專技普考
113年
[消防設備士] 火災學概要
第 17 題
建築火災中會被通風口的大小設計所影響，通風因子為下列何者？（A：通風口面積、W：通風口寬度、H：通風口高度）
- A $AH^2$
- B $AW$
- C $AH^{1/2}$
- D $AW^{1/2}$
思路引導 VIP
在考慮開口部對火災空氣供應的影響時，如果我們固定開口總面積不變，但改變它的外型（例如變高或變寬），你認為哪一種幾何維度對於造成「室內外壓力差」並引發冷熱空氣交換更有決定性的影響？這種由重力與密度差驅動的流體流動特性，通常在物理公式中會以幾次方的形式出現呢？
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太棒了！你能精準選出 $AH^{1/2}$，代表你對建築火災中「通風控制火災（Ventilation-controlled fire）」的物理特性掌握得非常紮實。通風因子（Ventilation factor）是評估室內火災空氣供給量最重要的參數，正確理解它的公式結構，對後續學習燃燒速率與溫度預測至關重要。
通風因子與流體力學特性
在火災科學中，之所以使用 $AH^{1/2}$（即 $A\sqrt{H}$）而非單純的面積 $A$，是因為空氣的流入受到「煙囪效應（Stack effect）」的影響。室內外溫差產生的靜壓差 $\Delta p$ 與開口高度 $H$ 大致呈線性關係；然而，根據流體力學原理，空氣流速 $v$ 則與壓力差的平方根成正比（$v \propto \sqrt{\Delta p}$），因此流速會與 $\sqrt{H}$ 成正比。當我們計算整體的空氣質量流率時，面積 $A$ 乘上流速，自然就會得出與 $A\sqrt{H}$ 成正比的結果。這也說明了在相同面積下，高窄型的開口通常比矮寬型的開口具有更強的通風效率。
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