圖解船舶火災安全管理

1-1 氧化與起火

氧化反應

由碳和氫構成的物質才能被氧化，而大多可燃性固體有機物、液體和氣體，就是以碳和氫為主成分。最常見氧化劑是空氣中的氧，空氣約由1/5氧和4/5氮組成。氧化性物質如硝酸鈉（NaNO3）和氯酸鉀（KClO3）是一種易於釋出氧，此種分子中含有氧，反應時無需外界氧，遇熱能自行氧化燃燒。

氧化（Auto-Oxidation）是一種發熱反應，由於氧化速度不同，如蘋果削好一些時間表面泛黃，或報紙久置數年形成泛黃，此種氧化速度慢，發熱量小，沒有明顯熱及光之物理現象。人類呼吸作用就是氧化葡萄醣，使得葡萄醣中的氫被氧取代，氧化發熱至37℃。基本上，氧化是一種有機化合物與氧分子發生的自由基鏈反應，於金屬物質特別容易自動氧化，如鐵生鏽、鋁陽級氧化（Anodization）產生蝕洞或銀表面喪失光澤。為防生鏽，以油擦拭金屬或擦油漆，使金屬表面隔離空氣中氧，致其不能氧化反應；又如油性乳液枺在臉部肌膚上產生抗氧化效果，以保青春，其理在此。

生活中許多有機物易於自動氧化，橡膠與塑膠的老化變質，常是緩慢氧化過程的結果，如橡皮筋於一段長時間慢慢氧化（發熱）變黏。假使船艙中貨物自動氧化產生熱量，如不散失就會自行升溫（Self-Heating），甚致自燃。多孔性固體物質如煤更是如此，因空氣能滲入到內部自動氧化，卻因物質多孔的空氣隔熱屬性（空氣為不良熱導體），而能有效蓄熱，致形成自燃現象。

起火

起火（Fire）是溫度與時間的一個函數，能自行持續的一種燃燒過程；若沒有外界引燃源而本身起火係為自燃現象。物質的起火溫度是指某一可燃物質達到起火的最低溫度，通常物質遭到外界熱源引燃溫度顯著低於其自燃溫度。

因此，可燃物質起火現象，不僅包含複雜化學過程，也含熱物理過程如熱傳導、對流及質傳過程，以及這些過程之相互作用等。一般而言，燃料和氧分子產生化學反應之前，需先在一定溫度以上激發成活性狀態。

1-2 燃燒與爆炸

燃燒

燃燒（Combustion）是一種可燃物受熱分解或氧化、還原，解離為游離基，在高溫中游離基具有比普通分子動能更多活化能，易與其他分子進行反應而生成新游離基，或者自行結合成穩定分子。此種化學過程中也伴隨物理之效應。熱量是在化學過程中所釋放出的物理能量。光是一種存儲在煙灰粒子能量之物理結果。燃燒與一般氧化作比較，差異如1-1節所示。

許多自發性反應之速率緩慢，分子化學鍵需被打斷，而打斷化學鍵需要額外能量來啟動，才能自行持續地連鎖反應，這種啟動化學反應的能量為活化能。而燃燒涉及固相、液相或氣相燃料，一種發熱反應現象。固態和液態燃料在燃燒前需氣化；有些固體燃燒可直接是無焰燃燒或悶燒，如香菸、家具蓆塾或木屑等具多孔性，空氣能滲入至內部空間，以固態方式產生無焰氧化燃燒，其主要熱源係來自碳之氧化作用。另一方面，氣相燃燒通常伴有連鎖反應，形成可見的火焰，若燃燒過程被封閉在某一範圍內，因氣體分子不停地碰撞壁面而產生壓力，致壓力會迅速上升，形成一定壓力波現象，則為爆炸。

燃燒、火災與化學性爆炸現象，在實質上是相同的，主要區別在於物質燃燒速度，後者是極短時間完成之瞬間燃燒，唯一不同的，爆炸是帶有壓力波現象。而顆粒大小直接顯著影響物質燃燒速度，如煤塊燃燒通常是緩慢甚至是悶燒，但磨成煤粉時，則煤粒子表面積與體積比大，能產生大面積氧化反應，而產生極快速之粉塵爆炸狀態。

爆炸

從歷史上看，以爆炸（Explosion）為術語是很難精確界定其定義。物理性爆炸通常由純物理（溫度、壓力及體積）之一定高壓氣體之釋壓現象；而化學性爆炸是一種非定常燃燒，也是一種發焰燃燒中之混合燃燒現象。與火災不同的是，大多數的火災需先分解出可燃氣體或蒸氣，再與氧氣混合後燃燒；而化學性爆炸往往是可燃氣體或蒸氣已與氧氣預先混合，產生一種極快速燃燒現象，當燃燒變為強烈時，會產生壓力波，當壓力波變為充分強力時，便會形成爆轟（Detonation）現象。

因此，火災與化學性爆炸差異，主要是燃燒速度與有無壓力波之形成。亦即，化學性爆炸是爆炸前，燃料和氧化劑已混合。因燃料和氧化劑不需進行逐一混合，故燃燒反應能不延遲而迅速地進行。若預混合的氣體被局限在一定範圍，燃燒升溫膨脹，可導致迅速升壓爆炸。火災情況與此相反，燃料和氧化劑混合，受燃燒過程本身所控制（燃料需先高溫氣化），火災燃燒速率低得多，不會發生帶有壓力波之特徵。

1-1 氧化與起火

氧化反應

由碳和氫構成的物質才能被氧化，而大多可燃性固體有機物、液體和氣體，就是以碳和氫為主成分。最常見氧化劑是空氣中的氧，空氣約由1/5氧和4/5氮組成。氧化性物質如硝酸鈉（NaNO3）和氯酸鉀（KClO3）是一種易於釋出氧，此種分子中含有氧，反應時無需外界氧，遇熱能自行氧化燃燒。

氧化（Auto-Oxidation）是一種發熱反應，由於氧化速度不同，如蘋果削好一些時間表面泛黃，或報紙久置數年形成泛黃，此種氧化速度慢，發熱量小，沒有明顯熱及光之物理現象。人類呼吸作用就是氧化葡萄醣，使得葡萄醣中的氫被氧取代，...

推薦序

為培育出防火安全專業人力，本校於2002年首創消防系（所）（除警察大學外），建置了火災虛擬實驗室、火災鑑識實驗室、低氧實驗室、水系統消防實驗室、電系統消防實驗室、氣體消防實驗室、消防設備器材展示室及消防檢修實驗室等軟、硬體設備，也設置了氣體燃料導管配管、工業配管等兩間乙級技術士考場；也擁有全方位師資團隊，跨消防、機械、化工、電機、電子、土木及理化等完整博士群組成，每年消防系設日間部四技3班、進修部四技1班、進修學院二技1班、碩士在職專班1班，目前亦申請博士在職專班，為未來消防人力注入所需的充分能量。

船舶作為水上運輸工具，承擔著大量乘客與貨物運輸，扮演社會經濟發展極為重要之角色。隨著現代技術進步，船舶規模更大，功能更齊全，種類樣式亦趨於多元化。由於具特殊性，使船舶為高風險之行業，安全工作涉及面廣，影響因素又多，致安全管理難度大。儘管現代船舶在防火設計上採取了相當措施，惟仍存有大量易燃問題（燃料油）。事實上，火災、沉沒與碰撞是船舶安全之三大威脅，其中火災占全球每年海難之高比例，也是船上人員傷亡之首要原因。在探討現代船舶結構上，多為傳熱快速之鋼鐵材質，為防止下沉，設計了許多隔牆和艙間，火災發生時雖可發揮類似防火區劃之功能，對於防止火煙擴張有其極大的作用，然而，卻造成熱煙排放困難，並使逃生動線趨於多元且複雜化，致全船陷於濃煙黑暗之險地。因此，船舶相關管理人員能具有防火安全意識及技能，則必可使船舶火災安全之管理更為有效。

本書作者盧守謙博士任本校教職前，擔任港務消防副隊長一職近10年之久，累積豐富之港務救災經歷，期間曾奉派至英國消防學院接受3週船舶火災進階課程，對於船舶防、救災有其相當專業之見解。而本書也解析了大量原文及納入了相當多船舶火災案例文獻，使資料完整的結合理論面與實務面。相信能提供讀者在船舶火災防治上有更深層之認識，本人在此極為樂意為序，並祝大家閱讀及學習愉快。

蘇銘宏

吳鳳科技大學　校長

推薦序

為培育出防火安全專業人力，本校於2002年首創消防系（所）（除警察大學外），建置了火災虛擬實驗室、火災鑑識實驗室、低氧實驗室、水系統消防實驗室、電系統消防實驗室、氣體消防實驗室、消防設備器材展示室及消防檢修實驗室等軟、硬體設備，也設置了氣體燃料導管配管、工業配管等兩間乙級技術士考場；也擁有全方位師資團隊，跨消防、機械、化工、電機、電子、土木及理化等完整博士群組成，每年消防系設日間部四技3班、進修部四技1班、進修學院二技1班、碩士在職專班1班，目前亦申請博士在職專班，為未來消防人力注入所需的充分能...

自序

船舶火災和一般建築物火災情況不同，且具相當特異性。船舶是一個相對獨立之流動個體，由於自身功能限制，形成內部空間狹小、設備集中以及多元複雜環境。一旦發生火災時，因結構立體多層且狹窄封閉，內部通風不易且濃煙難以驅散，設置緊湊燃料儲備量，區劃熱傳導性能強，燃燒實體多難以接近搶救，活動範圍亦會受到多方之限制，使船舶消防救災上呈現相當難度；且船舶上可能又有危險物質、油汙擴大、語言（外國船）障礙、射水限制及船體穩度等不同因素考量，易使消防作業衍生競合而無法有效開展。

因此，船舶火災牽涉之層面即深且廣，在船舶穩定度、複雜多樣化、深層化環境及救災作業競合中為能適切對應，整體搶救戰術即顯得相當重要。一般而言，災害指揮決定是一種動態過程，船長／事件指揮者如何依現有力量，將即時可動用資源作最佳化運用是不可或缺之要素。如孫子兵法有云：「知己知彼，攻無不克」，所謂知己就是能掌握所擁有滅火戰鬥能力，不知己就不會正確使用力量；而滅火戰鬥能力不僅是裝備器材、滅火藥劑與救災人員數量之表現，而且還有整體組合及發揮之程度。而知彼更是要完全掌握滅火作戰對象（構造及屬性）、潛在危險程度與對象物可資利用之救災資源等等。就某種意義上而言，只有在知己知彼的情況下，平時船舶防火管理，異常時指揮正確事件與整合技術發揮，船舶火災防治工作才有其明顯實際效果。

本書以國際災害管理架構，進行分類編排，第一篇預防篇（第1章至第3章）、第二篇整備篇（第4章至第7章）、第三篇應變篇（第8章至第12章）及第四篇檢討復原篇（第13章至第14章），涵蓋了SOLAS國際相關規定及英美船舶滅火基本課程與進階課程教學內容，這些重要知識與技能，是海上航行之重要課題，無論是船方、海洋相關單位及岸上消防單位，厥為不可或缺之專業知能，以期在船舶火災防治應變上，能更加有效率與安全地進行作業。

本書非常感謝日本JTSB、德國BSU、美國NTSB、加拿大TSBC、英國MAIB、丹麥DMA、紐西蘭TAIC、澳大利亞ATSB及美國Seattle消防局等單位，不吝提供及同意引用其資料及照片。此外，也非常感謝臺中港務局、船務公司、臺中港務消防、海巡署第三海巡、長榮國際儲運、萬海貨櫃與中國貨櫃等單位諸多協助，以及在港務消防隊服務期間，能持續登上各類不同船舶，實地深入了解及進行船長等高級船員訪談，使資料內容更符實際狀況，在此一併誌以誠摯謝忱。倘若本書對教學與實務上有些微貢獻，自甚感榮幸，這也是筆者孳孳不倦之動力來源。

盧守謙

吳鳳科技大學消防系

自序

船舶火災和一般建築物火災情況不同，且具相當特異性。船舶是一個相對獨立之流動個體，由於自身功能限制，形成內部空間狹小、設備集中以及多元複雜環境。一旦發生火災時，因結構立體多層且狹窄封閉，內部通風不易且濃煙難以驅散，設置緊湊燃料儲備量，區劃熱傳導性能強，燃燒實體多難以接近搶救，活動範圍亦會受到多方之限制，使船舶消防救災上呈現相當難度；且船舶上可能又有危險物質、油汙擴大、語言（外國船）障礙、射水限制及船體穩度等不同因素考量，易使消防作業衍生競合而無法有效開展。

因此，船舶火災牽涉之層面即深且廣，...

推薦序
自序
第一篇　船舶火災預防篇
第1章　火災科學
第2章　火災分類與燃燒原則
第3章　發火源與船舶火災原因
第二篇　船舶火災整備篇
第4章　船舶滅火系統
第5章　船舶火災警報系統
第6章　船舶火災應變計畫
第7章　船舶火災應變演訓
第三篇　船舶火災應變篇
第8章　船舶火災發展過程
第9章　船舶類型火災戰術指南
第10章　船舶空間類型火災戰術指南
第11章　船舶滅火問題特殊考量
第12章　各國船舶火災海事戰略
第四篇　船舶火災檢討復原篇
第13章　無外援船舶火災案例
第14章　有外援船舶火災案例
專業術語（中英文）　
參考文獻　

推薦序
自序
第一篇　船舶火災預防篇
第1章　火災科學
第2章　火災分類與燃燒原則
第3章　發火源與船舶火災原因
第二篇　船舶火災整備篇
第4章　船舶滅火系統
第5章　船舶火災警報系統
第6章　船舶火災應變計畫
第7章　船舶火災應變演訓
第三篇　船舶火災應變篇
第8章　船舶火災發展過程
第9章　船舶類型火災戰術指南
第10章　船舶空間類型火災戰術指南
第11章　船舶滅火問題特殊考量
第12章　各國船舶火災海事戰略
第四篇　船舶火災檢討復原篇
第13章　無外援船舶火災案例
第14章　有外援船舶火災案例
專業術語（中英...