火災學數位教材製作 K.Y.Kung 博士 98年12月17日.

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1 火災學數位教材製作 K.Y.Kung 博士 98年12月17日

2 壹、火災爆炸之定義 (一) 一.火災爆炸之定義 火災乃是一種燃燒作用，亦為一種氧化作用，即將燃料與氧氣混合後以
火花或溫度引燃，並產生自由基引發連鎖反應之化學作用，此反應非常 快速，除將產生燃燒產物外。另亦伴隨釋出熱能及火花。化學性爆炸則 為一種反應劇烈之燃燒或火災，因瞬間壓力上升，形成巨大能量，而造 成作業環境中所用設備與儲存容器之破壞，並造成爆破作用者。一般， 爆炸的定義乃為「一種巨大的噪音並同時裂成碎片」 ，或是「發生一 種巨大聲音，同時物體由其原來位置迅速移離」，或是「在有限空間中 壓力迅速上升，隨之容器破裂。然而，化學爆炸之壓力突然釋出與增 高，通常係由於放熱化學反應致使該系統過度受壓所促成」。 ； ；

3 壹、火災爆炸之定義 (二) 爆炸往往伴生火災，稱為「爆炸後併發火災」，爆炸後併發 火災之比例相當高，在化學工業中尤為常見。火災與爆炸既
息息相關，故實不容忽視。爆炸依爆炸物之物理狀態可以分 為氣相與凝相爆炸兩種；前者可分為混合氣體、氣體分解及 粉塵爆炸三種；後者則分為混合危險爆炸，爆炸性混合物爆 炸與蒸汽爆炸等三種。

4 壹、火災爆炸之重要性(一) 二.防火防爆之重要性 近年來由於各種工業之不斷發展，使用及危害物質種類及數量逐日趨複
雜與大量化，致使日常作業中即能接觸各種可燃、易燃或易爆之材料與 物質，增高了火災爆炸與伴生毒性之潛在危險性。加上規模朝大型與多 元化發展之現今企業，所用之原料及成品種類日益繁多，其中大多數又 均具燃燒爆炸之潛在危險性，不但較易發生事故，且一旦發生事故，常 會造成大規模災害而使廠房設備付之一炬，甚至波及鄰近區域之人員與 設備，影響社會大眾之生命財產安全，故吾人應瞭解火災爆炸發生之原 因，方能針對該原因採取因應防範措施，以避免災害之發生或減低災害 可能帶來之損失程度，方可確保企業安全生產，追求企業之永續經營。

5 火災四邊形 連鎖反應 空氣(氧) 燃料 點火源(熱)

6 燃燒基礎反應 1. C + O2 → CO2 + 97,000 kcal/kmol，表碳1 kmol (12公斤)與氧完全反應成1 kmol CO2且可產生97000 kcal 熱量，每公斤碳完全燃燒發熱量為97000/12 = 8080 kcal 2. C + 1/2 O2 → CO + 29,400 kcal/kmol，表碳1 kmol (12公斤)與氧反應可產生1 kmol CO與29400 kcal 熱量(碳不完全燃燒發熱量較低29400<97000) 3. CO + 1/2 O2 → CO kcal/kmol，表1 kmol CO 與氧完全反應可產生1 kmol CO2與67000 kcal 熱量 4. H2+ 1/2 O2 → H2O kcal/kmol，表1 kmol氫與氧完全反應可產生 1 kmol 水(氣體)與57600 kcal 熱量，每公斤氫完全燃燒發熱量為57600/2 = kcal 5. S + O2→ SO kcal/kmol，表硫1 kmol(32 kg)與氧完全反應可產生 1 kmol SO2與80000 kcal 熱量，每公斤硫完全燃燒發熱量為80000/32 = 2500 kcal

7 三.燃燒之形式（類型） 壹、火災爆炸之重要性(二) （A）表面燃燒 （B）蒸發燃燒 木炭，焦炭等固體燃料，係以碳元素為主，燃料本身並不分
解，亦不熔化或蒸發而保持原狀，故其燃燒乃藉氧氣或含氧 氣體接觸固體碳元素之表面與其化合而進行者，此即為表面 燃燒。此種燃燒除木炭、焦炭外，箔狀或粉狀金屬如鋁箔或 鎂緞帶等均屬之。 （B）蒸發燃燒 酒精、汽油與燃油等液體及固體燃料，需先蒸發成可燃性蒸氣後，方能 引起燃燒，此種燃燒即稱為蒸發燃燒。此種燃燒，並非燃料本身燃燒， 而是藉蒸發而得之蒸汽已進行燃燒者。

8 壹、火災爆炸之重要性(三) （C）分解燃燒 （D）擴散燃燒 煤、木材、紙與石臘等固體燃料及脂肪油等高沸點液體燃料需先經由熱
分解並產生可燃性氣體後，方能引起燃燒，此種燃燒即稱為分解燃燒。 惟分解所產生之可燃性氣體，必需隨維持在燃燒濃度範圍下，方能維持 燃燒之繼續進行。 （D）擴散燃燒 氣態燃料或由固體與液體燃料分解、蒸發所得之可燃性蒸氣與空氣混合 後，所產生之燃燒現象，極為擴散燃燒。如天然氣，氫氣與乙炔氣等可 燃性氣體，必須經由燃燒管口擴散至空氣中，與空氣混合至燃燒濃度範 圍內，方能引起燃燒作用。

9 火災案例(一) 火災案例：台中市衛爾康西餐廳火災案 1.時間：84年2月15日 2.地點：台中市中港路一段52、54、56號
3.死傷人數：死亡人數64人 受傷11人 4.火災概要：台中市台中港路一段52、54、56號之衛爾康餐廳，由於 瓦斯外洩迅速燃燒，同時引燃室內可燃性裝潢材料，火勢一發不可收拾，又適逢當時為用餐人潮聚集時間，而且起火位置又在靠正面的主樓梯旁，造成內部人員避難逃生不及，共有64人死亡，11人受傷。  

10 火災案例：桃園縣永興樹脂塗料工廠火災爆炸案
火災案例(二) 火災案例：桃園縣永興樹脂塗料工廠火災爆炸案 時間：85年10月7日 地點：桃園縣蘆竹鄉南山路三段17巷12號 死傷人數：死亡人數10人(消防人員3人、義消3人、民眾4人) 輕重傷共計：47人(消防人員4人、義消6人、民眾37人) 火災概要：起火現場存放大量易燃物品及接著劑，發生火警後，引起連續爆炸，並延燒廣鑫等鄰近六家工廠，致火勢一發不可收拾。

11 火災案例(三) 火災案例：福國化工工廠火災爆炸案 時間：90年5月18日下午一時三十分 地點：新竹湖口工業區
死傷人數：死亡人數1人，輕重傷共計102人 財務損失約十億元 火災概要：由於反應器操作不慎發生熱失控現象，使得溫度直線上升無法控制，並且緊急洩放安全裝置未能發揮應有功效，導致反應物質大量洩漏，可燃性蒸汽佈滿整個廠房，遇到火源發生嚴重氣爆，之後又引燃數座反應槽與苯乙烯儲槽連續發生數度爆炸。

12 火災案例(四) 火災案例：東方科學園區大樓A,B,C棟 時間：90年5月12日凌晨四時起延 燒43小時
2.地點：台北縣汐止鎮東方科學園區大樓 3.損失：財務損失約100億 4.火災概要：A棟三樓起火，撲滅後於十 六樓復燃，因防火區劃被破壞再延燒 至B,C棟，復因自動撒水設備故障無法 動作，以致延燒43小時，造成重大財務 損失。

13 台灣地區95年火災死亡原因統計表

14 建築物火災燃燒成長過程 初期 成長期(Growth Development Period) 閃燃(Flash Over)發生後即無逃生機會
燃燒期或旺盛期(Burning Period or Fully Development Period) 衰退期(Decay Period)

15 火災成長趨勢圖 防火材料 溫度 耐燃材料 成長期 旺盛期 衰退期 閃燃 防焰材料 引燃 時間 火災行為 人類行為 偵測 主動式控制
被動式控制 受燃料影響 逃生 熱/煙偵測器 灑水系統/消防隊 /煙控 易燃性/火燄傳播 受通風影響 死亡 外部火/煙 消防隊 防火材/區劃/其他

16 貳、火災對人之為害(一) 1.氧氣耗盡(Oxygen depletion ) 2.火焰(Flame) 氧氣濃度21% 正常活動
氧氣濃度21% 正常活動 氧氣濃度17% 肌肉功能會減退，缺氧症(Anoxia)現象。 氧氣濃度10～14% 人仍有意識，但顯現錯誤判斷力，且本身不察覺 氧氣濃度6～8% 呼吸停止，將在6～8分鐘內發生窒息死亡 2.火焰(Flame) 皮膚若維持在溫度66℃(150℉)以上或受到輻射熱30 kW/m2以上， 僅須1秒即可造成燒傷，故火焰溫度及其輻射熱可能導致立即或 事後致命。

17 貳、火災對人之為害(二) 3.熱(Heat) 熱對於燃燒系內及鄰接區域之人員皆具危險性。姑不論任何氧氣消耗或毒害性效應，由火焰產生之熱空氣及氣體，亦能引致燒傷、熱虛脫、脫水及呼吸道閉塞(水腫)。生存極限之呼吸水平溫度(Breathing level temperature)約為131℃(300℉)；但室內氣溫高達140℃時仍能存活短暫時間。又呼吸水平高度(Breathing level height)，從地板向上算起一般約為1.5公尺以上之距離，有時居室人員中兒童佔有顯著比例時，安全設計上則採用1.2 公尺水平高。對於呼吸而言，超過66℃(150℉)之溫度便難以忍受，此溫度範圍可能會使消防人員救援及室內人員逃生遲緩。

18 貳、火災對人之為害(三) 4.毒性氣體(Toxic gases)
一般高分子材料之熱分解及燃燒生成物成分種類繁雜，有時多達百種以上，部份如CO, NCN, HCl等對人體生理有具體毒性效應，這些氣體之毒害性成分基本上可分為三類： 　　　(1).窒息性或昏迷性成分。 　　　(2).對感官或呼吸器官有刺激性之成分。 　　　(3).其他異常毒害性成分。 雖從火災死亡統計資料得知，大部分罹難者是因吸入一氧化碳等有害燃燒氣體致死，但有時不宜過於強調，因為沒有一次火災情況是相同的。此外一部分火災試驗也顯示有許多情況下任一毒害氣體尚未到達致死濃度之前，最低存活氧氣濃度或最高呼吸水平溫度即已先行到達。

19 有機高分子材料燃燒產生之毒性氣體 2ppm 氣體種類 來源材料 一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2) 所有有機高分子材料
氰化氫(HCN)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、氨(NH3) 羊毛、皮革、聚丙烯晴(PAN)，聚尿酯(PU)、耐龍、胺基樹脂等含氮高分子材料 5ppm 二氧化硫(SO2)、硫化氫(H2S)、硫氧化碳(COS)、二硫化碳(CS2) 硫化橡膠，含硫高分子材料，羊毛 2ppm 氯化氫(HC)、氟化氫(HF)、溴化氫(HBr) 聚氯乙烯(PVC)，含鹵素防火劑高分子材料，聚四氟乙烯(PTEE) 5ppm 烷，烯 聚烯類及許多其他分子 苯 聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯、聚酯等 酚、醛10ppm 酚醛樹脂 10ppm 丙烯醛 木材、紙 甲醛 聚縮醛 甲酸、乙酸 纖維素纖維製品

20 貳、火災對人之為害(四) 5.煙(Smoke) 6.結構強度衰減(Structural strength reduction)
煙之定義為“材料發生燃燒或熱分解時所釋放出散播於空氣中之固態，液態微粒及氣體”。煙是火災燃燒過程中一項重要的產物，因為能見度(Visibility)是避難者能否逃出發生火災之建築物，以及消防人員能否找出火災、撲滅火災的影響因素。煙會助長驚慌狀況，因為它有視線遮蔽及刺激效應。在許多情況，逃生途徑上煙往往比溫度更早達到令人難以忍受程度。 6.結構強度衰減(Structural strength reduction) 因熱害(Heat damage)火燒造成建築物之結構組件破壞具有明顯潛在危險性。可能發生清況有脆弱化，地板承受不起人員重量，或牆壁、屋頂崩塌。另外，火災對結構之破壞，有時不易單從外觀察覺，因此火災後結構強度衰減程度的評估相當重要。

21 貳、火災對人之為害 7.震波(Smoke) 因震波造成建築物之結構組件破壞具有明顯潛在危險性。可能發生清況有人員內外傷，因此火災後結構強度衰減程度的評估相當重要。

22 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(一) A.燃料性質－比重 比重－同溫度下，同體積之油料與純水重量之比，油料之比重約介於0.7-1.0之間
比重一般以比重計量測 測定比重之標準溫度為15.6 ℃，其它溫度測得之比重需經換算 美制比重 141.5 API = 15.6 ℃ 時之比重

23 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(二) B.沸點 沸點乃為液體之蒸汽壓力到達大氣壓力時之溫度， 單一純物質之沸點僅有一溫度値；如為石油產品，
則因其為碳氫化合物之混合物，其自開始沸騰至完 全蒸發之問度值範圍較廣，故其沸點既以蒸餾溫度 表示之。沸點低之液體，其揮發性較大，較易釋放 出蒸氣，其引起火災危險性較高，作業時應特別加 以注意。 。 。

24 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(三) C.熔點 熔點乃為於一定氣壓下，某種物之液態與固態共存 之溫度；或為能使某一物質維持液態與固態之蒸汽
至均相同時之溫度，熔點亦可稱為凝固點。一般言 之，熔點較低之油品如奈為80℃；石臘為74℃；動 物油脂為34.5℃，瀝青則為199℃，此等物質遇熱 後容易熔化而四處流散，致使火災延燒範圍廣大。 。 。

25 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(四) D.黏度 黏度－油料黏稠之程度，與燃油之流動性有關 液體燃油之黏度隨溫度升高而降低
我國通常以賽氏通用黏度計測定黏度，單位為秒，以SUS表示 黏度之公制單位為Stoke或其1/100，cSt為單位 燃油低溫時黏度高，流動困難需以電加熱方式預 熱，B級重油加熱至50-60℃，C級重油加熱至70-90℃，加熱溫度過高易分解出瓦斯，使得燃燒不穩定；加熱溫度過低則不能達到完全燃燒易產生黑煙

26 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(五) E.蒸氣壓力 乃指某一液體或氣化性液體在一定溫度下於密閉容 器內，達成平衡狀態時之蒸汽壓力。蒸氣壓力隨溫
度之昇高而提高，當純液體之蒸氣壓力達一大氣壓 時，所需之溫度，即為其沸點。油料之蒸發趨勢通 常均以雷氏蒸氣壓值表示，雷氏蒸氣壓之大小，除 與油料溫度有關外，亦與其油料組成有關，因此當 油料之組成改變時其蒸氣壓亦隨之改變。雷氏蒸氣 壓乃為汽油規範中表示揮發程度與儲運安全作業中 之一項重要規範。 。 。

27 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(六) F.發熱量 定量油料燃燒後所產生之熱量稱為發熱量或熱值(Heating Value)
油料在定容情況下燃燒，燃燒產物中之水為液態時，發熱量稱為高發熱量(High Heating Value)或總發熱量(Gross Heating Value) 油料在定容情況下燃燒，燃燒產物中之水為氣態時，發熱量稱為低發熱量(Low Heating Value)或淨發熱量(Net Heating Value)，實用上一般採用此值 1 atm 時高發熱量與低發熱量約差540 kcal /kg水

28 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(七) G.含硫量 H.閃火點 任何油料中均含有或多或少之硫
燃燒後產生二氧化硫氣體，低溫及有水份存在時對於金屬具有腐蝕作用 為造成環境污染(如酸雨)之主要來源 H.閃火點 閃火點－油料被加熱足以閃火的最低溫度 與燃料之安全性有關，越高越安全 燃料油之閃火點通常高於46 ℃，使用與儲存上相當安全

29 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(八) I.著火性液體 J.易燃性液體 依據美國NFPA5之定義，凡閃火點 (FP)大於或等於
100℉(37.8℃)之液體均屬之，著火性液體又可再分成Class I(140℉>FP>或=100℉)、Class II A(200℉>或=FP>140℉)及Class III B(F.P>200℉)等三類。 J.易燃性液體 依據美國NFPA5之定義，凡閃火點小於100℉且100℉(37.8℃) 時之蒸氣絕對值不超過40psi(2068mmHg)之液體，即為易燃 性液體。易燃性液體可再分成Class IA(FP<73℉且 B.P<100℉)，Class IB(F.P<73℉且B.P>100℉)B.P(沸點)與 Class IC(100℉>或=F.P>73℉ 且BP<100℉)等三類。

30 K.燃燒(濃度)範圍(爆炸下限及爆炸上限)
叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(九) K.燃燒(濃度)範圍(爆炸下限及爆炸上限) 可燃性氣體或液體蒸氣與氧氣(含大氣中所含氧氣)混合後，遇火源(含溫度)時能夠引起燃燒或化學性爆炸之最低濃度(體積百分比)稱為爆炸下限(LEL或LFL)；而將蒸氣或氣體濃度增高至遇熱源時仍能引起燃燒或化學性爆炸之最高濃度(體積百分比)限制，則稱為爆燃上限(UEL或UFL)。一物質在爆炸下限與爆炸上限之濃度範圍，稱為爆炸範圍。通常爆炸範圍較廣者較具危險性；具較低爆炸下限之物質，如丁烷之1.6％，因僅需少量存於大氣中即可達爆炸濃度範圍，較具危險性，又較爆炸上限濃度更高之可燃性混合氣，如遇大量空氣時，其濃度將大為稀釋而在降至爆炸濃度範圍內，是時將具爆炸危險性。 可燃性粉塵因其每單位體積之表面積極大，故特別危險。積聚之粉塵可燜燒一段長時間後，突然引起火災。工業製程中所產生之粉塵將懸浮於大氣中，呈雲團狀且濃度達爆炸濃度(引mg/m3表示)範圍內並遇火源著火後，火焰將迅速穿過層層粉塵而升溫至自燃溫度，將引起燃燒爆炸。粉塵爆炸所產生之熱氣流將再擴張並產生壓力波而超越火焰前鋒，並使經過處表面之粉塵在混入大氣之中而產生比第一次爆炸更為劇烈且廣闊之第二次爆炸。可燃性粉塵爆炸濃度範圍之影響因素包括粉塵粒徑、形狀、成份分佈均勻程度以及測定裝置差異等。

31 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(十) L.發火(自燃)溫度 M.自然發熱
乃為可燃物於無明火等火源條件下，在大氣中僅因受熱而開始自行持續燃燒所需之最低溫度。影響一物質發火溫度之因素包括著火發生空間之形狀與大小，蒸氣或氣體之濃度百分率、火源之種類與溫度、加熱之速率、期間、物料之觸媒或其它效應，以及大氣中之氧氣濃度等，故發火溫度一般均為近似值。發火溫度愈低者，如乙炔等，其潛在危險性高。 M.自然發熱 可燃性物質於室溫下，因其表面與空氣中之氧氣接觸，產生氧化反應而放出熱量，當其熱量產生速率為快時，溫度將逐漸升高並加速氧反應，經一段時間後，將使該可燃性物質升高至其自燃溫度，而引發自燃作用。如含油之抹布，堆積過久，且在無足夠通風條件下，因氧化所產生熱量無法消散而引發自燃即為一例。

32 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(十一) N.最低著火能量 O.火焰逸走界限
指以明火點燃可燃性氣體或空氣之混合氣，並能使其引燃而著火所需之最低明火能量，一般最低著火能之數值均很小，故以毫焦耳(mJ)表示之。通常溫度、壓力愈高時，其最低著火能量即行降低，危險性亦隨之增高。如掺入隋性氣體成分時，最低著火能量即行增大之趨勢，可提高其安全性。可燃性氣體之最低著火能量均極低，其中又以乙炔、氫、二硫化碳更低，僅有一點小火花即能引起燃燒、爆炸作用。 O.火焰逸走界限 指火焰之傳播能力，主要係將固定厚度且藉小細縫貫通之隔板隔開之兩金屬製小室充入爆炸性混合氣後，點燃其中一小示後，觀察火焰是否經由細縫而引燃另一小室混合氣之最大細縫值。細縫值愈小，如乙炔、氫、二硫化碳等，表示火焰之傳播力愈強、其危險性亦愈高。

33 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(十二) P.爆炸 Q.爆燃
指因驟然發生化學與物理等反應後，因引發氣體體積之急速膨脹現象。此類快速之物理及/火化學變化轉變成機械能量之過程，常伴隨產生震波及/或封閉材或結構之破壞。爆炸包括爆炸物或易燃性氣體與空氣混合氣所引發之爆炸、化學變化，或由鍋爐或原子爆裂所產生之物理或機械性變化等。 Q.爆燃 為放熱反應中燃燒氣體藉傳導、對流以及輻射作用而大量熱量傳播至未反應物質所產生者，爆燃傳播速率約為300公尺/秒，稍低於音速。一般言之，氣體與空氣混合氣爆燃時所產生之壓力增高倍數最高約可達起始壓力之八倍。惟，如屬氣體與氫氣之混合氣者，則可高達二十倍。

34 叁、火災爆炸相關各詞用語釋義(十三) R.爆轟(震)
指引發發熱反應之物質間存有震波者，其特性為反應區內未反應物質之傳播速率高於音速，放熱反應中化學能量之釋放即能供給震波能量，其燃燒速率可達每秒數千公尺之高。爆震之尖峰壓力較爆炸之最高壓力約大二十倍以上，其峰面戲朝一固定方向爆發而非屬全面性之流體靜壓，故期震波衝擊特別具破壞性。氣體爆震時所產生之壓力增高則約為爆燃之二倍(如發生於氧氣作業環境者，則其壓力增高倍數可達四十倍)，其所產生之壓力雖仍比固或液體爆炸物者為低，但因其反應為超音速，且其壓力無法及時經由摧毀設施結構或破裂盤之過程中釋放，故仍頗具破壞力。

35 滅火器—初期滅火的消防器材 乾粉滅火器 二氧化碳滅火器 海龍滅火器 泡沫滅火器

36 滅火器與滅火作用表（一） 滅火器種類 滅火作用 水 （淡水或海水） 1.高蒸發潛熱，提供大量冷卻能量。
2.某些情況下產生之蒸汽可以變成惰性氣層以阻隔 火焰。 蒸氣 經由排除氧氣與冷卻作用熄滅火災。 氣化性液體 噴在火燄區域抑制燃燒。 乾粉 1.粉末撒在火燄區域，抑制燃燒。 2.乾粉在熱固體燃料表面上熔化，形成隔絕空氣表 皮；兼具物理窒息作用。

37 滅火器與滅火作用表（二） 滅火器種類 滅火作用 泡沫 1.應用於著火性液體的表面，構成「覆蓋層」，能 阻止著火性液體蒸氣逸散，抑制燃燒。
2.阻擋空氣進入火焰；又可經由產生之蒸汽，形成 惰性氣體層；泡沫破滅時，釋出之水具冷卻用； 泡沫內若含惰性氣體，亦可抑制燃燒。 惰性氣體 （如二氧化碳等） 1.減少氧氣含量，具抑制火焰與燜熄燃燒之作用。 2.降低氣體中氧氣含量至最低，抑制燃燒作用。

38 燒傷等級 第一級：僅傷及皮膚外層，引起紅腫和痛苦。 第二級：較深之燒傷，燒傷部份表面將滲出體液，呈現粉紅 色並起水泡。
第三級：嚴重燒傷而穿透皮膚到達皮下脂肪層，燒傷部位可 能變白、變灰甚至呈焦黑，惟因神經末梢亦遭受破 壞，故不會感到疼痛。 皮膚暴露於高溫中可能造成第二級 之燒傷所需之時間如右所示 例如： 熱可由出汗蒸發而消失，但身體或許無法 立即恢復至四周圍溫度，而火災造成之高 溫可能己先摧毀身體之防禦能力。 皮膚 溫度 遭受第二級燒傷 所需之時間 70℃ 1秒 50℃ 20秒 44℃ 6小時

39 肆、工業火災之分類(一) 1.Ａ類火災(普通火災)
普通可燃物如木製品、紙纖維、棉、布、合成樹脂、橡膠、塑膠等發生之火災。通常建築物之火災即屬此類。 可以藉水或含水溶液的冷卻作用使燃燒物溫度降低，以致達成滅火效果。 2.Ｂ類火災(油類火災) 可燃物液體如石油、或可燃性氣體如乙烷氣、乙炔氣、或可燃性油脂如塗料等發生之火災。 最有效的是以掩蓋法隔離氧氣，使之窒息。此外如移開可燃物或降低溫度亦可以達到滅火效果。

40 肆、工業火災之分類(二)ANSI & CNS
3.Ｃ類火災(電氣火災) 涉及通電中之電氣設備，如電器、變壓器、電線、配電盤等引起之火災。 有時可用不導電的滅火劑控制火勢，但如能截斷電源再視情況依Ａ或Ｂ類火災處理，較為妥當。 4.Ｄ類火災(金屬火災) 活性金屬如鎂、鉀、鋰、鋯、鈦等或其他禁水性物質燃燒引起之火災。 這些物質燃燒時溫度甚高，只有分別控制這些可燃金屬的特定滅火劑能有效滅火。(通常均會標明專用於何種金屬)

41 危險物之分類與防範 依據現行勞工安全衛生設施規則第十條之規定危險物包含爆炸性物質，著火性物質、氧化性物質、易燃性液體、可燃性物質以及其他危險物等六大類。 a.爆炸性物質：之硝酸酯類、硝基化合物以及過氧化丁酮等有機過氧化 物。 b.著火性物質：金屬金屬粉，易燃固體、自然性與禁水性物質，及為丁 (D)類物質。 c.氧化性物質：指氯酸鹽類、過氯酸鹽類，無機過氧化物、硝酸鹽類、 固態亞氯硝酸以及固態次氯硝酸等。 d.易燃性液體：所指閃火點低於攝氏65度之液體物質，相當於美國消防 協會(NFPA)所稱1A、1B、1C以及第2類之易燃性與可燃性(著火性)液 體。 e.可燃性氣體：指在常壓攝氏十五度下具有可燃性之氣體，包含氫氣、 乙炔、乙烯、甲烷、乙烷、丙烷以及丁烷等 。

42 粉塵爆炸與防範 可燃性固體之微細粒子懸浮於大氣中，當其濃度達到爆燃下限時，遇到火花或其它明火來源時，即可能產生化學性爆炸作用，即稱為粉塵爆炸。1809年英國華爾憲礦坑爆炸事故，乃為世界首見之粉塵爆炸，但是時卻誤認為肇因於礦坑內積存之甲烷爆炸所致，迄1886年始證明煤礦粉塵卻具有爆炸危險性。爆炸性粉塵包括碳及其製成品、粉狀肥料、固態食物、氧化性金屬類、木質類、合成化學試藥、中間品或成品及農產品與其加工品。 影響粉塵爆炸之因素，除包括其物質本身之化學性質，化學構造以及熱值等性質外，尚包括粉塵粒徑大小、粒徑分佈、形狀、帶電性粒子之表面狀態、凝聚性以及外洩容易性等特性。如含11%以上揮發物之煤碳及極易爆炸；不揮發性物質含量達15~30%以上時，則不易爆炸；粉塵粒子之比表面積越大或粒徑越小者，越容易引爆；與可燃性氣體共存時，其爆炸下限降低；在氧氣環境下，較易爆炸；粉塵濃度越高，自燃溫度亦可能下降；粉塵堆積厚度越高時，其發火溫度反比懸浮粉塵還低；粉塵枝最低著火能量如以火花放電能量測定時，約為10至100mJ；壓力與溫度上升時，爆燃濃度範圍將再擴大，且最低著火能量亦隨之降低。 粉塵之爆炸預防方法與措施仍以移除危險物、採用惰性化措施、消除明火源或溫度、降低養氣分壓以及侷限或抑制最大可能損失範圍包括裝設爆炸牌風氣孔等為主。

43 工業火災之火源與防範（一） 工業火災之火源與防範
由英國防火協會(FPA)、美國防火協會(NFPA)以及美國工廠互助保險公司(EM)多年來對工業火災事故之引起火源與發生原因，所做調查與統計分析之結論，主要工業火災之火源與防範對如下：

44 工業火災之火源與防範（二） 1.電氣(Electrical)
電氣火災主要由於電氣設備(如線路、馬達、開關、電燈以及電熱元件等)的設計、選用、安裝、操作及維護不當或因短路或過載、接觸不良、漏電等等原因所引起，以及工作場所附近存有可燃性液體或氣體，因電器火花引起火災或爆炸。依我國產險公會統計之起火原因中，此項原因亦佔首位。 電氣設備生災害之主要原因如下： a.由於絕緣損壞或斷裂，產生短路；線路過熱破壞絕緣物。 b.線路超載而發生過熱，尤為弱點處如鬆動之接頭等。 c.由於機械失誤或過高的機械負載而產生電氣設備超載。 d.由於通風或冷卻不良發生電器設備過熱。 防範對策： 使用國家標準可認知電氣設備，遵守電氣規章有關安全規定裝設，建立維護保養專責制度，制定自動檢查表格，落辦理並加記錄。對大量儲存與使用可燃性憶體或氣體之場所，採用防爆型之電氣設備。

45 工業火災之火源與防範（三） 2.抽菸(Smoking) 由可燃性物質製造生產、儲存與使用場所內以及附近區域吸煙或亂丟菸蒂，極易引起火災。
防範對策： 應於作業廠所設備「指定吸煙區」，限制吸煙之時間與地點，在明顯位置設置「嚴禁煙火」標誌。尤以危險物質區內更嚴格執行「禁止吸煙」規定，且應無任何菸蒂存在，除加強員工管理外，仍須利用漫畫、標語與集會等各種機會，加強宣導。 3.縱火(Arson) 近年來，故意縱火事件頻仍，而較易發生縱火事件之處所主要為非住宅區與儲存庫房，商業財物為縱火者之次要目標，此外可燃物製成品也為縱火者之重要目標。 足夠之安全設施、圍牆、照明、防闖警報器、警衛巡邏等，可有效減低縱火機會。另外，裝攝偵煙型火災偵測器、自動撒水系統與消防設備，並加定期保養，可有效降低縱火引起之損失。

46 工業火災之火源與防範（四） 4.過熱物質(Overheated materials)
不正常之加工溫度，乾燥作業中著火性液體與物料過度加熱，均易引起火災；使用直接火源或電器加熱之乾燥設備，更易起火燃燒。 a.油氣管線漏油氣造成火災，可藉關油氣來源施行滅火。 b.油田火災可藉炸業驅散可燃性蒸氣達成之。 c.森林火災可藉開闢防火巷斷絕延燒。 d.利用泡沫等滅火劑，隔絕燃料以行滅火。 5.熱表面(Hot surfaces) 可燃物質與著火性液體，暴露於鍋爐、熱管道、排氣管道、電燈或加工中之熱金屬而聚積之熱量，皆會導致火災。 防範對策： 應注意著火性液體管線之安全設計與維護保養，並使用可燃物與各種熱源保持適當距離，加強通風設施，或以絕緣物隔離之。此外，元成作業離開作業場所前，應採取安全確認與檢查作業。

47 工業火災之火源與防範（五） 6.明火(Open flames)
使用手提式火炬、乾燥劑、加熱爐、烤箱，以及其他明火工具(如熔接與切割器具)，於觸及可燃性物質時極易造成火災。 防範對策： 使用明火之設備應採取密閉或隔離措施，否則即應注意作業場所之通風與火焰隔離措施，將火焰遠離可燃物，且在共同作業區內，避免此用移動式明焰設備，以防人為失誤而引發火災。 7.摩擦(Friction) 因機械調整不當所產生摩擦，並使軸承發熱，機械零件磨損。 應適時踢家潤滑劑，機械或設備如有異聲時，應即加調整、檢查或維修。

48 工業火災之火源與防範（六） 8.自然起火(Spontaneous ignition)
煙道與管道中之沉積物、工業廢棄物、含油廢棄物與垃圾等、因本身自然加熱或生物氧或作用是出熱能，再經由內部熱量積蓄而引發密閉或燜燒火災。 防範對策： 廠房經常保持清潔，定期或不定期清除廢棄物，清理煙囪等管道，隔離存放之自然發熱物質。 9.切割與焊接(Cutting and welding) 切割火花與熔化珠狀金屬較易引發火災，小顆粒之熔化金屬可長距離發散，並易滲入小孔隙或結構物內之封閉孔洞，其材料經一段時間燜燒而起火燃燒。 可燃物(尤為著火性液體與氣體)作業場所，應嚴格實施動火工作許可制度，於切割或焊接處移除可燃物或以不燃性遮蓋物、障礙物之隔離之，並將焊切區鄰近地板與牆壁之洞加以遮蓋，以防焊切火花掉入而存有燜燒危險性。動力傳動與輸送帶調整不良、軸承、軸心未對準、機件未對準、傳動軸或輸送帶潤滑不良，均易摩擦生熱，產生足夠的熱能而點燃鄰近的易燃物，包含紡織機棉屑與造紙機粉塵等。此外，工具敲擊所產生火花，易可引發火災。

49 工業火災之火源與防範（七） 10.自然起火(Spontaneous ignition)
煙道與管道中之沉積物、工業廢棄物、含油廢棄物與垃圾等、因本身自然加熱或生物氧或作用是出熱能，再經由內部熱量積蓄而引發密閉或燜燒火災。 防範對策： 廠房經常保持清潔，定期或不定期清除廢棄物，清理煙囪等管道，隔離存放之自然發熱物質。 11.燃燒火花(Combustion sparks) 焚化爐，熔鍊鐵爐、加熱爐、鍋爐、加工設備所用之燃燒火焰，一遇可燃性物質，即易引起火災。 應由設備改善著手，如採用本質安全設備，密閉燃燒系統或火花收及設備等。

50 工業火災之火源與防範（八） 12.延燒(Exposure)
建築物火災易因與鄰近構造物包含倉庫或露天堆貨間之安全距離不足而具延燒危險性，產險公會現規定為延燒兩不同標的物間至少應保持8公尺之間距。惟因各種工廠與物料之危險特性與嚴重性均不同，安全距離自亦有所不同。 設廠時應注意相鄰廠房所必要保留之適當空間作為防火巷，或採取防火牆或以水霧裝置保護之圍牆與防火門窗等。 13.化學反應(Chemical reaction) 石油化學、塑膠化學、製藥以及其他或學品與中間產物之製造過程中，因常涉及著火性液體、蒸氣與不穩定性固體化學品等，製程如有失控，將產生不正常化學反應與分解作用，而導致燃燒或爆炸。 石油儲存槽與氣體工廠中，鋼鐵製設備常與含硫油品反應而產生禭火性硫化鐵，此種硫化鐵租之疏鬆，富多孔性，且內含油氣，焊切時遇到空氣因幟熱而產生爆炸。 防範對策： 應對製造過程中所處理化學品之危險特性等加以充分了解，配合精密儀器之使用，設備適用之控制設備，並重視設備之維修與保養，使於異常狀況下，能提供足夠防災措施等，可有效防範火災事故之發生。

51 工業火災之火源與防範（九） 14.靜電火花（Static sparks）
兩物體相互碰觸或強力分離時，，將產生電荷，當靜電壓高至足能產生最低著火能量時，可引燃鄰近易燃性蒸氣。動力皮帶、輸送帶、油料管線輸送、過濾、混合或繳半等作業均會產生靜電。 防範對策： 靜電產生時，可藉傳導接地法即時移除之，其他包括機械與設備接地，作業區潮濕化，以及空氣離子化等消除靜電法。 15.熔融物質（Molten substances） 熔化金屬與玻璃之作業溫度極高，操作中容易因設備磨損、破裂、設置失當，參雜不良物質或作業錯誤等致耐火材料鬆裂，而造成高溫金屬或材料溢出，損及建物結構、操作纜索與管路等，如洩漏係發生於溼度控制區域時，可能導致水熔性（Water molten）金屬之反應爆炸。 加熱爐或熔鐵爐之耐火材料飾面，應定期以視覺或紅外線偵測器施行檢查作業。

52 工業火災之火源與防範（十） 16.閃電（Lightning） 雷擊與閃電均可因誘導電流之沖激而引發火災。 防範對策：
設置雷電防護系統，將閃電之瞬間大電流採接地或用空中輸送線之靜電力線避免直接受雷擊。戶外電器設備採延伸型接地桿，並以連鎖系統與良好之制動器與波湧電容器（Surge capacitors）防護之。

53 伍、燃燒與滅火基本原理 燃燒與滅火基本原理 燃燒條件 方法名稱 滅火原理 滅火方法 可燃物(固 液、氣、體) 隔離法 搬離或除去可燃物
將可燃物由火場搬離或自燃燒的火燄中除去 助燃物(氧) 窒息法 除去助燃物 排除隔絕或稀釋空氣中的氧氣 熱能 冷卻法 減少熱能 使可燃物的溫度降低到燃點以下 連鎖反應 抑制法 破壞連鎖反應 加入能與游離基結合的物質以破壞或組阻礙連鎖反應

54 工作場所之管理 （一） 工作場所依其所使用，儲存或處置之可燃性物質之著火性分為三大類（即為各類場所消防安全設備設置標準中屬丁類場所者）
1.低度危險工作場所 雖然存有少量可燃性物質，但其延燒速率較慢，可能延燒範圍較小，且僅能產生小區域火災者。此類場所包括教室、辦公室、會議室、總機房、員工宿舍、康樂活動室以及員工餐廳等均是。 2.中度危險工作場所 指儲存一般可燃性固體物質倉庫之高度未超過5.5公尺或儲存可燃性液體物質之閃火點超過60度C之作業場所或輕工業場所。

55 工作場所之管理 （二） 3.高度危險工作場所 指儲存一般可燃性固體物質倉庫之高度超過5.5公尺，或儲存可燃性液體物質之閃火點未超過60度C，且於37.8度C時，其蒸氣壓未超過2.8kgf/cm2者，或可燃性氣體製造、儲存，使用場所或石化作業場所，木材加工業作業場所與油漆作業場所等均是。 工作場所之安全管理即應依據上述分類，分別採用5S（即整理、整頓、清潔、清掃與教養）或其它適用之作法，加強可燃性物質等危險物，包括原料、物料與中間產品、成品以及衍生之廢棄物。

56 火災偵測警報系統 （一） 為使火災爆炸事故能於發生初期，及經由偵測器偵知，以及時採取緊急應變處理措施，控制災害損害之程度，進而將災害與以消除，故一般工商企業之作業場所均需。一般火災偵測警報系統，係由偵測器，警報裝置（包括警鈴、警示燈）以及受信總機等三大部份所構成。 1.偵測器 火災偵測器係利用熱感應、火感應以及煙霧感應等原理、將火災發生之主要產物如煙霧、熱流以及強光等施行偵測之裝置，於火災發生瞬間即能儘早偵測，並立即顯示出其火源之區域。 火災位置之正確偵測，可避免火災發生時，不必要之火場揣測與探索時間，對火災之災害防阻具有正面意義雨季閘。 火災偵測器種類極多，常見者有受熱（含雙金屬片式與流體控制式）；熱電感應式（熱電偶式）；熱導式（利用絕緣導體之溫升可導致電阻下降之原理）；輻射式（如採用紅外線或紫外線之光感應式）；光干擾型（利用光電板偵測煙霧或火災粒狀物濃度者）以及電離式（利用空氣離子化偵測可干擾偵測器電流之煙霧粒狀物濃度者）等偵測器。惟，各類型之火災偵測器均應定期維護保養、檢查與檢修。

57 火災偵測警報系統 （二） 2.通報器 通常可分為聲響警報器及顯示型警報器二大類，聲響警報器包括如銅鑼、警鈴、三角鐵等手動警報設備與自動警報裝置（自動警鈴）；顯示型警報器一般均使用警示燈。 3.受信總機 將火災偵測器所偵得之輸出訊號予以顯示之裝置，故應設置於二十四小十軍有人留守之處所，如值日（夜）室、管制室或管制中心以及警衛室等。受信總機接到火警訊號時，應能指示火災發生處所，並同時作動火警警報器，發出火警訊號。

58 將火災偵測器所偵得之輸出訊號予以顯示之裝置，故應設置於二十四小時均有人留守之處所，如值日（夜）室、管制室或管制中心以及警衛室等。受信總機接到火警訊號時，應能指示火災發生處所，並同時作動火警警報器，發出火警訊號。 傳統受信總機 類比智慧型控制主機

59 電系統消防安全 P 型火警系統摸擬盤

60 電系統消防安全 R 型火警系統摸擬盤

61 消防設備 （一） 目前最常用之消防滅火劑主要有消防砂、消防水、乾粉、二氧化碳或惰性氣體，海龍或替代品，及泡沫等。 1.消防砂
一般多用於建築物火災或低受害作業之初期滅火用。 2.消防水 最通用且有效之滅火劑，具有冷卻、悶熄、乳化與稀釋等作用。惟因自然水含有雜質且具有導電性，故用於高壓電力設備獲救時，具有感電危險性。 3.乾粉 係由極細之粉狀碳酸氫鈉（普通乾粉），碳酸氫鉀（紫燄乾粉），氯化鉀、尿素或磷酸胺（特殊乾粉）等為主要成份，再添加1~2%金屬硬脂酸鹽、磷酸三鈣或矽脂等抗結塊與提高流動性用添加劑等所製成。乾粉在低溫與常溫時相當穩定，然仍有部份添加劑在高溫時會因熔化而黏稠化，故其儲存溫度不可超過120度F。 乾粉主要分為普通乾粉、紫燄乾粉、多效乾粉，超級K乾粉及特殊乾粉等。

62 消防設備 （二） 4.泡沫 泡沫主要有舊式之化學泡沫（利用碳酸氫鈉與硫酸鋁等起泡劑構成）與現行通用之機械泡沫（又稱空氣泡沫）兩種，機械泡沫係由動植物蛋白或合成化學品為主要成品組成之泡沫濃縮液，稱為泡沫濃液。一般，泡沫濃液依分為3％與6％兩種；或分為2％與4％兩種，其用途則依滅火作業需要決定之。 5.二氧化碳或惰性氣體 二氧化碳滅火設備，可分為輕便手提式滅火器與固定室滅火系統兩大類，可用魚乾洗工廠、噴漆與烤爐發電機、印刷機、浸漬槽、船舶貨倉、以及化驗室與蚌浦等作業場所。 此外常用之惰性氣體則尚有氮氣與消防蒸氣等低價格氣體。

63 消防設備 （三） 6.海龍或替代品 主要為鹵素之碳氫化合物，故亦稱氣化性液體，當觸及火焰時即行氣化，因此具有冷卻、抑制與窒息等三種滅火作用，滅火後不會污損設備為其特點，並可供手提式與固定式滅火系統之用。海龍滅火劑之氟元素可增強C-C1與C-Br之結構強度而不具離子化且不具導電性作用，故特別適用於電器火災。採用。其中，Halon1301專供為系統式；1211則供為手提式用。為確保人員安全，美國消防協會規定Halon1301使用於公眾活動場所十隻最高設計濃度可高達10%；如於非經常停留性場所則可高達15％；但Halon1211則規定不可使用於公眾活動場所。

64 陸、逃生方法（一） 吾人雖能自行規劃設計階段開始，即行納入各項防火防爆技術與措施，防範事故發生於未然，並於操作、維護階段再加強各項操作安全訓練、維護保養、安全檢查與防災措施，然仍難以安全免意外事故發生，帶來人員傷害及財產損失。 為免事故發生時，造成眾多人員之傷害、 死亡以 及財物損失，故吾人應隨時注意加強操作人員之緊急應變處理能力，平時即做好事故模擬應變計畫與演練，應參考下述做好逃生規劃： 。 。

65 陸、逃生方法（二） 1.做好防火區劃，將高危險性作業場所分隔成一單 獨防火區域，加強防火、耐火結構，使火災發生
時能侷限於一小區域內，火勢不一致四處蔓延。 2.依下述原則裝設安全門： a.安全門應用耐火材料製造，且應具良好之氣密 性；如非使用耐火材料時，其外表則應加包一 層金屬材料。 b.安全門應向外開，且能直接通室外空地或安全 梯。 c.安全門應裝設由室內略施壓力推動，及能自動 向外開啟之自動安全門，且不得裝設門栓或普 通鎖。 。 。

66 陸、逃生方法（三） d.安全門與工作地點之距離，最遠不得超過35公 尺。 e.每一安全門之寬度不得小於1.2公尺，高度則不 得低於2公尺。
c.除教育、醫護、戒護、旅館、住宅、商店及公 共場所等可僅裝設一安全門外，工作場所人數 在200以下者，均應裝設二個安全門；工作場所 人數超過500人以上至1,000人應裝設三個安全 門；人數超過1,000人以上則應裝設四個安全門 。 。 。

67 陸、逃生方法（四） 3.進行消防與緊急應變規劃與編組，定期辨理教育 訓練與不預警演練，實施防火消防安全檢查，配 備適用之防火設備與系統。
4.規劃逃生路線、避難通道、避難出入口、並裝設 逃生指示燈，標誌及緊急照明設備等。 5.裝設安全梯或逃生設備 一層樓以上之建築物，除應裝設安全門外，應再 依建築技術規則規定設置可安全直通地面層空地 之安全梯，逃生袋或緩降機等逃生設備。其主結 構仍應採用防火或耐火材料，寬度應足以容納全 部來自逃生門之逃生人員所需（一般約一公尺以 上）。上述安全梯及出入口通道等，均應設置適 當之照明（含緊急照明）設備。 。 。

68 柒、結論 近年來國內外火災爆炸事故頻繁，每次事故往 往均造成為數不少之人員傷亡及龐大之財物損失。
人員出入頻繁火災潛在危險性較高之行業，與員工 人數較多之工商業界作業場所更應主動認知火災預 防與抑制之重要性，積極加強各項適用之防火防爆 措施，方能防範事故發生於未然，如再配合足量有 效之救災設備與配合措施，則一旦仍有火災爆炸事 故發生時，方能將人員財物之損害降至最低程度， 並能於災後即早恢復正常營運，減低營運中斷損失 ，追求企業之安全生產與永續經營。 。 。

69 EFERENCES 1.