110 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

本題考查作業環境控制工程中四個常見名詞，分別屬於噪音控制、照明設計、熱環境評估及振動隔離。作答時應抓住各名詞的定義、物理意義與常見公式。

解題方法

（一）迴響音場（reverberant field）

聲音在室內傳播時，經牆壁、天花板及地板等表面多次反射後，形成的聲場稱為迴響音場。此處反射聲能量占主要部分，直接由聲源傳至受音點的聲音相對不重要。

在理想的迴響音場中，室內聲能分布較均勻，各位置的平均聲能密度大致相同。相對地，若受音點主要接收到聲源直接傳來的聲音，則稱為直接音場。實際室內通常是直接音與反射音並存，只是兩者相對強弱隨位置及室內吸音條件而變。

（二）室指數（room index）

室指數是照明設計中表示房間幾何形狀的無因次參數，用來反映房間長、寬與燈具工作面高度對光通量利用情形的影響。常用公式為

其中，$L$ 為房間長度，$W$ 為房間寬度，$H_m$ 為燈具至工作面的垂直高度。若題目以燈具安裝高度與工作面高度分別給定，則 $H_m$ 為兩者的高度差。

室指數愈大，表示房間相對較寬敞或工作面距燈具較近；室指數愈小，表示空間較狹長或燈具與工作面距離較大。設計時可依室指數查取燈具的利用係數，再估算工作面照度。

（三）熱應力指數（heat stress index）

熱應力指數通常指 Belding–Hatch 熱應力指數（Heat Stress Index, HSI），用來表示人在特定熱環境及工作條件下，身體所需蒸發散熱量占環境所能提供最大蒸發散熱能力的比例：

其中，$E_{\mathrm{req}}$ 為人體為維持熱平衡所需的蒸發散熱量，$E_{\max}$ 為環境條件下可達到的最大蒸發散熱量。

核心觀念

重複性作業造成肌肉骨骼傷病，通常不是單一動作所致，而是身體承受的施力大小、動作頻率、姿勢、暴露時間與恢復時間共同作用的結果。當相同肌群長時間反覆出力，或在不自然姿勢下用力，肌肉、肌腱、神經及關節可能累積疲勞與微小損傷；若休息與恢復不足，傷病風險便會升高。

本題重點是先辨識重複性作業中的人因性危險因子，再提出能降低暴露的改善策略。評估時應看整個工作循環及多項因子組合，不能只看「動作重複」本身。常見傷病包括肌腱炎、腱鞘炎、腕隧道症候群，以及頸肩、手腕與下背部的肌肉骨骼不適。

法規方面，依命題當年（民國 110 年）《職業安全衛生法》第 6 條及《職業安全衛生設施規則》第 324 條之 1，雇主應採取措施預防姿勢不良、過度施力及作業頻率過高等因素促發肌肉骨骼疾病，並分析作業流程、內容與動作，確認人因性危害因子，評估及執行改善，並評估改善成效。現行法規條文已修正，作答仍以命題當年規定為準。

解題方法

採用「辨識危險因子 → 依因子選擇改善措施 → 評估改善成效」的架構。

先檢視作業的施力、姿勢、重複頻率、持續時間與休息安排，再觀察工作站、工具、產線節奏及作業者回饋。改善措施依優先順序著重在重新設計作業與設備、調整工作安排及訓練；應降低實際暴露，而非只要求勞工忍耐或改變個人習慣。

（一）可能之危險因子

1. 高重複頻率與工作節奏快

同一動作在短時間內反覆進行，例如頻繁抓取、旋轉手腕、按壓或組裝。產線速度過快、工作量過大或需趕工，也會增加重複次數並壓縮恢復時間。

2. 過度施力

包括用力抓握、捏取、推、拉、搬、敲擊，或操作阻力大的工具與設備。物件過重、過大、難以握持，或工具設計不合手，均可能使施力增加。重複動作與高施力同時出現時，危害通常更高。

3. 不良或不自然姿勢

例如手腕長時間彎曲或偏斜、手臂抬高或伸得過遠、肩頸前傾、軀幹彎曲或扭轉，以及長時間蹲跪。關節反覆離開自然中立姿勢，或持續維持固定姿勢，會使局部肌肉與軟組織負荷增加。

4. 靜態負荷與接觸壓力

長時間維持坐姿、站姿或固定手臂姿勢，即使沒有明顯動作，也可能造成肌肉疲勞。手腕、前臂、肘部或膝部長時間抵住硬質桌緣、工具或物件，會形成局部接觸壓力。

5. 暴露時間長、休息與恢復不足

連續工作時間長、休息間隔短，或工作中缺少能讓同一肌群恢復的空檔，會使疲勞累積。輪班、加班或長時間從事相同作業，也會增加總暴露量。

6. 工具、設備與工作站設計不合適

工作台高度、座椅、螢幕或物料位置不合適，會迫使作業者彎腰、伸手或抬臂。工具握柄太粗或太細、過重、振動大，或操作所需力量過高，也會提高肌肉骨骼負荷。

7. 環境與組織因素

低溫可能降低手部靈活度；振動工具會增加手臂與手部負荷。工作控制權低、工作量過大、績效壓力高，或作業單調且缺乏輪替，也可能加重疲勞並減少恢復機會。

（二）人因工程改善策略與具體措施

1. 改善作業流程與動作設計

核心觀念

纖維濾材不是單靠「孔徑小於粉塵」來篩除顆粒。粉塵隨氣流穿過纖維間隙時，會因粒徑、慣性、布朗運動及電荷等因素偏離流線，接觸纖維後被捕集。主要機制如下：

1. 慣性撞擊（inertial impaction） 氣流繞過纖維改變方向時，較大或慣性較大的粉塵不易跟著轉彎，會離開流線並撞上纖維而被捕集。顆粒越大、流速越高，通常越容易發生慣性撞擊。

2. 攔截（interception） 粉塵中心大致沿著氣流流線前進，但因顆粒本身有尺寸，當其邊緣接觸到流線旁的纖維時，即被纖維攔截。粒徑越大，越容易接觸纖維；纖維狀或不規則顆粒也較容易被攔截。

3. 布朗擴散（Brownian diffusion） 極細粉塵受周圍氣體分子碰撞，產生隨機的布朗運動，因而偏離流線並接觸纖維。粒徑越小、氣流速度越低、在濾材內停留時間越長，擴散捕集通常越有效。

4. 重力沉降（gravitational settling） 較大且密度較高的顆粒受重力影響，逐漸偏離原有流線並沉降到纖維上。此機制在流速較低、停留時間較長時較明顯。

5. 靜電吸引（electrostatic attraction） 帶電粉塵可受帶電或可極化的纖維吸引而被捕集。靜電濾材可提高細微粒子的捕集效率，且不必完全依賴粒子直接撞擊纖維。

解題方法

核心觀念

本題考查生物性危害的控制階層：依控制措施對暴露的控制能力，由優先至次要排列為：

控制階層的重點是優先從危害來源或工作環境著手，降低所有工作者的暴露；越依賴個人持續遵守程序、正確佩戴裝備的措施，通常越應排在後面。實務上應採取多層控制，不能只靠口罩或呼吸防護具。

**法規提示：**以下法規說明以命題當年（民國 110 年）法規為準。《職業安全衛生法》第 6 條第 1 項第 12 款規範雇主應防止動物、植物或微生物等引起之危害；《職業安全衛生設施規則》第 296 條及第 297 條，分別涉及受生物病原體污染物品的消毒、殺菌處理，以及妥善儲存與警告標示。現行《職業安全衛生設施規則》後續曾修正生物病原體感染預防相關規定，作答本題仍依命題當年規定。

解題方法與優先措施

作答時依控制階層逐層說明：先設法讓病原體不進入工作場所或不再產生，再降低病原體的危害或暴露，接著說明環境工程、作業管理及個人防護。空氣傳播情境的核心是減少感染性氣膠在室內的產生與累積，並控制其從感染源傳至工作者的路徑。

一、消除：優先移除感染源或避免暴露情境

消除是最優先的控制方式。室內工作場所可採取：

• 將可遠距辦理的工作改為遠距，避免不必要的面對面接觸。
• 將有感染風險的人員安排在工作場所外處理，避免其進入一般工作區。
• 對確診或疑似感染者及早辨識、引導離開一般工作區，並依適當程序隔離或轉介。
• 停止非必要、會產生大量感染性氣膠的作業。

若工作本身必須處理感染源，通常無法完全消除病原體，仍須依序採取後續控制。

二、替代：以較低危害的方式取代高危害活動或材料

生物病原體通常不像化學物質般容易以其他物質替代，但在可行範圍內仍應考慮：

• 以非感染性或較低致病性的材料、菌株或程序取代高危害材料。
• 以不需接觸感染源的檢測、工作流程或訓練方式，取代會產生感染性氣膠的實體操作。
• 選擇較不易產生氣膠的設備或作業方法，取代容易噴濺、振盪或造成氣膠化的方式。

替代措施須確認新材料或新程序確實降低整體風險，不能只把風險轉移到其他工作者或其他作業階段。

三、工程控制：隔離感染源、捕集氣膠並降低室內濃度

工程控制直接改變工作場所或設備，通常比單靠作業者遵守規定穩定。空氣傳播危害可採取：

• **源頭隔離與局部圍堵：**在感染源附近設置隔離區、隔離室或密閉設備；實驗室處理感染性材料時，依風險使用適當生物安全櫃。
• **局部排氣：**在產生氣膠的位置捕集並排出污染空氣，避免污染物擴散至工作區；排氣口應妥善設置，必要時經適當過濾或處理。
• **通風與過濾：**維持適當室外空氣引入與換氣，並視風險使用空氣過濾設備，以降低室內感染性氣膠累積。

核心觀念

本題考局部排氣系統的風量、圓形導管直徑，以及各段壓損的累加。氣罩至風管內的總壓損包括風管速度壓與氣罩入口損失；沿氣流方向，直管摩擦、肘管及除塵設備的壓損會逐段降低靜壓。

採標準空氣近似，風管速度壓為：

解題方法

先由捕捉風速求排氣量，再用排氣量與風管風速求導管直徑。接著計算氣罩靜壓，最後由 A 點沿氣流方向扣除各項壓損，求 D 點靜壓。

氣罩開口面積：

依題目給定排氣量公式：

（一）氣罩靜壓 $SP_h$

風管速度壓：

氣罩入口損失為 $F_hVP_d$，因此氣罩靜壓為：

負號表示 A 點相對大氣壓為負壓。

（二）AB 導管直徑