109 警察特考三等 消防警察人員 火災學與消防化學（200） 考古題詳解

核心觀念

本題考液化石油氣（LPG）氣體爆炸造成的四種爆炸效應，可依爆炸能量作用的形式作答：爆風（壓力波）效應、熱效應、破片效應、地震效應。題幹提到樓板塌陷、隔間牆倒塌，主要是爆風超壓作用造成的結構破壞。

解題方法與四種效應

1. 爆風（壓力波）效應 可燃性氣體與空氣混合至可燃範圍，遇點火源後快速燃燒，產生高溫、高壓氣體並急速膨脹，形成向外傳播的壓力波。壓力波的超壓與作用時間會使門窗、牆壁及樓板受力變形或破壞，也可能造成鼓膜、肺部等壓力傷害。題幹所述樓板塌陷與隔間牆倒塌，主要可用此效應說明。

核心觀念

本題考查爆炸性化合物的氧平衡值（oxygen balance）。氧平衡用來比較化合物內含的氧，與其可燃元素完全氧化所需的氧量：

• $OB<0$：氧量不足，屬負氧平衡；爆炸產物中較容易有未完全氧化的產物，例如一氧化碳或碳。
• $OB=0$：氧量恰好，屬零氧平衡；氧量足以使可燃元素完全氧化。
• $OB>0$：氧量過剩，屬正氧平衡；扣除完全氧化可燃元素所需的氧後，仍有剩餘氧。

常用計算式為：

其中 $M$ 為化合物分子量，$O$、$H$、$C$ 分別為分子式中的氧、氫、碳原子數。此式以克氧／100 克化合物表示氧平衡百分比；氮原子不列入氧需求項。

解題方法

依分子式先計算分子量，再代入氧平衡公式。氫完全氧化成水，每 2 個氫原子需要 1 個氧原子；碳完全氧化成二氧化碳，每 1 個碳原子需要 2 個氧原子。因此，分子內可供氧量扣除氫與碳的氧需求後，即為氧的剩餘量。

硝酸銨 $\mathrm{NH_4NO_3}$

硝酸銨含 $N_2H_4O_3$，分子量為：

代入 $O=3$、$H=4$、$C=0$：

核心觀念

本題考查高層建築物火災的共通特性，重點在火勢與煙氣的垂直延燒、避難困難、消防救災受限，以及火災持續時間與損害可能較大。題幹所述蔚山大樓火災是引入情境，作答應歸納高樓火災特性，不必推論個別起火原因。題目未涉及特定法條或計算公式。

解題方法

以「火勢發展、煙氣流動、人員避難、消防搶救、火災損害」五個面向作答，並說明各特性背後的原因：

• **垂直延燒迅速：**樓梯間、電梯井、管道間及外牆開口等，可能形成煙囪效應或延燒通道，使火焰、熱氣與煙迅速向上擴散；外牆材料、窗戶破損及強風也可能助長樓層間延燒。
• **煙氣危害範圍大：**煙與熱氣會沿樓梯、管道間及走廊流動，並可能擴散至起火層以外區域。煙氣含高溫、刺激性或有毒成分，能見度降低及吸入危害常使人員受困。
• **避難不易：**樓層高、避難距離長，住戶須經安全梯向下疏散；若樓梯間遭煙侵入、避難動線受阻，或大量人員同時疏散，容易造成延誤與壅塞。電梯在火災時通常不作為一般避難工具。

核心觀念

可燃性氣體的危險度，是指其燃燒範圍寬窄的相對程度，計算式為：

其中，$L$ 為燃燒下限（LEL），$U$ 為燃燒上限（UEL）。燃燒範圍愈寬，且下限愈低，危險度愈大。

解題方法

將各氣體的燃燒下限與上限代入公式：

• 甲烷：$\dfrac{15-5}{5}\times100\%=200\%$