一般研究建築物室內火災行為特性時,將室內所產生的煙與熱,區分成上層區(熱區)及下層區(冷區),進而研究的模式稱為:
- A場模式(field model)
- B區域模式(zone model)
- C控制體積模式(control volume model)
- D網路模式(network model)
正解 B — 區域模式(zone model)
出處:106 年專門職業及技術人員普通考試消防設備人員考試 ·「火災學概要」第 38 題(測驗題共 40 題,另有申論 2 題)
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本題考點
室內火災的數值模擬模式分類,重點在辨識把室內分為上部熱煙層與下部冷空氣層的模式名稱。
正解理由
區域模式(zone model)的基本假設,是把著火空間簡化為兩個控制區域:上層為熱煙與燃燒生成物累積形成的熱區,下層為尚未受污染的冷區,各層內部的溫度、密度與成分視為均勻,再以火羽流質量流率、開口流與熱傳等關係式描述兩層之間的質量與能量交換。題幹所述「將室內所產生的煙與熱區分成上層區(熱區)及下層區(冷區)」正是這個雙層假設,故選 B。
逐項排除
- (A)
場模式(field model):將空間切割成大量細小網格,逐格求解質量、動量與能量守恆方程式,可得到空間中每一點的溫度與流速,不採上下兩層的簡化假設,與題幹描述不符。
- (B)
區域模式(zone model):即上熱下冷的雙層區域假設,與題幹逐字相符,為正確答案。
- (C)
控制體積模式(control volume model):泛指以控制體積列質量與能量平衡的通用做法,是場模式與區域模式共同的基礎概念,並未指定上層熱區與下層冷區的兩層劃分。
- (D)
網路模式(network model):把建築物各室與通道視為節點、開口視為連結,計算節點間的壓力與流量分布,適用於全棟煙流與加壓煙控分析,並非描述單一空間內的煙層分層。
記憶點
兩層叫區域、逐格叫場、節點連線叫網路,先看它把空間切成幾塊就能分辨。
深度詳解法規沿革 · 單位換算 · 易混淆對照
火災模擬模式的分類依據是「空間被切成多少塊」。網路模式切得最粗,一個房間就是一個節點,適合處理整棟建築物的煙流與加壓煙控問題;區域模式切成上下兩塊,適合單一或少數空間內的煙層發展與煙層下降時間分析;場模式切成成千上萬個網格,可解析火羽流、噴流與局部溫度分布,代價是計算量龐大。三者不是誰取代誰,而是依問題尺度與精度需求選用。
區域模式的核心是幾條守恆關係:火羽流把下層空氣捲吸進上層,使上層質量與體積增加、煙層界面下降;上層透過天花板與牆面把熱傳出去;有開口時,煙層低於開口上緣即開始由開口流出,並由下層補入新鮮空氣。因此煙層下降速度取決於火源熱釋放率、空間面積與高度,這也是避難安全驗證中計算可用避難時間的基礎。常見的區域模式軟體以雙層假設為主,場模式則屬計算流體力學的應用。
易混淆概念的整理如下:一是區域模式假設每層內部性質均勻,因此無法描述同一層內的溫度梯度,天花板噴流與局部高溫必須靠場模式;二是控制體積屬方法而非模式名稱,區域模式的每一層、場模式的每一格都是控制體積,題目若把它與區域模式並列,考的就是名詞精確度;三是網路模式關心的是壓力與流量在節點間如何分配,與煙層界面高度無關。
延伸考點包括:以區域模式推導煙層下降時間並與避難時間比較、火羽流捲吸量與火源高度的關係、開口流與中性帶位置的判斷,以及場模式在天花板噴流與探測器動作時間預測上的應用。命題方向上,本類題多以名詞定義與假設條件出題,只要記住「切幾塊」這個關鍵,四個選項就能一次分清。
內容更新:2026-07-26 · 答案以考選部公布解答為準,本站不修改官方答案 · 詳解引用法條以 106 年(考試當年)條文為準,其後修法請自行留意 · 本詳解僅供國考複習,不構成消防安全設備設計、檢修或法規諮詢建議