110 高普考高考三級 職業安全衛生 機電防護與防火防爆 考古題詳解

核心觀念

本題考查《職業安全衛生法》第 8 條的型式驗證制度，以及《職業安全衛生設施規則》第 41 條所列機械、設備或器具。

**以下以命題當年（民國 110 年）法規為準。**第 41 條列出雇主應使其具安全構造、並依《機械設備器具安全標準》辦理的項目；其中是否屬於《職業安全衛生法》第 8 條的「公告列入型式驗證」產品，仍應看中央主管機關的個別公告。作答時宜先完整列出第 41 條，再說明 107 年的新增公告項目。

解題方法

依題目三個子題分別作答：

1. 按《職業安全衛生設施規則》第 41 條逐項列出。
2. 指明 107 年公告新增的型式驗證產品、生效日期及相關標準。
3. 依《安全標示與驗證合格標章使用及管理辦法》第 4 條，畫出標章圖式與識別號碼的排列方式，並註明識別號碼組成。

第一小題：第 41 條所列項目

《職業安全衛生設施規則》第 41 條列有下列機械、設備或器具：

1. 動力衝剪機械。
2. 手推刨床。
3. 木材加工用圓盤鋸。
4. 動力堆高機。
5. 研磨機。
6. 研磨輪。
7. 防爆電氣設備。
8. 動力衝剪機械之光電式安全裝置。
9. 手推刨床之刃部接觸預防裝置。
10. 木材加工用圓盤鋸之反撥預防裝置及鋸齒接觸預防裝置。
11. 其他經中央主管機關指定公告者。

**法規用語要分清楚：**第 41 條列的是應具安全構造並依安全標準辦理的項目；第 11 款則保留主管機關指定公告的範圍。第 8 條所稱應實施型式驗證的產品，須以主管機關公告列入者為準，不能僅因某項產品列在第 41 條，就一概認定它必須辦理型式驗證。

第二小題：107 年新增公告項目

勞動部於民國 107 年 2 月 14 日公告，將交流電焊機用自動電擊防止裝置列入《職業安全衛生法》第 8 條第 1 項的型式驗證設備，並自民國 107 年 7 月 1 日

核心觀念

VCE（Vapor Cloud Explosion，蒸氣雲爆炸）是指易燃性氣體或蒸氣大量外洩，與空氣混合形成可燃雲團；雲團遇到點火源後，在一定條件下快速燃燒，並因燃燒波與周遭障礙物、設備或建築物作用而產生顯著超壓，造成爆炸破壞。

VCE 的關鍵不只是「有可燃蒸氣遇火燃燒」，還包括雲團具有足夠規模與適當濃度，且燃燒加速到能形成破壞性壓力波。VCE 通常以爆燃（Deflagration）為主；在特定條件下，燃燒波也可能轉為爆轟（Detonation）。

解題方法

依「外洩形成雲團 → 雲團擴散與混合 → 點火 → 火焰加速與壓力效應」說明發生步驟，再分別從可燃範圍、雲團規模、點火時機及環境障礙條件，整理爆燃與爆轟的形成條件。

1. VCE 的意義

易燃性氣體或蒸氣由設備、管線或容器外洩後，與空氣混合形成蒸氣雲。若雲團中可燃物濃度落在爆炸下限（LEL）與爆炸上限（UEL）之間，且遇到有效點火源，便會發生快速燃燒。

若火焰在雲團中傳播時受到障礙物或受限空間影響，造成火焰加速、紊流增強與壓力快速上升，即形成具有破壞性的 VCE。爆炸壓力可能破壞設備、建築物，並引發火災或二次事故。

2. VCE 發生的步驟

1. 可燃物外洩：易燃性氣體或蒸氣自管線、儲槽、反應器、法蘭或閥件等處洩漏。
2. 雲團形成與擴散：外洩物與空氣混合，依其密度、溫度、風速及地形等條件擴散；部分區域的濃度進入可燃範圍。
3. 雲團累積或延遲點火：外洩物未立即點燃，因而有時間形成具有一定體積的可燃雲團。雲團越大，燃燒後可能涉及的能量越多。
4. 遇到點火源：雲團接觸火焰、熱表面、電氣火花、靜電放電或其他足以點燃混合氣的點火源。
5. 火焰傳播：燃燒自點火位置向可燃混合物傳播，通常先以爆燃方式進行。

核心觀念

本題考查「本質安全設計」（Inherently Safer Design）的原則：在製程、設備與工廠規劃階段，直接降低危害物質或危害條件的存在與影響，使事故不易發生，或即使發生也不致造成重大後果。它著重從源頭消除或減少危害，而非只依賴警報、連鎖控制、圍堵或個人防護具等外加防護措施。

本題屬於工程安全設計觀念題，無須計算，也沒有特定法條適用。

解題方法

作答可依本質安全設計的四項核心策略分述：減量、替代、緩和、簡化。每項說明其設計方向，並配合工廠情境舉例，即能完整呈現「如何從源頭降低風險」。

本質安全工廠設計的特性

1. 減量（Minimization） 降低危害物質的使用量、儲存量或製程中間存量，縮小可能釋放的規模。 例如採用連續製程或小批量操作，減少大型儲槽與大量危險物料的存放；發生洩漏時，可降低暴露量及事故後果。

2. 替代（Substitution） 以危害性較低的物質、製程或設備取代危害性較高者。 例如以毒性較低、易燃性較低的物質取代高毒性或高度易燃物；選用較安全的反應途徑或清洗方法，減少火災、爆炸或中毒風險。

核心觀念

本題考查可燃性氣體外洩時的穩態通風稀釋計算，以及室內氣體濃度與爆炸範圍的比較。假設丁烷在 6 小時內均勻逸散、室內完全混合，且排氣量等於補入的空氣量，則逸散速率為：

穩態下，丁烷的逸散量由通風帶走。若丁烷逸散率為 $G$、通風量為 $Q$，則室內丁烷濃度為：

其中 $G$ 用 $\mathrm{mg/min}$、$Q$ 用 $\mathrm{m^3/min}$，所得 $C$ 為 $\mathrm{mg/m^3}$。計算爆炸危險時，則須把丁烷濃度換算成體積百分比，與爆炸下限（LEL）$1.6\%$ 及爆炸上限（UEL）$8.4\%$ 比較。

解題方法

每分鐘排氣量為 $80\ \mathrm{L/min}=0.08\ \mathrm{m^3/min}$。在完全混合的穩態條件下，丁烷體積分率可由逸散的丁烷體積流率除以總排氣量求得。

以標準狀態下丁烷密度約 $2.59\ \mathrm{kg/m^3}$ 計算，其體積流率為：

因此室內丁烷體積分率約為：

丁烷濃度高於爆炸上限 $8.4\%$。但高於爆炸上限不代表沒有危險：室內若與空氣混合稀釋，氣體會經過爆炸範圍，因此仍有爆炸危險。

第 1 題：最後實驗室是否有爆炸危險？