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。燃燒過程中更有一種「熱 分解反應」或被稱為【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。火場煙霧 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

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。火災中除有毒氣體外，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 難路線時，往往因避難不及而造成嚴重傷亡。建研所於 2014 年提出 在避難逃生路徑上，當避難人員進行避難時，於距離地面 1.8m 高處

表 2-8 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：【19】)

如果暴露於上述煙流小於五分鐘內，還不至於吸入過量的痲痺性 有毒氣體而昏厥，但仍需注意樓層上方之高溫煙流的熱輻射效應，依 舊會對人體造成嚴重的傷害。當皮膚在超過 1.7 KW/m²的環境下便會 受到傷害，依傷害程度不同可分為輕度、重度灼傷，嚴重者甚至於死 亡。熱輻射值達 3.0 KW/m²時，皮膚暴露超過 10 秒就會造成傷害，

而達 7.0 KW/m²時，暴露超過 2 秒即會燒傷。人體暴露在一般有毒氣 體之情況如下表 2-9 所示。人體能承受危害程度的指標分析，如下表 2-10 所示。

表 2-9 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℃

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：【20】【21】）

表 2-10 人體暴露在有毒氣體之情況

一氧化碳濃度(ppm) 症狀

100(0.01%) 8 小時內尚無感覺 400～500(0.05%) 1 小時內尚無感覺

600～700(0.07%) 1 小時內感覺頭痛、噁心、呼吸不暢 1000～2000(0.2%) 2 小時內意識矇矓、呼吸困難、昏迷、痙攣、

逾 2 小時即死亡 3000～5000(0.5%) 20～30 分鐘內即死亡

10000(1%) 1 分鐘內即死亡

二氧化碳濃度(%) 症狀

1～2% 數小時內安全

3～4% 1 小時內安全

5～7% 30 分鐘～1 小時即有危險

20%以上 短時間內即可死亡

（資料來源：【22】）