韋靜

摘要：結(jié)合某TFT液晶面板工廠工程實例探討大型TFT液晶面板工廠消防系統(tǒng)設(shè)計的基本思路和設(shè)計要點、難點。根據(jù)對火災(zāi)來源的分析，對各棟廠房、不同防火分區(qū)的火災(zāi)危險源和火災(zāi)特性進行正確評估，針對TFT液晶面板工廠生產(chǎn)廠房規(guī)模大、潔凈室面積大、工藝生產(chǎn)過程使用多種易燃、易爆（甲類、乙類）的特種氣體及化學(xué)品等特點，探討消防水源、消防設(shè)備、消防系統(tǒng)的選擇和確定。

關(guān)鍵詞：TFT液晶面板; 火災(zāi)危險源; 消防系統(tǒng); 自動噴水; 滅火器

隨著我國經(jīng)濟和科技的高速發(fā)展，以電子產(chǎn)品為主的高科技產(chǎn)品生產(chǎn)得到了迅速的發(fā)展，集成電路制造工廠、液晶制造工廠以及各類電子產(chǎn)品制造工廠大量興建。電子工業(yè)廠房主要生產(chǎn)車間均采用高潔凈度的潔凈室，并在生產(chǎn)過程中使用可燃有毒的特種氣體和化學(xué)品，其生產(chǎn)的特殊要求對廠房消防系統(tǒng)的設(shè)計提出了新的要求。

TFT液晶面板工廠的生產(chǎn)廠房建造的特點是工藝設(shè)備體積大、自動化程度高、生產(chǎn)的連續(xù)性、潔凈室人員極少等，故廠房規(guī)模大;工藝生產(chǎn)過程使用多種易燃、易爆（甲類、乙類）的特種氣體及化學(xué)品，因此在廠區(qū)內(nèi)設(shè)有化學(xué)品庫、化學(xué)品輸配站、特氣輸配站，以及在生產(chǎn)廠房支持區(qū)設(shè)有日用特種氣體、化學(xué)品輸送間、廢有機溶劑收集區(qū)等區(qū)域;工藝設(shè)備及生產(chǎn)對全廠供電的需求量、穩(wěn)定性、不間斷性以及生產(chǎn)自動化監(jiān)控系統(tǒng)都有極高的要求，全廠除了設(shè)置集中供配電中心、柴油發(fā)電機房、UPS間，還在各生產(chǎn)車間設(shè)置了多處高低壓配電站;并在廠區(qū)主要建筑內(nèi)設(shè)置了消防監(jiān)控中心，工藝自動化系統(tǒng)監(jiān)控中心。

1 ? TFT液晶面板工廠生產(chǎn)特點

規(guī)?；a(chǎn)、生產(chǎn)設(shè)備體量大、以及自動化傳輸?shù)囊?，凈化生產(chǎn)區(qū)面積要求大，造成生產(chǎn)廠房面積大;

設(shè)備精密，價格高昂，這種設(shè)備往往若干臺集中布置于生產(chǎn)區(qū)內(nèi);

生產(chǎn)環(huán)境需要潔凈，一旦出現(xiàn)污染情況，要花費較長時間才能恢復(fù)，將造成重大的損失;

生產(chǎn)過程中使用多種易燃、易爆（甲類、乙類）的特氣及化學(xué)品;

廠房內(nèi)管線繁多，管網(wǎng)復(fù)雜，特別是電力電纜、照明、控制和通信橋架;大型貴重的電氣設(shè)備數(shù)量多，規(guī)格復(fù)雜。

基于上述這些特殊性，消防設(shè)計中必須認真分析和確定不同區(qū)域的火災(zāi)危險源、火災(zāi)特性及火災(zāi)危險等級，科學(xué)確定設(shè)置何種最有效的消防措施，達到及時滅火、控火和防火的目地。

本文結(jié)合某TFT液晶面板工廠項目，針對該類工廠消防設(shè)計的關(guān)注點進行深入探討和分析。

2 ? 工程概況

某工程總用地面積為242543.1m2，總建筑面積777945.08 m2。項目設(shè)計根據(jù)工藝生產(chǎn)流程、生產(chǎn)特點及發(fā)展需求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、交通運輸?shù)葪l件，在滿足國家有關(guān)規(guī)范、規(guī)定及城市規(guī)劃要求的前提下進行總平面圖的布置。采用將生產(chǎn)關(guān)聯(lián)的建筑整體布置，以便產(chǎn)品的最短線路運輸;同時考慮負荷中心接近動力站的原則規(guī)劃總體布置。

廠區(qū)周邊有配套的市政供水管網(wǎng)，能滿足廠區(qū)兩路市政供水的要求。

3 ? 火災(zāi)危險源分析

生產(chǎn)廠房 A/B 內(nèi)潔凈室區(qū)域用電設(shè)備和電纜、橋架;光刻、顯影、刻蝕、ITO重制以及RGB重制等使用化學(xué)品和特氣的工段;位于生產(chǎn)廠房支持區(qū)的日用特氣、化學(xué)品輸送間、廢有機溶劑收集區(qū)等區(qū)域;高低壓配電室的電纜、橋架。

220KV變電站的油浸變壓器;

特氣輸配站內(nèi)存儲的易燃易爆氣體，如硅烷（SiH4）、氯氣（Cl2）、三氯化硼（BCl3）、氨氣（NH3）、三氟化氮（NF3）、一氧化二氮（N2O）、四氟化碳（CF4）等;

化學(xué)品輸配站內(nèi)存儲的易燃易爆液體，如刻蝕液（H3PO4+CH3COOH+HNO3的混合酸）、顯影液、清潔劑、剝離液、稀釋劑、丙酮、甲醇、異丙醇、雙氧水剝離液等;

乙類庫房存儲的乙類易燃易爆有機溶劑;

動力中心高低壓配電間、UPS電源間、柴油發(fā)電機房、消防控制中心、日用油箱間等;

食堂廚房操作間使用的天燃氣;

室外地下柴油罐。

4 ? 火災(zāi)特性分析

綜合上述可知，火災(zāi)危險源種類復(fù)雜，各棟廠房以及各棟廠房的不同防火分區(qū)火災(zāi)危險性定義都有所不同。

由于電氣線路、用電設(shè)備、器具以及供配電設(shè)備出現(xiàn)故障性釋放的熱能在具備燃燒條件下引燃本體或其他可燃物而造成的電氣火災(zāi)，存在于生產(chǎn)廠房潔凈室區(qū)域和支持區(qū)的高低壓配電室、下技術(shù)夾層電氣橋架、上技術(shù)夾層FFU的電纜、消防控制中心、數(shù)據(jù)監(jiān)控中心 220KV變電站以及UPS電源間等場所。

甲乙類液體閃點低，在常溫下以液體狀態(tài)存在，遇火容易引起燃燒，當(dāng)易燃液體揮發(fā)出的蒸氣與空氣混合形成的混合氣體達到爆炸極限濃度時，可燃混合物就轉(zhuǎn)化成爆炸性混合物，一旦點燃就會發(fā)生爆炸。這些甲乙類液體主要是各種有機溶劑，存在于化學(xué)品輸配站、乙類庫房及生產(chǎn)廠房支持區(qū)的日用化學(xué)品輸送間和廢有機溶劑收集區(qū)域，以及生產(chǎn)線上各使用點。

甲乙類可燃氣體爆炸下限濃度低，如發(fā)生泄露，與空氣混合達到一定的濃度，遇到火源立即發(fā)生爆炸式燃燒。這些甲乙類氣體存在于特氣輸配站、生產(chǎn)廠房支持區(qū)的日用特氣輸送間和生產(chǎn)線上各使用點。

5 ? 消防設(shè)計

本工程建筑體量大，工藝設(shè)備貴重，火災(zāi)危險因素多，火災(zāi)危險性大，著火點多，一旦發(fā)生火災(zāi)，會造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。及時滅火控火是設(shè)計中的重中之重。故消防設(shè)計要求從嚴執(zhí)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)國家規(guī)范，同時參照執(zhí)行NFPA相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本工程設(shè)置室外消火栓給水設(shè)施、室內(nèi)消火栓給水設(shè)施、室內(nèi)自動噴灑滅火給水設(shè)施（包括：濕式系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)、防火分隔水幕以及自動噴水濕式-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)）、大空間自動掃描高空射水水炮、泡沫系統(tǒng)、自動氣體滅火系統(tǒng)（包括七氟丙烷滅火系統(tǒng)、部分工藝設(shè)備高壓CO2滅火系統(tǒng)），以及推車式和手提式滅火器系統(tǒng)等。

5.1 ?消防水源和消防水池

消防水源采用城市自來水，從廠區(qū)西面和南面環(huán)狀市政管網(wǎng)上各引一路DN600市政給水管道進入廠區(qū)，在廠區(qū)內(nèi)形成管徑DN250的環(huán)狀管網(wǎng)，在上設(shè)置室外消火栓，同時為消防水池提供水源。

消防水池位于純水站地下站房內(nèi)，存三小時室內(nèi)消火栓水量和六小時水噴霧防護冷卻用水量共計1100m3;屋頂消防水箱設(shè)置在生產(chǎn)廠房A最高的機械區(qū)屋面。屋頂消防水箱儲存十分鐘室內(nèi)消防用水水量，水量為18m3。

消防水池和消防水箱的水位能在消防控制中心顯示，并在消防低水位時發(fā)出報警信號。

生產(chǎn)水池位于純水站地下一層，總?cè)莘e為：20000T，設(shè)置消防取水口，做為第三消防水源;

5.2 ?室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)

室外消火栓采用低壓給水系統(tǒng)，由市政提供兩路進水，并在廠區(qū)內(nèi)形成管徑DN250的環(huán)狀管網(wǎng)，在上設(shè)置地上式室外消火栓和水泵接合器，由市政給水保證其水量和水壓。

在純水站地下水池水泵房內(nèi)設(shè)有兩臺室內(nèi)消火栓泵（二臺電動消火栓泵，一用一備，Q=25L/s， H=85m），另設(shè)兩臺消防穩(wěn)壓泵（一用一備，每臺Q=5L/s，H=95m）。

室內(nèi)消火栓采用臨時高壓系統(tǒng);此次設(shè)計生產(chǎn)廠房A和生產(chǎn)廠房B均為丙類高層工業(yè)廠房，建筑體積>10000m3;故室內(nèi)消火栓用水量采用：25L/s，室外消火栓用水量采用：40 L/s。

非潔凈區(qū)室內(nèi)消火栓箱采用帶滅火器箱組合式消防柜，潔凈區(qū)室內(nèi)消火栓箱采用標(biāo)準(zhǔn)箱體，箱體材質(zhì)為不銹鋼。室內(nèi)消火栓采用減壓穩(wěn)壓型單閥單出口SNW65-Ⅲ-H型，襯膠水帶DN65，長25m，水槍采用QZ19。室內(nèi)消火栓的布置保證兩股水柱能同時到達同一個防火分區(qū)的任何部位。

易燃易爆的化學(xué)品特氣區(qū)域的室內(nèi)消火栓采用水-霧兩用消火栓。

室內(nèi)消火栓環(huán)狀管網(wǎng)的干管管徑DN200，室內(nèi)消火栓環(huán)狀管網(wǎng)上設(shè)有二套水泵接合器。

消防水池上設(shè)置取水口，用于消防車取水。

室外消火栓為地上式，均勻布置，布置間距不大于90m，配有直徑為100mm的栓口一個和65 mm的栓口兩個。

室內(nèi)消火栓泵及穩(wěn)壓泵均由水泵房內(nèi)的該系統(tǒng)壓力開關(guān)自動控制，消防值班室也可遠距離強制啟停室內(nèi)消火栓泵及穩(wěn)壓泵，水泵房內(nèi)亦能就地啟停室內(nèi)消火栓泵，消火栓箱內(nèi)的消防按鈕也可以強制啟動室內(nèi)消火栓泵。

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，根據(jù)位置，層數(shù)的不同，在需要減壓的入戶管上加設(shè)減壓閥組。

5.3 ?自動噴水滅火給水系統(tǒng)

自動噴水滅火給水系統(tǒng)包括：濕式系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)、閉式泡沫-噴淋系統(tǒng)以及固定泡沫滅火系統(tǒng)。

在純水站地下水池水泵房內(nèi)設(shè)有兩臺噴淋泵（二臺電動噴淋泵，一用一備，Q=120L/s， H=100m）。另設(shè)兩臺噴淋穩(wěn)壓泵（一用一備，每臺Q=1L/s，H=110m）和3臺氣壓罐（單臺氣壓罐調(diào)節(jié)容積3m3）。

室內(nèi)自動噴灑滅火給水系統(tǒng)的水量，是根據(jù)所有系統(tǒng)中噴淋水量最大的生產(chǎn)廠房B南機械室有機溶劑區(qū)設(shè)置的閉式噴淋-泡沫系統(tǒng)而確定的。該區(qū)域按照噴水強度為12L/min.m2，作用面積為465m2，系統(tǒng)水量為112L/S;硅烷區(qū)域設(shè)置水噴霧冷卻系統(tǒng)，水噴霧噴水強度為9L/min.m2，作用面積該區(qū)域面積，持續(xù)噴霧時間為6h，總的用水量為650m3。在有機溶劑間采用了自動噴水濕式-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)，其泡沫發(fā)生器的工作壓力約為0.6-0.8MPa左右。經(jīng)過計算，室內(nèi)自動噴灑滅火給水系統(tǒng)的設(shè)計噴淋水量為120L/s，水壓要求≥1.00MPa，噴淋系統(tǒng)貯水量為650 m3。

噴淋泵及穩(wěn)壓泵均由水泵房內(nèi)的該系統(tǒng)壓力開關(guān)自動控制，消防值班室也可遠距離強制啟停噴淋泵及穩(wěn)壓泵，水泵房內(nèi)亦能就地啟停噴淋泵，報警閥處的壓力開關(guān)亦可遠距離強制啟動噴淋泵。

噴淋泵及穩(wěn)壓泵給水泵的工作狀態(tài)均能在消防控制中心顯示。

5.3.1 ?濕式系統(tǒng)

各主廠房廠房區(qū)域，按照中危險級Ⅱ級設(shè)計，其噴水強度為8L/min.m2，作用面積為160m2，持續(xù)滅火時間為1小時。采用K=80，68℃的快速響應(yīng)閉式噴頭。

廠房內(nèi)倉庫區(qū)域，按照倉庫危險級Ⅱ級，單雙排貨架倉庫設(shè)計，其噴水強度為15L/min.m2，作用面積為280m2，持續(xù)滅火時間為2小時。采用K=115，68℃的快速響應(yīng)閉式噴頭。

辦公區(qū)域按照輕危險級設(shè)計，其噴水強度為4L/min.m2，作用面積為160m2，持續(xù)滅火時間為1小時。采用K=80，68℃的標(biāo)準(zhǔn)型閉式噴頭。

更衣室和實驗室區(qū)域按照中危險級Ⅰ級設(shè)計，其噴水強度為6L/min.m2，作用面積為160m2，持續(xù)滅火時間為1小時。采用K=80，68℃的標(biāo)準(zhǔn)型閉式噴頭。

食堂按照中危險級Ⅰ級設(shè)計，其噴水強度為6L/min.m2，作用面積為160m2，持續(xù)滅火時間為1小時。采用K=80，68℃的吊頂型閉式噴頭，廚房操作間采用93℃的閉式噴頭。

濕式報警閥處的壓力開關(guān)可遠距離強制啟動噴淋泵;系統(tǒng)中所有的信號閥和水流指示器的工作狀態(tài)均能在消防控制中心顯示。

由于泡沫滅火和水噴霧系統(tǒng)要求壓力較高，故所有建筑的閉式濕式系統(tǒng)，根據(jù)位置，層數(shù)以及噴水強度的不同，分別設(shè)置不同型號的減壓孔板或減壓閥，減壓孔板安裝在水流指示器后的橫管上。

廠房潔凈區(qū)域的噴淋系統(tǒng)中，噴頭、卡箍和消防專用軟管均采用FM認證產(chǎn)品。

無機、有機化學(xué)品區(qū)域以及有機溶劑收集區(qū)采用泡沫滅火系統(tǒng)，位于這些區(qū)域的噴頭應(yīng)考慮采用防腐蝕噴頭，對管道外壁考慮防腐措施。

5.3.2 ?水噴霧系統(tǒng)

柴油發(fā)電機房的日用油箱間、硅烷等可燃氣體罐區(qū)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)。

日用油箱間，水噴霧噴水強度為20L/min.m2，持續(xù)噴霧時間為0.5h;硅烷等可燃氣體罐區(qū)水噴霧噴水強度為9L/min.m2，作用面積均為該區(qū)域平面面積，持續(xù)噴霧時間為6h，采用水霧噴頭。

水霧系統(tǒng)雨淋閥處的壓力開關(guān)可遠距離強制啟動噴淋泵;系統(tǒng)中所有的信號閥的工作狀態(tài)均能在消防控制中心顯示。

5.3.3 ?閉式泡沫-噴淋系統(tǒng)

化學(xué)品輸配站、生產(chǎn)廠房支持區(qū)的有機溶劑區(qū)、廢有機溶劑收集區(qū)設(shè)置閉式泡沫-噴淋聯(lián)用系統(tǒng)。

閉式泡沫-噴淋聯(lián)用系統(tǒng)的供給強度按12L/min.m2，作用面積為465m2，持續(xù)噴泡沫的時間為20分鐘，進行設(shè)計。

泡沫液貯罐及其附件組成一套貯罐壓力式空氣泡沫比例混合裝置。當(dāng)消防壓力水流過混合器時，使水與泡沫液按3%的比例自動混合，輸出混合液，為自動噴水濕式-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)提供泡沫混合液滅火。

采用3%混合比的抗溶性水成膜泡沫液，泡沫液的實際使用量為0.96m3，選用有效容積為1.5m3的泡沫液貯罐，寬范圍比例混合器。

5.3.4 ?泡沫滅火系統(tǒng)

柴油罐區(qū)設(shè)置固定泡沫滅火系統(tǒng)+移動泡沫槍系統(tǒng)。

固定泡沫滅火系統(tǒng)供給強度按6L/min.m2，作用面積為罐體橫截面積，持續(xù)噴泡沫的時間為30分鐘，進行設(shè)計;移動泡沫槍系統(tǒng)，其泡沫混合液供給強度按6.5L/min.m2，作用面積為最大流淌面積，持續(xù)噴泡沫的時間為30分鐘，進行設(shè)計。

采用3%混合比的蛋白或氟蛋白泡沫液。

5.4 ?自動氣體滅火系統(tǒng)

自動氣體滅火系統(tǒng)包括全淹沒高壓CO2滅火系統(tǒng)，局部應(yīng)用CO2滅火系統(tǒng)和七氟丙烷滅火系統(tǒng)。

5.4.1 ?全淹沒高壓CO2滅火系統(tǒng)

全廠總變配電室采用全淹沒高壓CO2滅火系統(tǒng)。

生產(chǎn)廠房內(nèi)工藝設(shè)備PHOTO工段涂布機、RSW（摩擦后清洗）工段等工藝設(shè)備設(shè)置CO2局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)。

本次設(shè)計的全淹沒高壓CO2滅火系統(tǒng)和CO2局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)為高壓、有管網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)壓力為5.17MPa。

設(shè)計濃度為40%，物質(zhì)系數(shù)為1.2，設(shè)計噴射時間為1min，抑制時間10分鐘。

5.4.2 ?全淹沒七氟丙烷滅火系統(tǒng)

消防控制中心及數(shù)據(jù)中心采用全淹沒七氟丙烷滅火系統(tǒng)。

本次設(shè)計采用的為全淹沒有管網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)壓力為2.5MPa，設(shè)計濃度為8%，設(shè)計噴射時間為8s，設(shè)計抑制時間為5min。

5.4.3 ?自動氣體滅火系統(tǒng)控制

自動氣體滅火系統(tǒng)系統(tǒng)都具有自動、手動和機械應(yīng)急三種控制方式。各保護區(qū)均設(shè)二路獨立探測回路（一路煙感信號，一路溫感信號），當(dāng)?shù)谝宦诽綔y器發(fā)出火災(zāi)信號時，只發(fā)出警報信號，指示火災(zāi)發(fā)生的部位，提醒工作人員注意，當(dāng)?shù)诙诽綔y器亦發(fā)出火災(zāi)信號后，此時，已確定火災(zāi)發(fā)生，自動滅火控制器開始進入延時階段（0-30s可調(diào)），此階段用于疏散人員（聲光報警器等動作）和聯(lián)動設(shè)備的動作（關(guān)閉通風(fēng)空調(diào)等）。延時過后，向保護區(qū)的電磁驅(qū)動器發(fā)出滅火指令， 打開相應(yīng)失火區(qū)域的選擇閥，同時開啟氣體氣瓶，向失火區(qū)進行滅火作業(yè)。同時報警控制器接收壓力信號發(fā)生器的反饋信號，控制面板噴放指示燈亮。

當(dāng)報警控制器處于手動狀態(tài)，報警控制器只發(fā)出報警信號，不輸出動作信號，由值班人員確認火警后，按下報警控制面板上的應(yīng)急啟動按鈕或保護區(qū)門口處的緊急啟停按鈕，即可啟動系統(tǒng)噴放氣體滅火劑。

5.5 ?滅火器配置

為撲滅初期火災(zāi)，各建筑均按《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》的要求配置滅火器。

所有潔凈室區(qū)域以及所有建筑內(nèi)的電氣間、配電間、計算機房和FMCS房間等場所按中危險級，E類火災(zāi)配置CO2滅火器。

有機溶劑區(qū)、廢有機溶劑收集區(qū)以及乙類庫房等場所按嚴重危險級，B類火災(zāi)配置泡沫滅火器。

除上述所提到的所有場所外，其它區(qū)域均按中危險級，A類火災(zāi)配置磷酸銨鹽干粉滅火器。

電氣間及配電間還設(shè)有推車式CO2滅火器。手提式滅火器放于滅火器箱內(nèi)或組合式消火栓箱內(nèi)，并有明顯標(biāo)志。

6 ? 結(jié)語

TFT液晶面板工廠消防設(shè)計需要深入了解生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性，針對不同場所存在的著火源的性質(zhì)進行剖析，選擇出正確的滅火措施，完成安全可靠的消防設(shè)計是極其重要的。這些分析研究以及結(jié)合實際對規(guī)范的靈活運用，對類似廠房的消防設(shè)計有著重要的意義，也可以說是對特殊工業(yè)建筑消防設(shè)計一些有益的探討。

參考文獻：

[1] ? 黃德妙，淺談某廠區(qū)弱電系統(tǒng)設(shè)計與規(guī)劃，電子技術(shù)，2015，03

[2] ? 黃燕，機柜間氣體消防方案比選，化工管理，2014.08

[3] ? 黃德妙，淺談某廠區(qū)弱電系統(tǒng)設(shè)計與規(guī)劃，電子技術(shù)，2015，03