一、电子工业洁净厂房的概况和发展趋势
（一）概 况
洁净厂房也称无尘车间、洁净室、无尘室，是指 将 一 定空间范围内空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物排除，并将室内温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流 分布、噪音振动及照 明、静电控制在某一需求范围 内，特别设计的房间。亦即不论室外空气条件如何变化，室 均能维持设定的洁净度、温湿度及压力等性能的空间。 电子工业洁净厂房是指在微电子工业、精 密 仪 器、 ＬＥＤ、液晶等精密生产和科学实验活动中，为达到生产所 需的特定受控环境，而专门建设的无尘厂房、无尘车间或 者无尘室，是为了适应实验研究与产品加工的精密化、微型化、高纯度、高质量和高可靠性等方面要求而建造的特 种工业建筑。
（二） 发展趋势
随着科学技术的发展，电子产品生产日新月异，精密 化、微型化、高纯 度、高质量和高可靠性现代电子产品使 用的集成电路、电子元件及其组装生产过程所需受控环 境不仅要严格控 制 微 粒，而且还需严格控制生产环境的 化学污染物和直接与产品生产过程接触的各种介质——— 高纯水、高纯气体、化学品的纯度和杂质含量。如现在的 动态随 机 存 取 存 储 器 （内 存）产品线宽已发展到 ０．０５ μｍ，生产洁净厂房粒子直径需严格到０．０２５μｍ，空 气 纯 洁度需严格到１级或更严，生产过程中使用的高纯气、高 纯水的杂质含量严格到１０－１１。同时，电子产品生产过程 中使用的工具、器物和物料储运等设备装置体量大、自动 化传输要求高，且制作材质、清洁方式和保护方法均有特 殊要求。 鉴于现代电子产品的特殊生产环境和工艺特点，近 年来电子工业洁净厂房趋于向大空间、组 合 式、高 层 化、 易燃易爆物品聚集的综合性厂房发展，如广东省惠州市 仲恺区一栋４．５代 ＡＭＯＬＥＤ（魔丽屏）生产线洁净厂房， 占地面积３８６９０ｍ２，共４层，高度３１．９ｍ，总建筑面积达 １５７０２２ｍ２，此外还有其余 配 套 厂 房、仓 库１１栋，生 产 过 程涉及３４种易燃易爆物质。因此，电子工业洁净厂房的 防火设计有其特殊性和单一性。
二、 电子工业洁净厂房建筑防火的特殊性
（一）生产工艺特殊，难以划分防火分区
由于电子产品的生产工艺设备体量大，生 产 工 序 衔 接紧密，制造过 程 的 连 续 性 强、自 动 化 程 度 高，其 洁 净 生 产工艺区不能进行分隔。为适应电子产品迅速发展和扩 大生产需要的灵活性，此类厂房往往采用大空间、大跨度 的柱网设计以适应生产工艺调整和升级换代的需要。因 此，电子工业洁净厂房洁净区水平方向的防火分区面积 往往大大超过现行国家标准 ＧＢ５００１６－２０１４《建 筑 设 计 防火规范》（以下简 称“建 规”）、ＧＢ５００７３－２０１３《洁 净 厂 房设计规范》规定 的 面 积，如 国 内 第 五、六 代 ＴＦＴ－ＬＣＤ 生产用洁净区面积已达３６０００ｍ２，第 八 代 ＴＦＴ－ＬＣＤ 已达９００００ｍ２。 此外，为满足电子工业洁净厂房的净化及生产需求， 大规模集成电路及 ＴＦＴ－ＬＣＤ 生产厂房的建造、设计基 本上采用多层布 置 的 方 式，一个洁净生产区包括生产活 动地板以下的下 技 术 夹 层、洁净生产层和吊顶以上的上 技术夹层。其中，上技术夹层设置净化空调系统的送风 静压箱，洁净空气通过 ＦＦＵ（ＦａｎＦｉｌｔｅｒＵｎｉｔ，风机过滤机 组）向洁净生产层送风，一般上技术夹层的高度为２．５～ ５．５ｍ；洁净生产层为机械设备及工作人员生产操作层； 下技术夹层除设置公用动力设备、辅助生产设备和公用 动力管线外，还设置了净化空调系统的回风静压箱，洁净 生产层的回风通过活动地板、多孔板回至下技术夹层，下 技术夹层高度一般为４ｍ 左右。 综上所述，由于净化空调系统气体流动的需要，可以 认为电子工业洁净厂房下技术夹层、洁净生产层和上技 术夹层由下至上是相通的，如图１所示。因此，此类厂房 在垂直方向的防火分隔同样难以实现。上文提到的惠州 市仲恺 ＡＭＯＬＥＤ生产线洁净 厂 房，其核心生产区一、二 层（一层为二层的下技术夹层）叠加后的建筑面积达 到 ６３５５３ｍ２。
（二）化学危险品原材料繁多，火灾危险性高
在电子产品生 产 过 程 中，电子洁净厂房内需使用多 种易燃易 爆 和 有 毒 物 质 化 学 品，主要有酸碱类的 ＨＦ、 ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３、ＮＨ３ 等；有 机 类 的 ＩＰＡ（异 丙 醇）、 ＣＨＣｌ３、丙酮等及在掺杂、外 延、离 子 注 入、刻 蚀 等 生 产 工 艺中使用的具有自燃性、可燃性、毒性、腐蚀性、氧化性的 特种 气 体，主 要 有 ＳｉＨ４、ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＮＦ３ 等。根 据 生 产 工艺、用量及危险性，上述化学危险品直接设置在电子工 业洁净厂房内或者在电子工业洁净厂房周边设置专门的 供应站房，通过管道送至厂房的下技术夹层再送至洁净 生产层（ＳｉＨ４ 及其混合气体的气瓶必须布置在厂房外）。 惠州仲恺 ＡＭＯＬＥＤ生产线洁净厂房周边分别设置了硅 烷站（供气方式：气瓶拖车，存量：３５００ｍ３）、氢气站（供气 方式：气瓶拖车，存量：１２０００ｍ３）、特气站（供气方式：气 体钢瓶，储存物质：磷烷氢、三氟化氮）、化学品供应站（储 存物质：ＩＰＡ、Ｔｈｉｎｎｅｒ、醋酸，储存方式：储罐）。这些 化 学 危险品种类繁 多、化 学 性 质 活 泼、存 量 巨 大、管 网 布 置 交 错，极易引发火灾爆炸事故及相应的次生事故。 ２．３ 大跨度、大空间，灭火、疏散困难 为适应电子产品生产的工艺要求和发展需要，电 子 工业洁净厂房 建 筑 的 长 度、宽 度 均 比 较 大，内 部 空 间、自 由度大。此类厂房长度大多在 ２００～３００ ｍ，甚 至 达 到 ４００多米，宽度一般都在１００～２００ｍ，单层厂房面积在２ 万～１０万 ｍ２，厂房内任一点到安全出口的距离往往超出 ＧＢ５００１６－２０１４《建筑设计防火规范》的 规 定，给 火 灾 扑 救和人员疏散 带 来 极 大 困 难。一 是 烟 气 蔓 延 迅 速，能 见 度低。电子洁净厂房空间密闭，一旦发生火灾，燃烧产生 的大量烟气将迅速在空旷的空间蔓延，使 得 火 灾 现 场 的 能见度低，不利于确定起火点及内部人员寻找安全出口。 二是燃烧物质 复 杂，处 置 难 度 大。洁净区内布置了从原 材料到最终成品的整条流水生产线，固态、液态和气态易 燃易爆、有毒材 料 大 量 共 存，一 旦 发 生 火 灾 后，不 同 的 工 段将会出现不同形式的燃烧，灭火战斗展开需分别处理、 逐个对待，处置难度极大。三是设备造价昂贵，火灾损失 高。电子产品生产 线 设 备、生产环境控制设施多为进口 产品，价 格 高、建 造 昂 贵，这两部分的造价占总造价的 ６０％以上，有的甚至达９０％以 上，火灾产生的水渍、烟 熏 损失难以估量。
三、 电子工业洁净厂房防火设计要点分析
鉴于电子工业洁净厂房生产工艺和生产环境的特殊 性，为实现技术先进、经济适用、安全可靠、节约资源的总 体要求，此类厂房在防火间距设置、防 火 分 区 划 分、安 全 疏散距离阈值、火灾报警系统选型、灭火救援设施配置等设计方面均有其单一性。
电子工业洁净厂房
（一） 防火间距
电子工业厂房周边设置硅烷站、氢 气 站、特 气 站、化 学品供应车间等供应易燃易爆物质的建筑（内设气瓶）为 主厂房提供生产原 料。如上文提到广东省惠州市的４．５ 代 ＡＭＯＬＥＤ生产线厂区的氢气站为钢筋混凝土框架轻 钢屋面结构，内设３组拖车气瓶，储存甲类可燃气体氢气 １２０００ｍ３，设计 方 将 其 定 性 为 甲 类 厂 房，与 毗 邻 的 预 留 单层甲类厂房用地防火间距为１２ｍ。此 类 建 筑 十 分 特 殊，不仅具有仓 库 的 储 存 性 质，内 又 设 压 力 储 罐，同 时 具 有储罐的属性，难以定性其为厂房、仓 库 还 是 储 罐，更 无 法确定此类建筑与周边建构筑物的防火间距。以上文的 氢气站为例，如定性其为储罐，其与毗邻的预留单层甲类 厂房用地的防火间距应为２０ｍ，远超设计的１２ｍ。 经咨询“建规”规 范 管 理 组，认为此类建筑气瓶原料 储存量少、运转 周 期 短、生产过程中处于使用运转状态， 有别于传统的 厂 房、仓 库 和 储 罐。采取了提高建筑耐火 等级至一级、建筑各气瓶之间设置不开门窗洞口的防爆 墙进行分隔等加 强 措 施 后，除硅烷站与工厂建筑的防火 间距应按照 ＧＢ５０６４６－２０１１《特种气体系统工程技术规 范》第５．２．２条的要求进行防火设计外，其余供应车间与 相邻建筑的防火间距可按照“建规”对厂房的要求开展防 火设计。
（二）防火分区
丙类生产的电 子 工 业 洁 净 厂 房 的 洁 净 区，在 使 用 易 燃易爆化学品、气体的关键生产设备设有火灾报警和灭 火装置以及回风气流中设有灵敏度严于０．０１％ｏｂｓ／ｍ 的 高灵敏度早期火灾报警探测系统后，其 每 个 防 火 分 区 的 最大允许面积可按生产工艺要求确定。同 时，洁 净 室 的上技术夹层、下技术夹层和洁净生产层，当按其构造特点 和用途作为同一 防 火 分 区 时，上下技术夹层的面积可不 计入防火分区面积，但应分别设置室内消火栓系统、自动 喷水灭火系统和火灾自动报警系统。
（三）安全疏散距离
考虑到电子工 业 洁 净 厂 房 内 操 作 人 员 少，人 员 密 度 极低，且有人员流动巡查，丙类生产的电子工业洁净厂房 的洁净区在关键生产设备自带火灾报警和灭火装置以及 回风气流中设有灵敏度严于０．０１％ｏｂｓ／ｍ 的高灵敏度早 期火灾报警探测 系 统 后，安全疏散距离可按工艺需要确 定，但不得大于“建规”规定的安全疏散距离的１．５倍，即 多层厂房的安全疏散距离阈值可由６０ｍ 扩 大 为９０ｍ， 高层厂房可由４０ｍ 扩大至６０ｍ。
（四）火灾报警系统
ＧＢ５０４７２－２００８《电子工业洁净厂房设计 规 范》第 １２．３．４要求，此类厂房的洁净生产层、技术夹层应设置 智能型火灾探测 器，但未明确是上技术夹层还是下技术 夹层。经咨询国家标准《电子工业洁净厂房设计规范》管 理组，主要是指 上 技 术 夹 层（即 静 压 箱）需 设 置 智 能 型 火 灾探测器。规范中此条规定的目的是避免把上技术夹层 作为一个区域，在静压箱里设置了非地址探测器，不利于 报警点的确认。同 时，由于此类洁净厂房的下技术夹层 与洁净生产层是 相 通 的，加之在回风气流中设置了高灵 敏度的早期烟雾 报 警 探 测 器，下技术夹层可不设置点式 烟感火灾探测器。此外，鉴于硅烷可在空气中快速自燃、 不产生烟雾的特性，硅烷储存、分配间应设置红外线－紫 外线火焰探测器。
（五）灭火救援设施
电子工业洁净厂房空间密闭，且设有人员、物料净化 设施，一旦出现 火 情，消防人员进入洁净区的路径曲折、 深长。因此，此类 厂 房 除 按 照“建 规”的 规 定 设 置 消 防 车 道、消防车登高操作场地外，还应在洁净生产层的外墙上 设置可供消防人员通往洁净室的门窗，当 门 窗 间 距 大 于 ８０ｍ 时，还要在该段外墙 的适当部位设置专用的消防 口。专用消防口的宽度不应小于７５０ｍｍ，高度不应小于 １８００ｍｍ，并应有明显标志，且应设置阳台和从二层开始 向上层架设钢 梯。洁净厂房外墙上的吊门、电 控 门 以 及 装有栅栏的窗均不应作为火灾发生时提供消防人员进入 厂房的入口。
结束语
随着高新技术 的 迅 速 发 展，电子产品生产过程所需 的生产环境、原 料 纯 度、微 振 控 制、噪声控制和防静电控 制愈加严格，电子工业洁净厂房建设发展中面临的防火、 灭火新情况、新问题、新常态和规范执行过程中遇到的疑 难问题将不断增多，只有遵循火灾发生发展的客观规律， 贯彻“预防为主、防消结合”的工作方针，充分运用国内外 建筑防火设计实践经验和消防科技成果，不 断 优 化 电 子 工业洁净厂房的消防设计方案，才能满足电子工业洁净 厂房愈加严格的防火需求。
