109 專技高考高等考試 職業衛生技師 作業環境控制工程 考古題詳解

核心觀念

整體換氣（general exhaust ventilation），又稱稀釋換氣，是把新鮮空氣送入整個工作場所，使室內空氣中的污染物被稀釋，並以排氣將含污染物的空氣排出，讓工作者呼吸區濃度維持在容許範圍內。它是控制污染物在空間中擴散後的濃度，控制效果通常不如在污染源處捕集的局部排氣。

整體換氣較適合污染物毒性較低、產生量較小且分布較均勻的氣體或蒸氣，以及能以整體換氣控制的熱負荷或異味。若污染物毒性高、產生量大、產生位置集中，或屬粉塵、燻煙等容易造成高暴露的污染物，應優先考慮密閉或局部排氣。

以穩定狀態、完全混合為假設，污染物產生率為 $G$、室外背景濃度為 $C_o$、目標室內濃度為 $C$ 時，理想換氣量為：

若污染物以質量率表示，需依單位換算使 $G/Q$ 與濃度單位一致。此式是理想完全混合條件下的質量平衡關係；實際設計須再考慮混合不均、短路流及污染物產生波動等因素。

解題方法

本題為申論題，可依「定義與原理 → 設計考量 → 換氣量及安全係數」作答。設計換氣量的基本切入點是先掌握污染物產生量與可接受濃度，再以質量平衡求理想風量，最後依現場條件加上安全係數。

設計時應考量下列因素：

1. 污染物特性與產生情形：種類、毒性、容許濃度、蒸氣壓或揮發性、產生速率、產生位置及是否間歇變動。
2. 目標濃度與背景濃度：以適用的容許濃度或其他控制目標為基準，並計入室外補充空氣中的背景濃度；若 $C_o$ 已接近目標濃度，所需換氣量會大幅增加。
3. 空間與氣流分布：工作場所體積、設備和隔間配置、送風口與排氣口位置、氣流方向、混合程度，以及是否發生送風直接流向排氣口的短路現象。
4. 工作者位置與作業方式：人員所在位置、停留時間、作業高度、熱源與污染源相對位置，以及污染物是否會經過呼吸區。
5. 補充空氣與排氣平衡：補充空氣量須配合排氣量，避免負壓或不良氣流；補充空氣應潔淨，且不應使污染物流經工作者呼吸區。

核心觀念

本題考查局部排氣系統的壓力測定，以及靜壓、動壓、全壓的關係：

$P_t=P_s+P_v$

其中 $P_t$ 為全壓、$P_s$ 為靜壓、$P_v$ 為動壓。以純水為壓力計液體時，液柱高差 $h$ 對應的壓力差為：

$\Delta P=\rho_wgh$

圖中 A 測甲側靜壓，B 測甲側靜壓與全壓之差，即動壓；F 測乙側靜壓。各壓力均以室內大氣壓為零點表示。

解題方法

A 處液柱高差為 $27.9\ \mathrm{mmH_2O}$，代表甲側靜壓低於大氣壓：

$P_{s,\text{甲}}=-27.9\ \mathrm{mmH_2O}$

B 處液柱高差為 $14.2\ \mathrm{mmH_2O}$，代表甲側動壓：

$P_{v,\text{甲}}=14.2\ \mathrm{mmH_2O}$

因此甲側全壓為：

F 處讀值為乙側靜壓，液柱方向表示乙側壓力高於大氣壓：

$P_{s,\text{乙}}=+19.3\ \mathrm{mmH_2O}$

導管截面積相同，且低速空氣可視為密度近似不變；依連續方程，甲、乙兩側速度相同，故動壓相同：

$P_{v,\text{乙}}=P_{v,\text{甲}}=14.2\ \mathrm{mmH_2O}$

乙側全壓為：

將甲側動壓換算為帕斯卡：

核心觀念

本題考查體外游離輻射的防護方法、半值層（HVL）的定義，以及以半值層計算屏蔽厚度。輻射強度可用「時間、距離、屏蔽、等待衰變」四個方向降低；屏蔽計算則利用每增加一個半值層，射線強度降為原來一半的特性。

體外游離輻射防護四大原則

1. 縮短時間：在輻射場中的停留時間越短，累積劑量越低。可藉由預先規劃作業、熟練操作及減少不必要的停留來降低曝露。
2. 增加距離：盡量遠離射源。對點射源而言，在其他條件相同時，輻射強度約與距離平方成反比；距離增加為兩倍，強度約降為四分之一。
3. 加設屏蔽：在射源與人員之間設置適當材料及厚度的屏蔽物，例如以鉛屏蔽 X 射線。材料與厚度須配合輻射能量及所需的衰減程度。
4. 等待衰變：放射性物質的活度會隨時間衰減；等待越久，射源活度及其輻射強度通常越低。此原則適用於放射性核種，不代表可藉等待降低 X 射線設備在通電運轉時的輸出。

半值層定義

半值層是指在射源與受照位置之間加入某種屏蔽材料後，使穿透屏蔽的輻射強度降為未屏蔽時一半所需的材料厚度。每增加一個半值層，強度再減半，因此符合：

其中，$I_0$ 為未屏蔽強度，$I$ 為屏蔽後強度，$n$ 為半值層數。若半值層厚度為 $HVL$，則屏蔽厚度 $x=n(HVL)$。

解題方法與計算

核心觀念

本題考查以上肢工作站的工程控制，降低重複動作、過度用力、不良姿勢及長時間靜態負荷。設計時應讓工作需求符合勞工的能力與限制，使手、腕、前臂、肩頸維持較自然、省力的姿勢。

作答可依「減重複、減伸展、減用力、給支撐、調配置」整理。題目未要求計算，亦無須援引特定法條；重點是提出可落實於工作站、工具與作業方式的設計原則。

解題方法

依上肢作業的主要負荷來源分項回答，並將設計措施與預防效果相連結：

1. 降低重複與固定負荷 降低重複同一姿勢的操作與操作頻率；避免手臂長時間懸空，可設置手肘、手腕或手臂支撐，減少肌肉持續收縮。

2. 改善動作路徑與工作範圍 工作站配置應讓雙手平順、連續地移動；手臂動作以手肘為主要旋轉中心，避免由肩部大幅擺動。常用及較重物件放在手肘自然活動範圍內，減少遠距伸取。

3. 避免上肢過度伸展 避免手臂長時間舉高超過肩部、低垂至腰部以下，或完全伸直取物。調整工作台、料架與物件位置，使操作落在舒適可及的高度與距離。