火災爆炸防止 許錦明 嘉南藥理科技大學職業安全衛生系 大綱 一 前言二 法源三 我國近年來重大火災爆炸事故災害事件四 燃燒的基本原理 滅火原理與方法五 火災之分類與煙囪效應六 爆炸類型七 火災爆炸防止措施 八 消防安全設備簡介 參考文獻 : 1. Fire Protection Handbook Arthur E. Cote, Jim L. Linville, 16th Ed. National Fire Protection Association (NFPA), Massachusetts (1986) 2. 工業火災爆炸防範實務, 曾傳銘, 楊智出版社,(1998) 3. 防火與防爆, 張一岒, 楊智出版社,(1999) 4. 建築與防火, 黃清賢, 徐氏基金會,(1996) 5. 火災學, 陳弘毅, 鼎茂圖書公司,(1998) 6. 防火防爆工程, 林國雄, 全威圖書公司 (2001) 7. In introduction to Fire Dynamics, Dougal Drysdale, 2nd Ed., Wiley, (1998) 8. 朱育瑩 王麗雅 吳姍樺 火災 壹 前言一 防火防爆之重要性 工業發展日新月異, 生產設備和技術不斷更新, 製造業生產所使用之危險物, 有害物質之種類與數量日增, 愈趨複雜化 工廠每次火災爆炸事故之破壞力很高, 導致生命與財產損失率難與估算 這些火災 爆炸的原因與產業別 危險物品之種類及作業內容有關 根據分析, 以引火性物品及可燃性氣體所引起的火災爆炸最多, 傷亡率最高 1
影響 : 造成生命及財產的損失, 嚴重打擊產業的生產競爭力, 國家社會付出昂貴之成本與代價 原因 : 一般操作人員或工程師對於工作周遭所使用之原物料 製程反應之火災爆炸特性及易燃性化學品作業潛在危害缺乏正確的認知 對策 : 重視防火防爆的重要性, 加強防制及消減技術, 預防災害再次發生 勞工安全衛生法 第一章總則 第一條為防止職業災害, 保障勞工安全與健康, 特制定本法 ; 本法未規定者, 適用其他有關法律之規定 第二條 本法所稱勞工, 謂受僱從事工作獲致工資者 本法所稱雇主, 謂事業主或事業之經營負責人 本法所稱事業單位, 謂本法適用範圍內僱用勞工從事工作之機構 本法所稱職業災害, 謂勞工就業場所之建築物 設備 原料 材料 化學物品 氣體 蒸氣 粉塵等或作業活動及其他職業上原因引起之勞工疾病 傷害 殘廢或死亡 二 法源 2
第二章安全衛生設施 一 應有符合標準之必要安全衛生設施 ( 本法第五條 ) 二 機械設備之防護 ( 本法第六條 ) 三 作業環境測定及危險物與有害物之標示 ( 本法第七條 ) 四 危險性機械或設備之管理 ( 本法第八條 ) 五 有立即發生危險之虞工作場所避難之措施 ( 本法第十條 ) 六 特殊危害作業之管理 ( 本法第十一條 ) 七 健康管理 ( 本法第十二條 第十三條 ) 第五條雇主對左列事項應有符合標準之必要安全衛生設施 1. 防止機械 器具 設備等引起之危害 2. 防止爆炸性 發火性等物質引起之危害 3. 防止電 熱及其他之能引起之危害 4. 防止採石 採掘 裝卸 搬運 堆積 及採伐等作業中引起之危害 5. 防止有墜落 崩塌等之虞之作業場所引起之危害 6. 防止高壓氣體引起之危害 7. 防止原料 物料 氣體 蒸氣 粉塵 溶劑 化學物品 含毒性物質 缺氧空氣 生物病原體等引起之危害 8. 防止輻射線 高溫 低溫 超音波 噪音 振動 異常氣壓等引起之危害 9. 防止監視儀表 精密作業等引起之危害 10. 防止廢氣 廢液 殘渣等廢棄物引起之危害 11. 防止水患 火災等引起之危害 12. 就業場所之通道 地板 階梯或通風 採光 照明 保溫 防漏 休息 避難 急救 醫療及其他為保護勞工健康及安全設備應妥為規劃, 並採取必要之措施 勞工安全衛生施行細則第十四條本法第十條所稱有立即發生危險之虞時, 係指有下列情形之一 : 一 自設備洩漏大量危險物或有害物, 致有立即發生爆炸 火災或中毒等危險之虞時 二 從事河川工程 河堤 海堤或圍堰等作業, 因強風 大雨或地震, 致有立即發生危險之虞時 三 從事隧道等營建工程或沉箱 沉筒 井筒等之開挖作業, 因落磬 出水 崩塌或流砂侵入等, 致有立即發生危險之虞時 四 於作業場所有引火性液體之蒸氣或可燃性氣體滯留, 達爆炸下限值之 30% 以上, 致有立即發生爆炸 火災危險之虞時 五 於儲槽等內部或通風不充分之室內作業場所, 從事有機溶劑作業, 因換氣裝置故障或作業場所內部受有機溶劑或其混存物污染, 致有立即發生有機溶劑中毒危險之虞時 六 從事缺氧危險作業, 致有立即發生缺氧危險之虞時 七 其他經中央主管機關指定有立即發生危險之虞時之情形 三 我國近年來重大火災 爆炸事故災害事件 威爾康 KTV 西餐廳 (1994, 台中 ) 永興化工 MEKPO 爆炸案 (1996, 10 月 ) 聯瑞半導體廠大火 (1997, 10 月 ) 汐止東科大火 (2001, 5 月 ) 福國化工爆炸案 (2001, 5 月 ) 巨豐爆竹爆炸案 (2003, 11 月 ) 嘉義六腳鄉爆竹爆炸案 (2004, 6 月 ) 新竹新豐鄉雲光爆竹廠爆炸案 (2004, 10) 茂迪公司矽甲烷氣爆 (2005, 11 月 ) 3
台中欣晃化學工廠 ( 亞硝酸鈉 ) (2005,7 月 ) 亞硝酸鈉, 為一種強氧化劑, 會迅速燃燒, 遇熱時有爆炸危險, 火場中會產生刺激 腐蝕或毒性氣體 ( 氮氧化物及硝酸 ), 但可能對某些較為敏感者, 例如心血管或呼吸器官較敏感者 東雲紡織公司之承攬商從事乙二醇與 PTA 聚合之濾網更換作業時, 不慎造成高溫之熱媒油或酯化物外洩, 引起氣爆引發大火造成現場作業人員六死五傷 (2006, 1 月 ) 影片 : 1. 客廳火災 2. 台北市士林區忠誠路大樓火災火災 3. 救災發生閃燃 桃園縣蘆竹義鎧化學工廠, 因切割管線造成火花自管內回火燃燒發生丙二醇甲醚 (PGME) 爆炸 死亡 1 人 重傷 5 人 (2007,6 月 ) 苗栗後龍爆竹爆炸案 (2007, 11 月 ) 彰濱工業區 南寶化工公司 四化學槽驚爆蕈狀火球雲衝天, 無人傷亡 (2010/01/08) 火災爆炸的結果 直接原因 : 火燒 間接原因 : 煮食不慎 基本原因 : 雲梯車高度不夠 (30 米 ) 報案口誤 (6.7 層樓高 ) 1. 小心用火 2. 報案時, 說清楚位置 3. 消防訓練的加強, 例如 : 處理順序 滅火器使用等 4
1996 年 10 月桃園縣蘆竹鄉永興樹脂塗料公司發生爆炸火警, 死亡 10 人, 重傷 8 人,39 人輕傷 死亡人員包括警消 3 人 義消 3 人 過氧化丁酮反應槽 國內有史以來, 單一火警警義消死亡最多最慘重 1994-11-06 1995-02-02 1995-03-02 1997-09-13 液化石油氣 (LPG) 在國 內外造成嚴重的意外災害 台灣 台灣 台灣 台灣 台北市新生南路可磨坊麵包店瓦斯氣爆 板橋市中正路 金華街 新生街等中油地下輸油管線瓦斯氣爆 鳳山市鳳松路民宅瓦斯氣爆 高雄前鎮區鎮興橋畔瓦斯氣爆 1 人死亡, 18 人輕重傷 8 人輕重傷 5 人輕重傷 14 人死亡, 10 多人輕重傷 1998-02-27 台灣 高雄林園北誼興業瓦斯灌裝場槽車氣爆 4 人死亡, 44 人輕重傷 1993-04 日本 槽車安全閥瓦斯洩漏 無人傷亡 1995-04 日本 軟管連結不全瓦斯洩漏引發火災 無人傷亡 1998-09 韓國 槽車儲槽作業爆炸 2 人死亡,59 人輕重傷 台灣因 MEKPO 引起之重大災害案件 日期 地點 受傷 死亡 災害 原因 1979.07.13 台北 49 33 地下儲槽爆炸 熱分解 1984.02.18 桃園 55 5 反應槽爆炸 熱分解 1997 年 9 月 13 日, 鎮興橋液化石油氣管線拆遷工程爆炸案 原由 : 該案係於更換瓦斯管線鑽孔測試時, 發生瓦斯外洩, 引起大火 14 人死亡 ( 工作人員 附近居民 路人 消防隊員 ), 11 人受傷 1989.09.01 桃園 5 7 儲槽爆炸 儲存不當 1996.10.07 桃園 47 10 儲槽爆炸 熱分解 2001.05.11 雲科大 0 0 測試罐爆炸 釋壓不當 5
灌裝作業疏失案例 高雄林園鄉北誼興業灌裝台 (1998.2) 化學品 : 液化石油氣 2001 年 5 月 18 日, 湖口新竹工業區福國化工爆炸事故 反應槽爆炸, 引起大火 死 : 1 ( 普利司通公司的外勞 ), 傷 : 109 事故 : 灌裝作業中, 因軟管斷裂, 造成大量液化瓦斯外洩, 起火後正進行灌救中發生 BLEVE 爆炸 災況 : 死亡 4 人 ( 包括 2 名警消 2 名義消 ) 輕重傷 41 名 事故原因 該起傷亡慘重的工安意外, 一輛東良運輸公司由朱添進駕駛的車號 JH 三二九氣罐車, 正在北誼興業公司填充液化天然氣瓦斯, 不料朱添進在填充高達十九噸的瓦斯後, 未注意車尾灌裝管路未拆卸, 逕自將車移動離開填氣平台, 造成車尾氣管連接處產生火花, 引燃因接頭鬆落而洩漏的瓦斯, 整車一時陷入火海, 並引發爆炸, 造成重大傷亡 1 2 氣罐碎片被炸飛, 離現場 150 公尺遠, 造成包括二名警消 一名義消 一名員工等四死四十一傷慘劇 6
操作 6 噸反應槽進行聚合反應時, 反應槽內反應溫度異常上升至 80, 造成反應失控 6 噸反應槽內, 甲醇等易燃性液體蒸氣外洩, 於反應槽附近接觸不明火源引起爆炸燃燒, 並引爆該公司儲存之爆炸性物質 BPO( 過氧化二苯甲醯 ) 及隨後之火災波及使旁邊部分有機溶劑儲槽液體沸騰蒸發變成蒸氣爆炸 丙烯晴 (AN) 與丙烯酸甲酯 (MA) 之蒸汽壓均很高 (AN:88 mmhg,ma:70mmhg @20 ), 因此不需要等到沸騰,AN(79 ) 與 MA(80 ) 的蒸氣均可在較低溫度隨著甲醇蒸氣大量逸出 反應物中最大量是 MA 與甲醇, 其閃火點很低 (MA:-3 ), 爆炸界限很廣 ( 甲醇 : 6.0%~36.5% ; MA:2.8%~25%), 事故分析 - 綜合因素 反應失控未及時處理 ( 不安全動作 ) 引火性液體蒸氣 ( 甲醇 ) 外洩 接觸不明火源引起爆炸燃燒 引爆儲存之爆炸性物質 BPO 火災波及附近的有機溶劑儲槽, 致液體沸騰蒸發而發生蒸氣雲爆炸 製程之反應物 : 包括了丙烯酸甲酯 (MA) 甲醇 ( 主要溶劑 ) 異丙醇 (IPA) 丙烯酸 (AA) 甲基丙烯酸 (MAA) 過氧化二苯甲醯 (BPO) 與丙烯晴 (AN) MA AA 與 MAA 均為丙烯酸系列物質, 當遇到過氧化物 強酸 強鹼 或是鐵離子, 均可能引發快速聚合, 而放出大量熱量 而 BPO 為過氧化物, 加熱到 75 ~100 時會發生熱分解反應, 亦可能放出大量熱量 2004 年 9 月 1 日, 台北縣林口鄉六和化工公司發生火災爆炸案 工廠負責人與另外三名工人迅速逃出, 其中一名作業員工因逃避不及死亡 發生災害的化學工廠主要代理國內外化學品原料的販售, 廠區內囤積大量化學品原物料儲存桶, 及數座儲槽, 災害發生後, 造成沸騰液體膨脹蒸氣爆炸 (Bleve) 事故所存放的化學品火災爆炸特性 物質名稱 二甲苯 環氧乙烷 閃火點 17-25 -20 爆炸下限 1.0 % 3.0 % 爆炸上限 7.0 % 100 % 7
義鎧化工廠桶槽爆炸事件 (2007 年 6 月 25 日約 9:30 Am) 桃園縣蘆竹鄉 研判為化學物品裝卸過程因操作不慎發生丙二醇甲醚洩漏, 遇不明火花引爆並波及 12 座儲槽區引起大火, 造成 7 名勞工輕重傷 蕈狀火柱 2005,7 月台中欣晃化學工廠 ( 亞硝酸鈉 ) 火災,22 傷 倉庫起火燃燒 ( 倉庫內存放大量化學品及易燃物 : ( 甲苯 二甲基甲醯胺等毒性強的化學物品 ) 動用三十多輛消防車及一百多名消防人員 128 架次由空中灑水協助滅火 國軍三六化學兵群出動 A 級防護衣偵檢兵協助環境偵檢前往灌救 該工廠為環保署列管之毒性化學運作場所 亞硝酸鈉 一種強氧化劑, 會迅速燃燒, 遇熱時有爆炸危險, 火場中會產生刺激 腐蝕或毒性氣體 ( 氮氧化物及硝酸 ), 但可能對某些較為敏感者, 例如心血管或呼吸器官較敏感者 該工廠於 89-9-23 靜電引燃槽內粉末爆炸 0 死 3 傷 丙二醇甲醚 (Propylene glycol Methyl Ether,PGME) 物質性狀 : 透明無色 吸濕性 澄清無色具醚味液體 高易燃性液體 火場中 : 會產生刺激 腐蝕或毒性氣體 PGME 在高溫下, 易形成脫水作用, 而會產生低沸點易爆炸的丙烯 (propylene) 閃火點 30~40, 燃燒受熱後, 產生蕈狀雲 蒸氣 : 導致暈眩或窒息 蒸氣與空氣混合會形成爆炸性氣體 健康危害 : 吸入 接觸, 會引起皮膚和眼睛灼傷 8
化學品 物質名稱閃火點爆炸下限爆炸上限 冰醋酸 Glacial Acetic Acid 丙二醇甲醚 Propylene Glycol Monomethyl Ether, PGME 二乙二醇丁醚 Diethylene glycol monobutyl ether,dbg 39 4.0 % 19.9 % 31~32 1.6 % 13.8 % 78 0.85 % 24.6 % 災害原因分析 直接原因 : 危險物儲槽爆炸, 致附近作業人員被燒灼造成 1 名勞工不治死亡,5 人重傷 間接原因 : 不安全狀況 : a. 動火作業 ( 切割管線 ), 管線內仍有危險物 (PGME) 存在 b. 對於化學設備及其附屬設備之改善 拆卸作業, 未將閥雙重關閉或設置盲板 乙醇胺 Monoethanolamine, MEA 85 5.5 % 17.0 % 緊急應變 因閃火點為低溫型, 使用水是無效的 小火 化學乾粉 二氧化碳 一般型泡沫滅火器 大火 噴水沫 水霧 一般型泡沫滅火器 油槽陷於火場 : 巨大火勢 只能任其燃燒, 遠離災區 ( 噴灑的水是要降低容器溫度並非化學品 ) 洩漏或溢散 : 不可直接接觸, 可用乾沙 泥土或其它不然性物質覆蓋 96 年 11 月 2 日上午苗栗後龍地下爆竹工廠爆炸 4 死 6 輕重傷 業者的鐵皮屋頂被炸飛到數百公尺外, 緊鄰民宅亦被炸得殘破不堪, 有如斷垣殘壁, 電力設施受損, 濃煙在附近數公里遠就可以看得到, 附近的豐田小學師生飽受驚嚇 而死者屍體有的焦黑, 有的被爆炸威力震飛, 四肢斷裂, 現場慘不忍睹 爆炸原因可能是輕鋼架業者劉 電焊的火花引發連環爆炸 9
南寶化學公司 貯存的部分原料, 燃燒過程會產生毒性, 起火的貯存槽是未含毒性的 過氧化氫異丙苯, 對人體較無直接影響 ; 另兩座 重鉻酸鉀 乙腈 貯存槽, 前者有毒 致癌, 後者有毒 易燃, 若失火恐造成人命傷亡, 後果不堪設想! 苗栗後龍爆竹爆炸案 (2007, 11 月 ) 南寶化學公司彰化廠主要生產 架橋劑, 廠內有 3 座原料貯存槽外, 還有一座容量 10 噸的純氧貯存槽 ; 原料槽起火, 工廠員工自行滅火無效後, 趕緊通報消防局緊急撤退 2010/01/08 彰濱工業區 南寶化工公司 四化學槽驚爆蕈狀火球雲衝天 南寶化工公司, 是國內供應樹脂等原物料的大廠商之一 疑似鍋爐爆炸後引發大火, 廠房內推滿易燃塑膠原物料, 大火迅速延燒, 導致 4 個 20 噸的儲油槽連番爆炸, 濃煙綿延數公里足以蔽天, 佔地千坪的廠區陷入火海, 損失慘重, 幸好沒造成重大傷亡 北彰化十多個鄉鎮二十多部消防 水庫與化學車輛幾乎總動員, 近五十名義警消與救難人員趕往搶救, 沒有人員傷亡 火勢從下午 2 點 40 分, 一直延燒到隔日, 直到這 4 座油槽燒光, 計 17 小時連環爆炸 化學物質疑似 過氧化氫異丙苯 (CUMENE HYDROPEROXIDE,CHP) 產生的濃烈黑煙蔓延長達 5 公里以外 ( 記者蔡文正攝 ) 10
國內近年半導體災害 94/11/24 茂迪公司 時間 事件 發生原因 損失 85/10/14 86/01/24 86/10/03 華邦三廠火災 聯電三廠死亡事件 聯瑞火災 三樓測試機起火 工程師不慎捲入機械手臂 酸毒管外洩 損失 64 億 1 名員工死亡損失 122 億 86/11/11 天下電子火災 酸槽溫度異常 損失 3 億 94/01/26 94/05/01 台積電毒氣外洩 日月光火災 管線有毒氣體外洩 鍋爐爆炸? 21 人送醫治療約損失 100 億 SiH4 爆炸現場 SiH4 燒後情形 -2F 94/11/24 茂迪公司 SiH 4 供應區氣爆 1 名員工死亡 日月光火災 SiH4 因化學品發生大火, 延燒 10 小時後撲滅, 高精密成品及無塵室設備付之一炬, 財務損失近 100 億元等 矽甲烷為一無色 會與空氣反應 有窒息性影響 與空氣接觸會自燃, 燃燒時會釋放出未結晶的 SiO2 濃煙 主要的健康危害 : 此氣體在空氣中會自燃且有潛在的劇烈燃燒危害 高溫或火燄時, 若鋼瓶的釋壓裝置故障可能引起鋼瓶爆炸 若矽甲烷在高壓下釋放或在高流速下, 可能發生延遲性的爆炸 排放矽甲烷時若沒有發生自燃, 便要小心有極大危險將發生, 亦不可靠近排放區 緊急應變人員當進入洩漏區需穿著 SCBA 及全身防火衣 在未關閉瓶閥前不要企圖滅火 11
健康危害效應 : 吸入 : 吸入高濃度的矽甲烷會引起頭痛 頭昏 昏睡 刺激上呼吸道 矽甲烷會刺激黏膜和呼吸系統 高度曝露在矽甲烷會引起肺炎和肺水腫 眼睛接觸 : SiH4 會刺激眼睛, 亦會分解產生 SiO2 眼睛接觸到微粒的 SiO2 會感到刺激 皮膚接觸 : SiH4 會刺激皮膚, 亦分解產生 SiO2 皮膚接觸到微粒的 SiO2 會感到刺激 適用滅火劑 : 關閉瓶閥, 使用水霧以降低燃燒產物的形成 不可使用海龍滅火器, 儘量於遠距離以水霧冷卻火災區鋼瓶 英國 Flixborough (1976), 工程失誤案例 化學品 : 液化環己烷 ( 高壓 ) 事故 : 連接反應槽管線破裂後, 高壓液化環己烷洩出迅即氣化造成蒸氣雲爆炸 災況 : 大火 (10 天 ), 死亡 28 人 119 名受傷 財物損失 : 4 億英鎊 工廠內設施遭受龐大破損外, 工廠外也有 1821 戶一般住宅與多數店舖或工廠受損受災地區及於距離 Niplo 公司之工廠 5 公里之斯堪索浦地區 12
設備失效案例 墨西哥市液化石油氣灌裝站 (1984) 化學品 : 液化石油氣 事故 : 球槽 200mm 的進料管線洩漏,10 分鐘後引燃形成火球, 消防系統失效, 球槽因 BLEVE 爆裂, 碎片波及鄰近儲槽引起 44 起 BLEVE 災況 : 542 人死亡, 週遭社區全毀, 受傷數超過 4000, 損失大約 2,250 萬美元 破壞 :4 個球形儲槽 44 個筒形儲槽 ( 球槽因 BLEVE 爆裂 ) 火球直徑約 360 m, 儲槽碎片彈至 1-2 k m 外 2005 年 3 月 23 日美國境內第三大英國 BP 油槽大爆炸 2005 年 3 月 23 日,BP( 英國石油公司 ), 美國南部德克薩斯州的煉油廠 3 月 23 日下午 1:20, 爆炸隨後引起大火 工作人員 :1800 名 造成 15 人死亡,180 人受傷 美國德州帕薩丁納市 (Pasadena, Texas, USA),1989 2005-12-11, Buncefield, 英國 菲力浦化學公司所屬的高密度聚乙烯 (HDPE) 工廠發生爆炸, 造成 23 人死亡 314 人受傷, 財產損失近八億美元 爆炸威力相當於 10 噸的三硝基甲苯炸藥, 主要原因 : 維護工作執行的不夠徹底, 以及安全管理不當 影響 : 加速 工業安全管理法規 之修正,OSHA1910 119 ( 化學工廠風險管理系統法 ) 迅速頒布與執行 汽油儲槽爆炸 43 傷 摧毀 20 座儲槽和建築物 Europe's biggest blaze 13
2-7-2008, 美國喬治亞州製糖公司粉塵爆炸 13 死,42 傷 ; 2001-9-11 自燃的因素 : 腸內氣體容易燃燒 人體自燃? 某些元素或混合物一旦暴露於空氣中會自動著火, 如人體元素之一磷 (phosphorus) 靜電產生的火花, 在某些情況下可引發自我燃燒 14
台灣地區近年火災損失統計表 ( 內政部消防署 2003 年網站資料 ) 年度 發生次數 死亡人數 受傷人數 財務損失 ( 千元 ) 1. 氧氣耗盡 4. 毒性氣體 ( 窒息性 昏迷性 刺激性 異常毒害性 ) 2. 火焰 5. 煙 3. 熱 6. 結構強度衰減 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 總計 7,389 9,870 10,763 10,916 13,309 15,115 14,555 18,254 15,560 13,750 13,244 8,642 151,367 323 377 330 294 275 226 306 230 262 237 193 228 3,281 521 706 696 614 782 633 763 643 732 807 672 767 8,336 1,676,853 1,835,751 1,977,072 3,014,514 2,208,092 2,004,607 2,216,852 1,942,553 1,715,507 14,621,457 1,683,026 1,577,297 36,473,581 台灣地區近年火災損失統計表 ( 內政部消防署網站資料 ) 年度 發生次數 死亡人數 受傷人數 財務損失 ( 千元 ) 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 總計 13,309 15,115 14,555 18,254 15,560 13,750 13,244 8,642 6,611 5,139 4,332 3,390 131,901 275 226 306 230 262 237 193 228 160 139 125 120 2,501 782 633 763 643 732 807 672 767 551 532 471 398 7,751 2,208,092 2,004,607 2,216,852 1,942,553 1,715,507 14,621,457 1,683,026 1,582,175 1,785,195 2,383,446 1,271,801 1,033,595 33,414,711 15
發生時間 場所名稱 死傷情形 造成傷亡主因 84. 4.17 台北快樂頌 KTV 11 死 15 傷 人為縱火, 逃生管道不足 84.10.31 嘉義嘉年華大樓 11 死 8 傷 跳樓身亡, 濃煙嗆死 85. 2.17 台中夏威夷三溫暖 17 死 大型招牌擋住 生路, 易燃地毯助長火勢 85. 2.27 台中民聲大樓 13 死 20 傷 睡夢中逃生不及 85.10. 7 桃園永興公司 9 死 49 傷 火災導致過氧化物爆炸 發生時間 80. 1. 6 場所名稱台北市天龍三溫暖 死傷情形 18 死 7 傷 造成傷亡主因安全梯阻塞 四 燃燒的基本原理 滅火原理與方法 81. 9.23 新竹縣今夜卡拉 OK 13 死 3 傷 入口通道使用易燃建材 81.10.20 高雄市花旗飯店 18 死 13 傷 未及時疏散顧客避難 81.11.21 台北市神話世界 KTV 16 死 2 傷 入口通道使用易燃建材 82. 1.19 台北市論情西餐廳 33 死 21 傷 入口通道使用易燃建材 82. 4.10 樹林鎮黑珍珠卡拉 OK 10 死 6 傷 逃生管道不足 82. 5.21 卡爾登 理容中心 21 死 7 傷 逃生管道不足 83.10.26 台北市 巨星鑽 KTV 13 死 2 傷 延誤報警造成火勢擴大 84. 2.15 台中市 衛爾康西餐廳 64 死 16 傷 瓦斯外洩, 引起氣爆 16
燃燒之要素 甲烷的燃燒反應 燃燒三要素? 燃燒四要素? 1. 可燃物 2. 氧 ( 助燃物 ) 3. 熱能 ( 溫度 ) 4. 連鎖反應 熱能可燃物助燃物連鎖反應 火災 爆炸相關名詞 燃燒四要素 17
危險物質 依勞工安全衛生設施規則, 第一章總則, 第十條 : 爆炸性物質 著火性物質 ( 易燃固體 自燃物質 禁水性物質 ) 氧化性物質 易燃性液體 ( 原 引火性液體,93.10.20 修正 ) 可燃性氣體 及其他經中央主管機關指定者 所稱其他危險物, 係指前述危險物外一切易形成高熱 高壓或易引起火災 爆炸之物質 燃燒 ( 爆炸 ) 下限 (Lower Explosion Limit,LEL) 燃燒 ( 爆炸 ) 上限 (Upper Explosion Limit,UEL) 閃火點或引火點 (Flash Point) 著火點或燃點 (Combustion Point, Fire Point) 閃燃 (Flashover) 自燃 (Self-ignition) 最小著火能 (Minimum Ignition Energy) 爆轟 (Detonation) 爆燃 (Deflagration) 一 沸點 (Boiling Point) 二 熔點 (Melting Point) 三 粘性 (Viscosity) 四 液體之比重 (Specific Gravity) 五 氣體 蒸氣之比重 ( 密度 )(Vapor Density) 六 水溶性 (Water Solubility) 七 導電性 (Electrical Conductivity) 八 燃燒熱 (Combustion Heat) 九 蒸氣壓力 (Vapor Pressure) 十 自然發熱 (Spontaneous Heating) 十一 燃燒界限 ( 範圍 ) (Flammable Limits) 與爆炸界限 ( 範圍 ) (Explosive Range) 易燃性液體之火災危險特性 閃火點 (Flash point) 燃點 (Ignition Temperature) 燃燒或爆炸界限 (Flammability (Explosive) Limits) 比重 (Specific Gravity (Relative Density) ) 蒸汽密度 (Vapor Density) 沸點, 熔點 (Boiling Point, Melting Point) 水溶性 (Water Solubility) 18
火災 : 建築物火災燃燒成長過程 指違反人類意志而發生物質燃燒且有滅火之必要, 否則可能危及生命財產之災害 燃燒由燃料 / 氧氣 / 外界能量所造成並產生光與熱的激烈氧化反應 大致分類 : (A) 都市型火災 : 建築內之家具 裝潢材料 民生用品 家電設備 其他 (B) 工廠火災 : 機械生產設備 原料 成品及半成品 爆炸等 第一階段 : 初火 (Initial fire) 第二階段 : 成長期 (Fire build-up) 第三階段 : 閃燃 (Flashover) 第四階段 : 最盛期 (Fully developed fire) 第五階段 : 火災之擴大與衰退 (Fire propagation or decay) 火災之分類 類別 A 類火災 B 類火災 C 類火災 D 類火災 名稱 普通火災 油類火災 電氣火災 金屬火災 說 明 普通可燃物如木製品 紙纖維 棉 布 合成樹脂 橡膠 塑膠等發生之火災 通常建築物之火災即屬此類 可燃物液體如石油 或可燃性氣體如乙烷氣 乙炔氣 或可燃性油脂如塗料等發生之火災 涉及通電中之電氣設備, 如電器 變壓器 電線 配電盤等引起之火災 活性金屬如鎂 鉀 鋰 鋯 鈦等或其他禁水性物質燃燒引起之火災 備 註 可以藉水或含水溶液的冷卻作用使燃燒物溫度降低, 以致達成滅火效果 最有效的是以掩蓋法隔離氧氣, 使之窒熄 此外如移開可燃物或降低溫度亦可以達到滅火效果 有時可用不導電的滅火劑控制火勢, 但如能截斷電源再視情況依 A 或 B 類火災處理, 較為妥當 這些物質燃燒時溫度甚高, 只有分別控制這些可燃金屬的特定滅火劑能有效滅火 通常均會標明專用於何種金屬 建築火災歷程與對策 ( 內政部建研所 ) 19
煙囪效應之影響 煙流驅動越大, 則煙囪效應產生之壓力越大 樓層越高, 內部與外部溫度差越大則其牽引力量越大, 延燒越迅速 新莊市中正路 803 巷, 大樓內部天井, 產生 煙囪效應, 火蛇轉而由 3 樓直接向上竄燒後棟的 8 到 10 樓 3 人葬身火窟 密閉空間內的燃燒往往因為空間氧氣不足, 火勢會慢慢減緩, 最後便可能會自動地熄滅 若密閉空間變開放空間後, 因增加空氣的對流, 有充分的氧氣及風勢, 便會助長火勢, 如同煙囪向上釋放熱能 高樓層火災常發生煙囪效應 2008-5-25 台北縣新莊市 煙囪效應 (Stack Effect) A. 當冬天建築物內部溫度較高時, 於樓梯 電梯通道 管道間 川堂等垂直通道內, 空氣通常因密度較建築物外界空氣為低而具有浮力, 浮力作用下使其向上浮升, 經由上方開口流出 而外界空氣由下方開口補充, 空氣上升所遺留空缺, 如此循環現象即為煙囪效應 B. 夏天中由於大樓普遍設有空調系統, 溫度較外界為低, 則建築物垂直通道中存在向下流動之氣流, 此現象稱為逆向煙囪效 應 冬天正向 T 0 < T T < T 0 夏天 如何防止煙囪效應的危害 要做好各垂直通道 管道間的防火阻絕, 不要有空隙讓煙流可往水平方向流竄, 將危害減到最小 另外也建議於垂直通道 管道間設置專用的偵測器, 用以掌控藉煙囪效應流竄的煙流 民眾要怎麼自保? 第一要務 : 冷靜地緊閉門窗 緊閉門窗指的是大門 前廳等等火舌可能蔓延前進的方向 接著要快用濕毛巾之類的掩住口鼻, 帶領全家到陽台或後面等待救援 當全家人等待救援時, 要找遠離火場的通風地點, 這時候一定要盡量保持能夠呼吸到新鮮空氣 正逆向煙囪效應引起的建築物內部空氣流動示意圖 20
爆炸 定義 : 急劇的燃燒系統內, 產生之氣體其高壓經快速釋放物理 化學能量 ( 動能 機械能 光 熱輻射等 ) 的過程, 伴隨壓力 光與爆音 易發生爆炸之工業 : 爆竹煙火製造工廠 液化石油氣罐裝場 石化廠 油品煉製有機溶劑廠 榖倉儲存裝卸作業 高壓氣體之製造處置儲存作業等 衝擊波 (Shock Wave) 在爆炸時, 因壓力上升, 造成空氣壓縮形成衝擊波 是造成周遭物質破壞的主因 21
爆破負載量 (blast loads ) 對一結構的作用大小與分佈 沸騰液體汽化膨脹爆炸 (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion, BLEVE) 過壓 psig kpa 危害 蒸汽爆炸 +BLEVE 過壓之破壞 (Clancey 1972) 0.03 0.04 0.15 0.21 0.28 1.03 已遭扭曲的大玻璃窗破壞嚴重噪音 (143dB) 玻璃窗破壞 0.3 2.07 無嚴重破壞機率為 95% 0.5~1 3.4~6.9 幾乎粉碎所有大小窗戶 1.3 9 高樓大廈之鋼構有些變形 1 atm =1.0132506 bar = 101.325 Kpa = 14.69574 psi 2~3 2.3 3 3~4 13.8~20.7 15.8 20.7 20.7~27.6 非 RC 結構牆或磚牆破壞結構嚴重破壞的低限高樓大廈之鋼構扭曲並拔離基座儲油槽破裂 87 年 4 月 12 日下午, 高雄縣仁大工業區塑膠皮製造廠發生火災爆炸 5 34.5 木造電桿突然折斷 5~7 34.5~48.2 房舍幾乎全毀 7 48.2 載貨火車翻覆 9 62 滿載槽車全毀 10 68.9 高樓大廈幾乎全毀 300 2068 如火山口之破壞力 22
熔融金屬掉入水中引起水蒸汽爆炸 1 死 ( 廠長 ) 易爆炸之粉塵類別農產物金屬類塑膠系 粉塵名稱 澱粉 棉花 稻穀 豆類 鋁 鎂 鐵 錳 矽 鈦 鋅 醋酸纖維 硝酸纖維 木質素樹脂 酚樹脂 聚乙烯 聚苯乙烯 合成橡皮 鋁錠製造工廠水蒸汽爆炸案 4 死,20 輕重傷 其他 煤炭 硫黃 木屑 粉塵爆炸 粉塵爆炸之特性 : 相對於氣體爆炸 氣體爆炸 粉塵爆炸 燃燒速度爆炸壓力燃燒時間產生之能量破壞力 燒毀力 大低較短較小較小 小高較長較高較高 23
混合後能發火或爆炸之組合 物質名稱 避免混合之物質 1 atm = 0.987 bar = 0.1013 MPa = 14.7 psi 鹵素 (Cl Br I) 強酸類及酸無水物過氧化物 ( 如 Na 2 O 2 ) 氯酸鹽過氯酸鹽漂白粉 氨氣 氫氣 紅磷 鹼金屬 銅 鋅 鋁等金屬 氨氣 不飽和油脂 可燃性有機物 鋁或鎂粉 碳化鈣 乙醚 硫黃, 可燃性有機物 硫黃 金屬粉 氨氣 強酸 硝酸銀 氯化錫 硝酸 乙炔 燃燒與爆炸過程 火災爆炸防止措施 1. 反應緩慢 燃燒過程 2. 反應產物因產生相當程度膨脹, 能量散失導致低能量密度 1. 反應極快 爆炸過程 2. 放出之能量集中, 具高能量密度 危險物分類 火源防範 火災警報系統 消防安全設備 避難 24
火災爆炸防止措施 危險物分類 爆炸性物質 著火性物質 氧化性物質 引火性液體 可燃性氣體 安全措施 因物質而異, 原則含存量 通風 溫度 滅火設施等 物質安全資料表 火源防範 電氣 吸菸 摩擦 過熱物體 熱表面 明火 火花 切割焊接 自然發火 延燒 縱火 機械火花 熔融物質 化學反應 靜電 閃電 避難 通道 出入口 樓梯 安全梯 平日應訓練緊急應變 火災時優先通知他人 不得搭電梯 火災警報系統 偵測器 定溫型 差動型 ( 測溫度上升速度 ) 偵煙型 受信總機 警報器 各種警鈴 家庭火災發生的主要原因 消防安全設備 滅火設備 : 固定式 移動式 滅火劑 : 消防水 泡沫 乾粉 惰性氣體 鹵化烷 25
如何預防家庭火災發生 1. 防止電路短線 2. 注意菸蒂處理 3. 煮食應注意火源 4. 嚴禁兒童玩火 5. 小心使用瓦斯 常見滅火材料 : 水 : 具冷卻效果, 適用 A 類火災 CO 2 : 具稀釋燃料附近氧含量與冷卻雙重作用 適用電氣設備和限定範圍的 B 類火災 泡沫 : 硫酸鋁水溶液與碳酸氫鈉水溶液混合, 產生二氧化碳, 使泡沫噴出, 適用 A 及 B 類火災 化學乾粉 : 由加壓氣體容器中 (N 2 ) 或 (CO 2 ) 將乾粉覆蓋燃燒面, 遮斷氧氣達成滅火目的 乾粉成份有 (NaHCO 3 ) (KHCO 3 ) 磷酸二氫銨 (NH 4 H 2 PO 4 ) 或 (K 2 SO 4 ) (KCl) 碳酸氫鉀與尿素混合物等多種, 對 A B C D 類火災適用 如何預防工廠火災發生 滅火器材之滅火效能 1. 保持廠房整潔衛生 2. 可燃物品處理 滅火藥劑 水 泡沫 二氧化碳 鹵化烷 ABC 類 乾 BC 類 粉 D 類 3. 正確使用高溫設備 火災分類甲 (A) 類火災 O O X X O X X 4. 做好電力設備維護 5. 完善的機械設備保養 ( 中國福建永安市蚊香廠起火 ) 乙 (B) 類火災 丙 (C) 類火災 丁 (D) 類火災 X O O O O X X O O O X X X X X 註 :O 記號表示適合,X 記號表示不適合 O O X X X O 26
消防安全設備 各類場所消防安全設備依消防法暨各類場所消防安全設備設置標準 : (1) 滅火設備 (2) 警報設備 (3) 避難逃生設備 (4) 消防搶救上之必要設備 (5) 其他經中央消防主管機關認定之消防安全設備 警報設備 報知火災發生之器具或設備 ( 一 ) 火警自動警報設備 ( 二 ) 手動報警設備 ( 三 ) 緊急廣播設備 ( 四 ) 瓦斯漏氣火警自動警報設備 滅火設備 以水或其他滅火藥劑滅火之器具或設備 : ( 一 ) 滅火器 消防砂 ( 二 ) 室內 外消防栓設備 ( 三 ) 水霧滅火設備 ( 四 ) 自動灑水設備 ( 五 ) 二氧化碳滅火設備 ( 六 ) 泡沫滅火設備 ( 七 ) 乾粉滅火設備 ( 八 ) 海龍滅火設備 避難逃生設備 火災發生時為避難而使用之器具或設備 ( 一 ) 標示設備 : 出口標示燈 避難方向指示燈 避難指標 ( 二 ) 避難器具 : 指滑台 避難橋 救助袋 緩降機 避難繩索 滑杆及其他避難器具 ( 三 ) 緊急照明設備 27
火警報知設備 - 探測器 差動探測器 定溫探測器 差動補償型探測器 偵煙探測器偵煙探測器火燄探測器 拉 : 拉開安全插梢 拉 : 拉起皮管, 朝向火源根部 壓 : 壓下手壓柄, 左右移動皮管掃射接近火點 確認 : 熄滅後, 用水燒熄餘燼, 保持監控, 確認火勢已熄滅 圖片來源 : 消防署 提起滅火器 拉開安全插梢 握住皮管前端, 噴口朝向火苗 用力握下手握把 滅火器使用方法 保持監控確定熄滅 熄滅後用水冷卻餘燼 ( 有例外 ) 朝向火源根部噴射 圖片來源 : 消防署 28
避難器具:緩降梯平時多注意消防栓的位置 發現火警按下手動報警按鈕 報警警示燈會閃和鈴聲大作 打開消防栓箱 取出瞄子 ( 噴嘴 ) 小心反作用力非常大一定要緊握瞄子噴嘴 消防栓使用方法取下水帶並完全拉伸轉動瞄子噴嘴選擇適當射水方式注意將接頭接牢, 然後轉動制水閥 圖片來源 : 消防署 29