109 警察升官等考試警正 消防人員 火災與爆炸基礎理論與實務 考古題詳解

核心觀念

本題比較地下建築物火災與密閉式高樓火災的火場特性，並進一步說明地下空間因位於地面下、出入口及通風條件受限而增加的火災危險。作答時應分成「兩者共同的建築火災問題」與「地下空間額外造成的問題」。

本題屬火災特性與救災實務申論題，沒有須套用的法條或計算公式。

解題方法

先從火災發展與救災兩方面比較：兩種建築都可能有濃煙、高熱、垂直延燒、避難與搶救困難；再說明地下空間因不易發現火點、煙熱排出不易、路徑不熟及出入口有限等條件，所產生的特殊危險。

一、地下建築物火災與高樓火災的相同之處（10 分）

1. 煙氣危害大：火災產生的濃煙及有毒氣體容易沿樓梯、電梯井、管道間等垂直通道蔓延，危及非起火樓層的人員，也會降低能見度，妨礙避難與救援。

2. 熱量容易蓄積：建築空間受到牆體、樓板及防火區劃限制，燃燒熱與高溫煙氣不易迅速散出，室內可能形成高溫環境，增加人員灼傷、熱危害及消防人員進入作業的風險。

3. 火煙具有垂直延燒特性：煙氣受浮力作用向上流動，火勢也可能透過樓梯間、管道間或其他垂直開口向上擴大。高樓火災常危及起火樓層以上區域；地下火災的煙熱則可能向上影響地面及其上方樓層。

4. 避難疏散不易：人員需經樓梯等垂直動線離開危險區域；煙流與人員疏散方向可能交錯，且人數集中時容易壅塞，拉長避難時間。

5. 消防搶救困難：消防人員須經有限的垂直動線接近火點，搬運器材、供水及撤退都較費時；濃煙、高熱及能見度不足也會增加搜索與滅火難度。

二、地下建築物火災的特殊之處（15 分）

1. 火災不易及早發現，火點定位困難：地下空間缺少地面建築常見的外部觀察條件，火災可能在內部發展一段時間才被察覺。煙霧遮蔽視線後，消防人員難以迅速判定火源位置、燃燒範圍及內部人員所在位置。

核心觀念

「積污導電」是指原本具有良好絕緣性的物體，因表面附著導電性污物，或污物受潮、受熱而形成導電層，使其表面電阻降低、漏電流增加，進而產生電弧、局部發熱或引燃周圍可燃物的現象。它屬於絕緣物表面劣化所造成的電氣危險。

判斷重點在於：絕緣物表面有污物、污物具有導電性，且有水分或其他條件使污物形成連續導電路徑。污物不一定原本就能良好導電；水分溶解污物中的離子，或高溫使污物炭化後，都會提高其導電性。

成因與發展過程

積污導電通常依下列過程發展：

1. 污物附著於絕緣表面：例如鹽分、粉塵、金屬粉末、油煙、碳粉或化學物質。
2. 污物吸濕、受潮或遇水：水分溶解污物中的可溶性離子，使表面形成導電水膜或導電污層。
3. 表面電阻下降，漏電流增加：電流沿絕緣物表面流動，造成局部發熱。
4. 乾燥帶、電弧或炭化形成：局部水分蒸發後，電流集中於較窄區域，可能產生電弧；有機污物或絕緣材料受熱炭化後，會留下較具導電性的碳化路徑。
5. 持續發熱或放電：可能使絕緣劣化、短路，並引燃周圍可燃物。

解題方法

本題分為「定義及成因」與「容易造成的事例」兩部分。作答時先用「污物附著—受潮或炭化—表面導電—發熱放電」說明機制，再舉例交代污物來源及使其導電的環境條件，便能兼顧原理與實務。

容易造成積污導電現象的事例

1. 沿海或鹽害環境：海風帶來鹽分，附著於戶外電氣設備的礙子、套管、絕緣子或配電器材表面；遇霧、露水或雨水後形成含鹽水膜，容易產生表面漏電及閃絡。
2. 工業區的化學性污損：酸、鹼、鹽類或其他化學粉塵沉積於絕緣物表面，受潮後形成電解質溶液，降低表面電阻。

核心觀念

本題綜合考查可燃性氣體的化學理論濃度、閃火點與飽和蒸汽壓的關係，以及 Burgess–Wheeler 定理。異丙醇完全燃燒反應為：

（一）以化學理論濃度估算爆炸下限

化學理論濃度是可燃物與空氣恰好完全反應時，可燃物在混合氣中的體積百分率。每 $1$ 莫耳異丙醇需 $4.5$ 莫耳氧氣；空氣中氧氣約占 $21\%$，故所需空氣量為：

因此，異丙醇的化學理論濃度為：

依常用估算，爆炸下限約為化學理論濃度的 $0.55$ 倍：

（二）$12\,^\circ\mathrm{C}$ 時的飽和蒸汽壓

閃火點是液體蒸發形成的蒸氣與空氣混合後，濃度達到爆炸下限並可被點燃的最低液體溫度。因此在閃火點，液面上方異丙醇蒸氣的體積分率可近似取為爆炸下限。

常壓下總壓為 $760\ \mathrm{mmHg}$，故：

代入 $\mathrm{LEL}\approx 2.45\%$：

核心觀念

本題考《消防法》第十五條及命題當年適用的《公共危險物品及可燃性高壓氣體設置標準暨安全管理辦法》第三條：公共危險物品依其主要物理、化學危害分為六類，並須辨認題目所附的 GHS 危害圖示。

以下以命題當年（民國 109 年）法規為準。現行法規名稱已修正為《公共危險物品及可燃性高壓氣體製造儲存處理場所設置標準暨安全管理辦法》，後續條文亦有修正。

解題方法

先依六類的危害特性分類，再將主要危害對應到圖示：氧化性物質看「圓圈上的火焰」；易燃、發火或遇水產生易燃氣體的物質看「火焰」；自反應物質及有機過氧化物看「爆炸」圖示。