108 地方特考四等 工業安全 安全工程概要 考古題詳解
第 一 題25 分
(一) 試說明何謂可燃性氣體的燃燒當量濃度(Stoichiometric concentration)。
(二) 可燃性氣體的燃燒下限濃度(lower flammability limit, LFL)可由當量濃度乘上 來估算,而可燃性氣體的限氧濃度(limiting oxygen concentration, LOC)則可利用燃燒當量的氧氣與可燃性氣體的當量比值,再乘上其燃燒下限濃度來估算;試估算氫氣的燃燒下限濃度及其限氧濃度。
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核心觀念
燃燒當量濃度(stoichiometric concentration)是可燃性氣體與空氣混合時,恰好能依完全燃燒反應所需比例反應的可燃氣體濃度。此時燃料與氧氣的比例符合化學計量關係,理論上沒有多餘的燃料或氧氣。
氫氣完全燃燒反應為:
因此, 莫耳氫氣完全燃燒需要 莫耳氧氣。若空氣中氧氣的體積分率取 ,則每 莫耳氫氣所需空氣量為 莫耳。
題目提供的估算關係為:
其中 為燃燒當量濃度。
解題方法與計算
以 莫耳氫氣與空氣混合,燃燒當量時所需空氣量為:
混合氣體總莫耳數為:
第 二 題25 分
試說明防爆電氣機具設置之危險場所區域的分類,以及說明耐壓型與正壓型防爆構造的差異以及其可應用之危險場所。
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核心觀念
本題考查兩件事:危險場所如何依可燃物種類及出現頻率分區,以及耐壓型與正壓型防爆構造如何防止點火。以命題當年(民國 108 年)法規為準,作答可援引《職業安全衛生設施規則》第 177 條:危險場所使用的電氣機械、器具或設備,須具有適合該場所危險區域的防爆性能構造。
危險場所分類有兩種常見表示法:
- 類別/種別(Class/Division):按危險物質種類分「類」,再依爆炸性混合物出現的情況分「種」。
- 區域(Zone):主要用於爆炸性氣體環境,以氣體或蒸氣出現的頻率與持續時間分為 0、1、2 區。
民國 108 年《職業安全衛生設施規則》並未因 108 年修正而新增危險場所區域分類;以下按該年通行分類說明。
解題方法
先依危險物質種類判斷場所分類,再依正常運轉時爆炸性混合物是否存在,以及異常時是否可能出現區分危險程度。接著比較兩種防爆構造的保護原理:耐壓型容許外殼內部發生爆炸,正壓型則以保護氣體阻止外部爆炸性氣體進入。
一、危險場所分類
(一)按類別/種別分類
| 類別 | 危險物質 | 第一種場所 | 第二種場所 |
|---|---|---|---|
| 第一類 | 易燃性氣體、可燃性液體蒸氣 | 正常運轉時可能達可引燃濃度;或修護、保養、洩漏時常出現;或設備故障、操作不當可能釋放至可引燃濃度 | 正常運轉時通常不會達可引燃濃度;若出現,多屬異常情況,且持續時間短 |
| 第二類 | 可燃性粉塵 | 正常運轉時可能存在可燃性粉塵雲,足以形成引燃或爆炸危險 | 正常運轉時通常不會形成危險粉塵雲;若有,通常為異常情況,且持續時間短 |
| 第三類 | 可燃性纖維或飛絮 | 正常運轉時可能存在足以造成引燃危險的可燃性纖維或飛絮 | 正常運轉時通常不會存在;若有,通常為異常情況,且持續時間短 |
第一類場所又可按爆炸性氣體種類分群;第二類則可依粉塵特性分群。選用設備時,除場所類別與種別外,也須確認設備適用的氣體或粉塵分群及溫度限制。
(二)爆炸性氣體按區域分類
- 0 區:爆炸性氣體環境連續、長時間或頻繁存在。
- 1 區:正常運轉時,爆炸性氣體環境可能出現。
- 2 區:正常運轉時不太可能出現;若出現,通常僅短時間存在。
粉塵環境另有 20、21、22 區,分別對應粉塵爆炸性環境連續或長時間存在、正常運轉時可能出現,以及正常運轉時不太可能出現且出現時間短。
二、耐壓型與正壓型防爆構造
(一)耐壓型(Ex d)
第 三 題25 分
職災損失的估算是安全投資效益分析的基礎,職災的損失可分為直接損失與間接損失,試說明員工受傷職災的間接損失有哪些種類。
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核心觀念
本題考查職業災害損失的分類,以及員工受傷後,除醫療、補償等直接損失外,事故對工作時間、生產作業與管理活動造成的間接損失。
「直接損失」通常指可直接歸屬於傷害事故的醫療費、職災補償費等;「間接損失」則是事故引發的其他成本,常不易精確計算,也可能未由保險給付。估算時,應把事故對受傷者、其他員工、設備、產能及管理作業的影響一併納入。這是安全投資效益分析的概念題,無須引用特定法條或代入公式。
解題方法
以「事故發生後,哪些人與作業因此耗費額外時間或資源」作為分類主軸,逐項檢視人員、設備材料、生產營運及行政管理,即可列出員工受傷職災的間接損失。
間接損失種類
-
受傷員工的工作時間損失:事故發生後的停工、送醫、治療、復健及復工前等待期間所造成的工作時間損失。
-
其他員工的時間損失:同仁因目擊事故、協助急救或送醫、等待現場處理,或受事故影響而停工、減速所耗費的時間。
-
主管與管理人員的時間損失:主管處理事故、安排人力、調查原因、製作紀錄、辦理通報及協調復工所耗費的時間。
第 四 題25 分
鋼承板是鋼構屋使用來鋪設樓層板時用的結構鋼板,試說明鋼承板鋪設時之必要的安全與管理措施。
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核心觀念
鋼承板鋪設屬鋼構高處作業,主要危害是勞工自樓板邊緣或尚未封閉的開口墜落,以及鋼承板、工具或材料掉落。因此安全措施應同時做到:作業前規劃與管制、作業中防墜與指揮、作業後確認防護設施完整。
法規依據以命題當年(民國 108 年)有效的《營造安全衛生設施標準》為準,重點包括第 19 條的高處作業防墜措施,以及鋼構組配作業的指揮監督規定。民國 110 年第 19 條曾修正文字,解題仍以命題當年法規為準。
解題方法
依「施工準備—鋪設作業—完成後管理」的順序作答,並將措施分為工程防護、個人防護及現場管理三類。此寫法能涵蓋鋼承板施工各階段的墜落與物體飛落風險。
必要安全與管理措施
一、作業前規劃與現場管制
- 施工前確認鋼承板鋪設範圍、鋼梁支承位置、樓板邊緣及挑空處,規劃鋪設順序、材料搬運路線及防墜設施。
- 作業區域外圍設置警告標示及管制措施,標示「禁止進入」,避免無關人員進入作業範圍。
- 作業前檢查鋼承板、安全網、安全母索、掛鉤及個人防護具;發現破損、鬆脫或失效時,應先修復或更換再作業。
二、鋼承板鋪設中的防墜措施
- 樓板邊緣、挑空處及其他有墜落危險的開口,應設置護欄、護蓋或安全網等防護設備;鋼承板尚未鋪設完成而形成的開口,應即時防護並清楚標示。
- 依鋼承板鋪設作業圖解的檢查要點,開口處應掛設安全網,且安全網須確實固定;作業區外側亦應視現場情況設置安全網等防護。