火災和爆炸的預防、評估與控制

序

年輕時，我在美國念工業安全研究所，修習兩門防火防爆課程，一為工業防火，論及工廠火災，爆炸相關的理論，因果與控制；另一為消防工程，即一般所謂的各種滅火用的消防設備。

回國後，我在政府的勞工檢查機構（類似今日之行政院勞工委員會）從事工廠安全衛生的檢查工作，親自接觸一些血淋淋、怵目驚心的火災及爆炸案件，益覺廠房設備設施防火防爆之重要。工作之餘，我編寫一本《建築與防火》（徐氏基金會出版，現已絕版）。

之後，我轉任教職，在當時國內唯一有安全衛生科系的嘉南藥理科技大學任教。數年後，經我建議而開設防火防爆課程。

我上課喜歡有一本教科書，如此我方便，學生也方便。起初我使用自己編的《建築與防火》，但數年之後，漸覺該書不能滿足我授課所需，乃自行編印講義，多取材自美國防火協會（FNPA）和英國專業書籍。

大約在十年前，我開始撰寫本書。寫了幾個寒暑，完成前面四章。不意此時，原本輕微的椎間盤突出突然舊疾復發，因此擱筆多年。在這期間，從大學部到研究所，我一直教授防火防爆課程，整理不少教材。

去年，忽然心血來潮，去把塵封的稿件找出來，再度動筆。因擔心寫書久坐將使舊疾復發，故此次改弦易轍，邊寫邊玩，再也不敢似寫前幾本書那麼賣命。很幸運地避過災病，書也於今年夏末秋初完成。

本書寫作的原則在於──儘量滿足一個職業安全衛生系或研究所的學生所應該知曉的防火防爆專業知識。

本來希望能面面俱到，鉅細靡遺地論述當今重要的防火防爆各項議題，但限於篇幅，我僅做了幾成。然而對於一個工業安全的學生，這本書已容納其所需的專業知識了。

本書第九章專論火災、爆炸的危害分析與風險評估，藉此彌補《危害分析與風險評估操作手冊》一書中之不足，順便修正《危害分析與風險評估》第五章之部分內容。

本書最適合作為大學或研究所的教科書。授課老師可依學分數多寡自行斟酌。建議某些章節在大學部可略而不論，包括：

一、第三章：3.2.4、3.2.5

二、第四章：4.8〜4.10

三、第六章：6.4.1、6.4.2、6.6.4

四、第七章：7.4.2之一些計算公式

五、第八章：8.1.4、8.1.5、8.2.2、8.3

六、第九章：8.2.4、9.3、9.4或本章全部

七、第十章：10.3電氣防爆設備之一部分，10.4、10.7.4

八、附錄全部

本書亦可作為高考或證照考試的參考用書。準備高考三級或專技高考者，必須讀透全書；準備甲級技師者，可省略上列之章節。祝各位金榜題名。

感謝揚智文化事業公司編輯群的辛勞，對於他們的專業與敬業，我深感佩服。

本書雖經多次校對，恐疏漏謬誤之處難免，尚祈各界專家、讀者不吝指正。

黃清賢謹識

2013年8月於台南

序

年輕時，我在美國念工業安全研究所，修習兩門防火防爆課程，一為工業防火，論及工廠火災，爆炸相關的理論，因果與控制；另一為消防工程，即一般所謂的各種滅火用的消防設備。

回國後，我在政府的勞工檢查機構（類似今日之行政院勞工委員會）從事工廠安全衛生的檢查工作，親自接觸一些血淋淋、怵目驚心的火災及爆炸案件，益覺廠房設備設施防火防爆之重要。工作之餘，我編寫一本《建築與防火》（徐氏基金會出版，現已絕版）。

之後，我轉任教職，在當時國內唯一有安全衛生科系的嘉南藥理科技大學任教。數年後，經我建議而開設防火防爆課程...

序　i
Chapter 1 燃燒生成物及其危害　1
1.1 缺氧　2
1.2 高溫　3
1.3 可見的（visible）煙　3
1.4 毒性氣體　3
參考文獻　8
Chapter 2 火災、爆炸的基本原理　9
2.1 燃燒與火災、爆炸　10
2.2 火災爆炸的基本理論　13
參考文獻　39
Chapter 3 發火源　41
3.1 機械的發火源　42
3.2 電的發火源　44
3.3 熱的發火源　61
3.4 化學的發火源　65
參考文獻　75
Chapter 4 各種燃燒、火災現象　77
4.1 完全燃燒與不完全燃燒　78
4.2 可燃物控制之火與氧控制之火　78
4.3 閃燃　79
4.4 擴散燃燒與預混合燃燒　82
4.5 發焰燃燒與無焰表面燃燒　84
4.6 分解燃燒與蒸發燃燒　85
4.7 油池火災　88
4.8 閃火　91
4.9 製程設備常見的火災　92
4.10 油槽火災發生的特殊現象――沸騰溢出　96
參考文獻　99
Chapter 5 各種爆炸現象　101
5.1 爆燃與爆轟　102
5.2 均一性的與擴展性的反應　105
5.3 熱爆炸　106
5.4 易燃性氣體和液體蒸氣的爆燃與爆轟　108
5.5 霧滴的爆燃　110
5.6 侷限與非侷限爆炸　111
5.7 蒸氣雲爆炸與UVCE　113
5.8 物理性爆炸　120
5.9 爆炸性物質與物品的爆炸　125
參考文獻　131
Chapter 6 粉塵操作　133
6.1 粉塵爆炸的統計資料　135
6.2 粉塵爆炸的基本原理與特性　139
6.3 影響粉塵燃燒難易性與爆炸威力的因素　143
6.4 粉塵爆炸性測試與爆炸危害等級　154
6.5 粉塵爆炸的預防　160
6.6 粉塵爆炸的防護　164
參考文獻　181
Chapter 7 爆炸範圍（易燃性界限）及其估算　183
7.1 易燃性界限　184
7.2 爆炸範圍的測定　184
7.3 影響爆炸範圍的因素　186
7.4 估算爆炸範圍　193
參考文獻　200
Chapter 8 物質的火災、爆炸危害　201
8.1 易燃性危害　202
8.2 反應性危害　212
8.3 物質易燃性與反應性測試　219
參考文獻　224
Chapter 9 火災、爆炸的危害分析與風險評估　225
9.1 各種作業的分類和作業內容清單　226
9.2 使用危害分析方法認知作業場所的火災、爆炸
危害　228
9.3 估計火災、爆炸的風險　235
9.4 風險的控制　267
參考文獻　271
Chapter 10 火災、爆炸的預防與控制　273
10.1 預防可燃物被點燃　275
10.2 降低氧的濃度　280
10.3 消除、隔絕或控制發火源　289
10.4 洩爆設計與裝置　326
10.5 圍堵　331
10.6 爆炸抑制系統　332
10.7 爆炸阻隔設備　336
參考文獻　343
Chapter 11 滅火原理及滅火劑　345
11.1 滅火原理　346
11.2 水　351
11.3 水霧　354
11.4 泡沫　357
11.5 惰性氣體　363
11.6 鹵化烷及其替代品　368
11.7 乾粉（dry chemical）與wet chemical滅火劑　379
11.8 金屬火災滅火劑（dry powder or dry compound）　384
參考文獻　388
附 錄　389
一、估計火災、爆炸機率　390
二、估計自燃溫度　392
三、限氧指數　393
四、圖解CH4與O2、N2之關係　395
五、最大實驗安全間隙　396
六、國際電工委員會（IEC）危險場所分區舉例　398
七、美國電氣規章（NEC）危險場所分區舉例　403
八、運用Raoult’s law計算不同濃度之蒸氣的爆炸性　406
九、重要名詞定義　407
參考文獻　409

序　i
Chapter 1 燃燒生成物及其危害　1
1.1 缺氧　2
1.2 高溫　3
1.3 可見的（visible）煙　3
1.4 毒性氣體　3
參考文獻　8
Chapter 2 火災、爆炸的基本原理　9
2.1 燃燒與火災、爆炸　10
2.2 火災爆炸的基本理論　13
參考文獻　39
Chapter 3 發火源　41
3.1 機械的發火源　42
3.2 電的發火源　44
3.3 熱的發火源　61
3.4 化學的發火源　65
參考文獻　75
Chapter 4 各種燃燒、火災現象　77
4.1 完全燃燒與不完全燃燒　78
4.2 可燃物控制之火與氧控制之火　78
4.3 閃燃　79
4.4 擴散燃燒與預混合燃燒　82
4.5 發焰燃燒與...