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1、1,消防安全,2,前 言,近來大分部、大學的化學實驗室都分別傳出火警，造成不少生命財產之的損失，更突顯出實驗室防範火災和爆炸之重要性。 國外新進國家之實驗室，必須配置相當技能之技術指導人員，對於進行實驗之學生，除了技術指導外，尚包括安全管理與教育訓練，雖然不能達到工業單位之安全管理水準，但維護安全之意識和概念絕對不能沒有。 防範實驗室火災爆炸，需從理論談起，因為火災爆炸不會憑空發生，其所以會發生實際上必須具備某些要素，才可能發生。,3,火 災,4,火 災,何謂火災？ 火災通常具備以下之三要件： 1.造成火災之主體火。 2.因失控或縱火致使火控大成災。 3.必須用滅火設備滅火，造成損失。 何謂火
2、？ 所謂火，就是燃燒之現象。,5,燃 燒,何謂燃燒？ 燃燒就是可燃物與助燃物(還原性物質與氧化性物質)起化學反應，此種化學反應須為生熱反應，且生熱之速度大於散熱之速度，如此一來則使反應系之溫度上升，終於發出光，而為人的感官眼睛感受到，持續五秒以上。,6,燃 燒 之 要 件 (1),燃燒之要件：要發生燃燒，一定要滿足兩大要件，一是濃度條件，另一是能量條件。 濃度要件 要發生燃燒，一定要使可燃物質在適當之濃度範圍，特別是氣體或蒸氣，如果濃度太濃或太烯薄，都不會發生燃燒，充其量只發生化學反應。這適當之濃度範圍就稱之為燃燒或爆炸範圍。 燃燒或爆炸下限：會發生燃燒或爆炸之最稀薄之濃度界限。 燃燒或爆炸上
3、限：會發生燃燒或爆炸之最濃厚之濃度界限。 氣體或蒸氣之下限越低越危險，上下限範圍越寬越危險。如果以X1表示其下限，X2表示其上限，則危險性H可用下式表示： H=(X2-X1)/X1,7,燃 燒 之 要 件 (2),能量要件 當物質滿足濃度要件時，如果給予適當之能量，就會發生燃燒或爆炸，給予燃燒或爆炸能量之來源，就稱為著火源，也就是俗稱之火源。 著火源之種類：1.明火 2.高溫表面 3.摩擦撞擊 4.化學反應能量5.電能 6.絕熱壓縮 7.光能 。 發生燃燒或爆炸所需之最小能量就稱為最小著火能量(MIE)，小 於此一能量則燃燒爆炸將不至發生，這在防爆上相當有用，如果 能設計使裝置之發生能量不超過
4、MIE，則可防止發生燃燒爆炸。,8,燃 燒 之 要 件 (3),燃燒三要素？ 燃燒四要素？ 1.可燃物 2.氧(助燃物) 3.熱能(溫度) 4.連鎖反應,可燃物,助燃物,熱能,連鎖反應,9,燃 燒 種 類,燃燒之種類有哪些？ 1.由燃燒相分類，燃燒可以分為： 氣體、液體和固體燃燒。 2.由燃燒反應物質有否預先混合好來分，燃燒可以分為： 預混合和擴散燃燒 3.由燃燒之性質及過程分，燃燒可以分為： 蒸發、分解、表面、混成、有焰無焰、穩定不穩定、 均勻不 均勻、完全不完全、紊流層流燃燒,10,火 災 種 類,火災由時間分為：白晝、夜間與深夜火災；由發生場所分為：高樓、地下建築、工廠、都市、木造建築、
5、船舶、航空火災等。 一般為火災搶救方便，通常係由發生燃燒之物質將火災分為四類。 1.一般普通火災。 2.油類火災。 3.電器火災。 4.化學火災。,11,火災對人之危害1,氧氣耗盡(Oxygen depletion) 一般人類慣於在大氣之21%氧氣濃度下自在活動。 1.當氧濃度低至17%，因血液中氧分壓降低，肌肉功能會減退，此為缺氧症(Anoxia)現象。 2.在1014%氧氣濃度時，人仍有意識，但顯現錯誤判斷力， 且本身不察覺。 3.在68%氧氣濃度時，呼吸停止，將在68分鐘內發生窒息 (Asphyxiation)死亡。,12,火災對人之危害2,火焰(Flame) 燒傷可能因火焰之直接接觸及
6、熱輻射引起。皮膚若維持 在溫度66(150)以上或受到輻射熱3W/cm2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。,13,火災對人之危害3,熱(Heat) 熱對於燃燒系內及鄰接區域之人員皆具危險性。 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)。 對於呼吸而言，超過66(150)之溫度便難以忍受，此溫度領域可能會使消防人員救援及室內人員逃生遲緩。 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。,14,火災對人
7、之危害4,毒性氣體(Toxic gases) CO、 CO2、HCN、 NO、 NO2、 NH3 SO2、 H2S、 COS、 CS2、HCl、 HF、 HBr 烷、烯、苯、酚、醛、丙烯醛、甲醛、聚縮醛、甲酸，乙酸 氣體之毒害性可分為三類： 窒息性或昏迷性成分。 對感官或呼吸器官有刺激性之成分。 其他異常毒害性成分。,15,火災對人之危害5,煙(Smoke) 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
8、長驚慌狀況，因為它有視線遮蔽及刺激效應。在許多情況，逃生途徑上之煙往往比溫度更早達到令人難以忍受程度。,16,高樓建築物火災之特性,濃煙密布。 高溫炙熱。 延燒快速。 不易逃生。 搶救困難。,17,地下建築物火災之特性,地下建築物火災，除上述與高樓火災相似特徵外，尚有下列特殊之處？ 1.地下建築物火災現場瞬息萬變。 2.搶救工作危險重重。 3.火點發現困難。 4.對火勢之發展頗難掌握。 5.水損嚴重。,18,氣體火災,可燃性氣體如果噴出或洩漏後形成蒸氣雲再遇著火源就會發生爆炸，但如果是在剛噴出時就著火，則僅形成向該方向噴出的火災，此為其特性。 可燃性氣體發生火災一定要衡量是否可以像一般火災一樣
9、加以撲滅而不會發生更大的災害，因為火雖然滅熄了，但氣體依然還不斷的洩漏出來，無法立即加以關閉時，會形成大量易燃性混合氧，遇到附近的火源或高溫表面將引發爆炸，所以關閉或止住洩漏並進行冷卻，才是搶救氣體火災之正道。,19,實驗室氣體火災種類,氫氣鋼瓶一但發生外洩，往往均會引起火災或爆炸，這是由於氫氣之爆炸範圍在4.75% ，下限很低，爆炸範圍又廣，且大部分均以壓縮氣體之狀態存於壓力容器中，一但外洩，時，因其電阻值高，與噴氣口摩擦極易產生火花，更因夾雜鐵銹等雜質而更易引燃，故氫氣應儘量防止其洩漏，一旦洩漏，則必須以斷絕氫氣源來滅火，並以水霧防護相關之高壓設備。 乙炔、液化石油氣鋼瓶。,20,電器火災
10、1,電器火災是與電有關之設備或通電之設備，因某種原因使正常之迴路發生異常生熱，致著火成災謂之。這種火災在搶救上除了已經斷電之情形外，由於有發生感電意外之可能，所以要特別注意。 人為因素：因為人為因素所引起之電器火災，可能因為故意或過失而發生，不論是故意或過失，其原因不外是施工不良、使用不適當之替代品、管理不善、製品品質不良、違規違章用電、法令不備、公權力不彰等，我國之電器火災大部份都是因為人為因素所引起的。 環境因素：易造成電氣火災之環境因素包括雷擊、靜電、含鹽分之濕氣(鹽霧)引起之閃絡。,21,電器火災2,設備因素：因設備因素所引起之工廠內電氣火災又可分為電器設備本體引起之火災及電器設備相關
11、電源迴路引起之火災。 電器設備本體引起之電氣火災包括： 1.電熱照明與電磁輻射過熱。 2.電動機械過熱。 3.電動機欠相、低頻、低壓、反饋燒損。 4. 電器設備及附屬設備不良引起。,22,電器火災3,電器設備相關電源迴路引起之火災： 1.電器迴路之接觸不良、短路、斷路。 2.電器設備及電路過負載。 3.電器火花電弧閃絡。 4.電器設備及附屬器具配合不良或接觸點鬆動。 5.電器設備及附屬器具絕緣不良、漏電等。,23,爆 炸,24,爆 炸,何謂爆炸？ 爆炸係壓力之快速產生，並釋放至周圍壓力較低之環境，因氣體快速膨脹，擠壓空氣或容器壁摩擦，發出聲響，通常造成破壞。,25,爆 炸 種 類,由爆炸時物質
12、之相分，爆炸可分為： 氣體、液體與固體爆炸 由爆炸之特性分，工業上之爆炸可分為： 物理性爆炸 (爆裂) 化學性爆炸 (爆燃、爆轟) 物理化學性爆炸,26,物理性爆炸,物理性爆炸特徵為爆炸現場通常無燃燒痕跡，並且傷者衣服無大面積燃燒痕跡。 輪胎爆炸、電線過負載爆炸、火山爆炸、水蒸氣爆炸、 突沸(沸騰液體膨脹蒸氣爆炸-BLEVE) 儲槽在施氣體耐壓試驗失敗所發生之爆炸等，皆屬於物理性爆炸。,27,化學性爆炸,化學性爆炸特徵為爆炸現場有燃燒之痕跡，且傷者有大面積燃燒痕跡，這是因為燃燒之化學物質爆炸燃燒波於受難者四周展開，導致皮膚表面積大面積燒傷。 氣體爆炸、霧滴爆炸、粉塵爆炸、分解爆炸、聚合爆炸、反
13、應性失控爆炸、可燃性蒸氣爆炸。,28,物理化學性爆炸,物理化學性爆炸是同時或順序發生物理及化學性爆炸。 例如：液化氣體因某種因素造成壓力低於其臨界壓力或溫度身高至其臨界溫度以上時，由於無法維持液體狀態而急速蒸發體積膨脹造成沸騰液體膨脹蒸氣爆炸(BLEVE) ，這是物理性爆炸部份；如果此種蒸氣屬於可燃，接觸外部之著火源後，又會發生開放空間之蒸氣雲爆炸(UVCE) ，形成火球，這是化學性爆炸部分；兩部分緊接著發生，因之稱為物理化學性爆炸。,29,實驗室水蒸氣爆炸1,如果使水突然全部蒸發成水蒸氣，其體積將比液態時增加幾乎達1700倍，甚為驚人，比起一般烷類（如液化石油氣）之300倍左右，其膨脹倍數甚
14、為巨大，一般都認為甚為安全的水，如果突然瞬間全部蒸發，則有可能發生水蒸氣爆炸。 實驗室中難免會有熔融金屬物質之情形，如果不慎將該熔融金屬掉落之適量之水中，則將可能發生前述之水蒸氣急速膨脹而造成爆炸。,30,實驗室可燃性蒸氣爆炸2,實驗室曾經發生酒精燈爆炸之火災意外，酒精燈在使用中，因為火焰的加熱會使溫度徐徐上升而增加在酒精燈酒精液面上蒸氣之量，當酒精蒸氣濃度高的時候尚無問題，可是如果酒精燈之燈芯蓋被打開，空氣進入酒精燈內部，且飛散出來之蒸氣與空氣之混合氣又被燈芯等高熱部分引燃，此時火焰進入酒精燈內部就可以引起爆炸，使得酒精噴濺燃燒而成火災。,31,密閉容器加熱引起之爆炸3,密閉之容器如其中含有
15、空氣或其它氣體如果因特別之因素受到加熱則會造成內部空氣之膨脹而使壓力升高當壓力 升高超過開容器所能承受之限度時就會炸開造成爆炸意外；如果內部氣體為可燃性將會擴大意外之嚴重性。,32,物質化學反應引起之爆炸4,很多物質預水會劇烈反應，如果數量過多，產生之熱量大並引起所生可燃性氣體之燃燒，造成氣體膨脹迅速，就會發生爆炸。 鈉在潮濕的空氣中就可能發生反應，所以要放置於煤油中，如果鈉與雨水接觸，就會劇烈反應。,33,物質化學反應引起之爆炸5,氯酸鉀或過氯酸鉀為過氧化物可以提供大量的氧，如果與可燃物混合，可以提高其燃燒進而由燃燒演變為爆炸。 化學實驗室都知道要稀釋濃硫酸的時候不可以將水倒進濃硫酸，而是應
16、該將濃硫酸少量緩緩加進水中，否則可能發生爆炸。,34,如何防止火災爆炸發生,瞭解所處理物質之特性。 例如：物理化學特性、爆炸上下限、閃火點、所需最小著火能量、是否屬預混合氣體或物質。 現場溫度、壓力、氧濃度與溼度等環境狀況，瞭解因該等狀態對物質造成之危險性變化。 現場可能存在之著火源及其能量之大小，並採取消除該能量造成危險之相對防範措施。,35,實驗室之消防安全設備,林智賢,36,第一部份：消防安全設備之種類,消防安全設備種類就用途及功能區分，可區分為： 一、滅火設備。 二、警報設備。 三、避難逃生設備。 四、消防搶救上之必要設備。 五、其他經中央消防主管機關認定之消防安全設備。,37,一、滅火設備,滅火設備：指以水或其他滅火藥劑滅火之器具或設備。 （一）滅火器、消防砂。 （二）室內消防栓設備。 （三）室外消防栓設備。 （四）
