電子類(lèi)潔凈廠房消防設(shè)計(jì)審核分析

蔡 舒

(廈門(mén)市公安消防支隊(duì)，福建 廈門(mén) 361100)

電子類(lèi)潔凈廠房消防設(shè)計(jì)審核分析

蔡 舒

(廈門(mén)市公安消防支隊(duì)，福建 廈門(mén) 361100)

簡(jiǎn)要論述電子類(lèi)潔凈廠房的特點(diǎn)及其對(duì)消防工作的不利影響，從防火分區(qū)、疏散、電氣化、防排煙系統(tǒng)、滅火設(shè)備等角度分析了電子類(lèi)潔凈廠房的消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為電子類(lèi)潔凈廠房的消防設(shè)計(jì)積累了經(jīng)驗(yàn)。

電子類(lèi)，潔凈廠房，消防設(shè)計(jì)

隨著國(guó)內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)迅速崛起，筆者所在的廈門(mén)市已逐步形成光電產(chǎn)業(yè)鏈，以宸鴻科技、友達(dá)光電、天馬微電子、日本硝子電氣為代表的國(guó)內(nèi)外光電企業(yè)巨頭紛紛在這里建設(shè)大型電子工業(yè)潔凈廠房。這些電子潔凈廠房的空氣流通量大，內(nèi)部通道曲折而狹窄，部分廠房的生產(chǎn)工藝中還會(huì)用到可燃有毒的特種氣體，因此必須加強(qiáng)其消防設(shè)計(jì)研究，將火災(zāi)危害和損失降到最低。

1 電子類(lèi)潔凈廠房火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別的確定

由于不同類(lèi)型電子潔凈類(lèi)廠房在材料、技術(shù)、生產(chǎn)性質(zhì)等方面存在很大差異，在真正確定其火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別時(shí)，不能僅僅參照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的定義，而是需要結(jié)合具體的生產(chǎn)工藝、可燃易燃材料使用和消防設(shè)施配置情況來(lái)確定，2013版《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》也將第5.2.2條和第5.2.3條有關(guān)火災(zāi)危險(xiǎn)性和防火分區(qū)的條款由2001版強(qiáng)制性條文改為非強(qiáng)制性條文。例如，集成電路工廠的外延間或清洗間，如果設(shè)有可燃?xì)怏w報(bào)警裝置和滅火裝置時(shí)可按丙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性生產(chǎn)，否則應(yīng)按甲類(lèi)設(shè)防；再如液晶顯示器件生產(chǎn)加工的濺射間和彩膜檢驗(yàn)間可按丁類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性確定，而其蝕刻間、模塊裝配間及彩膜生產(chǎn)間則應(yīng)按丙類(lèi)設(shè)防。因此，筆者認(rèn)為在確定一幢電子類(lèi)潔凈廠房火災(zāi)危險(xiǎn)性，既要按不同工段分別確定不同房間的火災(zāi)危險(xiǎn)性，也要根據(jù)不同火災(zāi)危險(xiǎn)性的比例及其防火分隔情況確定廠房整體建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性。

2 電子類(lèi)潔凈廠房對(duì)消防工作的不利影響

2.1 電子類(lèi)潔凈廠房的作業(yè)空間較為封閉

電子潔凈廠房的工藝要求十分苛刻，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)溫度、壓力、濕度等都要求做到精準(zhǔn)的控制，因此其房間通常設(shè)置成密閉式潔凈房間，一旦發(fā)生火災(zāi)，就會(huì)產(chǎn)生濃煙，這對(duì)于疏散及滅火工作的開(kāi)展有很大影響。同時(shí)，由于火災(zāi)熱量無(wú)處外泄，火源釋放的熱輻射經(jīng)四壁反射，使室內(nèi)溫度急劇攀升，室內(nèi)各部位的材料在短時(shí)間內(nèi)即達(dá)到燃點(diǎn)，形成“轟燃”。此外，為了達(dá)到相應(yīng)的潔凈等級(jí)，潔凈廠房的外墻上一般不設(shè)置外窗，室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后，外界不能第一時(shí)間察覺(jué)，即便發(fā)現(xiàn)火情后也不易選定滅火的突破口，這無(wú)疑增大了消防工作的難度。

2.2 電子類(lèi)潔凈廠房的易燃易爆及有毒物質(zhì)較多

多數(shù)電子類(lèi)潔凈廠房需使用甲醇、丙酮、乙醇、硅烷、氫氣等甲、乙類(lèi)易燃易爆化學(xué)品，在具體操作和使用中容易發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故，部分物質(zhì)本身或其燃燒產(chǎn)物還具有毒性，加之潔凈廠房的吊頂上方通常設(shè)計(jì)有相互聯(lián)通的風(fēng)管，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙、火能夠沿風(fēng)管外竄，迅速蔓延至其他房間，燃燒中釋放出來(lái)的有毒氣體也將在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散到整個(gè)廠房，容易對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的生命構(gòu)成威脅。

2.3 普通消防設(shè)備難以滿(mǎn)足電子潔凈廠房的高要求

電子類(lèi)潔凈廠房?jī)?nèi)有很多貴重設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)空氣潔凈度的要求比較苛刻，部分潔凈區(qū)還提出了無(wú)菌化作業(yè)要求。但目前普遍使用的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)很難滿(mǎn)足這些高要求，如開(kāi)式滅火系統(tǒng)的管道始終保持敞開(kāi)狀態(tài)，會(huì)破壞廠房?jī)?nèi)的無(wú)塵無(wú)菌環(huán)境，而閉式滅火系統(tǒng)的管道中往往填滿(mǎn)了滅火介質(zhì)，很難保證不會(huì)發(fā)生泄漏。其次，在潔凈廠房?jī)?nèi)進(jìn)行噴水滅火動(dòng)作，將會(huì)給廠房?jī)?nèi)的貴重儀器及設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重的二次污染，因此普通的自動(dòng)滅火系統(tǒng)并不適用于電子潔凈廠房。此外，在大空間、大體量以及較高的潔凈度要求下，裝設(shè)在廠房頂板上的感煙探測(cè)器很難發(fā)揮實(shí)際作用。

3 電子類(lèi)潔凈廠房的消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 防火分區(qū)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

電子潔凈廠房防火分區(qū)的劃分，應(yīng)該滿(mǎn)足以下要求：1)對(duì)于甲、乙類(lèi)潔凈廠房，最好設(shè)計(jì)為單層，且單層廠房防火分區(qū)的最大允許建筑面積宜為3 000 m2，而多層廠房宜為2 000 m2；2)對(duì)于丙、丁、戊類(lèi)潔凈廠房，其防火分區(qū)的最大允許建筑面積應(yīng)該滿(mǎn)足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的有關(guān)要求；3)根據(jù)GB 50472—2008電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，對(duì)于耐火等級(jí)為一、二級(jí)的丙類(lèi)電子工業(yè)潔凈廠房，如凈化空調(diào)回風(fēng)氣流中安裝有靈敏度不低于0.01%obs/m的極早期煙霧探測(cè)裝置，則每個(gè)防火分區(qū)的最大允許建筑面積可根據(jù)具體的生產(chǎn)工藝要求來(lái)予以確定。

3.2 疏散方面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

電子潔凈廠房的安全疏散設(shè)計(jì)主要涉及安全出口、疏散走道、疏散樓梯等。在疏散距離設(shè)計(jì)上，考慮到電子潔凈廠房本身的特點(diǎn)，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮人員疏散的要求，全面分析疏散人流、疏散距離等因素，并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的模擬和計(jì)算，得出最佳疏散路線，同時(shí)對(duì)于安全出口及疏散通道的布置也要進(jìn)行合理規(guī)劃，使生產(chǎn)地點(diǎn)與安全出口之間搭建起便捷、暢通的逃生路線，而不必經(jīng)過(guò)曲折的凈化路線。在《電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》中，針對(duì)其工藝特點(diǎn)，疏散設(shè)計(jì)也提出了特別的要求。例如，對(duì)于玻璃基板尺寸大于1 500 mm×1 850 mm的TFT-LCD潔凈廠房，在潔凈生產(chǎn)區(qū)人員密度小于0.02人/m2的前提下，其疏散距離可根據(jù)工藝進(jìn)行調(diào)整，但最大不能超過(guò)120 m；對(duì)于丙類(lèi)生產(chǎn)的電子類(lèi)潔凈廠房，在關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備自帶火災(zāi)報(bào)警和滅火裝置，且回風(fēng)氣流中安裝極早期火災(zāi)報(bào)警探測(cè)系統(tǒng)，其安全疏散距離可根據(jù)工藝需要確定，但最大不能超過(guò)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定的安全疏散距離的1.5倍。

3.3 電氣化方面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1)電源方面。

潔凈廠房?jī)艋照{(diào)系統(tǒng)的用電負(fù)荷、照明負(fù)荷應(yīng)由變電所專(zhuān)線供電。消防用電設(shè)備的供配電設(shè)計(jì)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。電源進(jìn)線(不包括消防用電)應(yīng)設(shè)置切斷裝置，并盡量設(shè)在潔凈區(qū)外便于管理的地點(diǎn)。潔凈室內(nèi)的電氣管線宜暗敷。穿線導(dǎo)管應(yīng)采用不燃材料。潔凈區(qū)的電氣管線管口及安裝于墻上的各種電器設(shè)備與墻體接縫處應(yīng)有可靠的密封措施。

2)報(bào)警系統(tǒng)。

根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的不同危害類(lèi)型，報(bào)警系統(tǒng)有火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和可燃有毒氣體報(bào)警系統(tǒng)之分。就火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)而言，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)要求，潔凈廠房的機(jī)房、生產(chǎn)區(qū)、站房等區(qū)域都必須安裝火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)。潔凈室具有循環(huán)風(fēng)量大、換氣頻率高等特點(diǎn)，通常設(shè)有下技術(shù)夾層、上技術(shù)夾層、生產(chǎn)層等多層空間，且上、下技術(shù)夾層和生產(chǎn)層相通，是空氣流通的重要通道，而下技術(shù)夾層中安設(shè)了很多輔助工藝設(shè)施及管道，工序復(fù)雜且彼此聯(lián)系密切，一旦發(fā)生火災(zāi)，很容易導(dǎo)致煙氣擴(kuò)散和污染，給潔凈室?guī)?lái)十分嚴(yán)重甚至不可逆轉(zhuǎn)的破壞。為此，應(yīng)該在潔凈室回風(fēng)井或下技術(shù)夾層中設(shè)置空氣采樣式極早期報(bào)警系統(tǒng)，利用空氣采樣，分析室內(nèi)空氣中的粒子濃度，同時(shí)與歷史濃度不斷進(jìn)行對(duì)比，達(dá)到及時(shí)、靈敏的監(jiān)控效果。這樣的報(bào)警系統(tǒng)具有很高的靈敏度，可以在發(fā)生陰燃事故或火災(zāi)發(fā)生的第一時(shí)間檢測(cè)出空氣粒子濃度的反常變化，并進(jìn)行警報(bào)，使人員得以及時(shí)疏散，同時(shí)在火勢(shì)增大前將其控制和撲滅。

液晶生產(chǎn)與集成電路生產(chǎn)工藝中會(huì)用到一些可燃、有毒的化學(xué)氣體，它們一般保存在潔凈室外的中間庫(kù)房之中，并按照所用氣體的性質(zhì)來(lái)選擇和安設(shè)報(bào)警系統(tǒng)。這些氣體應(yīng)該安放在特制氣瓶柜內(nèi)的不銹鋼氣瓶中，氣瓶柜應(yīng)該安裝排風(fēng)裝置和可燃有毒報(bào)警裝置，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)排風(fēng)氣體濃度，一旦出現(xiàn)泄漏事故，可以智能化關(guān)閉氣瓶的出氣控制閥門(mén)，并自動(dòng)噴射氮?dú)饣蚝鈦?lái)吹掃管道，清除其中的有毒可燃?xì)怏w。對(duì)于氣體的輸送管道，應(yīng)該選用不銹鋼材質(zhì)，通過(guò)自動(dòng)軌道氬弧焊機(jī)進(jìn)行焊接，管道必須進(jìn)行壓力測(cè)試和檢漏測(cè)試，測(cè)試達(dá)標(biāo)后方可使用。此外，在保存氣體的中間庫(kù)房中也要安裝可燃有毒報(bào)警裝置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)，可以自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并開(kāi)啟排風(fēng)機(jī)予以通風(fēng)處理。

3)應(yīng)急照明系統(tǒng)。

應(yīng)急照明也稱(chēng)備用照明，制定一個(gè)實(shí)用、可靠的應(yīng)急照明系統(tǒng)對(duì)于潔凈廠房的火場(chǎng)逃生極為重要，在應(yīng)急照明系統(tǒng)的供電方案方面，可以采用一路市電加分散式自帶蓄電池電源的應(yīng)急燈，且其照度應(yīng)滿(mǎn)足所需場(chǎng)所或部位進(jìn)行必要活動(dòng)和操作的最低照度。

3.4 防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

易燃、易爆區(qū)域的排風(fēng)應(yīng)與一般區(qū)域分開(kāi)，單獨(dú)設(shè)置，并采用防爆型排風(fēng)風(fēng)機(jī)；為確保生產(chǎn)安全和員工安全，應(yīng)設(shè)計(jì)事故排風(fēng)系統(tǒng)，且應(yīng)為該系統(tǒng)安裝自動(dòng)和手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)應(yīng)分別設(shè)在潔凈室及潔凈室外便于操作的地點(diǎn)；潔凈廠房的走廊應(yīng)設(shè)置機(jī)械防排煙裝置，考慮到潔凈廠房?jī)?nèi)管線較為密集，若增加一套防排煙管道會(huì)存在一定難度，因此潔凈室機(jī)械防排煙系統(tǒng)可與通風(fēng)、凈化空調(diào)系統(tǒng)合用，但必須輔以可靠的防火安全措施；風(fēng)管應(yīng)選用不燃材料，并按照有關(guān)規(guī)范要求來(lái)設(shè)置防火閥。

在防煙分區(qū)的設(shè)置上，為避免煙氣大范圍擴(kuò)散，通常將防煙分區(qū)面積控制在500 m2以下。由于生產(chǎn)中會(huì)用到可燃有毒的特種氣體，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，工藝設(shè)備內(nèi)往往有特氣殘留，因此需要讓工藝排風(fēng)系統(tǒng)以不低于正常狀態(tài)下50%的排風(fēng)量運(yùn)行。為了確保工藝排風(fēng)系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠可靠運(yùn)作，應(yīng)該取消排風(fēng)管上的防火閥設(shè)置，盡可能避免其穿過(guò)防火墻。排風(fēng)管應(yīng)該選用不燃材質(zhì)，對(duì)于以玻璃鋼制造的酸堿排風(fēng)管道，要在風(fēng)管中安裝自動(dòng)噴水滅火噴頭；對(duì)于內(nèi)部可燃物濃度超過(guò)爆炸下限25%的溶劑排風(fēng)管道，也要在內(nèi)部安裝自動(dòng)噴水滅火噴頭。

3.5 滅火設(shè)備的合理選擇

潔凈室的生產(chǎn)層及上下技術(shù)加層均應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓。消火栓的用水量不小于10 L/s，每支水槍的出水量應(yīng)不小于5 L/s。對(duì)于潔凈室內(nèi)置有貴重儀器、設(shè)備的房間應(yīng)安裝固定滅火裝置。當(dāng)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采用預(yù)作用式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)時(shí)，不可使用會(huì)造成人員窒息或?qū)ΡＷo(hù)對(duì)象造成二次破壞的滅火劑。

考慮到傳統(tǒng)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)無(wú)論是開(kāi)式系統(tǒng)還是閉式系統(tǒng)，都很難滿(mǎn)足潔凈廠房對(duì)于無(wú)塵無(wú)菌的要求，也不可避免的會(huì)造成水漬的二次污染。因此，高壓細(xì)水霧作為一種新型滅火技術(shù)則具有很大的優(yōu)勢(shì)。高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是由高壓水通過(guò)特殊噴嘴產(chǎn)生的細(xì)水霧來(lái)滅火的自動(dòng)消防給水系統(tǒng)，其具有一定的穿透性，用水量較少，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，有利于保護(hù)貴重設(shè)備，更適于潔凈廠房的滅火需要。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)任何生產(chǎn)作業(yè)來(lái)說(shuō)，安全生產(chǎn)始終處于第一位，在電子潔凈廠房的設(shè)計(jì)和建造中也要體現(xiàn)這一點(diǎn)。為了提高電子潔凈廠房的消防設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，必須針對(duì)具體的生產(chǎn)性質(zhì)，結(jié)合工藝設(shè)備情況，制定有效的防火滅火措施，使之既不對(duì)正常的生產(chǎn)效能產(chǎn)生影響，又能為廠房?jī)?nèi)的生產(chǎn)作業(yè)提供最大程度的安全保障。

[1] GB 50073—2013，潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50472—2008，電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 凌 梅，許劍方.潔凈電子廠房消防系統(tǒng)設(shè)置及施工技術(shù)探討[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2013(10)：1122-1124.

[4] 楊鴻栩.大型工業(yè)潔凈廠房水消防設(shè)計(jì)探討[J].給水排水，2011(9)：79-82.

[5] 李瑞廷，曹俊峰.潔凈廠房配電設(shè)計(jì)要點(diǎn)淺談[J].科技信息，2011(17)：374-376.

[6] 孟凡英.潔凈廠房對(duì)空調(diào)機(jī)組的特殊要求研究[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2014(3)：44-46.

Analysis on fire-fighting design audit of electronic clean workshop

Cai Shu

(XiamenPublicFire-FightingBranchTeam,Xiamen361100,China)

The paper briefly discusses electronic clean workshop features and its negative impact upon fire-fighting work, analyzes fire-fighting design points of electronic clean workshop from aspects of fire-preventing district, emission, electrification and smoke prevention, fire extinguishing equipment and so on, which has accumulated experience for fire-fighting design of electronic clean workshop.

electronics, clean workshop, fire-fighting design

2015-02-07

蔡 舒(1976- )，男，工程師

1009-6825(2015)13-0127-02

TU998.1

A