建築物火災中，在所謂燃料控制燃燒（Fuel Controlled）情形下，燃燒速度主要受何因素決定？

本題考點

燃料控制（Fuel Controlled）燃燒階段，決定燃燒速度的主控因子。

正解理由

室內火災在燃料控制階段，空氣供應相對充足，燃燒速率不受開口進氣量限制，而由可燃物本身供給燃料蒸氣的能力決定。固體可燃物必須先受熱裂解產生可燃氣體，可燃氣體再與氧在氣相中燃燒，而裂解發生在受熱表面，單位時間產生的可燃氣體量與暴露的表面積成正比；同重量的木材做成薄片或木屑時燃燒明顯加快，即為此理。故燃料控制階段的主控因子是可燃物表面積，故選C。

逐項排除

1. (A)

   氣壓在一般建築物火災中變動幅度有限，不是區分燃料控制與通風控制的因子。

2. (B)

   可燃物重量決定的是火載量，也就是可燃燒的總熱量與可能的持續時間，而非單位時間的燃燒速度。

3. (C)

   表面積決定受熱裂解與氧化反應得以進行的面積，是燃料控制階段的主控因子，本選項正確。

4. (D)

   流入空氣量是通風控制（Ventilation Controlled）階段的主控因子，最盛期以R＝k·A√H描述者即屬此情形。

記憶點

燃料控制與通風控制是描述室內火災燃燒速率受何者限制的一組對照概念。火災初期室內氧氣充足、開口進氣量遠大於燃燒所需，燃燒速率由燃料端決定，稱為燃料控制；隨著火勢成長，燃燒所需空氣量超過開口所能供應，燃燒速率轉由進氣量決定，稱為通風控制，此時即適用最盛期燃燒速度式R＝k·A√H，其中A為開口面積、H為開口高度。

燃料控制階段以表面積為主控因子，原因在於固體燃燒的機制：固體本身不直接與氧反應，必須先受熱裂解產生可燃氣體，可燃氣體再與氧在氣相中燃燒。裂解發生在受熱表面，因此單位時間產生的可燃氣體量與暴露表面積成正比。同樣重量的木材做成木屑或薄片時，表面積對體積的比值大增，燃燒速度隨之提高；粉塵的危險性隨粒徑變小而提高，也是同一個比表面積原理的延伸。

易混淆對照：火載量是可燃物總重量乘以單位發熱量，決定的是可燃燒的總熱量與可能持續時間，不是瞬時燃燒速度；含水率、可燃物排列方式與是否具垂直暴露面則影響火焰傳播速度。把「重量看總量、表面積看速度」記牢，可以避開本題型最常見的誘答選項。

延伸考點：兩種控制模式的轉換點常搭配閃燃命題，閃燃前多屬燃料控制，閃燃後全面燃燒、進氣不足而轉為通風控制；複燃則是通風控制被推到極端、氧氣近乎耗盡後，補進空氣所引發的現象。三個名詞常在同一題中互相搭配，判別關鍵一律回到「限制燃燒的是燃料還是空氣」。另一個常見延伸是熱釋放率的表示式，熱釋放率等於質量燃燒速率乘以有效燃燒熱，因此燃料控制階段提高表面積、通風控制階段加大通風因子，都會反映在熱釋放率上；設計火源常以熱釋放率隨時間平方成長的成長型火源描述，其成長係數即是把上述機制濃縮成一個參數。