大型電子潔凈廠房防火設計
面板（TFT-LCD\AMOLED 等）生產廠房建造的特點是工藝設備體積大、自動化程度高、生產的連續性、潔凈室人員極少等，故廠房規模大，潔凈室面積需求甚至超過 90000 m2（單層），其防火分區面積及疏散距離遠超現行的 GB 50016-2014《建筑設計防火規范》（以下簡稱“建規”）之要求；另外工藝生產過程使用多種易燃、易爆（甲類、乙類）的特氣及化學品，其日用量也遠超“建規”條文說明之 3.1.2 條（2）“一般情況下可不按物質危險特性確定生產火災危險性類別的最大允許量”表 2 中規定的最大量，只能參照條文說明之 3.1.2 條（1）中的要求去核算并確認其火災危險性。
參照 GB 50472-2008《電子工業潔凈廠房設計規范》（以下簡稱“電子潔凈廠房規范”）、GB 50073-2013《潔凈廠房設計規范》等相關要求作為依據，結合國家標準 GB 51251-2017《建筑防煙排煙系統技術標準》（以下簡稱“防排煙標準”）實施日期的確定，與“建規”一并作為該類廠房防火設計的規范依據，使該類廠房建造環節中關鍵的消防設計得到合理解決。同時“防排煙標準”提出了一些新的術語（如固定窗），給該類廠房消防設計提出了新課題。
1 面板生產廠房工藝特點
1.1 正如引言中所述，其工藝設備體積大、連續自動化生產、潔凈室操作人員少、廠房及潔凈室面積規模大，特殊氣體、化學品日用量大。表 1 為不同世代面板廠的規模；表 2 為生產過程中易燃易爆化學品、特氣的日用量。
1.2 面板生產廠房火災危險性類別的確定
從表 2 可以看出，生產過程中關鍵工藝設備使用的易燃、易爆化學品日用量最高達 12 m3
/d，特氣日用量最高達 2700 m3/d，超過“建規”規定的“一般情況下可不按物質危險特性確定生產火災危險性類別的最大允許量”，其火災危險性應按“建規”3.1.2條中的要求去核算并確認。
1.2.1 化學品、特氣輸配特點
工藝生產過程使用的化學品、特氣從輸送、分配到使用點有 3~4 個連接點（見圖 1），每個連接點的所有接頭、閥門等配件，均設在密閉的分配柜（箱）內，柜（箱）內設有泄漏檢測、報警、泄漏排放管路，并聯動閥門自動關閉系統；如：化學品輸送系統，外運槽車（或桶裝）輸送至“化學品供應間（供應罐、分配模塊、管道系統）”，通過管道系統輸送至主廠機廢液沿重力收集管道收集至主廠房支持區的分配間，再由提升泵提升至化學品供應車間。其中“化學品供應間”的分配模塊包括桶槽、泵、過濾器、閥門等組合安裝在化學品分配柜內，分配柜設置有專用的二氧化碳消防系統。“有機化學品供應間”、主廠房支持區的“分配間”，房間設置二氧化碳泡沫消防系統、防爆、措施及設置事故排風系統；設備、管道均設置防靜電接地。以上措施有效保障了輸送過程的安全性。
1.2.2 生產廠房火災危險性的定性
依據“建規”第 3.1.2 條“同一座廠房或廠房的任一防火分區內有不同火災危險性生產時，廠房或防火分區內的生產火災危險性類別應按火災危險性較大的部分確定；當生產過程中使用或產生易燃、可燃物的量較少，不足以構成爆炸或火災危險時，可按實際情況確定；當符合下述條件之一時，可按火災危險性較小的部分確定：
1 火災危險性較大的生產部分占本層或本防火分區建筑面積的比例小于 5%或丁、戊類廠房內的油漆工段小于 10%，且發生火災事故時不足以蔓延至其他部位或火災危險性較大的生產部分采取了有效的防火措施”，該類生產過程中使用易燃、易爆化學品及特氣的關鍵工藝設備的腔體，均為密閉設備，其腔體的投影面積合計約為潔凈區（防火分區）的2%~3%，同時該類關鍵工藝設備自帶自動探測、報警、事故排風及滅火設施，滿足上述“建規危險性較大的生產部分占本層或本防火分區建筑面積的比例小于 5%”及“且發生火災事故時不足以蔓延至其他部位或火災危險性較大的生產部分采取了房支持區的分配間（中繼供應及回收間，其容量按一天的工藝使用量配置）的分配柜，再通過管道系統輸送到主廠房下夾層的“分配閥門箱（VMB）”，從閥門箱（VMB）分配到各工藝使用設備；產生的有有效的防火措施”的要求；另參照范”附錄B“電子產品生產間類舉例”（見表 3），該類廠房使用易燃、易爆關鍵工藝設備均屬于在表中所列膜等工序中。 面板工廠的生產線除上述關鍵工藝設備外的生產過程及環節，從使用的原輔料及半成品丙類物質，故依據“建規”第 3.1.2 條及“電子潔凈廠房規范”附錄 B，此類廠房火災危險性定性為丙類。
2 面板生產廠房防火分區及疏散距離的確定
從表 1 可以看出，面板工廠規模體量龐大，以G10.5 代（TFT-LCD）面板廠主廠房（兩層潔凈室）為例：（見圖 2、圖 3），主廠房長 432m高 45m（4 層），其中潔凈區長寬尺寸吊頂高度 8m 以上；另外有與生產廠房配套的兩側“支持區”。
2.1 核心區潔凈室的防火分區劃分
如引言所述，為了保證生廠車間的工藝需求，自動化生產線不能用防火墻隔開，故其潔凈室需劃分為一個432m×216m 約 93300m2 的防火分區。“建規”第 3.3.1 條之表 3.3.1 所限定的防火分區面積：“丙類廠房防火分區面積 耐火等級一級建筑 3000m2”；第 3.3.3 條“廠房內設置自動滅火系統時，每個防火分區最大允許建筑面積可按本規范第 3.3.1 條的規定增加 1.0 倍”，若按“建規”規定執行，該廠房最大防火分區面積不應超過 6000m（丙2類、高層、耐火等級一級、設置自動滅火系統），顯然遠不能滿足該類廠房的生產需求。
但專業規范“電子潔凈廠房規范”有特別規定，“潔凈室上技術夾層、下技術夾層和潔凈生產層，當按其構造特點和用途作為同一防火分區時，上下技術夾層的面積可不計入防火分區的建筑面積，但應分別采取相應的消防措施第 6.2.3 條“丙類生產的電子工業潔凈廠房的潔凈室（區），在關鍵生產設備設有火災報警和滅火裝置以及回風氣流中設有靈敏度嚴敏度早火災報警探測系統后，其每個防火分區的最大允許面積可按生產工藝要求確定”由于此案例中那些在生產過程中會使用易燃、易爆的化學品或特氣的關鍵生產設備，生產過程均在密閉腔體中進行，并且自帶報警和滅火裝置；再加上凈化循環空氣在和新風混合前的回風氣流中設置了高靈敏度的早期火災探測器及報警系統，主動抽取循環空氣取樣，能在火災形成前數小時及早報警。故此設計中依據上述“電子潔凈廠房規范”房潔凈區防火分區面積按工藝要求確定。
潔凈廠房兩側的支持區域，因不滿足“電子潔凈廠房規范”第 6.2.3 條要求的條件，其防火分區仍按“建規”的規定劃分。
2.2 生產廠房安全疏散距離的確定
生產廠房安全疏散包括潔凈區及支持區人員疏散，“建規”第 3.7.4 條之表距離：“丙類廠房內任一點至最近安全出口的直線距離耐火等級一級高層建筑定執行，該廠房核心潔凈區（潔凈區長寬尺寸×216m）的安全疏散距離遠不能滿足該類廠房的生產需求。
但專業規范“電子潔凈廠房規范”有特別規定，即：第 6.2.7.3 條規定：“丙類生產的電子工業潔凈廠房的潔凈室（區），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 于0.01%obs/m 的高靈敏度早期火災報警探測系統后，安全疏散距離可按工藝需要確定，但不得大于本條第2 款規定的安全疏散距離的 1.5 倍。注：對于玻璃基板尺寸大于 1500mm×1850mm 的 TFT-LCD凈生產區人員密度小于 0.02 人/m2，其疏散距離應按工藝需要確定，但不得大于 120m”。代 TFT-LCD 玻璃基板尺寸為 2940mm滿足“電子潔凈廠房規范”要求，關鍵設備自帶火災報警和滅火裝置以及回風氣流中設有早期報警系統，潔凈室人員密度遠小于 0.02 人/m2，故核心潔凈區安全疏散距離按不大于 120m 設置（見圖)按“建規”第 3.7.4 條之表 3.7.4 所限定的疏散距離設置。
但專業規范“電子潔凈廠房規范”有特別規定，“丙類生產的電子工業潔凈廠房的潔凈室（區），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于的高靈敏度早期火災報警探測系統后，安全疏散距離可按工藝需要確定，但不得大于120。
3 “防排煙標準”中新規定
“固定窗”術語：“設置在設有機械防煙排煙系統的場所中，窗扇固定，平時不可開啟，僅在火災時便于人工破拆以排出火場中的煙和熱的外窗”“固定窗”設置要求：“防排煙標準”“設置機械加壓送風系統的封閉樓梯間、防煙樓梯間，尚應在其頂部設置不小于的防煙樓梯間，尚應在其外墻上每不小于 2m2的固定窗。”；筑或部位，當設置機械排煙系統時，尚應按本規范第4.4.14～4.4.16 條的要求在外墻或屋頂設置固定窗：1任一層建筑面積大于庫）；…”。“固定窗”的設置規定給該類廠房防火設計提出了新課題；還是以上述案例，就固定窗如何設置進行探討。
3.1 防煙樓梯間固定窗設置
大型電子潔凈廠房防火設計 中新規定“固定窗”設置在設有機械防煙排煙系統的場所中，窗扇固定，平時不可開啟，僅在火災時便于人工破拆以排出火場中的煙和熱的外窗”。“固定窗”設置要求：“防排煙標準”第3.3.11設置機械加壓送風系統的封閉樓梯間、防煙樓梯間，尚應在其頂部設置不小于 1m2的固定窗。靠外墻的防煙樓梯間，尚應在其外墻上每 5 層內設置總面積；第 4.1.4 條“下列地上建筑或部位，當設置機械排煙系統時，尚應按本規范第
條的要求在外墻或屋頂設置固定任一層建筑面積大于 2500m2的丙類廠房（倉的設置規定給該類廠房防火設計提出了新課題；還是以上述案例，就固定窗如何防煙樓梯間固定窗設置
設在潔凈室回風夾道內的防煙樓梯間設置了機械加壓送風系統，此樓梯在以往的項目設計中均不考慮出屋面，現按“防排煙標準”第 3.3.11樓梯間位置需要出屋面，并且在其頂部需要設置于 1m2 的固定窗（見圖5）；設在支持區外墻和設在潔凈室山墻上的封閉樓梯間，采用自然通風方式防煙，故不需設置固定窗。
3.2 潔凈室固定窗設置
潔凈室（93300m2）因設有機械排煙系統，依據“防排煙標準”第 4.1.4 條要求，需要在屋頂及外墻設置固定窗（見圖 6），并依據第 4.4.15的設置和有效面積應符合下列要求：
1 設置在頂層區域的固定窗，其總面積不應小于樓地面面積的 2%；…”，其二層潔凈室考慮從潔凈室兩側回風夾道及中間回風夾道在屋面上做若干個“狗屋”，在“狗屋”側墻上設置固定窗，固定窗設置總面積為93300 m2×2% =1866 m不在頂層區域，且一層潔凈室兩側為支持區，屬不同的防火分區，無法滿足“防排煙標準”第設置在靠外墻且不位于頂層區域的固定窗，單個固定窗的面積不應小于 1m2，且間距不宜大于規定，考慮參照二層潔凈室的作法，從一層潔凈室頂板位于回風夾道的位置設豎井至屋面上的“狗屋”，固定窗設置面積按一層潔凈室面積的方式同二層潔凈室的固定窗的設置。
設在潔凈室回風夾道內的防煙樓梯間設置了機械加壓送風系統，此樓梯在以往的項目設計中均不考3.3.11條規定，其樓梯間位置需要出屋面。
4 結語
以上案例僅針對面板廠房進行了論述，雖然不同的電子潔凈廠房有不同的需求及特點，但對“火災危險性”定性、“防火分區”劃分、“疏散距離”設置等關鍵問題的界定上，均需參照專業規范“電子潔凈廠房規范”中的相關規定并與“建規”、“防排煙標準”一并作為該類廠房防火設
計的規范依據，使電子潔凈廠房的防火設計得到合理解決。“防排煙標準”剛開始實施，以上對面板廠房固定窗的設置想法僅為個人的見解，如何更準確理解和解決“防排煙標準”中的新條文，并將其規定合理落實到電子潔凈廠房的防火設計中，還需要設計、消防建審、審圖等的各環節的專業人充分溝通、理解。