預防與搶救 (一)
作者：陸維良圖片來源暫無說明
預防與搶救 (一)
火災特性及其關聯因素
一、火災之特性
(一) 火災的成長性（擴大性）
供給足夠的助燃物與可燃物，火勢會隨著時間持續成長，理論 上火災具有不斷變化及無限擴張之可能性，在不受外力的干擾之下，延燒之面積與經過時間之平方成正比。
1.火焰成長之類型：
一般將火焰成長之類型區分為穩態成長火災、時間次方成長火災二種類型。
| 火焰成長之類型 | 與時間關係 | 代表性火災種類 | |
|
穩態成長火災 （Steady state） |
燃燒之釋熱率已達到穩定狀態，跟燃燒時間長短無明顯關係 | 油類火災 | |
| 時間次方成長火災 | 時間之平方火災 | 火災成長過程與時間平方成比例關係 | 傢俱類火災 |
| 時間之平方火災 | 火災因燃料多，導致釋熱率以時間之 n 次方之速度成長 | 倉庫火災 | |
2.建築物火災 t² 成長理論：
係指燃料燃燒時釋放出的熱量與時間的平方成正比，此關係一直持續到燃料燃燒殆盡或釋熱率達到最大值時為止。
| 公式 |
Q=α(t–t0)2 |
|
|
t Q=( ── ) 2 K |
||
| 項目 | 代號 | 單位 |
| 釋熱率 | ( Qp則是指燃燒 釋熱率峰值 ) | A 公式以 kW 為單位 |
| B 公式以 MW 為單位 | ||
| 火災成長常數 | α |
kW/s2 |
| 火災經過時間 | t | s |
| 火災醞釀時間至起火現象發生時間 |
t0 |
s |
| 火災成長常數 | K |
s/MW1/2 |
(1) 依據 NFPA72 之定義，以火災成長常數 K 值區別火災成長之快慢：
| 區分 | 火災成長常數 K(s/MW1/2) |
| 慢速 (Slow) 成長火災 | 600 |
| 中速 (Medium) 成長火災 | 300 |
| 快速 (Fast) 成長火災 | 150 |
| 極快速 (Ultrafast) 成長火災 | 75 |
(2) 使用火災成長常數值 α 區別火災成長之快慢：
| 區分 | 火災成長常數 α(kW/s2) |
| 慢速 (Slow) 成長火災 | 0.0029 |
| 中速 (Medium) 成長火災 | 0.0117 |
| 快速 (Fast) 成長火災 | 0.0468 |
| 極快速 (Ultrafast) 成長火災 | 0.1876 |
※ 補充說明
|
建築物火災 t² 成長理論之實例 若一建築物火災以快速（fast）成長，達到燃燒釋熱峰值 Qp=4MW 時，需要時間為？ t 1. 公式：Q=( ── ) 2K 2. 實例運算：透過 NFPA72 之定義，以火災成長常數 K 值，快速（fast）成長之 K 值為 150，因此達到釋熱率峰值 Qp=4MW 的時間，代入公式，t=300 3. 結論：在火災快速成長模式中，需要 300 秒時間，可達到釋熱率峰值 4MW |
(二) 火災的不安定性（變化性）
火災受氣象、建築物構造、地形、燃燒物體等多重因素之影響，未必能夠完整預測火災或是火場的發展走向。
(三) 火災的偶發性（突發性）
火災若非人為造就，通常是突發狀況，無法事先預測何時何地會發生。因此現代科技輔助下，裝設火警系統以及完善救災系統能盡量將火災的偶發性導致的災害影響到最低。
二、氣象之相互關係
(一) 氣象對火災之影響
氣象是影響火災的重要因素，火災之發生、變化及成長皆與氣象因素有關，如下之敘述：
1.風對火災之影響：
(1) 一般而言，下風處的火勢快速蔓延，甚至造成飛火（火勢之火星飛濺擴大延燒範圍）；上風處延燒速度較緩慢，故火災發生時，下風處通常較上風處有較高之危險。
※ 補充說明
|
風速與延燒速度 下風處之風速： 若為 10 ｍ /sec，則延燒速度約為 4 ～ 5m/min 若為 15 ｍ /sec，則延燒速度約為 6 ～ 10m/min |
(2) 另根據日本學者矢島安雄等之調查研究結果，可歸類結果如下表：
| 風速若小於 5 ｍ /s 時 | 下風之延燒速度約為上風之 2 至 3 倍 |
| 風速若介於 5 ｍ /s ～ 13 ｍ /s 時 | 下風之延燒速度約為上風之 3 至 4 倍 |
| 風速若超過 13 ｍ /s 時 | 上風之延燒速度幾近於零 |
| 風速若超過 16 m/s 時 | 飛火距離與風速成反比 |
2.濕度對火災之影響：濕度低，物體乾燥使其較易燃燒，反之則較不易燃燒，濕度低時起火件數相對地增加。
(1) 絕對溼度：每立方公尺空氣所含水蒸氣質量，即水蒸氣密度，單位為 g/m³。
(2) 相對濕度：即空氣中實際含有之水氣量，與相同溫度下可含最大水氣量之百分比。相對濕度值愈小，火災發生頻率愈高。
(3) 實效濕度：當日濕度加上過去相對濕度之影響值，表示之濕度。
|
He ＝ (1 － r)(Hm ＋ rH1 ＋ r2 H2 ＋ r3 H3⋯⋯.+rnHn) |
|
He：實效濕度 (%) Hm：當日相對濕度 (%) Hn：n 日前之濕度 (%) H1：一天前之相對濕度 (%) H2：兩天前之相對濕度 (%) H3：三天前之相對濕度 (%) r：過去濕度之影響（一般火災r＝0.7；森林火災r＝0.5） |
(4) 日本法令規定，當實效濕度在 60% 以下，或實效濕度在 35% 以下且風速超過 7m/s 以上時，就需發布火災警報。
3.根據研究，氣溫與起火無相當關係；風速也與火災發生頻率沒有明顯關係，但風速越快，飛火發生機率會提高。
(二) 火災對氣象之影響
1.火災現場之氣流，按氣層變動情形，分為兩類：
| 氣層狀態 | 空氣分層 |
| 安定氣層 (Stable Air) | 上熱下冷：上層空氣熱而輕；下層空氣冷而重，空氣層按溫度如此分布為反象狀態 |
| 不安定氣層 (Unstable Air) | 上冷下熱：下層空氣熱而輕；上層空氣冷而重 |
2.安定氣層與不安定氣層之特色：
| 氣層狀態 | 空氣分層 |
| 安定氣層 (Stable Air) |
• 容易形成反象氣層 • 愈接近地面處之反象氣層，減低火勢之延燒力 |
| 不安定氣層 (Unstable Air) |
• 增加火勢之延燒力 • 通常會有產生亂氣流、突發性陣 風、對流氣流、雷風暴、旋風、 火災暴風 |
三、火災統計與紀錄
(一) 火災統計要點
1.火災傷亡人數。
2.火災地區特性。
3.火災財務損失。
4.火災地區人口數統計。
5.火災發生次數之紀錄。
6.防火教育宣導與訓練情形。
7.消防檢查記錄與處理情形。
8.其他統計要點。
(二) 火災預防之功用
1.提供民眾對火災認知，作為火災預防之參考。
2.作為消防安全設備設置及適用性重要參考資訊。
3.作為消防管理改善之參考，以預防火災發生。
4.其他火災預防上之用途。
試題練習
1. 火災一旦發生會不斷燃燒，同時受到當時現場之物質、建築、地形，以及氣候之影響而變得難以預料，此為火災下列那種特性？
(A) 擴大性 (B) 變化性 (C) 偶發性 (D) 危險性
Ans：B
2. 實效濕度之公式為 He=(1 − r)(Hm+rH1+r2 H2+……+rn Hn)，其中 Hm 是當日濕度、Hn 是 n 日前之濕度、r 是過去濕度之影響，若昨日之實效濕度為 70%，今日之相對濕度為 45%，r 取 0.7，則今日之實效濕度為多少？
(A) 62.5% (B) 60% (C) 52.5% (D) 50%
Ans：A
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