專技高考申論題
109年
[消防設備師] 火災學
第 四 題
四、一燃燒爐根據 CNS 11227 進行防火門的防火時效測試，受測試的防火門嵌在燃燒爐的一面牆上，該門構造為兩片厚度各為 1.5 公厘的鍍鋅鋼板中間夾有兩片厚度各為 5 公厘厚的氧化鎂板，而此兩片氧化鎂板中間再夾有一層厚度為 38 公厘的岩棉層，防火門整體厚度為 51 公厘，高度為 1 公尺，寬度為 2 公尺。燃燒爐內平均溫度為 800°C，周遭大氣溫度維持在 25°C。若燃燒爐內的對流熱傳係數（convection heat transfer coefficient）為 3 W/m2·K，而大氣的對流熱傳係數為 6 W/m2·K，鍍鋅鋼板、氧化鎂板和岩棉的熱傳導係數（thermal conductivity）分別為 50 W/m·K、0.125 W/m·K 和 0.04 W/m·K。在穩態（steady state）狀況下，請計算防火門在曝火面的溫度（Tf）和非加熱面的溫度（Ta）各為多少？（25 分）
📝 此題為申論題
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這是一道標準的一維穩態熱傳導與熱對流計算題。解題關鍵在於建立「熱阻（Thermal Resistance）網路模型」。
- 先釐清結構：由爐內到室外依序為：爐內對流層 → 鍍鋅鋼板1(1.5mm) → 氧化鎂板1(5mm) → 岩棉(38mm) → 氧化鎂板2(5mm) → 鍍鋅鋼板2(1.5mm) → 大氣對流層。
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【考點分析】 本題測驗考生對於熱力學與火災學中「穩態一維熱傳遞」的計算能力，核心考點在於串聯熱阻（Thermal Resistance）的應用，包含對流熱阻與傳導熱阻的計算，以及利用熱通量推求各界面溫度。 【理論/法規依據】
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