109 高普考普通考試 職業安全衛生 安全工程概要 考古題詳解

核心觀念

工廠安全門是事故發生時供人員迅速疏散的出口，設計重點在於讓人員容易找到、容易開啟、能迅速通往安全處所，且逃生路線保持暢通。作答時可從「數量與位置、門的構造與開啟方式、通往安全處所、日常維護」四方面說明。

以下法規內容以命題當年（民國 109 年）法規為準。當時《職業安全衛生設施規則》已有安全門設置及保持通暢等相關規定；安全門數量、距離等細節，仍應依適用的建築、消防及場所類型規定設計。

解題方法

本題為申論題，沒有計算或選項。宜先交代安全門的避難功能，再分點說明設計原則，並將「門本身」與「逃生路線」一併納入，避免只寫門要向外開而遺漏配置、出口及維護要求。

設計原則

1. 數量適當、位置分散 依工作場所面積、容納人數、危害性與逃生距離配置足夠的安全門，並使各出口分散設置，避免人員集中於單一出口。出口應設於容易辨識、容易到達的位置；不得讓設備、物料或隔間阻斷逃生。

2. 朝避難方向開啟 安全門原則上向外開啟，使人群由室內向外疏散時，可順勢推開門扇，降低門前擁擠時無法開門的風險。

核心觀念

本題考查軟鋼拉伸試驗的應力－應變曲線，以及安全係數的定義與常見數值。縱軸為負荷（應力），橫軸為伸長（應變）；軟鋼在降伏階段會出現先升後降的曲線特徵。

解題方法：依曲線由左至右判讀

• A：比例限度 應力與應變仍呈正比的最高點，符合虎克定律；此段斜率代表材料的彈性模數。

• B：彈性限度 卸除外力後，試片仍能完全恢復原狀的最高應力。超過此點會留下永久變形。

• C：上降伏點 軟鋼開始降伏時，應力先升到的峰值。

• D：下降伏點 上降伏點之後，應力降低並在較低應力附近維持，而試片持續產生較大塑性伸長；圖中的降伏平台以 D 表示。

• E：最大抗拉強度點（抗拉強度點） 試片承受的最大負荷所對應的點。工程應力以原始截面積計算，故最大抗拉強度為最大負荷除以原始截面積。通過此點後通常開始頸縮。

• F：斷裂點 試片最後破斷的位置。頸縮後負荷下降，因此 F 點的工程應力通常低於 E 點。

安全係數

核心觀念

本題考查乙炔與空氣混合時的爆炸界限，以及氧乙炔熔接設備的防護附件、回火成因與防回火原理。作答時應分清楚「回火」是火焰沿氣體通路向上游傳播的現象；「防回火裝置」則須能阻止逆流、截斷火焰，並在需要時停止供氣。

法規部分以命題當年（民國 109 年）《職業安全衛生設施規則》為準。當時規則要求氧乙炔熔接裝置為防止氧氣背壓過高、氧氣逆流及回火，應於每一吹管分別設置安全器；現行法規條文已有後續修正，解題仍依命題當年規定。

解題方法與分題作答

（一）乙炔爆炸上、下限

乙炔在空氣中的爆炸下限約為 2.5%（體積百分比），爆炸上限約為 82%（體積百分比）。也就是在一般條件下，乙炔與空氣混合物中乙炔濃度約介於 2.5% 至 82% 時，遇到點火源可能發生爆炸。

作答時須註明濃度是體積百分比，且指乙炔與空氣的混合物。 不可把乙炔與純氧的爆炸範圍混為一談。

（二）氧乙炔氣焊作業的安全保護用附件

主要安全保護附件包括：

1. 減壓器：將鋼瓶內高壓氣體降至作業所需壓力，並穩定供氣。
2. 壓力表：顯示氣瓶端與低壓供氣端壓力，供操作人員監看。
3. 逆止閥（止回閥）：防止氧氣或乙炔逆向流入另一氣體管路，降低混氣、回火風險。
4. 防回火器／安全器：阻止火焰沿管路向氣源方向傳播；依命題當年《職業安全衛生設施規則》，每一吹管應分別設置安全器。
5. 安全釋壓裝置：在設備壓力異常升高時釋放壓力，避免管路或設備受損。

常見作答重點是減壓、監壓、止回、防回火；列舉時以設備實際配置為準。

（三）氧乙炔熔接的回火現象

回火是指吹管端的火焰因燃燒速度大於混合氣體從噴嘴流出的速度，或因噴嘴過熱、堵塞、操作不當等因素，向吹管內部倒燃，並沿混合氣通道或氣體管路向上游傳播的現象。

核心觀念

本題考驗「三取二」（$2/3$）投票邏輯與二項機率。系統收到至少 $2$ 個火災信號才會啟動，因此平時造成水損，須有至少 $2$ 個子系統同時發出假信號；火災時未能啟動，則須有至少 $2$ 個子系統故障。

題目未明示各子系統的信號或故障是否相互獨立，以下依此類可靠度題目的標準假設，視各子系統為相互獨立，且各自具有題目所給的相同機率。

解題方法

設三個子系統平時各自發出假信號的機率為 $p=0.01$。系統造成水損的情況有兩種：恰有 $2$ 個子系統發出假信號，或 $3$ 個子系統都發出假信號。因此：

換算為百分比為 $0.0298\%$。