依藤田金一郎之研究，建築物之木質杉板外牆受輻射熱 11,000 kcal/m2hr，約為多少 kW/m2？

本題考點

輻射熱通量的單位換算，由每平方公尺每小時千卡換算為每平方公尺千瓦。

正解理由

1 kcal ＝ 4.186 kJ、1 小時 ＝ 3,600 秒，故 1 kcal/m²hr ≈ 0.001163 kW/m²；題給 11,000 kcal/m²hr 乘上此係數約得 12.8 kW/m²，故選 A。

逐項排除

1. (A)

   12.8 kW/m² 反算為 12.8 × 3,600 ÷ 4.186 ≈ 11,010 kcal/m²hr，與題給值相符。

2. (B)

   20.02 kW/m² 反算約 17,220 kcal/m²hr，與題給的 11,000 kcal/m²hr 不符。

3. (C)

   10.0 kW/m² 反算約 8,600 kcal/m²hr，低於題給值而不合。

4. (D)

   15.6 kW/m² 反算約 13,420 kcal/m²hr，高於題給值而不合。

演算步驟

1. 公式：kW/m² ＝ kcal/m²hr × 4.186 kJ/kcal ÷ 3,600 s/hr；
2. 代入：11,000 × 4.186 ＝ 46,046 kJ/m²hr；
3. 再除以 3,600 s/hr 得 12.79 kJ/s·m²，即 12.79 kW/m²；
4. 結果約 12.8 kW/m²。

記憶點

本題屬單位換算題，關鍵在於熱通量的兩種常用表示法：工程慣用的每平方公尺每小時千卡，以及國際單位制的每平方公尺千瓦。換算的橋樑有兩個，其一是熱量單位，1 千卡等於 4.186 千焦耳；其二是時間單位，1 小時等於 3,600 秒。先把千卡換成千焦耳，再把每小時換成每秒，所得即為每平方公尺每秒的千焦耳，也就是每平方公尺千瓦。實用上可直接記住 1 kcal/m²hr 約等於 0.001163 kW/m²，或反過來記 1 kW/m² 約等於 860 kcal/m²hr，本題以 11,000 乘上 0.001163 亦可立即得到約 12.8。

另一組常見單位是每平方公分每秒卡，其與國際單位制的關係為 1 cal/cm²s 等於 41.86 kW/m²。早期日本文獻多以此單位表述輻射熱門檻，閱讀舊資料或舊題本時須留意單位是否已經換算。

延伸考點：輻射熱通量的量級感是火災學的重要素養。文獻常引用的參考值包括，木質板材長時間受輻射加熱而可能引燃的熱通量約在每平方公尺十餘千瓦之譜，短時間即引燃所需的熱通量則明顯更高；而室內火災發生閃燃時，地板面所受的輻射熱通量常被引為每平方公尺二十千瓦左右。本題所給的 11,000 kcal/m²hr 換算後約為 12.8 kW/m²，正落在木質材料長時間受輻射加熱而可能起火的量級，這也是題目取材於木質杉板外牆的用意。

易混淆對照：熱通量的單位是每單位面積的功率，熱釋放率的單位是功率，火載量的單位則是每單位面積的能量，三者只要先看單位的分母就能分辨，考試時養成先看單位的習慣即不易選錯。