高科技厂房消防安全设备

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1、高科技廠房消防安全設備高科技廠房消防安全設備 主講人主講人 邱邱 晨晨 瑋瑋防火工程設計理念防火工程設計理念無塵室製程設備之無塵室製程設備之財財產產防護防護與無塵室與無塵室人命安全防護人命安全防護並重並重之防火設計目標之防火設計目標運用空調系統及排煙設備之結合，控制煙流之設計系統運用空調系統及排煙設備之結合，控制煙流之設計系統多重消防防護設計多重消防防護設計火災緊急應變程序火災緊急應變程序避難逃生計畫避難逃生計畫 國國內內高科技廠房三大災例高科技廠房三大災例場所別項目聯瑞積體電路股份有限公司天下電子股份有限公司華邦電子華邦電子股份有限公司股份有限公司發生時間86/10/03/14：59-17：

2、3886/11/11/08：1585/10/14/13：00人員傷亡無一人受傷無損失金額（直接損失）120億以上億以上30億以上億以上60億以上原因類別機器類機器類藥品類起火原因排氣管濕式清洗檯濕式清洗檯無塵室消防安全設備分級無塵室消防安全設備分級有供應製程危險氣體有供應製程危險氣體（如晶圓廠及光電廠，（如晶圓廠及光電廠， 潔淨等級較高）潔淨等級較高） SEMI S2-2000M7-7/17-12NFPA318無供應製程危險氣體無供應製程危險氣體（如生化科技廠及封裝（如生化科技廠及封裝測試廠，潔淨等級較低）測試廠，潔淨等級較低） NFPA318各類場所消防安全設備設置標準各類場所消防安全設備設

3、置標準晶圓廠晶圓廠消防工程設計消防工程設計 -國內外法規差異國內外法規差異 1.製程設備及輔助設施之化學系統防護（CO2自 動滅火系統及FM200） 2.製程設備之警報或撒水系統防護 3.設置極早型預警系統，於回風處設偵 測點並配合定址式高感度偵煙探測器之警報 設計 4.排氣風管使用耐腐蝕金屬材質或撒水防護 5.製程氣體供應/儲存系統之氣瓶櫃使用火焰 式探測器及撒水防護並設置於遠離無塵室之 DLC防火結構內 6.考量整體氣流空間因子之煙控設計考量整體氣流空間因子之煙控設計 特殊環境特性特殊環境特性垂直的循環空氣垂直的循環空氣低溫環境與正壓系統低溫環境與正壓系統潔淨室與潔淨室下層間有高架地板相通

4、潔淨室與潔淨室下層間有高架地板相通空間的密閉性空間的密閉性必須保持必須保持class1至至class1000等級的高潔淨度等級的高潔淨度 機台發生事件數統計（機台發生事件數統計（1977-1997）機 台 種 類火 災 件 數Metalization4MEBES5EPI Reactor8Ion Implanter10Etch12Stepper12Furnace22Wet Bench75火災情境火災情境 消防設備作動流程一消防設備作動流程一 Fab區的Wet Bench起火，應變人員在警報系統，或從監控螢幕取得現場實際狀況，確確認認火火災災是否發生是否發生 若為誤動作-則現場將設備復歸，關閉火警

5、警鈴，使火警自動警報設備恢復正常使用狀態 若確認為真實火災-即立即以無線電回報應變中心，應變中心人員在指揮官指揮下，進行緊急廣播，請整棟建築物內人員緊急疏 散消防設備作動流程消防設備作動流程 二二 FAB區的Wet Bench發生火災時，自動啟動該製程機台之CO2自動滅火系統； 如無法控制後 則假設火災於無法控制後手動啟動排煙設備 並將起火區FFU降載及相遴區劃FFU增載消防設備作動流程消防設備作動流程 三三 撒水設備作動-則依其實際撒水頭之RTI值作動，並依其實際K值放射水量；亦可大量降低熱釋放率。 初期運用室內消防栓及滅火器進行搶救 如廠房火災已無法控制，則由指揮官下令通知消防單位，全力入

6、內救災。 多重消防防護設計多重消防防護設計警報系統警報系統RAP回風處佈設各類經自動取樣之早期預警系統回風處佈設各類經自動取樣之早期預警系統（VESDA系統）系統）定址式高感度偵煙型探測器定址式高感度偵煙型探測器螢幕監控系統螢幕監控系統防災中心功能防災中心功能製程設備之製程設備之CO2自動滅火系統自動滅火系統潔淨室之密閉濕式自動撒水設備潔淨室之密閉濕式自動撒水設備排氣風管使用耐腐蝕金屬風管之設計排氣風管使用耐腐蝕金屬風管之設計極早期空氣取樣系統極早期空氣取樣系統 NFPA72NFPA72 一偵測器與連接器延伸至保護區域的管路所組成一偵測器與連接器延伸至保護區域的管路所組成, ,偵測器偵測器內內

7、之抽氣風扇經由空氣取樣孔之抽氣風扇經由空氣取樣孔, ,取樣管路抽取樣管路抽取保護區域取保護區域內內的空氣至偵測器的空氣至偵測器, ,進而分析是否有火進而分析是否有火災生成物災生成物 NFPA318NFPA318 無塵室應使用空氣取樣式偵煙探測器無塵室應使用空氣取樣式偵煙探測器系統動作流程系統動作流程 不可見煙霧-incipient stage 可見煙霧-Visible Smoke 火焰-Flaming Fire 熱-Intense Heat Alert /action/Fire1/Fire2多段警報 回風區dry coiler前 格子樑下空調主機迴風處 Wet bench Implanter無

8、塵室VESDA系統設置位置 提升防災中心人員知識與技術 位置 構造 功能防災中心滅火系統對火源大小之影響滅火系統對火源大小之影響（設計火災）（設計火災） 以以FAB層的層的Wet Bench起火起火 是否為獨立火源是否為獨立火源 CO2自動滅火系統及自動滅火系統及FM200對熱釋放率的影響對熱釋放率的影響 CO2自動滅火系統自動滅火系統依各類場所消防安全設備設置標依各類場所消防安全設備設置標準第準第84條規定條規定應於應於60秒放完畢秒放完畢 FM200依依NFPA2001規定放射時間最長規定放射時間最長10 sec 自動撒水設備對熱釋放率的影響自動撒水設備對熱釋放率的影響 依依RTI值值及及

9、K值值R wet Bench到其他可燃物之間的分隔距到其他可燃物之間的分隔距離離Q 來自火災的熱釋放率（來自火災的熱釋放率（Btu/sec）q“ 非引導性點火所需投射的輻射通量非引導性點火所需投射的輻射通量對於其他可燃物距離對於其他可燃物距離Wet Bench的大小均大於的大小均大於分隔距離，故為單一可燃物之獨立火源分隔距離，故為單一可燃物之獨立火源 獨獨 立立 火火 源源 PP熱釋放率曲線圖熱釋放率曲線圖Early Suppression Fast Response Early Suppression Fast Response Sprinkler (ESFR)Sprinkler (ESFR

10、) Listed for its capability to provide fire suppression of specific high challenge fire hazards. For storage protection up to 40 ft building high without in-rack sprinklers. Low RTI 50 (ft-sec.) 1/2 Hydraulic Design 12 sprinklers 70 psi min. , Ordinary Temperature Rating To be used in wet-pipe syste

11、ms only. Limited roof construction and slope.(2 in. per ft max.)Upright ESFR感度係數與熱釋放率之關係圖感度係數與熱釋放率之關係圖TimeEarly suppressionachievedin this zoneRDD(Required Delivered Density)ADD (Actual Delivered Density) Density Gal/min/sq ft (mm/min)Generalized RDD-ADD Generalized RDD-ADD Generalized RDD-ADD Gener

12、alized RDD-ADD relationshiprelationshiprelationshiprelationship撒水系統的火災控制與火災制壓概念撒水系統的火災控制與火災制壓概念Presentation of fire control and fire suppression by sprinklers火災制壓(FireSuppression)(heat release rate)Q 熱釋放熱釋放率率時間時間 (Time)火災控制(FireControl)(heat release rate)Q 熱釋放熱釋放率率時間時間 (Time)。BySpraySprinklersByESFR

13、Sprinklers製程廢氣排風管防護製程廢氣排風管防護 是否需要設置撒水裝置，可由下列條件決定：是否需要設置撒水裝置，可由下列條件決定： 風管及其所排放物質之可燃性風管及其所排放物質之可燃性 風管系統之尺寸及其重要性風管系統之尺寸及其重要性 火災可能造成之損失火災可能造成之損失 火災可能對於生火災可能對於生產產造成之影響造成之影響 製程廢氣排風管防護製程廢氣排風管防護 使用可承受腐蝕性之金屬風管使用可承受腐蝕性之金屬風管 風管之風管之內內含物與風管之材質、其物理及化學特性、和含物與風管之材質、其物理及化學特性、和其易燃性等級其易燃性等級 或使用耐腐蝕型速動型撒水頭或使用耐腐蝕型速動型撒水頭

14、被覆蠟、鉛、或者先鉛後蠟之撒水頭被覆蠟、鉛、或者先鉛後蠟之撒水頭 輕度腐蝕性的環境，且其溫度不得高於華氏輕度腐蝕性的環境，且其溫度不得高於華氏150度（攝度（攝氏氏66度）度） 直徑六英吋以上（直徑六英吋以上（ FM7-7/17-12） 直徑十英吋以上（直徑十英吋以上（ NFPA318 ）製程廢氣排風管防護製程廢氣排風管防護 如風管之寬度或直徑超過如風管之寬度或直徑超過12呎（米），應另設一配管裝呎（米），應另設一配管裝置撒水頭置撒水頭 撒水裝置的管線應設於風管外撒水裝置的管線應設於風管外 設有分支風管之系統，每一分支風管，在其匯入主風管設有分支風管之系統，每一分支風管，在其匯入主風管系統距離

15、系統距離3呎（米）以呎（米）以內內處，應設撒水頭處，應設撒水頭 垂直風管垂直風管 撒水密度至少應有撒水密度至少應有0.20 gpm/ft2 x 風管直徑風管直徑 x 風管長度風管長度 = 應防護應防護內內部表面積部表面積 水平風管水平風管 撒水密度至少應有撒水密度至少應有0.20 gpm/ft2 風管直徑風管直徑 x 風管長度風管長度 = 應投射應投射面積面積煙控設計理念煙控設計理念 國內排煙規範 依樓地板面積作為火載量與發煙量之估算原則 適用一般3-4公尺樓高之建築物 各類場所消防安全設備設置標準第188至第190條及建築技術規則第101條煙控設計煙控設計 對於必須達無塵狀態使用之場所，依各

16、類場所消防安全設備設置標準第二十八條規定，應設排煙設備時，有塵埃侵入無法使該居室保持無塵狀態，將影響製造過程及破壞儀器設備之顧慮，擬申請免設排煙設備者，得擬具適當替代得擬具適當替代方案方案，依前揭設置標準第二條規定檢具具體證明經中央消防主管機關認可 訂定計畫範圍訂定計畫範圍訂定計畫範圍訂定計畫範圍確立目標確立目標確立目標確立目標定義目標定義目標定義目標定義目標發展性能要求發展性能要求發展性能要求發展性能要求發展火災情境發展火災情境發展火災情境發展火災情境與設計火災與設計火災與設計火災與設計火災發展試驗設計發展試驗設計發展試驗設計發展試驗設計評估試驗設計評估試驗設計評估試驗設計評估試驗設計選擇最

17、終設計選擇最終設計選擇最終設計選擇最終設計準備文件準備文件準備文件準備文件選擇符合性能要選擇符合性能要選擇符合性能要選擇符合性能要求的設計求的設計求的設計求的設計修改設計目標修改設計目標修改設計目標修改設計目標性能式性能式性能式性能式設計報告設計報告設計報告設計報告採行方案採行方案採行方案採行方案, ,規格規格規格規格, ,運轉及維修手冊運轉及維修手冊運轉及維修手冊運轉及維修手冊設計大綱設計大綱設計大綱設計大綱美國性能設計法之流程美國性能設計法之流程煙控防護目標-NFPA92-B2-1 1.將煙層交界面維持在預定的高度將煙層交界面維持在預定的高度 2.維持可維生的狀態充分的時間維持可維生的狀態

18、充分的時間 3.火及煙侷限於起火火及煙侷限於起火/防煙區劃防煙區劃內內 4.可見度可見度 5.排煙量排煙量 6.抑制煙層的溫度抑制煙層的溫度 定義目標-財產防護 在在火火災災發發生生時時，我我們們希希望望能能早早期期發發現現並並將將煙煙流流侷侷限在單一區域域限在單一區域域避免擴散，進而將煙流排出室外避免擴散，進而將煙流排出室外 控制無塵室控制無塵室內內起火區劃起火區劃產產生之煙流，使其侷限於生之煙流，使其侷限於起火區起火區內內，並經由空調系統及排煙設備之煙控設，並經由空調系統及排煙設備之煙控設計，使其煙流經由排煙風管及回風管道，排至室計，使其煙流經由排煙風管及回風管道，排至室外大氣中外大氣中T

19、he cleanroom structure return定義目標-人命避難安全 將將煙煙侷侷限限於於起起火火區區域域之之時時間間，如如可可大大於於避避難難所所需需時時間間，則則可滿足人命安全之避難安全可滿足人命安全之避難安全發展及評估試驗設計發展及評估試驗設計NOFire ScenarioDesmokeIn fire AreaFFUsIn Fire AreaFFUs In other AreaAWet Bench in FABBWet Bench in FABCWet Bench in FAB降載增載 ：啟動或維持不變；：表示關閉。n n循環空氣（循環空氣（e-circulated Aire

20、-circulated Air）及補充外氣（）及補充外氣（make-up make-up Outdoor AirOutdoor Air）的增載或降載等不同變因以及配合排煙設備作動等氣流影）的增載或降載等不同變因以及配合排煙設備作動等氣流影響因子並將回風閘門關閉並打開通往大氣之閘門以控制煙流不再循環響因子並將回風閘門關閉並打開通往大氣之閘門以控制煙流不再循環Downward exhaust systemUpward exhaust systemThe return air shaft exhaust systemreturn建議一建議一 Wet Bench建建議議可可使使用用金金屬屬材材質質，以

21、以降降低低熱熱釋釋放放率率值值及煙及煙產產生率生率,更易煙控更易煙控。 考量增設考量增設防煙垂壁之可能性防煙垂壁之可能性 設置設置密閉濕式速動型撒水頭密閉濕式速動型撒水頭 建議運用建議運用FDS軟體或其他軟體或其他field model CFD軟體運軟體運算，找出無塵室可允許之算，找出無塵室可允許之熱釋放率最大熱釋放率最大值值，供日，供日後煙控設計參考後煙控設計參考 進行進行上排煙上排煙及及下排煙下排煙之煙控分析比較之煙控分析比較 縮小無塵室面積縮小無塵室面積建議二建議二-強化警報系統強化警報系統 警報設備警報設備警報設備警報設備 高感度高感度高感度高感度 定址式定址式定址式定址式 極早型警報系統極早型警報系統極早型警報系統極早型警報系統於於RAP回風處設偵側回風處設偵側點點 各管路管線洩漏之偵測。各管路管線洩漏之偵測。各管路管線洩漏之偵測。各管路管線洩漏之偵測。 防災中心通報體系防災中心通報體系防災中心通報體系防災中心通報體系 螢幕監控系統螢幕監控系統 緊急電話緊急電話 型型報警機報警機報警機報警機 無線電手機無線電手機無線電手機無線電手機敬敬 請請 指指 教教