电子洁净厂房火灾防控措施研究

1、摘要:伴随着经济的发展，电子行业也获得了空前的发展机遇，电子行业属于高科技产业，这类产品的生产制造对厂房、生产环境和生产工序的要求非常高。而洁净厂房作为一种特殊的建筑物体，是解决高精密性仪器无菌无尘生产的前提保证紧随时代的发展，电子洁净厂房应运而生。洁净厂房在建筑设计方面的要求比一般厂房更为严格，由于其结构的特殊性，因此对火灾防控方面也有特殊的要求。那么，此类厂房应如何预防火灾事故的发生，我们认为在做好建筑防火设计的基础上，如何做好火灾防控，是降低火灾危险性、减少火灾损失的关键。本文就洁净厂房的特点以及电子洁净厂房火灾的危害性进行分析，并给出了电子洁净厂房火灾防控的一些措施。关键词：电子工业

2、洁净厂房 火灾 火灾防控目 录摘要 引言11 电子洁净厂房的特点11.1厂房的建筑构造具有特殊性11.2厂房空间相对密闭21.3易燃易爆有毒物体多22 电子洁净厂房火灾危险性原因分析22.1建筑材料的易燃性32.2生产工艺的危险性32.3人员疏散困难42.4建筑特性的不利影响52.5设备昂贵53 电子洁净厂房火灾防控存在的难题53.1 特殊气流组织对探测器的特殊要求53.2生产工艺和设备对灭火系统的特殊要求53.3 消防安全意识薄弱64 电子洁净厂房火灾防控措施64.1对建筑设计的要求64.2对消防设备的要求74.3加强消防知识的宣传教育104.4 加强洁净厂房的监督检查10结论11参考文献1

3、2引言随着科技的发展，以电子产品为代表的高新技术产业迅速发展。许多国际著名高新技术企业在中国投资工厂，一大批建设集成电路制造厂和液晶制造厂及各种电子产品制造厂纷纷建立起来。这些工厂大多采用的是洁净厂房，洁净厂房是一个相对密闭的建筑体，有些甚至没有窗户，空气无法对外流通。一些工厂在生产过程中采用可燃有毒气体和化学品，危险性非常大，加上洁净厂房通道狭窄而又曲折，其消防问题不得不引起重视。由于电子洁净厂房是随着高新技术产业的发展而发展起来的，关于厂房的建筑施工和装修设计等方面的技术在国内不断趋于成熟。但是，在消防安全和火灾防控方面还缺少相应的理论研究和实践。电子洁净厂房作为高科技产业产品生产的必要选

4、择，在前期的建筑施工和装修上投入比较大，加上生产高科技产品所使用的设备仪器比较昂贵，一旦发生火灾，与一般的厂房相比，损失会更大。处于以上考虑，本文将从四个方面对电子洁净厂的火灾防控进行研究，希望能对高科技产业生产过程中的消防安全问题有所借鉴和帮助。1 电子洁净厂房的特点 所谓洁净厂房是指在生产工艺上对建筑物有特殊净化要求的厂房。洁净厂房的分级是以空气洁净度的等级为标准进行划分的。洁净厂房内的空气洁净等级表示值，根据洁净厂房设计规范(GB50073一2001)中的定义是，每立方米空气中粒径大于等于0.1Cm的最大允许粒子数的常用对数值。一般可分为十级、百级、千级、万级、十万级、百万级等共六级。洁

5、净厂房因其使用要求上的特殊性，决定了它在建筑结构、平面布置、功能划分、消防设施设计等方面的特殊性和复杂性。1.1厂房的建筑构造具有特殊性出于经济利益等多方面的考虑，相当多企业的电子洁净厂房的墙体和顶板部分采用的不是钢筋混凝土结构或砌块砖加保温材料这种构造方式，往往采用有保温作用的泡沫等多孔塑料的彩钢板或高分子材料，而以泡沫为主要材质的彩钢板材料可燃性非常高，这就增加了厂房火灾的危险性。与此同时与砖墙相比，墙体的耐火性也比较低。同时，电子洁净厂房室内分割较多，主要结构由人员净化室、物料净化室、空气吹淋室、辅助用房、空调净化机房、气闸室、技术管道线夹层及夹道和洁净区等组成。这些各具功能的房间在温度

6、、湿度、气压等技术参数方面有较高要求。厂房实景拍摄1.2厂房空间相对密闭电子工业生产工艺复杂，所以电子洁净厂房室内分隔也比较多，主要结构由人员净化室、物料净化室、空气吹淋室、辅助用房、空调净化机房、气闸室、技术管道线夹层及夹道和洁净区等组成。平面布置比较曲折，在疏散路线上存在着很多障碍，延长了安全疏散的距离和时间。以10万级为例，工作人员只能通过一个通道进入洁净区，首先是进入更鞋间换成洁净区鞋，然后进入更衣间把外衣换成洁净服，再进入缓冲间，最后进入公用内走道，然后才能进入各自岗位区进行具体操作。1.3易燃易爆有毒物体多 洁净厂房在进行室内装修时，采用的大多是一些高分子合成材料，这些材料不仅易燃

7、，而且燃烧速度极快，在燃烧时会产生大量浓烟雾，散发出有毒气体。特别是各洁净室都通过上方的风管彼此串通。火灾发生时，烟、火等会顺着通道快速外窜到其他房间，有毒气体很容易扩散到整体。2 电子洁净厂房火灾危险性原因分析 据公安部统计，自2012年1月份以来，全国共发生了1185起厂房、仓库火灾事故，造成382人死亡，125人重伤，造成了较大的人员和财产损失。其中，有526起属于洁净厂房火灾事故，造成了106人死亡，68人重伤，经济损失更是不计其数。在所发生的洁净厂房火灾中，过火面积均在千平方米以上。与一般火灾事故相比，洁净厂房发生火灾事故时的危害性更大。2.1建筑材料的易燃性 由于洁净厂房要满足“内

8、表面平整光滑，耐清洗和耐消毒”等的特殊要求，洁净室的主体结构彩钢夹芯板目前仍是洁净室隔墙、吊顶不可替代的产品。然而，大多建设单位缺乏消防知识，选用了有机复合材料，这些材料燃烧后又会产生大量的有毒气体。洁净厂房内部房间、隔墙大都采用木板、胶合板等高分子易燃材料装修，风管保温也常使用聚苯乙烯等可燃材料，增加了建筑物的火灾荷载，一旦发生火灾，燃烧猛烈，火势难以控制，加重了火灾的危险性后果。2010年5月3日22时30分左右,位于呼和浩特市榆林镇二道河村、承担集宁铁路隧道施工的中铁十九局民工居住的彩钢板房发生火灾,过火面积约320平方米,造成10人死亡、14人受伤。2.2生产工艺的危险性 电子类产品的

9、生产工艺大多涉及易燃易爆类材料，电子元器件类洁净厂房中不少生产工艺使用易燃易爆液体、气体，如汽油、甲苯、丙酮等作为清洁剂清洗微型轴承、磁带抹布等，特别是半导体器件工艺中还涉及使用氢气、氧气、硅烷等气体，极易引发火灾、爆炸。而医药类产品包装材料以及一些辅料也常常是可燃物，同样存在火灾危险性。更值得一提的是某些洁净厂房生产工艺中需要加热操作、且普遍使用电阻丝加热器或高频加热器，此类加热器件一旦接触可燃物也极易引发火灾。2012年3月20日17时13分，平罗县兴平精细化工有限公司一生产车间起火，平罗县消防大队4辆消防车25名消防官兵前往火灾现场。经侦查和询问厂区负责人得知，起火车间为双氰氨车间，整个

10、厂房为钢结构，彩钢屋顶，东西长100米，南北宽30米，高约20米，建筑面积约3000平方米,火势蔓延至整个车间顶部，内部无人员被困，但有大量生产设备，车间北侧2米处存有一个近2吨的液压油罐，东侧储存石灰氮5吨，火势一旦蔓延，后果不堪设想。大队指挥员及时将现场情况向119指挥中心报告，并迅速成立了灭火组、供水组、警戒组，经过25名官兵近2个小时的奋力扑救，成功将火势扑灭，保住了整个厂房，无人员受伤。火灾救援现场2.3人员疏散困难 电子洁净厂房由于洁净无菌的工艺要求，空间密闭、密封性极好，发生火灾后，烟量特别大，造成热量无处散发，甚至会使轰燃提前发生，大大缩短洁净室各部位材料达到燃点的时间，不利疏

11、散和扑救。而且，电子洁净厂房平面布置复杂，分割多，增加了疏散路线上的障碍，延长了安全疏散的距离和时间；且由于洁净无菌的要求，人员入口处的门不能向疏散方向开启，火灾时通过入口疏散极为复杂和困难。2007年7月14日下午7时20分，深圳龙岗区龙城街道爱联社区福昌电子技术有限公司一厂房发生火灾，过火面积300多平方米，大火至下午8时才被全部扑灭。据悉，火灾造成10人死亡，2人重伤，3人留院观察，两名重伤者暂无生命危险。记者赶到现场时，空气中还凝聚着一股浓而刺鼻的气味，现场已被警察封锁。据了解，福昌电子技术有限公司主要生产手机外壳，起火厂房位于大门右侧，大火由二楼烧起。一名目击者称，下午7时左右厂房冒

12、起了浓烟，可以看到火舌从窗口中蹿出，大批工人慌忙地从厂房中逃出来。火灾现场明火被扑灭2.4建筑特性的不利影响许多洁净室通过通风管道彼此串通，当火灾发生，特别是火灾初起未被发现而又继续送风的情况下，风管成为烟、火迅速外串的重要通道，殃及其他房间。电子洁净厂房大多采用大空间、大跨度的钢结构，火灾蔓延速度快，而钢结构的耐火性能比钢筋混凝土结构要逊色许多。2.5设备昂贵 电子洁净厂房多为高新技术产业，厂房对工艺加工设备精度和自动化程度要求很高，因而建筑以及生产设备投资十分昂贵，内部设施，尤其是仪器，多为高精密仪器，投资巨大，一旦发生火灾，会造成严重的经济损失。3 电子洁净厂房火灾防控存在的难题电子洁净

13、厂房建筑设计的特殊性，给火灾防控工作带来了很大的困难，除此之外，工作人员消防安全意识薄弱，也给火灾防控带来了挑战。3.1 特殊气流组织对探测器的特殊要求 洁净厂房密闭性高，为了达到清洁度的要求，必须采用自上而下或水平的强制气流送风的方法，空气通过吊顶上的过滤单元机组所携带的高效过滤器进行过滤处理后达到符合标准的洁净要求再送人室内，然后经过地面带孔高架地板通过两侧回风竖井与新风机组处理过的新风混合后，经安装在竖井与吊顶静压箱之间的干式冷盘管冷却回到吊顶静箱。安装在吊顶上的普通感烟探测器对这种气流组织方式起不到探测的效果。因此要想达到空气洁净度和消防安全的双向需要，就必须根据洁净厂房的实际情况来选

14、择探测器的种类。3.2生产工艺和设备对灭火系统的特殊要求由于生产工艺的需要，洁净区必须达到洁净无菌的标准。在一般厂房常采用的自动喷水灭火系统中的开式系统不能适应电子洁净厂房的要求，如果在电子洁净厂房采用自动喷水的开式系统，因为平时开式系统的管道是敞开的，外面气流的很容易进入厂房，一些空气微粒和细菌就会对洁净厂房造成污染。如果采用自动喷水的闭式系统，由于空气的不流通在闭式系统的管道中会经常充满灭火介质，偶尔存在的介质泄露会对空气造成污染。同时，洁净区的生产设备和仪器都比较昂贵，投资较大。如采用自动喷水灭火往往会造成二次污染，造成更大的损失。所以自动灭火系统不宜用于洁净厂房。3.3 消防安全意识薄

15、弱 现代化的洁净厂房的特殊性对消防灭火系统要求较高，但是很多地方出于经济因素的考虑，并没有配备先进的消防设备，消防安全设施的建设无法满足现代化厂房的需要，一旦发生火灾，灭火难度比较大。同时，工作人员由于思想麻痹大意，安全意识薄弱，不能自觉遵守安全生产规章制度，经常出现违章作业的现象。另外，大多数工作人员安全知识欠缺，对一些消防设备缺乏应有的了解和应用。因此，一直以来厂房、仓库火灾持续高发，防火形势仍是十分的严峻。4 电子洁净厂房火灾防控措施4.1对建筑设计的要求洁净室的构造处理和材料选择应充分考虑不同的净化级别、结构形式和室内建筑设计的要求。洁净室的顶棚和壁板（包括夹芯材料）应为不燃烧体，且不

16、得采用有机复合材料。洁净室除了要满足保温隔热、隔音防振等基本要求外，最重要的是要保证其气密性和建筑材料表面不产尘、不积尘的要求。所有的构造设计要力求简洁，尽量减少不必要的装饰，表面要具有易清扫和不产尘、不聚尘等特点。洁净生产与一般生产区域之间应设置不燃烧体隔断设施。这样可以避免因室内任何一方发生火灾殃及另外一方，避免燃烧时产生窒息性气体、有害气体等。目前国内外制造厂家生产的洁净室用金属壁板，大部分均能满足上述要求。同时，洁净厂房应进行专门设计，并经公安消防部门审核。其主体建筑应为一二级耐火等级，吊顶、隔墙及保温、隔热、装饰用材应尽量采用不燃材料或经防火处理的材料，从源头上杜绝可燃、易燃材料大量

17、使用的局面，降低建筑火灾荷载。同时，要严格落实防火分隔。洁净厂房内要严格划分防火分区，用防火墙、防火门窗、防火卷帘等进行分隔，排风系统应设置调节阀、止回阀，并且风管在穿过楼板、防火墙处必须设置防火阀，缝隙处采用防火堵料进行封堵。气密性是厂房围护结构设计的一个关键。气密性不良会导致洁净空气的外泄和外界污染空气的侵入，破坏洁净室室内环境的洁净度。围护结构的气密质量取决于墙、顶棚、门窗以及其他附加配件的构造和施工，这些都是应该引起重视的问题。在电气化设计方面，应满足消防电源的供电负荷等级处于最高供电等级的要求。洁净厂房的线路均明敷在技术夹层内，通常传输线路与通信、警报线路、消防控制等分管敷设，这些都

18、要穿入金属管，并且警报线路的金属管外壁还应涂防火涂料。另外，火灾广播及声光警报的装置，在发生火灾时引导人员正确疏散、指挥救火人员及时准确进入火场灭火起着非常重要作用。火灾时的疏散路线与日常工作时的净化路线不同，应重视它们与事故照明、疏散指示标志的配合设置。照明有保障。设计一个实用可靠的火灾应急照明供电方案至关重要。消防联动控制要求：控制备用应急灯和疏散指示灯点亮。洁净厂房应急照明和疏散指示灯供电方案常采用一路市电加分散式自带蓄电池的应急灯。在排烟系统设计方面，电子工厂洁净厂房有三种基本类型：单向流洁净室、非单向流洁净室和混合流洁净室，这三类洁净室共同的特点是管线多，风管尺寸大。电子工厂洁净厂房

19、中防排烟方式归纳起来共有四种：在洁净生产区设机械排烟系统；在洁净生产区内分区设置机械排烟系统；洁净厂房疏散走廊设机械排烟系统；在技术夹层设机械排烟系统等。在具体实施中，应根据厂方的具体情况有选择的进行施工。不管怎样设计都要保证一旦出现火情时，操作人员能迅速安全疏散到安全地带。4.2对消防设备的要求 测试和经验表明，绝大多数的火灾可以分为四个阶段：第一阶段是在火灾的初始阶段，有肉眼看不见的非常微弱的烟雾，这个阶段的发展是非常缓慢的，直至几个小时，不容易被人发现。在这个阶段，普通烟雾探测器无法探测出来。第二个阶段是可见烟雾的燃烧阶段，可以清楚地看到烟雾存在，这个阶段的燃烧只有短短的几分钟，这是离子

20、光电感烟探测器阶段。第三阶段是明火燃烧阶段，阴燃聚集的热导致物质出现有焰燃烧。第四阶段是一个严重的燃烧阶段，周围环境温度上升到几十度到几百度，这是热探测器，喷水区的工作温度。传统探测器一般都不能发出了三个阶段的火灾警报。这三个阶段，时间也比较短，即使发现火灾，火势已基本形成。一般洁净厂房都配备了昂贵的设备，仪器仪表和设备成本昂贵，一旦发生火灾损失巨大。这就要求探测器在火灾还没有形成的第一阶段就发出火灾警报，以尽量减少损失。但是传统的火灾探测系统往往不能有效地发挥作用，早期预警无法实现。因此采用早期火灾探测及报警技术才能达到早期报警，减少损失，甚至达到无损失的目的。早期火灾探测和报警系统也被称为

21、空气采样烟雾控制系统，该系统在检测手段完全打破被动式感知火灾烟气、温度和火焰等，主动进行空气采样，可以快速、动态地识别和判断存在于空气中的各种聚合物和烟粒子。该系统通过高效的抽烟系统，不断将保护区内的空气吸入采样管，然后取样管到达双极过滤器，其中一部分经第一级过滤器过滤，作为空气样本进入检测系统，用于分析和测定烟雾的含量。检测腔内有一个稳定的激光光源，烟雾离子激发发生散射，散射光使高灵敏度的光接收产生信号。经过系统分析，完成光电转换。烟雾浓度值报告等级由显示器显示。早期火灾探测报警系统与传统感烟式火灾探测系统的探测原理、检测灵敏度、抗干扰能力强，适应环境等都存在很大的差异。 经过对比，我们发现

22、:早期火灾探测报警系统比普通感烟感温探测器灵敏度更高。普通感烟感温探测器工作至少要在火灾发生的第二阶段之后才能探测到灾情，而早期烟雾探测系统的灵敏度为0.004一4%。bs/m相比传统探测器的5%。bS/m灵敏性更高，与普通感烟探测器相差1000多倍。早期火灾探测报警系统可以检测火灾起始的烟雾，因此在火灾第一阶段就可以发现灾情。这样可以给人们足够的时间来查找火源，控制火灾形成。早期火灾探测报警系统具有高精度的激光探测，揣测范围广，灵敏度高，对被测粒子的发生源及大小无要求。因此，早期火灾探测报警系统误报率低，性能更加可靠。另外，早期火灾探测系统在采样上具有独特优势，采样方式灵活简便，不容易受洁净

23、室中高气流的影响。在布置方面更加灵活，可以布置在天花板下、地板下、机械内，甚至可以布置在风管中对空气进行采样收集，随时分析烟雾浓度。同时，早期烟雾探测系统的采样管网通常使用 PVC材料，不容易受电磁的干扰。由于早期火灾探测报警系统的存在着反应灵敏、不受气流组织形式和电磁影响的特点，因此，在有特殊要求的洁净厂房的火灾自动报警系统的选择上，早期火灾探测报替系统更优于传统火灾报替探测器。 另外，洁净厂房做为建筑中的一个特殊场所，它和其他被保护场所的最大区别就是要求在火灾中贵重仪器、设备以及产品的损失达到最小值，其中包括水淹损失。因此，选择何种自动灭火设施是此类洁净厂房在消防设计上所面临的一个问题。传

24、统的自动喷水灭火系统无论是开式系统还是闭式系统，都无法达到洁净厂房无尘无菌的要求，也无法避免水淹的二次污染。在这种情况下，高压细水雾做为一种新型的灭火技术则更具有优越性。高压细水雾灭火系统又称超细水雾灭火系统、高压水喷雾自动消防系统、细水雾灭火系统等，它是由高压水通过特殊喷嘴产生的细水雾来灭火的自动消防给水系统。高压细水雾的灭火机理主要是冷却效应、隔离净化效应、窒息效应。冷却效应：当高压水经雾化后，大大增加了热交换面积和作用面积，吸热效果非常明显，可以快速冷却火焰表面和降低火场温度。同时，具有高速动能的细水雾能够穿透火焰，从而能够大大提高灭火效率。隔离净化效应:在火场中，细水雾遇高温形成的汽化

25、水将整个火源包围，有效隔离热量向外扩散，对火焰的热传递具有极佳的阻隔能力，能够有效的抑制火场高温向周围辐射。同时，细水雾蒸发膨胀后充满整个火场空间，燃烧的灰粒、煤烟颗粒与细水滴粘合而得到洗刷，从而有效消除烟雾中的腐蚀性物质。窒息效应:雾化水吸热汽化，体积增加到1640倍。它稀释了火源附近空气中的氧气，限制了火源向外的传输，同时在燃烧物及火焰周围形成一道屏障，阻挡新鲜空气的吸人。当燃烧物周围的氧气浓度降到一定水平时，火焰将被窒息、熄灭。高压细水雾与传统自动喷水灭火系统相比较而言，主要有以下特点及优势:第一具有穿透性灭火效率高。高压水雾状液滴，比传统的雾滴直径小得多，所以穿透性较高，可以有效防止火

26、灾死灰复燃。正是因为高压细水雾颗粒小，增加了与烟气颗粒的接触面积，这大大降低了在发生火灾时烟气的产生。同时，由于冷却，窒息，净化作用，可以很快将大火扑灭。第二用少水，无二次水淹的污染。高压细水雾系统具有气体特性，可以解决全淹没和遮挡的问题。同时，扑灭火灾的用水与传统的喷淋相比用水更少。第三它工程造价低，安装、维护简便。相对气体灭火系统，高压细水雾系统管道尺寸小，可以有效地节省空间和资源，并且对环境和仪器设备不会造成损失，同时也避免了灭火剂与燃烧物发生化学反应而产生对人有害的气体，更加符合环保的要求。另外，它可局部应用，保护独立的设备或设备的某一部分，又可作为全淹没系统，保护整个空间。在一些水资

27、源匮乏的地区或某些禁止用水的场所使用起来更为方便。同时，相对于传统的自动喷水灭火系统而言，高压细水喷雾系统无论是重量上还是安装费用上都更适于洁净厂房的消防需要。为适应电子洁净厂房的大空间、大体量和严格的洁净度要求（送风速度高），洁净厂房内宜采用超灵敏度探测器即早期警探测器以保证探测效果。这种探测器具有高灵敏度（是一般探测器百倍以上）、早期报警（可在火灾形成前数小时报警），适用于大空间高气流速度等优点。 做到以上两点后，洁净室和技术夹层均应设置火灾报警装置和自动灭火设施，在高精密电气设备的洁净室，应配置二氧化碳、卤代烷灭火系统，疏散走道（尤其是拐角处）应设置应急照明灯、疏散指示标志及消防手动报警按钮、消防插孔电话等设施。并根据工艺生产的特点和要求及可燃物种类配置相应的灭火器材。4.3加强消防知识的宣传教育 对于在电子洁净厂房工作的人员，要加强消防知识的宣传教育。宣传教育可通过工作例会、黑板报栏、实战演习、集中宣讲等多种形式开展的，内容可包括：消防法规、消防安全制度的学习，保障消防安全的操作规程的演练；各种消防设施的性能、灭火器材的使用训练；报警、扑救初起火灾和自救逃生的知识和技能的集中培训等。对以上内容可通过答卷或者演习的形式对每个员工进行考核。 通过开展各种形式的消防知识宣传活动，增强工作人员的消防安全的意识，让大家充分认识到消防安全的重要性。使大家对消防安