第三章 偵知及滅火設備介紹
第三節 熱煙危害與煙流特性
煙是火災發生時無可避免的一種產物。在火場中，可燃物因氧化 作用而迅速放熱增溫，引起極速猛烈的燃燒。燃燒的過程中更有一種
「熱分解反應」或稱之熱解的現象產生。熱解係指物質由於溫升而產 生無氧化的一種不可逆化學分解，會造成大量煙氣產生。煙通常由下 列三種型態所組成：
一、從燃燒物質中釋放出高溫蒸氣與有毒氣體。
二、已分解和凝固的未燃燒物質(煙的顏色範圍從淺色到黑色不均) 三、大量的空氣被火焰加熱進而造成渦旋型式的流動。
「各類場所消防安全設備設置標準」第 28 條規定下列場所應設置 排煙設備：
( 1 ) 供第十二條第一款及第五款第三目所列場所使用，樓地板面 積合計在 500m2以上。
( 2 ) 樓地板面積在 1,000m2以上之居室，其天花板下方 80cm 範 圍內之有效通風面積未達該居室樓地板面積 2%者。
( 3 ) 前項場所之樓地板面積，在建築物以具有一小時以上防火時 效之牆壁、平時保持關閉之防火門窗等防火設備及各該樓層 防火構造之樓地板區劃，且防火設備具一小時以上之阻熱性 者，增建、改建或變更用途部分得分別計算。
火災中煙流會造成能見度降低而阻礙人員避難逃生。能見度的高 低將取決於煙的成份、濃度、微粒的大小與多寡、分佈情況、照明設 備及人員現場的心理狀態。火場高溫熱煙如果濃度過高或暴露在其中 的時間過長則容易導致吸入過多煙氣而導致昏迷、休克，嚴重甚至會 造成死亡。此類煙氣大多為有機煙粒及酸性氣體，如遭受 HCl 此種 氣體刺激會快速引起眼睛、呼吸道及肺的疼痛，接著造成呼吸困難等 症狀。在未達閃燃點前火災中所產生的痲痺性有毒氣體其成份主為一 氧化碳與氰化物。建研所於 2014 年提出在避難逃生路徑上，當避難 人員於 1.8m 高處進行避難時，可視距離對避難人員的影響說明，如 表 3-5 所示。
表 3-5 煙霧濃度與可視距離的關係表
可視距離 狀況說明
20-30m
煙霧剛發生時之淡薄濃度，煙霧探測器開始有反應，此 時對不熟悉建築物動線的人會有避難障礙
5m 對於熟悉建築物動線的人亦會有避難障礙 3m 感覺昏暗時的濃度，避難人員需摸黑前進 1~2m 幾乎看不見前方
低於 1m 火災旺盛期之濃度，幾乎完全看不見，誘導燈也看不見
(資料來源：參考書目 20)
火災中除了有毒氣體外，高溫煙流所伴隨的高溫也會經由對流、
傳導效應與輻射效應對人體造成皮膚及呼吸道灼傷，而濃煙微粒也會 使人員在避難路線上遭受封阻。基本上避難人員最少需要 8～10m 的
可視距離才能通過煙區，而當避難人員因視線不良無法辨識避難路線
表 3-7 人體承受危害程度之指標分析表 承 受 極 限
火場溫度 氣流溫度需低於 60℃ (30min 內) 有毒氣體 CO 濃度需低於 1400ppm
CO2濃度需低於 50,000ppm
煙層濃度 能見度不得低於 8m
熱輻射值 不得超過 1.7 KW/m2
（資料來源：參考書目 22、23）
當建築物發生火災，形成一高溫熱煙火場，若氧氣供給不充分，
物質燃燒不完全將產生大量的固體微粒，而熱空氣之密度較冷空氣低，
將形成一明顯的上升氣流，隨著氣流移動，高溫煙流快速擴散到建築 物內每一角落。基本上建築物火災中產生的煙和高溫氣體流動有兩個 主要因素：
1. 煙層本身的流動性：這是因為所包含的高溫氣體比周圍空氣的密 度低。
2. 建築物內空氣流動：雖然與火完全無關，但因空氣的流動，而會 將煙送至建築物內各處。
這兩個因素互相的影響大小，取決於建築物內不同的情況，通常 靠近火場的地方，煙層本身的流動性將處於主要原因，而相反的，距 離火場較遠的地方，建築物內空氣流動就變得相當重要。針對火場的 煙流特性，可分為以下幾種特性：
1. 煙囪效應：因建築物內部空氣與室外空氣溫度不同產生壓力差所 造成。在建築物內部垂直通路內，產生上升的氣流稱為正煙囪效 應（Normal stack effect），相反的話，氣流下降即為反煙囪效應
（Reverse stack effect）。影響氣流流動方向的主要因素，取決於 建築物內部空氣與室外空氣的溫度差異高低。
2. 煙的熱浮力效應：因火焰上方的高溫氣體與周圍冷空氣之間的密 度不同，煙的密度較低，相對的產生煙的浮力。
3. 風的影響效應：在建築物不同方位之開口，因風向的關係，便有 不同的壓力。當建築物所有門窗或開口部都緊閉時，風的影響便 極輕微，但所有建築物都有或大或小的孔隙，如：門縫，窗縫等，
這些孔隙將因風的影響，使建築物內部的空氣產生流動。
4. 機械通風系統：由於現有建築物以密閉空間居多，大都採用空調 通風系統，尤其是中央空調系統通達各樓層，一但某一樓層發生 火災，所產生之煙霧，便利用回風與送風風管，將煙傳送到很遠 的地方。另一方面，空調系統也正被設計成為煙控的管道，利用 防火、防煙閘門（Damper）控制煙之流動，或利用空調管進行排 煙，使空調系統發揮更大的功用。