火災理論 (一)

作者:陸維良

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火災理論 (一)

火災理論 (一)

 

一、火災意義概述

          違反人的意思或縱火而有滅火必要的燃燒現象,說明如下:

    (一) 違反人的意思

          係指過失或通稱之失火現象,以一般人為準,對其行為應注意能注意而不注意(過失),其結果導致意外之燃燒現象發生或擴大,或者因某種原因產生燃燒現象,而違反社會常理上之公共利益,明顯與眾人之意思不符者。

    (二) 有滅火必要的燃燒現象

          1.不以失火者或縱火者本人之主觀認定為依據,也不以實際有無滅火動作來認定。

          2.依社會常理之客觀判斷,不以燃燒物之經濟價值為判斷依據,而以產生公共危險或可能產生公共危險加以認定,或由消防人員客觀判斷其是否有滅火之必要。

          3.有無延燒之危險:必須基於社會大眾上一般的認知,客觀判斷其是否會產生公共危險的燃燒擴大情形。

二、燃燒學與火災學差異性

    (一) 燃燒學

          主要針對燃燒過程、現象及影響等相關之討論,比較偏向化學、熱力學等之理論科學。

    (二) 火災學

          實為一門應用科學,包含要了解化學、物理、天候、電氣及建築等相關知識。藉此才能預防火災造成之災害及了解如何處理災害。

三、火災之認定方式

          由於過去我國火災判定係採高標準認定,導致火災次數與鄰近國家相較,出現相對低估現象,除無法突顯消防人員火災搶救績效,並易造成消防政策制定之盲點;為與國際接軌,我國在 106 年實施 A1、A2、A3 新式火災認定方式。

    (一) 主要分類

          1.A1 類火災案件:造成人員死亡之火災案件。

          2.A2 類火災案件:造成人員受傷、涉及糾紛、縱火案件或起火原因待查之火災案。

          3.A3 類火災案件:非屬上述 A1 類、A2 類之火災案件。

四、引燃

    (一) 定義

          引燃行為是產生燃燒 / 火災的關鍵,在室溫下對氣體、液體及固體可燃物引燃行為所需的條件。

    (二) 氣體可燃物

          1.濃度(組成)條件:

             可燃性氣體若要發火,氣體必須具有與空氣混合成一定比例,達到燃燒範圍以內才能燃燒之特性,此即為氣體發火之。混合氣體之燃燒範圍愈廣、燃燒下限愈低者,愈易燃燒,危險性愈大。

          2.能量條件:

             (1)發火溫度:

                  指物質發火,必須要到達一定溫度點以上,才可能產生發火,而此一溫度點,通常被稱為「發火點」。

             (2)最小發火能量:

                  A.係指讓氣體發火的火花,需具有的最低能量值,通常以 h 表示。

                  B.公式:

最小發火能量

1

h = ──  CV2

2

 

項目 代號 單位
發火能量 h J(焦耳)
電容量 C F(法拉第)
電壓 V V(伏特)

    (三) 液體可燃物

          1.濃度(組成)條件:

             液體蒸發或受熱分解後,有足夠量的可燃性蒸氣與空氣混合,並達燃燒範圍以內。

          2.液體之燃燒與溫度有關:

             當溫度愈高時,蒸氣愈容易發生,燃燒也愈易發生。

          3.能量條件:

             液體之發(引)火,必須達發(引)火點以上,才能夠形成 發(引)火。而當液體之溫度低於發(引)火點以下時。即使有火源接近,亦不致造成發(引)火危險。

    (四) 固體可燃物

          1.濃度(組成)條件:固體因本身熱分解,產生足夠量的可燃性蒸氣,與空氣混合成一定比例,此混合氣體一旦接觸火源即產生燃燒現象。

          2.影響因素:

             (1)依各固體熱分解速度。

             (2)溫度:當給予之溫度愈高時,熱分解之速度也將愈快。

             (3)熱能:當物質本身熱分解所需之熱能愈高時,則該物質受熱分解之速度將愈慢。

    (五) 影響引火之因素

          1.燃燒與爆炸界限(範圍):

             (1)可燃性氣體及揮發性液體之蒸氣,將其置於容器內與空氣混合,需在一定混合比率範圍始能燃燒,當混合氣體如超出燃燒界線,則難引火。關於混合到適合進行燃燒的燃燒範圍,有認為可將其與能量條件並稱為燃燒所需要的濃度條件。

項目 定義
燃燒下限 (LFL) 氣體或蒸氣混合而成的可燃性氣體在空氣中需要至少佔一定體積百分比才能燃燒
燃燒上限 (UFL) 氣體或蒸氣混合而成的可燃性氣體在空氣中超過一定體積百分比不能燃燒的(否則壓縮到助燃物氧氣的比例)

             (2)爆炸界限與燃燒界限同理,是可燃性氣體在空氣中佔一定體積百分比範圍時,能產生爆炸,也一樣有爆炸上、下限。

             (3)體積百分比會受到環境的溫度或是壓力影響,因此可燃性氣體在各個環境中的體積百分比會有相當的差異。另外目前普遍對於燃燒界限的觀測是以化學理論濃度(當量濃度)為主,因此現實中對於物質的燃燒界限與計算出來的燃燒界限會有些許落差。

          2.著火能量:可燃性蒸氣與空氣混合時,即使在燃燒範圍,若無足夠熱能也無法發火,此種使其發火之最小能量,即稱為著火能量,有將其比為能量條件與前述組成條件並列為兩大燃燒條件。

          3.沸點:一般係指以一大氣壓下,液體沸騰時成為氣體的溫度,稱為沸點。而沸點越低,則液體越容易氣化,若氣化時釋出引火性蒸氣與空氣混合,則在常溫中亦容易引發火災或爆炸。

 

 

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