113 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

減光率描述光線通過煙霧後，光強度相對於入射光強度減少的比例。設入射光強度為 $I_0$，通過距離 $L$ 的煙層後，透射光強度為 $I$，則減光率為：

其中，透射率為 $T=I/I_0$，所以也可寫成 $R=(1-T)\times100\%$。

煙霧使光線衰減，通常以比耳－朗伯定律表示：

式中 $K$ 為減光係數（亦稱消光係數），單位為 $\mathrm{m^{-1}}$；$L$ 為光線在煙霧中的行進距離，單位為 $\mathrm{m}$。因此：

減光率是特定路徑長度下的百分比；減光係數則表示煙霧沿單位距離造成的光線衰減程度，兩者不可混為一談。

解題方法

能見度隨減光係數增大而降低。以火災現場常用的經驗判讀，減光係數 $K$ 與能見距離 $S$ 近似成反比，反光物體可用：

估算。此式適合說明不同煙霧濃度下的能見情況；實際能見度仍會受物體明暗、背景、照明及觀察者等因素影響。

核心觀念

本題考查 NFPA 92B 的 T-Square（$t^2$）火災成長模型：在火災初期、燃燒空氣供應充足時，以熱釋放率（Heat Release Rate, HRR）隨有效點火後時間平方增加，近似描述火災成長。

火災成長階段的基本式為：

其中：

• $\dot Q$：熱釋放率，常用單位為 kW。
• $t$：有效點火後的時間，單位為 s。
• $\alpha$：火災成長係數，單位為 kW/s$^2$。

NFPA 92B 亦以成長時間 $t_g$ 表示火災達到約 $1055\ \mathrm{kW}$（約 $1000\ \mathrm{Btu/s}$）所需的時間，因此：

所以：

解題方法：圖形應呈現的內容

作圖時，橫軸標示時間 $t$（s），縱軸標示熱釋放率 $\dot Q$（kW）。由於 $\dot Q$ 與 $t^2$ 成正比，成長曲線自原點起始，向上彎曲，表示時間愈久，熱釋放率增加愈快。

熱釋放率 Q̇（kW）
 ↑
 │ ／ Ultra-fast
 │ ___／
 │ _____／ Fast
 │ ______／
 │ _____／ Medium
 │ ____／
 │ ___／ Slow
 │ __／
 └────────────────────────────────────────→ 時間 t（s）
 0 75 150 300 600

各級曲線代表不同的成長係數與成長時間：

核心觀念

本題考查依國內《滅火器認可基準》區分火災類別，並依燃燒物的性質選擇滅火方式。命題當年（民國 113 年）法規為準；本題按 A、B、C、D 四類作答，不將國外常見的 K 類或 F 類列為國內認可基準的火災類別。

滅火時須掌握火災類別與滅火劑的適用性；尤其 C 類火災的關鍵是電氣設備仍通電，須使用具電氣絕緣性的滅火劑。斷電後，則依實際燃燒物改按 A 類或 B 類火災處理。

解題方法

依序寫出各類火災的定義、常見燃燒物，再說明主要滅火原理與適用滅火劑。答題時須區分「燃燒物是什麼」與「是否仍通電」：C 類的分類依據是帶電狀態，不是設備外殼或周遭材料的種類。

火災分類及滅火方式

A 類火災（普通火災）

**分類：**木材、紙張、纖維、塑膠、橡膠等一般可燃性固體物質所引起的火災。

**滅火方式：**以冷卻降溫為主，降低燃燒物溫度至燃點以下；常用水、泡沫、強化液或適用 A 類的 ABC 乾粉。固體物燃燒可能留下餘燼，須確認內部及隱蔽處已充分冷卻，避免復燃。

B 類火災（油類火災）

**分類：**可燃性液體及可燃性氣體所引起的火災，例如汽油、溶劑、燃料油、酒精、液化石油氣及溶解乙炔氣。

**滅火方式：**可燃性液體火災以窒息、覆蓋或抑制燃燒為主，常用泡沫、二氧化碳、強化液或適用 B 類的乾粉；避免使用直流水柱，以免燃料飛濺、擴大火勢。氣體火災應在安全可行的情況下先關閉氣源，再以適用滅火劑撲滅；若只熄火而未止漏，逸出的氣體仍可能再度燃燒或形成爆炸危險。

C 類火災（電氣火災）

**分類：**通電中的電氣設備所引起，須使用不導電滅火劑撲滅的火災。

核心觀念

理論空氣量是指燃料在完全燃燒時，依化學反應式計算所需的最低空氣量；計算時假設空氣中的氧氣恰好完全反應，不剩餘氧氣，也不計入過剩空氣。乾燥空氣以體積計約含 $21\%$ 氧氣、$79\%$ 氮氣，因此氧氣與氮氣的莫耳比約為 $1:3.76$。

本題以碳完全燃燒生成二氧化碳，反應式為：

碳與氧氣的莫耳比為 $1:1$。求出每公斤碳所需氧氣質量後，再按空氣中的氧氣質量分率換算為理論空氣量。

解題方法

取 $1\ \mathrm{kg}$ 碳。碳的莫耳質量為 $12\ \mathrm{kg/kmol}$，氧氣的莫耳質量為 $32\ \mathrm{kg/kmol}$。

碳的莫耳數為：

由反應式可知，碳與氧氣莫耳比為 $1:1$，因此所需氧氣為 $\frac{1}{12}\ \mathrm{kmol}$，其質量為：