113 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

113 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」,對於二氧化碳滅火設備採局部放射方式(面積法)時,滅火藥劑量應如何計算?其滅火藥劑儲存容器充填比及儲存場所設置規定為何?

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核心觀念

本題考《各類場所消防安全設備設置標準》第 83 條及第 87 條,重點有三:局部放射採面積法時的藥劑量計算、二氧化碳儲存容器的充填比,以及容器儲存場所的設置條件。以下以命題當年(民國 113 年)法規為準。

面積法適用於特定情形:可燃性固體或易燃性液體置於上方開放式容器,火災時燃燒限於一面,且可燃物沒有向外飛散之虞。其他防護對象應採假想防護空間的體積法。

解題方法:局部放射面積法

依防護對象表面積,每平方公尺以 13 公斤核算;計算面積時,防護對象邊長小於 0.6 公尺者,以 0.6 公尺計。最後依高壓式或低壓式乘上追加倍數:

W=13S×kW=13S\times k

其中,WW 為所需二氧化碳藥劑量(公斤),SS 為按規定核算的防護對象表面積(平方公尺);高壓式 k=1.4k=1.4,低壓式 k=1.1k=1.1。

例如,適用面積法的防護對象核算表面積為 2 m22\text{ m}^2,採高壓式時:

W=13×2×1.4=36.4 kgW=13\times2\times1.4=36.4\text{ kg}

面積法若有多個防護對象,應依規定核算各防護對象的需求;同一建築物有二個以上局部放射防護對象時,藥劑量取最大者。

充填比與儲存場所

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第 二 題25 分

目前海龍替代品一般為不導電之液化氣體或可壓氣體,屬於清潔藥劑。試詳述海龍替代藥劑之類型為何?其適用火災場所類型與不適用火災場所類型有哪些?

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核心觀念

海龍替代藥劑是為取代會破壞臭氧層的海龍滅火劑而發展的清潔藥劑。其特性為不導電、放射後通常不留固體殘渣,適合保護精密設備與不宜受水損害的場所。選用時須同時考量火災種類、空間能否維持設計濃度、設備及人員安全,不能只因藥劑「清潔」就認定適用所有火災。

以命題當年(民國 113 年)法規為準。《各類場所消防安全設備設置標準》第 18 條將惰性氣體、鹵化烴滅火設備列為可選設備;同年修正並使相關設備法制化。海龍替代藥劑的適用仍須依藥劑特性、認可條件及防護場所狀況判斷。

藥劑類型

海龍替代藥劑依組成大致分為兩類:

  1. 鹵化烴類(Halocarbon agents) 以含氟等鹵素的化合物為主,通常以液化氣體加壓儲存,放射後汽化。常見例子有 HFC-227ea、HFC-125、FK-5-1-12。

  2. 惰性氣體類(Inert gas agents) 以氮氣、氬氣或其混合氣體為主,通常以高壓氣體儲存,藉降低防護區氧濃度達到滅火效果。常見例子有 IG-01、IG-100、IG-55、IG-541。

兩類藥劑都可用於潔淨滅火系統,但滅火機制及所需設計濃度不同;實際使用須按個別藥劑的認可設計條件辦理。

適用火災與場所

**適用火災種類:**以初期或表面火災為主,常見適用對象包括:

  • **A 類火災:**一般可燃固體的表面火災,例如紙張、木材表面起火;對深部陰燃火災的撲滅能力有限。
  • **B 類火災:**可燃液體火災,例如油類或溶劑火災。
  • **C 類火災:**通電中的電氣設備火災;藥劑不導電,適用於電氣設備及精密電子設備的保護。

**較適合的場所:**能形成相對密閉防護區、重視設備潔淨與減少二次損害的空間,例如電腦室、電信機械室、控制室、發電機室、變壓器室及其他電氣設備場所。機械式停車設備等場所,也須依空間密閉性、火災負載及人員安全條件評估。

不適用或應審慎評估的火災與場所

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第 三 題25 分

有一上方開放之燃燒用柴油槽,直徑為 3 m3\,\mathrm{m}、高 4 m4\,\mathrm{m}。假設燃燒侷限於一面,且可燃物無向外飛散之虞。若採用蓄壓式乾粉滅火設備及第一種乾粉,試求:

(一) 所需最小乾粉藥劑量。

(二) 在 25 ∘C25\,^\circ\mathrm{C}、錶壓力 0 kg/cm20\,\mathrm{kg/cm^2} 下,蓄壓氣體為二氧化碳時,需要幾公斤二氧化碳?

(三) 寫出第一種乾粉藥劑滅火時之窒息和冷卻滅火作用之化學反應式。

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核心觀念

本題依民國 113 年《各類場所消防安全設備設置標準》第 99 條計算乾粉藥劑量,並依第 104 條計算蓄壓用二氧化碳量。題目所述「上方開放之燃燒用柴油槽,燃燒侷限於一面且可燃物無向外飛散之虞」,屬於局部放射方式的特定計算情形。

第一種乾粉的主成分為碳酸氫鈉(NaHCO3\mathrm{NaHCO_3})。加熱分解產生的二氧化碳及水蒸氣可稀釋燃燒區;分解反應吸熱,則具有冷卻效果。

解題方法

(一)所需最小乾粉藥劑量

依第 99 條,上方開放容器符合題述條件時,第一種乾粉的基準藥劑量為每平方公尺防護對象表面積 8.8 kg8.8\,\mathrm{kg},並乘以追加倍數 1.11.1。

柴油槽的防護表面為槽內液面,視為直徑 3 m3\,\mathrm{m} 的圓形:

A=π(32)2=2.25π≈7.069 m2A=\pi\left(\frac{3}{2}\right)^2 =2.25\pi \approx 7.069\,\mathrm{m^2}

所需乾粉量:

W=8.8×A×1.1=8.8×7.069×1.1≈68.43 kgW=8.8\times A\times1.1 =8.8\times7.069\times1.1 \approx68.43\,\mathrm{kg}

因此最小乾粉藥劑量約為 68.4 kg68.4\,\mathrm{kg}。槽高 4 m4\,\mathrm{m} 不影響本小題,因本題依液面表面積計算,而非以槽體積計算。

(二)蓄壓用二氧化碳量

依第 104 條,蓄壓用氣體採二氧化碳時,每公斤乾粉至少需配置 20 g20\,\mathrm{g} 二氧化碳,另須加算清洗配管所需氣體量。

mCO2=68.43×20 g=1368.6 g≈1.37 kgm_{\mathrm{CO_2}} =68.43\times20\,\mathrm{g} =1368.6\,\mathrm{g} \approx1.37\,\mathrm{kg}
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第 四 題25 分

依據「各類場所消防安全設備設置標準」,說明滅火器設置的規定為何?

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核心觀念

本題考《各類場所消防安全設備設置標準》第 31 條,重點是滅火器的最低滅火效能值核算,以及設置位置、標識與安裝高度。以下以命題當年(民國 113 年)法規為準。

「滅火效能值」是衡量滅火器滅火能力的基準;依場所用途與火災特性核算各樓層最低需求,再依規定補足特殊處所及確認取用條件。

解題方法

作答時依序掌握「場所分類與效能值、特殊處所、步行距離、標示與高度」四項,逐點列出第 31 條規定即可。

一、核算最低滅火效能值

依各類場所潛在火災性質設置,並按樓地板面積核算:

場所類別最低滅火效能值
供《設置標準》第 12 條第一款及第五款使用之場所每層樓地板面積每 100 m2100\text{ m}^2(含未滿)1 值
供第 12 條第二款至第四款使用之場所每層樓地板面積每 200 m2200\text{ m}^2(含未滿)1 值
鍋爐房、廚房等大量使用火源處所每 25 m225\text{ m}^2(含未滿)1 值

「含未滿」表示不足一個面積級距仍須計入一個效能值。例如適用每 100 m2100\text{ m}^2 1 值的樓層,面積 250 m2250\text{ m}^2,應以 250/100250/100 無條件進位,至少需要 3 個滅火效能值。

二、特殊處所另行增設

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