高科技潔凈廠房的消防設施概要

高科技潔凈廠房的消防設施一、國家標準電子工廠潔凈廠房設計規(guī)范中的有關規(guī)定 隨著科學術的發(fā)展，以微電子產品生產為代表的高科技產品生產發(fā)展很快，這類高科技潔凈廠房的消防設施與現行國家標準建筑設計防火規(guī)范GB50016潔凈廠房設計規(guī)范GB50073的規(guī)定均有差距，甚至是很大的差距。為此我們在編制國家標準電子工廠潔凈廠房設計規(guī)范中在對國內外狀況進行了調查研究分析的基礎作出了如下的一些規(guī)定： (標題編號采用規(guī)范中的編號)623潔凈廠房內防火分區(qū)的劃分，應符合下列規(guī)定： 1甲、乙類生產的潔凈廠房宜為單層，其防火分區(qū)最大允許建筑面積，單層廠房宜為3000m2，多層廠房宜為2000m2。2丙、丁、戊類生產的潔凈廠房，其防火分區(qū)最大允許建筑面積應符合現行國家標準建筑設計防火規(guī)范GB50016的規(guī)定； 3耐火等級為一級、二級的丙類生產的潔凈廠房，在回風氣流中設有靈敏度嚴于001obsm的早期煙霧探測系統(tǒng)后，其每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積可按生產工藝要求確定。 624潔凈室的上技術夾層、下技術夾層和潔凈生產層，按其構造特點和用途，可作為同一防火分區(qū)。上、下技術夾層的建筑面積可不計人防火分區(qū)的建筑面積。 627潔凈廠房的安全出口的設置，應符合下列規(guī)定： 1每一生產層、每個防火分區(qū)或每一潔凈室的安全出口數目，應符合現行國家標準潔凈廠房設計規(guī)范GB50073中相關規(guī)定： 2安全出口應分散布置，并應設有明顯的疏散標志；安全疏散距離應符合現行國家標準建筑設計防火規(guī)范GB50016的規(guī)定。安全疏散用門應向疏散方向開啟，并應設觀察玻璃窗； 3耐火等級為一、二級的單層、多層、高層丙類生產的潔凈廠房，在關鍵生產設備自帶火災報警和滅火裝置以及回風氣流中設有靈敏度嚴小于001obsm的高靈敏度早期火災報警探測系統(tǒng)后，安全疏散距離可按工藝需要確定，但不得大于第2款規(guī)定的安當：疏散距離的15倍。 注：對于玻璃基板尺寸大于1500mmxl850mm的TFT-LCDr房，且潔凈生產區(qū)人員密度小于002人m2，其疏散距離可按工藝需要確定，但不得大于120m。 754對排鳳系統(tǒng)中含有毒性、爆炸危險性物質的排氣管路，應保持相對于路由區(qū)域一定的負壓值。 761電子工廠潔凈廠旁中的疏散走廊，應設置機械排煙設施。 762，丙類潔凈室(區(qū))應設機械排煙設施。但潔凈室(區(qū))內人員密度小于002人n2時，機械排煙設施的防煙分區(qū)和排煙量可作調整，但當安全疏散距離大于80m時，仍應按 現行國家標準建筑設計防少二規(guī)范GB50016的要求設置。 1121潔凈廠房內各種化學品儲存間(區(qū))的設置，應符合下列規(guī)定 1化學品儲存間(區(qū))的儲量不應超過該化學品24h的消耗量； 2化學品按物化特性分類儲存，當物化性質不容許同庫儲存時，應采用實體墻分隔， 3危險化學品應儲存在北獨的儲存間或儲存分配間內，與相鄰房間以耐火極限大于20h的隔墻分隔； 4危險化學品儲存、分配間宜靠外墻布置； 5各類化學品儲存、分配間應設機械排風。機械排風應采用應急電源； 6對于易產生爆炸的危陵化學品儲存、分配間的地面和20m以下的墻面，應采用不發(fā)生火花的防靜電材料。 1125液態(tài)危險化學品的儲存、分配間，應設置溢出保護設施，并應符合下列規(guī)定： 1儲存罐或罐組設保護堤，其堤內容積大于最大儲罐的容積和20分鐘消防用水量；保護堤的高度不低于500mm； 2甲、乙類液體與可燃液體相互接觸引起化學反應的可燃液體儲罐或罐組之間，應設隔堤，隔堤不得滲漏：管道穿過隔堤時應采用不燃材料密封。 3應設液體泄露報警； 4設置緊急淋浴和洗眼器。 1232潔凈廠房應設置火災自動報警系統(tǒng)，其防護等級應符合現行國家標準火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范GB50116的規(guī)定。當防火分區(qū)面積超過現行國家標準建筑設計防火規(guī)范GB50016規(guī)定的最大建筑面積允許值時，保護等級應捉高為一級。 1234潔凈廠房內火災探測器的設置應符合下列規(guī)定： 1根據生產工藝布置和公用動力系統(tǒng)的裝設情況，潔凈生產區(qū)、技術夾層、機房、站房等均應設火災探測器，其中，潔凈生產區(qū)、技術夾層應設智能型探測器； 2當潔凈廠房防火分區(qū)面積超過現行國家標準建筑設計防火規(guī)范GB50016的規(guī)定時或頂部安裝點式探測器不能滿足現行規(guī)范設計要求時，在潔凈室(區(qū))內凈化空調系統(tǒng)混入新風前的回風氣流中應設置靈敏度嚴于001obsm的早期煙霧報警探測器； 1236潔凈廠房內下列場所應設置氣體泄漏報警裝置： 1易燃、易爆、有毒氣體的儲存分配間(區(qū))； 2易燃、易爆、有毒氣體的氣瓶柜和分配閥門箱內； 3工藝設備的氣體分配箱和排風管內。 1237潔凈廠房內氣體報警裝置的聯動控制，應符合下列規(guī)定： 1自動啟動相應的事故排風裝置； 2自動關閉相關部位的進氣閥； 3自動關閉相關部位的電動防火門、防火卷簾門； 4報警信號應發(fā)送至消防控制室和氣體控制室。自動啟動泄漏現場的聲光警報裝置和應急廣播。 二、國家標準電子工廠潔凈廠房設計規(guī)范中作出上述規(guī)定的主要依據 21國內外近年來建造一些微電子、光電工廠潔凈廠房具有大面積、大體量的特點，按現行國家標準建筑設計防火規(guī)范GB50016中331條規(guī)定：丙類、二級的單層廠房每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積為8000m2、多層廠房為4000m2、高層廠房為2000m2，由于芯片制造、TFT-LCD制造的生產工藝設備體量大，制造過程的連續(xù)性和自動化傳輸，所以此類生產工藝區(qū)是不能分隔的，為強化防火技術措施，在美國消防標準NFPA318中要求采用高靈敏(0()1obsm)早期空氣取樣式煙霧探測系統(tǒng)，在環(huán)境空氣中煙霧濃度很低的火情出現初期，探測系統(tǒng)即發(fā)出警報，相應消防應急系統(tǒng)即可啟動將火情消滅在初始階段；據了解國內外的此類高科技潔凈廠房都這樣設計建造，投產最早的已有十年以上。 目前大空間、大面積的高科技潔凈廠房設計建造中除了在火災報警系統(tǒng)具有強化消防措施外，其他的火災探測系統(tǒng)的設置、可燃氣體報警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)和使用可燃、有毒氣體的生產工藝設備內、氣體和液體供應系統(tǒng)均設有較嚴密的消防技術措施，預防火滅的發(fā)生，并在一旦發(fā)生火情后設有即時滅火的可靠消防措施。 22現有微電子、光電工廠潔凈廠房的消防設施的設置 據了解在國內外的一些微電子工廠中消防技術設施的裝設情況，因所在國、所1正地區(qū)和投資者的不同，存在一些差異，表1是國內部份高科技潔凈廠房中消防措施的設置情況。 (1)火災報警系統(tǒng)，為適應微電子潔凈廠房的大空間、大體量和嚴格的潔爭度要求(送風速度高)，在潔凈生產區(qū)多孔地板下的回風表令器處設高靈敏度早期煙霧探測器及其報警系統(tǒng) (VESDA，Very Early Smoke Detection Apparatus)或空氣取樣式煙霧探測系統(tǒng)(Air Sampling Type Smoke Detection System)。這種探測器具有高靈敏度(是一般探測器百倍以上)、早期報警(可在火災形成前數小時報警) ，適川于大空間高氣流速度等優(yōu)點，VESDA與一般煙霧探測器的比較見表2。 (2)消火栓水消防系統(tǒng)，根據現行國家標準的規(guī)定，各類電子工廠潔凈廠房小均裝設了室內、外消火栓水消防系統(tǒng)。 (3)自動噴水滅火系統(tǒng)，據了解目前國內外微電子工廠的潔凈廠房內大約過半數裝設了自動噴水滅火系統(tǒng)，也有一部分未裝設自動噴水滅火系統(tǒng)。 (4)在集成電路芯夕廠生產和TFT-LCD生產的潔凈生產區(qū)內使用易燃、可燃化學品、氣體的生產工藝設備自帶有氣體、液體泄漏報警、火災報警和C02滅火裝置，這對此類潔凈廠房的消防是十分有利的。 (5)在微電子工廠潔凈廠房中，儲存、分配和使用可燃、易燃、有毒的氣體、液體的場所均設有氣體、液體報警器及其相應的報警系統(tǒng)。 (6)在電子工廠潔凈廠房中，根據生產工藝布置和建筑構造的狀況，均設置有移動式滅火器和小型便攜式滅火器，具體設置均符合現行匡家標準的規(guī)定。 (7)在電子工廠潔凈廠房中設置機械排煙設施的狀況是：疏散走廊設機械排煙設施，在國家標準潔凈廠房設計規(guī)范GB50073-20)1發(fā)布實施后設計建造的電子工廠潔凈廠房基本上這樣作的。在大空間、大體量潔凈廠房中，有的工廠僅在下技術夾層設置機械排煙系統(tǒng)，排煙口設在潔凈生產區(qū)的多孔地板下。在潔凈生產區(qū)大空間內分區(qū)設置機械排煙系統(tǒng)。 23電子工廠潔凈廠房的上技術夾層、下技術夾層可并入生產區(qū)，上、下技術夾層可不計人防火分區(qū)面積。 由于潔凈生產區(qū)與下技術夾層是以多孔活動地板和多孔混凝土板(華夫板)分隔，下技術夾層是回風靜壓箱，并可能安裝生產輔助設施、各類管線等，多孔活動地板上開孔多少視回風量確定，其開孔率一般在30-50，而華夫板上的開孔率大于上述開孔率，每個孔洞的直徑一般是400mm左右，下技術夾層不設崗位操作人員，其高度為2555m： 表1 國內部份IC、TFT-LGD生產潔凈廠房的消防設施簡況 規(guī)格 潔凈室面積m2廠房高度m 主要消防措施 IC 12英寸 8英寸 8600 27早期高靈敏火災報警系統(tǒng)，火災報警及消防聯動控制系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)，排煙系統(tǒng) 9400 30 早期高靈敏火災報警系統(tǒng)，火災報警及消防聯動控制系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)，排煙系統(tǒng) 14000 239早期高靈敏火災報警系統(tǒng)，火災報警及消防聯動控制系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)，排煙系統(tǒng) 19000232早期高靈敏火災報警系統(tǒng)，火災報警及消防聯動控制系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)，排煙系統(tǒng) 110005.2+5.3+8.35早期高靈敏火災報警系統(tǒng)，火災報警及消防聯動控制系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)，水成膜泡沫滅火系統(tǒng)(芯片廠房中化學品分配系統(tǒng)中的溶劑區(qū))， ；排煙系統(tǒng)(排煙量按芯片車間面積每平方米不小于60m3h)計算 1500028早期火災報警系統(tǒng)，火災報警及消防聯動控制系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)，排煙系統(tǒng) 50004.5+6.4長度超過20m的內走廊設置機械排煙系統(tǒng)，室內消火栓系統(tǒng)，預作用自動噴水消防滅火系統(tǒng)，火災自動報警系統(tǒng) 5代 28000237早期高靈敏火災報警系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)，疏散走道機械排煙 5代? 22000+14000203早期高靈敏火災報警系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng) 5代 30000260早期高靈敏火災報警系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng) 5代? 30000265早期高靈敏火災報警系統(tǒng)等，正在建設中 表2 VEDSA與一般煙霧探測器的主要性能比較空氣取樣探測系統(tǒng)傳統(tǒng)典型煙霧探測系統(tǒng)離子光電取樣方式主動抽取環(huán)境的空氣，只要空氣中有煙霧，就 能及時警報，屬主動式探測環(huán)境煙霧擴散至探測器內，并達到一定濃度才能探測并警報，屬于被動式探測探測原理激光散射電離方式紅外散射方式探測范圍各種材料的煙霧，探測范圍寬，粒子直徑：000120m天然物質的煙霧，粒子直徑：00101 m合成材料的煙霧，粒子直徑：110 m靈敏度000520obsm(海米遮光率)連續(xù)可調59obsm(每米遮光率)測量方式絕對測量相對測量報警時間火災形成前數小時，早期預警火災形成前數分鐘，先預警安裝方法標準型、回風口、毛細管等多種取樣形式可橫向、縱向安裝?天花板下安裝，不可水平安裝，沒有回風口和毛細管取樣方式使用維護一次CEE-校準，十年可不維護每兩年清除、校準一次應用場合適用于潮濕、粉塵、高速氣流、電磁干擾、大空間不適合粉塵、潮濕、離子型不適合風速大干5ms的場合離子型不適合風速大干5ms的場合上技術夾層是送風靜壓箱，它以基本布滿高效空氣過濾器或FFU和燈具的吊頂格柵與潔凈生產區(qū)相連，上技術夾層沒有崗位操作人員，其高度一般為2555m。由于上述的構造特點和使用特性，所以美國NFPA318中明確：“潔凈室包括活動地板下的空間和吊頂格棚以上作為空氣通道的空?！?“活動地板下方提供安裝機械、電訊或類似系統(tǒng)，或作為送風或回風靜壓箱作用的空間”。近年來，北京、上海手探測系統(tǒng)等地區(qū)召開的多次相關高科技潔凈廠房消防專家論證會均認為：鑒于潔凈生產區(qū)與上、下技術夾層的構造特點和用途，可視為一個防火分區(qū)。 24電子工廠潔凈廠房的防排煙 電子工廠潔凈廠房有三種基本類型：單向流潔凈室、非單向流潔凈室和混合流潔凈室，在各類潔凈廠房的設計建造中，其共同的特點是管線多，由于送風量大，一般風管尺寸較大，即使對于非單向流潔凈室送風量相對較小(其送風量比公共建筑仍然要大數倍)，但因一般只有上技術夾層或技術夾道，所以管線布置仍然難度很大。單向流和混合流潔凈室，由于氣流速度大，且氣流自上而下從潔凈區(qū)的吊頂流向活動地板，在此種情況下如何設置機械排煙系統(tǒng)?對潔凈生產區(qū)是否設機械排煙?目前各個高科技工廠的作法各不相 同，歸納起來電子工廠潔凈廠房中防排煙方式有：(1)潔凈生產區(qū)設機械排煙系統(tǒng)； (2)潔凈廠房疏散走廊設機械排煙系統(tǒng)； (3)在潔凈生產區(qū)內分區(qū)設置機械排煙系統(tǒng)，有的與生產工藝設備排氣系統(tǒng)共用；(4)在下技術夾層設，機械排煙系統(tǒng)等。 在美國NFPA消防標準中的355條規(guī)定：空氣處理系統(tǒng)的設計應配備排煙系統(tǒng)或設專用的煙控系統(tǒng)。在A355(即條文解釋)中有如下的說明：“半導體生產用潔凈廠房設置的煙控系統(tǒng)不會阻止污染，但能限制污染物的傳播和濃度。專用的煙控系統(tǒng)最好能自動啟動，但許多企業(yè)愿意手動啟動，但應做到：(1)應有合格的人員對煙控系統(tǒng)每天24h監(jiān)控；? (2)應急搶救組或有權手動啟動者，應迅速接到通知； (3)應制定詳細的煙控應急程序，包括危險氣體的險氣體的切斷、空氣循環(huán)風機停機、啟動排煙風機等。排煙系統(tǒng)的容量最小3cfmft2 (52m3hm2)，對于危險較高的區(qū)域應該為5cfm(85m3hm2)。 在我國的現行國家標準建筑設計防火規(guī)范GB50016中第913條規(guī)定：“下列場所應設置排煙設施： 1、丙類廠房中建筑面積大于300m2的地上房間；人員、可燃物較多的丙類廠房或高度大于32m的高層；一房長度大于20mm內走道；任一層、建筑面積大于5000m2的丁類廠房；”在913條的條文說明中對條文進行了如下解釋說明：“1、工業(yè)建筑中，因生產工藝的需要，房間面積超過300m2的地上丙類廠房比比皆是，有的無窗或設有固定窗，如潔凈廠房等，有的則開有大面積外窗：有的平面面積達到數萬平方米，如電子、紡織、造紙廠房、鋼鐵與汽車制造廠房等。丙類廠房中人員較多，過去一直沒有要求設置排煙的 規(guī)定，發(fā)生火災時給人員疏散和火災撲救帶來一定隱患”按此條規(guī)定大面積、大空間的高科技潔凈廠房，似均應設機械排煙設施，因為潔凈廠房是密閉性廠房不可能設自然排煙，房間面積均大于300m2，但是由于高科技潔凈廠房的生產工藝自動化程度高，所以生產人員少，人員密度很小，一個上萬平方米的潔凈廠房最大班人數僅數十人，人員密度僅為10人50m2左右，這與“建規(guī)”所述“丙類廠房中人員較多”是完全不同的，再如前述電子工廠潔凈廠房中氣流速度大、自上而下的實際狀況和技術夾層中管線多，敷設排氣管線的難度大等因素。 25疏散距離 人員疏散時能安全到達安全出口即可認為到達安全地帶。各類生產廠房的最大疏散距離的合理確定是廠房內一旦出現火情時，操作人員安全疏散到安全地帶的重要保證。安全疏散距離的確定與人員疏散速度和允許的疏散時間有關，據建規(guī)GB50016-2006的條文該，明中介紹：“丙類廠房中工作人員較多，疏散時間掙人子荷載2人m2，疏散速度辦公室按60mmin，學校按22mmin，若取其中間速度為丙類生產車間的平均疏散速度為41mmin，80m的距離疏散時間需2min。對于一、二級耐火等級的丙類單層或多層廠房的疏散距離分別為80m和60m。丁、戊類廠房一般面積大、空間大、火災危險性小，人員允許的疏散安全時間較長。根據我國的消防水平、消防站布局標準規(guī)定，一般城市消防站要求在5min內到達火災現場。丁、戊類廠房如為一、二級耐火等級建筑物，在人員不很集中的情況下，疏散速度按60mmin確定時在5min內可走300m。一般廠房布置出入口時，疏散距離不大可能超過300m。因此，一、二級耐火等級的丁、戊類廠房的安全疏散距離未作規(guī)定?！?目前在高科技的微電子工廠和TFT-LCD液晶顯示器工廠用潔凈廠房，由于面積