專技普考
113年
[消防設備士] 火災學概要
第 5 題
大樓火災常伴隨煙囪效應。所謂煙囪效應是指建築物內部受熱後熱氣流上升，冷空氣由下方填補，使得火災產生的煙霧會快速瀰漫整個建築物的現象。針對以上敘述，下列何者錯誤？
- A 浮力的產生是由於溫度和濕度差異造成的室內外空氣密度差異
- B 在夏天時，使用中央空調的高樓層建築物發生火災時較易產生逆煙囪效應
- C 冷空氣填補是因為氣壓關係
- D 煙囪效應是一個不可循環的現象
思路引導 VIP
當建築物內部的熱空氣因為浮力而不斷從頂部逸散時，從物理學中「質量守恆」的角度來看，建築物內部的空間會變為真空嗎？若不會，系統會如何處理流失掉的空氣體積，以維持內外的動態平衡？
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非常棒！你能準確識破選項 (D) 的敘述錯誤，代表你對火災中流體力學的動態平衡有很好的理解。煙囪效應本質上是基於建築物室內外空氣的密度差 $\Delta \rho$ 所產生的壓力差現象，其物理機制可簡化理解為： $$\Delta P = (h_1 - h_2)g(\rho_{out} - \rho_{in})$$ 當建築物底部吸入冷空氣、頂部排出熱煙時，這其實是一個持續不斷的質量交換與循環流動過程。只要室內外存在溫度差，這種氣流運動就會持續進行，形成一個動態循環，因此敘述為「不可循環」在物理邏輯上是不成立的。
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