要致災因素。
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核心觀念
高架倉儲以貨架大量、密集堆放貨物，火災危險主要來自可燃物集中、火勢快速擴大、煙熱累積，以及消防人員不易接近火點。作答時應同時說明火勢為何容易變大，以及為何不易及早控制。
本題屬火災特性申論題，無須套用計算公式或特定法條。
解題方法
依「火載量與燃燒特性 → 延燒途徑 → 滅火及搶救困難 → 災害後果」分層說明。如此能從起火後的發展過程，完整交代高架倉儲火災的致災因素。
主要致災因素
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可燃物集中，火載量大 倉庫常大量存放紙箱、塑膠包材、木棧板、家具或其他可燃商品，貨物密集堆疊，單位空間內可供燃燒的物質多。起火後容易迅速形成大規模燃燒，並釋出大量熱與煙。
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貨架高、垂直延燒快 高架貨架將貨物向上堆疊，貨架間隙及貨物排列形成垂直通道，火焰與高溫煙氣容易沿通道向上竄升，迅速引燃上層貨物，產生類似「煙囪效應」的加速延燒現象。火勢也可能由一個貨架單元蔓延至相鄰貨架。
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包裝及貨物排列助長燃燒 紙箱、塑膠膜、泡棉及木棧板等包裝或承載材料可能增加可燃物總量；貨物堆放密集時，火焰容易由外部延燒至其他貨物，形成持續燃燒的火源。
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熱煙蓄積，能見度與救災條件惡化 火災產生的高溫煙氣及有毒燃燒產物會向上累積；倉庫空間大、貨架高，煙氣可能快速充滿上部空間並影響人員避難及消防人員搜索。
第 四 題
請試述下列名詞之意涵：
(一) 水蒸氣爆炸（7 分）
(二) 積污導電（6 分）
(三) 耐燃材料（6 分）
(四) 火載量（6 分）
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核心觀念
本題考查四個常見火災學名詞：物理性爆炸、電氣火災起因、建築裝修材料的耐燃性能，以及火災規模的量化指標。作答時應先寫清楚名詞定義，再補上形成機制或工程用途。
涉及法規部分，以下以命題當年（民國 112 年）法規為準：《建築技術規則》建築設計施工編以耐燃等級規範室內裝修材料；耐燃材料對應耐燃三級。若相關法規後續有修正，仍應依命題年度作答。
解題方法
四小題均為名詞解釋，宜依「是什麼、如何形成或判定、造成何種影響或用途」的順序作答。水蒸氣爆炸要說明液態水急速汽化與體積膨脹；積污導電要交代絕緣物表面的污物和水分如何形成電流通路；耐燃材料須指出其等級與防火性能；火載量則以可燃物總發熱量除以樓地板面積表示。
（一）水蒸氣爆炸（7 分）
水蒸氣爆炸是液態水在短時間內吸收大量熱量，迅速汽化、體積急遽膨脹，因而產生壓力波與破壞力的物理性爆炸。常見情況是高溫熔融金屬或其他高溫物質與水接觸，使水快速受熱汽化；鍋爐等密閉設備內的高溫高壓水突然失壓，也可能因急速汽化造成爆炸。
此類爆炸的關鍵在於熱量快速傳入水中及蒸氣迅速膨脹，不以可燃氣體燃燒為必要條件，應與可燃氣體爆炸區分。
（二）積污導電（6 分）
積污導電是指電氣設備或插頭、插座的絕緣物表面，長期附著灰塵、棉絮等污物，並吸收水分或含電解質的液體，使原本應保持絕緣的異極導體間形成表面導電通路。
電流沿污損表面流動時會產生焦耳熱，造成局部乾燥、放電及絕緣劣化；經反覆作用後，絕緣表面可能形成導電路徑，進一步引發短路、局部過熱或起火。插頭兩極間累積灰塵並受潮，是常見例子。
（三）耐燃材料（6 分）
依《建築技術規則》建築設計施工編，耐燃材料是經中央主管建築機關認定符合耐燃三級的室內裝修材料，例如耐燃合板、耐燃纖維板、耐燃塑膠板及石膏板等。