[{"data":1,"prerenderedAt":73},["ShallowReactive",2],{"q-fire-106-1-fire-science-030":3},{"subject":4,"subjectSlug":5,"subjectKicker":6,"subjectShort":7,"question":8,"related":27,"sameNumber":52,"hasEssay":26},"火災學概要","fire-science","火災學 · Fire Science","火災學",{"id":9,"webId":10,"year":11,"session":12,"subject":4,"number":13,"stem":14,"options":15,"answer":20,"answerNote":21,"images":22,"imagesPending":23,"lawTimestamp":11,"explanation":24,"explanationDeep":25,"freq":12,"indexable":26},"fire-106-1-火災學概要-030","fire-106-1-fire-science-030",106,1,30,"依照 McCaffrey 火羽流理論，下列何者正確？",{"A":16,"B":17,"C":18,"D":19},"高度越高質量流率越大","高度越高向上流速越大","高度越高溫度越高","依照質量守恆定律，各參數應不隨高度變化","A",null,[],false,"本題考點：McCaffrey 火羽流（fire plume）理論中，質量流率、流速、溫度三者隨高度的變化趨勢。\n【正解理由】依 McCaffrey 火羽流分區理論，火羽流在上升過程中持續由周圍捲吸（entrainment）冷空氣，捲入的空氣質量隨高度累積，故質量流率隨高度單調增加；同時被捲入的冷空氣稀釋並冷卻了燃燒氣體，使浮力驅動力減弱，因此在間歇火焰區以上，向上流速與中心線溫度均隨高度遞減。四個選項中僅「高度越高質量流率越大」符合捲吸機制，故選 A。\n【逐項排除】\n(A) 高度越高質量流率越大：捲吸使周圍空氣不斷加入火羽流，通過任一水平截面的質量隨高度累加，敘述正確，為正解。\n(B) 高度越高向上流速越大：僅在連續火焰區底部因浮力加速而成立，進入浮力羽流區後流速隨高度以 z^(－1\u002F3) 遞減，作為通則敘述錯誤。\n(C) 高度越高溫度越高：與捲吸稀釋的事實相反，浮力羽流區中心線溫升約以 z^(－5\u002F3) 衰減，越高越冷。\n(D) 依照質量守恆定律，各參數應不隨高度變化：質量守恆規範的是系統整體，火羽流是開放邊界、可與外界交換質量的流場，捲吸本身即不違反守恆，此敘述誤解守恆定律的適用範圍。\n【記憶點】火羽流越往上「越胖、越慢、越冷」——質量增加，速度與溫度都下降。","McCaffrey 於實驗中以無因次高度參數 z\u002FQ^(2\u002F5) 將火羽流分為三區，這是本理論最具價值的骨架。連續火焰區（z\u002FQ^(2\u002F5)＜0.08）中火焰穩定存在，向上流速隨高度增加，溫升幾乎維持定值約 800℃；間歇火焰區（0.08～0.2）火焰時有時無，流速大致持平；浮力羽流區（＞0.2）已無火焰，僅剩熱氣流，流速與溫升同時衰減。三區的速度指數分別為 z^(1\u002F2)、z^0、z^(－1\u002F3)，溫升指數則為 z^0、z^(－1)、z^(－5\u002F3)，記住「速度指數 1\u002F2、0、－1\u002F3」這一組數列，等於掌握了整個理論。要注意 (B) 的敘述之所以錯，是因為題目問的是通則，而唯一貫穿三區都成立的單調趨勢只有質量流率上升。\n捲吸的物理意義在於：熱氣流上升時在周圍造成低壓，冷空氣被側向吸入並與熱氣混合，這也是煙層下方形成明顯界面的原因。工程上另有 Zukoski 的簡化式 ṁ＝0.071·Q_c^(1\u002F3)·z^(5\u002F3)，明白顯示質量流率與高度的 5\u002F3 次方成正比——高度加倍，捲吸量增為約 3.2 倍。這個關係直接支撐排煙設計的核心觀念：煙層越高，需要排除的煙量越大，因此蓄煙空間高度與排煙量必須一併考量，防煙垂壁的作用也在於限制煙層水平擴散、維持有效蓄煙深度。\n易混淆概念對照：火羽流（plume）指火源正上方的上升氣流；天花板噴流（ceiling jet）指火羽流撞擊天花板後沿頂面水平擴散的薄層，探測器與撒水頭的動作時間即由天花板噴流的溫度與速度推算；煙層（smoke layer）則是天花板噴流受牆面阻擋後回流蓄積而成。三者是同一股熱流在不同階段的形態，命題時常要求辨識名詞或指出動作機制屬於哪一段。\n延伸考法包括：給定熱釋放率與高度求捲吸質量流率、由火焰高度經驗式 L_f＝0.235Q^(2\u002F5)－1.02D 判斷火焰是否觸及天花板、或結合探測器動作時間計算避難可用時間，全部都建立在本題的趨勢認知之上。",true,[28,32,36,40,44,48],{"webId":29,"stem":30,"number":31,"year":11,"session":12},"fire-106-1-fire-science-029","一般而言，區劃空間火災中引發閃燃時，樓地板最低輻射熱通量值約為何？",29,{"webId":33,"stem":34,"number":35,"year":11,"session":12},"fire-106-1-fire-science-031","建築物火災時要防止火勢由外牆的窗戶向上延燒，下列改善措施何者錯誤？",31,{"webId":37,"stem":38,"number":39,"year":11,"session":12},"fire-106-1-fire-science-028","有一平板絕緣層內面溫度為 270℃，外面以熱對流方式散失到 20℃的空氣中，平板厚度為 4 cm，熱傳導係數 K=1.2W\u002Fm℃，若要使平面外面的溫度不超過 70℃，試求其對流熱傳係數的極小值？",28,{"webId":41,"stem":42,"number":43,"year":11,"session":12},"fire-106-1-fire-science-032","火場能見度與煙霧消光係數有密切關係，若以煙霧的質量光學密度 Dm（m2\u002Fg）代表煙霧密度，假定在長 8m、寬 6m、高 3m 之實驗室燃燒 600g 之聚氯乙烯（PVC），其 Dm＝0.12 m2\u002Fg，試估算實驗室內發光避難指示燈之能見度為何？",32,{"webId":45,"stem":46,"number":47,"year":11,"session":12},"fire-106-1-fire-science-027","要使 1 kg 之乙炔完全燃燒，在標準狀態下，其所需之空氣容積為多少？",27,{"webId":49,"stem":50,"number":51,"year":11,"session":12},"fire-106-1-fire-science-033","設有一儲存倉庫使用混凝土及磚塊所築成，該倉庫長 10 m、寬 7 m、高 3.5 m。可燃物（以木材為主）總重 2100 kg，總表面積為 300 m2，倉庫內有一開口寬 1.8 m、高 2 m，試問火災持續時間最長為多少？",33,[53,57,61,65,69],{"webId":54,"year":55,"stem":56,"number":13},"fire-111-1-fire-science-030",111,"下列對高樓逃生通道設計原則的描述，何者錯誤？",{"webId":58,"year":59,"stem":60,"number":13},"fire-110-1-fire-science-030",110,"某建築物火場產生大量煙霧，正向煙囪效應在中性帶以上 10 公尺處的壓力差為 12 Pa，若建築物內、外的溫度差不變，請問中性帶以上 20 公尺處的壓力差為何？",{"webId":62,"year":63,"stem":64,"number":13},"fire-109-1-fire-science-030",109,"海龍替代滅火藥劑中，下列何者在大氣之滯留時間最久？",{"webId":66,"year":67,"stem":68,"number":13},"fire-108-1-fire-science-030",108,"下列何種措施，可以防止由大樓窗口噴出的火焰向上層延燒？",{"webId":70,"year":71,"stem":72,"number":13},"fire-107-1-fire-science-030",107,"固體燃料火焰延燒最快的方式為下列何者？",1785123164191]