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    薄膜晶體管液晶顯示器工廠設計規范GB 51136-2015 消防篇

    發布時間:2022-01-11
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    《薄膜晶體管液晶顯示器工廠設計規范》

    薄膜晶體管液晶顯示器工廠設計規范


           《薄膜晶體管液晶顯示器工廠設計規范》,光電行業智能工廠是依據此規范建設的大規模工業項目的。今天把這本規范中涉及到此行業的一些基礎背景知識和與消防滅火救援有關的條文解釋摘選了一部分出來,希望對消防員進行轄區“六熟悉”的工作有參考作用。

           新型信息顯示技術是信息產業的支撐產業之一,近年來,以薄膜晶體管液晶顯示(TFT-LCD)技術為代表的平板顯示技術和產品隨著全球資本的不斷聚集和技術的飛躍發展,已經占據了全球顯示領域的主導地位。中國大陸從2003年起開始大規模投資建設薄膜晶體管液晶顯示器工廠,到現在已經擁有十幾條薄膜晶體管液晶顯示器生產線。每條生產線的投資動輒上百億,甚至幾百億人民幣。高世代薄膜晶體管液晶顯示器工廠建筑面積高達幾十萬平方米,高等級潔凈室面積達到十萬平方米以上,工廠的動力消耗巨大。薄膜晶體管液晶顯示器是一種可以實現視頻、真彩、高品質圖像顯示的液晶顯示器,在手機、個人掌上電腦、車載導航儀、筆記本電腦、個人臺式電腦、高清晰度電視以及公共顯示中被廣泛采用。

           薄膜晶體管液晶顯示器面板工藝設備價格昂貴,對生產環境要求高。為降低設備折舊以及廠務設施運行成本對產品成本的影響,薄膜晶體管液晶顯示器面板生產線宜采取連續運行的方式。從國內多家薄膜晶體管液晶顯示器面板生產工廠的建廠方案和實際運行的調查結果看,大多數廠家對生產線工人采取四班三運轉或三班二運轉的方式,以滿足勞動法關于工作時間的要求。而生產線的年工作天數除因設備維修和市場因素的影響外,一般不少于350天。其他輔助生產部門包括倉庫、維修、(入廠)檢驗、實驗室等則根據本部門工作與主生產線的協同配合要求,分別采取1~3班次運行。

           薄膜晶體管液晶顯示器面板生產中所用原、輔材料種類繁多,其中既有火災危險性很低的戊類物品,如玻璃基板等,也包含有強烈腐蝕或火災(爆炸)危險的化學危險品,如磷酸、丙酮等,還有一些原材料是需要低溫或干燥保存的(如光刻膠等)。因此除應根據現行國家標準《建筑設計防火規范》GB 50016的有關規定合理劃分不同火災危險性的倉庫類型外,還應根據物料的物理化學特性、存儲環境要求等適當分類設置。

           薄膜晶體管液晶顯示器工廠在生產運行過程中若發生大的事故,如?;穫}庫、氣體倉庫、特種氣體及化學品配送廠房等甲類倉庫及廠房發生火災、爆炸事故,毒性氣體儲罐或輸送管道發生泄漏事故,生產過程中產生的廢水、廢氣未按規定排放;產生噪聲和振動的設備、設施安全防護措施不當或失效,牛產和生活產生的廢物末按規定處理,都可能對周圍環境產生一定的污染,有可能危及周邊居民的健康、生命和建(構)筑物的安全。

           隨著科學技術的發展,薄膜晶體管液晶顯示器生產技術發展很快,從前幾年建成的第五、六代生產線,到現在已進入第八代生產線的建設,并已開始籌建第十代生產線。所以廠房的建筑平面和空間設計必須適應這種產品迅速發展和擴大生產需要的靈活性,這里所說的靈活性主要應理解為:


            (1)要能滿足生產工藝改造和擴大生產規模的需要,實現在建筑面積不增加或少增加、建筑高度不改變的情況下,進行生產工藝和生產設備的調整。


            (2)潔凈廠房的主體結構宜采用大空間、大跨度的柱網,以便適應產品生產工藝調整或生產規模的擴大或產品的升級換代等需要。


            (3)潔凈廠房內不應采用內墻承重體系,避免因承重內墻的固定不變,妨礙生產工藝或設備的調整。

    (特別重要的章節)6.2 防火及安全疏散

    6.2.1 薄膜晶體管液晶顯示器工廠潔凈廠房具有如下主要特點:
           (1)生產過程中需使用易燃、易爆的氣體、化學品等,它們對潔凈廠房構成潛在的火災威脅;


           (2)潔凈廠房的面積大、體積大,并且常常是平面布置、空間布置曲折,增加了疏散路線上的障礙,可能延長安全疏散的時間;


           (3)潔凈廠房內電子產品生產過程需應用各種類型的精密、貴重的設備、儀器,建設投資巨大,一旦失火,將會造成極大的損失。


           鑒于以上主要特點,為了保障財產、人身的安全,嚴格控制廠房建筑耐火等級是十分重要的。

    6.2.2 在現行國家標準《電子工業潔凈廠房設計規范》GB 50472中,已對以下各工作間生產的火災危險性作了明確規定:


           (1)薄膜晶體管液晶顯示器工廠廠房中,有使用丁酮、丙酮、異丙醇等易燃化學品的潔凈室,這些化學品均為易燃化學品,應屬甲類,因此將電子工業潔凈廠房設有這些化學品的儲存間、分配間列為甲類。


           (2)潔凈廠房中,常常使用H2、SiH4、AsH3、PH3等可燃、有毒氣體,因此將設有可燃、有毒氣體的儲存、分配間列為甲類。


           (3)薄膜晶體管液晶顯示器工廠的CVD間,在設備密閉性良好,并設有氣體或可燃蒸氣報警裝置和滅火裝置時,應按丙類設防,否則仍應按甲類設防。


           (4)薄膜晶體管液晶顯示器工廠的顯影、刻蝕間、模組裝配間、彩膜生產間應按丙類設防。

    6.2.3 陣列、成盒、彩膜、模組廠房具有大面積、大體量的特點,如第八代薄膜晶體管液晶顯示器工廠潔凈室面積已達90000m2。這類潔凈廠房通常由潔凈生產區和潔凈生產區各自設有的上、下技術夾層構成,廠房高度約為30m~40m。由于制造的生產工藝設備體量大,制造過程的連續性和自動化傳輸,所以生產工藝區是不能分隔的。


           在潔凈廠房內凈化空調系統混入新風前的回風氣流中設置高靈敏度早期報警火災探測器及其報警系統,或稱空氣采樣式煙霧探測系統(Air Sampling Type Smoke Detection System),可以主動抽取環境中空氣,只要空氣中有煙霧,就能及時報警,并在火災形成前數小時實現早期報警。本條規定的靈敏度是傳統探測器的數百倍,做到早期發現,將火源消滅在初始狀態。


        關鍵生產設備,主要是使用易引發火情的設備應設有火災報警和滅火裝置。

    6.2.4 本條第3款,陣列、成盒、彩膜、模組廠房具有大面積、大體量的特點,如第八代薄膜晶體管液晶顯示器工廠潔凈室面積已達90000m2,建筑高度達36.3m,其廠房內任一點到最近安全出口的距離達80m~120m。這類潔凈廠房內使用可燃、易燃氣體的關鍵設備均設有火災報警、氣體報警和CO2滅火裝置;

           這類廠房如前所述均設有高靈敏度早期煙霧探測系統,且此類廠房由于生產工藝設備體積大、連續性生產、自動化傳輸等因素,致使要實現廠房內任一點到安全出口的距離符合現行國家標準《建筑設計防火規范》GB 50016的規定十分困難;此類廠房中操作人員較少,人員密度極低,且人員流動巡查。因此本款規定:“陣列、成盒、彩膜、模組廠房,在關鍵工藝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,安全疏散距離不得大于本條第2款規定的安全疏散距離的1.5倍。當潔凈生產區人員密度小于0.02人/m2時,安全疏散距離不得大于120m?!?/p>


           本條第4款,陣列、成盒、彩膜、模組廠房具有生產工藝設備體積大、連續性生產、自動化傳輸等特點,潔凈室內操作人員較少,人員密度極低,技術支持區內主要為人員流動巡查,因此當潔凈室與技術支持區位于不同的防火分區時,可通過設置共用前室或安全通道共用疏散出口。

           6.2.5 由于潔凈廠房空間密閉,且設有人員凈化、物料凈化設施,一旦出現火情,消防人員進入潔凈室的路徑較困難,為此本條規定靠外墻潔凈室(區)各層外墻應設供消防人員通往潔凈室(區)的入口。

           6.2.6 在薄膜晶體管液晶顯示器生產中,因為生產部件尺寸較大,需要通過物料自動搬運系統傳遞。穿過不同生產樓層的自動化垂直搬運系統在物料進、出口處,因為連續傳輸無法采用防火卷簾等方式封閉,故按本規范第10.6.6條的規定設置水幕系統進行保護。

           6.2.7 薄膜晶體管液晶顯示器工廠生產使用所需要的低壓、低沸點特種氣體,由于輸送過程中極易液化,無法采用長距離管道輸送,不可避免地會設在廠房內,如高純氣體純化間、有可燃氣體的氣體入口室、特種氣體儲存分配間、可燃化學品儲存、分配間等。


           對于有爆炸危險的易燃、易爆化學品及氣體的配送間在設置足夠的泄壓面積后,可大大減輕爆炸時的破壞強度,避免因主體結構遭受破壞而造成重大人員傷亡和經濟損失。在現行國家標準《建筑設計防火規范》GB 50016中明確規定,有爆炸危險的甲、乙類生產部位,宜布置在單層廠房外墻的泄壓設施或多層廠房頂層靠外墻的泄壓設施附近。

           8.3.14 由于自燃性、劇毒性和強腐蝕性氣體一旦泄漏,危害性極大,將會造成較大的人身傷亡和財產損失,目前在電子工廠中較多地采用雙層管道輸送這類特種氣體,屬于這類特種氣體的主要有:強反應性氣體:B2H6、H2Se、GeH4、SiH4、Si2H6、SiHCH3、C2H2、B(CH3)3、F2、CIF3等,自燃性氣體:B2H6、GeH4、SiH4、Si2H6、SiHCH3、B(CH3)3等,劇毒性氣體:AsH3、PH3、GeH4、B2H6、H2Se、F2、B(CH3)3、NO、CIF3、PF5等。但是在工程實際中,由于每一個工廠對氣體特性的理解不同,從而導致同一種高危險性氣體在不同工廠所使用的管道不一致,為此本條為推薦性條文。

           9.4.4 潔凈室(區)的排煙系統與室外大氣相通,且平時不運行,為了防止室外空氣對潔凈室(區)環境的影響,應設置防止室外氣流倒灌的措施。排煙風機需要定期進行巡檢,為了避免對潔凈室(區)內空氣的污染,影響正常的生產,一般在進入排煙風機前設計旁路系統用于平時巡檢。

           10.6.6 本條規定了化學品區域的消防。
           1 化學品中有很多種類與水接觸會發生化學反應,有的會產生有毒有害物質,有的會大量發熱引起燃燒。比如濃硫酸,遇水大量發熱,同時釋放大量有毒氣體,這時采用水消防是不恰當的;再如,四乙氧基硅烷(TEOS)閃點37℃,火災危險性分類屬于乙類,遇水生成乙醇和二氧化硅;乙醇閃點12℃,火災危險性分類屬于甲類,相當于危險等級提高了。因此本規范規定存儲這些化學品的房間嚴禁采用水消防系統??梢圆捎脷怏w滅火、干粉滅火器等消防形式,具體采用的消防方法需要與化學品公司確定化學品性質后決定。本款為強制性條款。


           2 有機化學品的存儲、收集、分配間,由于其危險性較高,因此建議設置固定的滅火設施。在實際工程中使用的消防方式有多種,如泡沫及濕式系統聯用的自動噴水滅火系統、濕式自動噴水滅火系統及氣體消防等。結合實際情況,采用泡沫與濕式系統聯用系統比較合適,初期可以利用泡沫來滅火,泡沫噴完后可以利用水對房間內的設施進行消防及冷卻,避免由于化學品泄漏或爆炸產生更大的損失。在實際工程中,應充分了解化學品公司的要求后再設計。

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