112 高普考高考三級 消防技術 消防安全設備設計與檢修 考古題詳解

核心觀念

本題考查《消防安全設備及必要檢修項目檢修基準》（以命題當年民國 112 年法規為準，現行檢修基準架構亦維持一致）第三章「泡沫滅火設備」之性能檢查規範。

主要法規依據與核心定義如下：

1. 水成膜泡沫採集器具規格：水成膜泡沫藥劑（AFFF）不同於蛋白質泡沫或合成界面活性劑泡沫，其採集容器標準容量為 $1000\ \mathrm{mL}$。
2. 發泡倍率（Expansion Ratio）： $\text{發泡倍率} = \frac{\text{泡沫採集容器容量}\ (\mathrm{mL})}{\text{泡沫試料淨重}\ (\mathrm{g})}$ （水成膜泡沫水溶液的比重約視為 $1.0\ \mathrm{g/mL}$，即 $1\ \mathrm{g} \approx 1\ \mathrm{mL}$）

• 判定標準：低發泡水成膜泡沫之發泡倍率應在 $5$ 倍以上（且在 $20$ 倍以下）。

3. $25\%$ 還原時間（25% Drainage Time / 析液時間）： 泡沫中所含之泡沫水溶液析出其原重量（容量）之 $25\%$ 所需之時間。

• $25\%$ 析液目標量： $\text{析液量} = \text{泡沫試料淨重}\ (\mathrm{g}) \times 25\%$
• 判定標準：水成膜泡沫之 $25\%$ 還原時間應在 $1$ 分鐘（$60$ 秒）以上。

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解題方法

一、必要器具

針對使用「水成膜泡沫滅火藥劑」發泡者，檢修基準規定應具備下列器具：

1. 泡沫試料採集容器：容量為 $1000\ \mathrm{mL}$ 之容器（底面呈圓錐形且附有排液閥，附支架），或具備刻度之 $1000\ \mathrm{mL}$ 專用集泡圓筒。
2. 泡沫採集板（緩衝板）：供泡沫放射時附著撞擊，使泡沫順板面平緩流下進入容器，避免衝擊破泡。
3. 秤（秤重設備）：感度（最小刻度）在 $1\ \mathrm{g}$ 以下之天平或電子秤。
4. 刮刀（平直刮板）：用於將容器口多餘之泡沫平整刮除。
5. 量筒：容量 $100\ \mathrm{mL}$（最小刻度 $1\ \mathrm{mL}$），置於採集容器排液閥下方承接析出液。
6. 碼錶（計時器）：最小單位達 $0.1$ 秒或 $1$ 秒之計時工具。

二、泡沫試料採集方法

1. 事前準備與空重秤量： 將採集容器洗淨擦乾並關閉底部排液閥，使用秤測量容器之空重 $W_0\ (\mathrm{g})$（或置於電子秤上直接扣重歸零）。將泡沫採集板依規定斜度（約與水平呈 $60^\circ$）架設於採樣點。
2. 放射與採集： 開啟泡沫設備進行放射，待管系內空氣排盡、放射壓力與發泡狀態達到穩定後（通常放射數秒至十數秒），將採集板置入泡沫射流中截取泡沫，讓泡沫沿著斜板自然滑落注入採集容器內，直至泡沫溢出容器口。不可將容器直接置於噴頭正下方劇烈衝擊，以免內部產生空隙或破泡。
3. 刮平與啟動計時： 當泡沫充分滿溢容器時，立即使用刮刀沿容器口頂端邊緣呈水平方向將凸出之泡沫刮平；在刮平完成的瞬間，立即按下碼錶啟動計時。
4. 測量泡沫淨重： 迅速將容器外壁附著的泡沫及水分擦拭乾淨，置於秤上測量容器含泡沫之總重 $W_1\ (\mathrm{g})$，並計算泡沫試料淨重 $W = W_1 - W_0\ (\mathrm{g})$。

三、泡沫性能判定程序與結果（試料淨重為 $200\ \mathrm{g}$）

測得泡沫試料淨重 $W = 200\ \mathrm{g}$ 時，性能判定包含「發泡倍率」與「$25\%$ 還原時間」兩項：

1. 發泡倍率判定：

• 水成膜採集容器容量 $V = 1000\ \mathrm{mL}$。
• 計算發泡倍率： $\text{發泡倍率} = \frac{1000\ \mathrm{mL}}{200\ \mathrm{g}} = 5\ (\text{倍})$
• 基準要求水成膜泡沫之發泡倍率應在 $5$ 倍以上。本題計算結果為 $5$ 倍，符合基準之合格下限，發泡倍率判定為合格。

2. $25\%$ 還原時間判定：

• 計算 $25\%$ 還原析液量：

核心觀念

本題以民國 112 年命題當時有效之《各類場所消防安全設備設置標準》（以下簡稱《設備標準》）為準，考驗「公共危險物品等場所」與「可燃性高壓氣體製造場所」之消防設備法規定義、防護目的及危險物質之化學滅火適應性，涵蓋三大法規與理化核心：

1. 公共危險物品滅火設備分類：依《設備標準》第 193 條，法定滅火設備分為第 1 種至第 5 種，其劃分標準係依系統固定性、滅火規模及主被動特性區分。
2. 可燃性高壓氣體製造場所防護設備：依《設備標準》第 204 條、第 205 條，防護設備之設置目的並非直接「撲滅氣體火災」，而在於「控制熱輻射、冷卻容器結構、防止沸騰液體膨脹蒸氣爆炸（BLEVE）及避免連鎖爆裂之二次災害」，其分類包含第一種與第二種防護設備。
3. 第一類公共危險物品（鹼金屬過氧化物）之滅火設備選擇：依《設備標準》第 198 條附表五「危險物品等場所適應之滅火設備表」及其化學反應特性，鹼金屬過氧化物屬強氧化劑且具「禁水性」，嚴禁使用水系及二氧化碳滅火劑，僅得選用特定乾粉及乾燥砂石等窒息冷卻設備。

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解題方法

本題為三段式問答題，解題架構採「法條法理並進」之推導步驟：

1. 第一小題（公共危險物品滅火設備分類）：

• 準確列舉《設備標準》第 193 條法定之第 1 種至第 5 種設備名稱，文字力求符合法條標準用語。

2. 第二小題（可燃性高壓氣體防護設備之目的與分類）：

• 設置目的：由可燃性高壓氣體之燃燒爆炸物理特性（受熱增壓破裂、熱輻射擴散）切入，論述其藉由冷卻降溫、阻絕輻射熱達到防災擴大之功能。
• 分類：依照《設備標準》第 205 條，精準區分為「第一種防護設備」與「第二種防護設備」，並註明其具體涵蓋之設備型式。

3. 第三小題（鹼金屬過氧化物之滅火設備選擇）：

• 化學原理推導：分析鹼金屬過氧化物遇水會劇烈反應生成氧氣與劇毒腐蝕性強鹼並釋放大量反應熱： $2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \to 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}\uparrow + \Delta H$ 此反應會迅速助長火勢並引發爆炸，且遇 $\mathrm{CO_2}$ 亦無法有效窒息，故排除水系與二氧化碳設備。
• 設備適應性對照：依《設備標準》第 198 條附表五，逐一檢驗第 1 種至第 5 種設備，篩選出符合法定適應性之滅火設備。

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各項設備適應性與法規條文分析

針對本題第三小題之「鹼金屬過氧化物製造場所」，將法定各類滅火設備適應性逐一剖析如下：

• 第 1 種滅火設備（室內／室外消防栓設備）——【不適用】： 滅火介質為水柱或水霧，鹼金屬過氧化物遇水劇烈分解並釋放純氧與高熱，極易引起激烈燃燒甚至爆炸，絕對禁用。
• 第 2 種滅火設備（自動撒水設備）——【不適用】： 滅火介質為水滴，同樣會誘發放氧與放熱反應，擴大災害，絕對禁用。
• 第 3 種滅火設備——【僅特定乾粉適用】：
• 水霧滅火設備：不適用（含水）。
• 泡沫滅火設備：不適用（含水液體泡沫）。
• 二氧化碳滅火設備：不適用（高溫下鹼金屬過氧化物仍可能與 $\mathrm{CO_2}$ 反應釋放氧氣，窒息效果無效）。
• 乾粉滅火設備：適用，但僅限使用碳酸氫鹽類乾粉（BC 乾粉或以碳酸氫鈉、碳酸氫鉀為主之乾粉）。一般磷酸銨鹽（ABC 乾粉）因與強氧化性過氧化物接觸可能發生危險反應，不予採用。
• 第 4 種滅火設備（大型滅火器）——【僅特定大型乾粉滅火器適用】：

本詳解以命題當年（民國 112 年）之《各類場所消防安全設備設置標準》為準。現行法規對大型物流倉儲及特殊撒水系統規範持續滾動檢討，但解題仍以命題當年法規為準。

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核心觀念

本題測驗「高架儲存倉庫」在《各類場所消防安全設備設置標準》中的系統化防護規範。 高架儲存倉庫具有天花板挑高、內部儲存架密集、縱深大且堆積高度極高等特性。發生火災時，垂直縫隙將產生極為強烈的「煙囪效應（Stack Effect）」，火勢向上蔓延極速；若僅依賴天花板撒水頭，撒水水滴易受熱羽流（Thermal Plume）阻擋或被頂層貨物遮蔽，無法有效抵達著火點。因此，法規要求結合「天花板撒水」與「儲存架內立體分層撒水」，並設定專屬之設置門檻、布設幾何原則、防干擾措施及系統水力參數。

涉及條文：

1. 《各類場所消防安全設備設置標準》第 13 條第 5 款（場所定義）。
2. 《各類場所消防安全設備設置標準》第 17 條第 1 項第 6 款、第 3 款（設置門檻）。
3. 《各類場所消防安全設備設置標準》第 43 條（架內撒水頭配置與防護板規定）。
4. 《各類場所消防安全設備設置標準》第 44 條第 1 款第 4 目（同時開放撒水頭數與水源容量）。
5. 《各類場所消防安全設備設置標準》第 56 條、第 57 條（出水壓力、出水量與加壓送水裝置性能）。

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解題方法

本題屬標準法規申論題，答題架構應分為三大部分層層剖析：

1. 設置條件判定：先引述定義確立標的，再說明一般樓層設置標準、地下層與無開口樓層加嚴標準，以及免設條件。
2. 撒水頭布設原則：由燃燒物理與水力防護觀點切入，闡明「立體防護」、「依火災負載分級」、「通道隔離阻絕」以及「避免冷卻干擾（防止跳放）」等四大核心原則。
3. 配置規定與水力參數：條列架內垂直間距、通道水平距離、天花板配置，並以水力計算式推導出水壓力、單顆放水量、水源總容量與幫浦出水量之對應關係。

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解題技巧

1. 數字與對照記憶竅門：

• 定義高度 vs 設置面積：架高「$10\text{ m}$」以上為高架儲存倉庫；面積達「$700\text{ m}^2$」以上強制設撒水設備（地下／無開口樓層則為「$300\text{ m}^2$」）。
• 架內垂直配置：一般可燃物「$4\text{ m}$」、特定可燃物（發泡塑膠等）「$3\text{ m}$」。
• 通道水平間距：「$2.5\text{ m}$」。
• 放水性能基準：放水壓力 $\ge 1\text{ kgf/cm}^2$（或 $0.1\text{ MPa}$）、單顆放水量 $\ge 80\text{ L/min}$。
• 水力連動公式：水源係數為 $1.6\text{ m}^3$（即 $80\text{ L/min} \times 20\text{ min} = 1,600\text{ L} = 1.6\text{ m}^3$）。故開放頭數一般物為 $30$ 顆（對應 $48\text{ m}^3$、幫浦出水量 $2,400\text{ L/min}$）；特定物為 $40$ 顆（對應 $64\text{ m}^3$、幫浦出水量 $3,200\text{ L/min}$）。

2. 避免漏答關鍵細節：

• 「擋水板（遮水板）」為高架倉庫架內撒水頭之特有構造，用以防止上層撒水冷卻下層感熱元件致使感熱遲緩，不可遺漏。
• 計算同時開放撒水頭數時，法規明定為「最上層及該層下一層之儲存架內撒水頭，與天花板撒水頭同時開放數量合計」，非僅算架內或天花板。

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【答案】

一、高架儲存倉庫應設置自動撒水設備之條件

1. 高架儲存倉庫定義（第 13 條第 5 款）： 指設有固定式儲存架，架高在十公尺（$10\text{ m}$）以上，以自動化或機械化存取貨物之倉庫。
2. 設置門檻（第 17 條第 1 項）：

• 一般樓層：高架儲存倉庫，其樓地板面積在七百平方公尺（$700\text{ m}^2$）以上者。

核心觀念

本題旨在測驗消防設備師／士與公職考試之核心考點——避難逃生設備之規劃設計，涉及《各類場所消防安全設備設置標準》（以下簡稱《設置標準》）之法源規範（以命題當年民國 112 年之法規版本為準）：

1. 收容人數計算原則（《設置標準》第 25 條）：各類場所因用途特性不同，其人員密度與收容人員組成（從業員工、使用者／顧客／病患）差異極大，需依規定標準公式與扣除原則進行精確計算。
2. 避難器具應設門檻（《設置標準》第 24 條）：檢討該建築物樓層是否達到法定應設置避難器具之收容人員門檻。
3. 避難器具之種類選用（《設置標準》第 157 條附表）：避難器具之種類必須依「場所類別」、「所在樓層」以及使用者之「避難自救能力」進行適性選擇。本案診所設有病房，屬自救能力受限族群，器具選擇受到嚴格限制。
4. 避難器具設置數量計算（《設置標準》第 158 條）：依收容人數超過基準人數之累進計算方式，求出該樓層應設置之避難器具法定數量。

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解題方法

第一部分：設置避難器具場所之收容人數計算原則（10分）

依《各類場所消防安全設備設置標準》第 25 條規定，收容人員係指各類場所中之「從業員工」及「其他人員」，其計算原則如下：

1. 基本組成與合計原則： 收容人員總數以「從業員工數」加上「其他人員數」合計計算。從業員工通常以該場所常態最高執勤人數計。
2. 固定座席優先原則： 設有固定座席之場所（如戲院、集會堂、體育館等），若其「固定座席數」大於依公式計算出之人數者，以該「固定座席數」為其收容人數；若固定座席為連續式長條椅，則依長度折算（每 $0.5\ \mathrm{m}$ 折算 1 人）。
3. 樓地板面積折算與專用基準原則： 無固定座席或兼有其他活動空間者，依其使用性質將各專用區之樓地板面積除以法定面積基準折算人數：

• 商業零售、商場、展覽場：每 $3\ \mathrm{m^2} \sim 4\ \mathrm{m^2}$ 折算 1 人。
• 娛樂遊藝、舞廳、夜總會：每 $2\ \mathrm{m^2} \sim 3\ \mathrm{m^2}$ 折算 1 人。
• 醫療診所、長照機構：候診區每 $3\ \mathrm{m^2}$ 折算 1 人，病房則直接以「病床數」計。
• 學校、補習班：以教室學生數或依學生人均面積折算。

4. 非主要活動空間之扣除原則： 計算其他人員所使用之樓地板面積時，應扣除走廊、通道、樓梯、洗手間、主要浴廁、機械機房及純庫房等非供公眾停留集會之附屬空間面積。
5. 小數點尾數進整原則： 各款依樓地板面積除以面積基準所得之商數，其尾數未滿一人者，應無條件進整為一人。
6. 複合用途與樓層獨立核算原則： 同一樓層若存在兩種以上不同使用性質之場所，應分別核算各該用途之收容人數後予以累加；避難器具係以「個別樓層」作為檢討與設置之基本單元。

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第二部分：醫美診所樓層收容人數、器具種類與數量計算（15分）

一、該樓層收容人數計算

依《設置標準》第 12 條第 1 款第 3 目，診所屬於「甲類場所」。 依《設置標準》第 25 條第 1 項第 6 款規定，診所收容人員計算公式為： $\text{收容人員數 } N = \text{從業員工數} + \text{病房內病床數} + \frac{\text{候診區樓地板面積}}{3\ \mathrm{m^2}}$

• 從業員工數：$30$ 人
• 病房內病床數：$25$ 床（人）
• 候診區人數：$\frac{600\ \mathrm{m^2}}{3\ \mathrm{m^2}/\text{人}} = 200$ 人

代入公式計算： $N = 30 + 25 + 200 = 255\text{（人）}$ 該樓層收容人數為 $255$ 人。

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二、避難器具之應設檢討與種類考量

1. 應設條件判定： 依《設置標準》第 24 條第 1 項第 2 款規定，二層或三層供第 12 條第 1 款第 3 目（診所）使用，收容人員在 $50$ 人以上 者，應設置避難器具。