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薄膜晶体管液晶显示器工厂设计规范GB 51136-2015 消防篇

发布时间:2022-01-11
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《薄膜晶体管液晶显示器工厂设计规范》

薄膜晶体管液晶显示器工厂设计规范


       《薄膜晶体管液晶显示器工厂设计规范》,光电行业智能工厂是依据此规范建设的大规模工业项目的。今天把这本规范中涉及到此行业的一些基础背景知识和与消防灭火救援有关的条文解释摘选了一部分出来,希望对消防员进行辖区“六熟悉”的工作有参考作用。

       新型信息显示技术是信息产业的支撑产业之一,近年来,以薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)技术为代表的平板显示技术和产品随着全球资本的不断聚集和技术的飞跃发展,已经占据了全球显示领域的主导地位。中国大陆从2003年起开始大规模投资建设薄膜晶体管液晶显示器工厂,到现在已经拥有十几条薄膜晶体管液晶显示器生产线。每条生产线的投资动辄上百亿,甚至几百亿人民币。高世代薄膜晶体管液晶显示器工厂建筑面积高达几十万平方米,高等级洁净室面积达到十万平方米以上,工厂的动力消耗巨大。薄膜晶体管液晶显示器是一种可以实现视频、真彩、高品质图像显示的液晶显示器,在手机、个人掌上电脑、车载导航仪、笔记本电脑、个人台式电脑、高清晰度电视以及公共显示中被广泛采用。

       薄膜晶体管液晶显示器面板工艺设备价格昂贵,对生产环境要求高。为降低设备折旧以及厂务设施运行成本对产品成本的影响,薄膜晶体管液晶显示器面板生产线宜采取连续运行的方式。从国内多家薄膜晶体管液晶显示器面板生产工厂的建厂方案和实际运行的调查结果看,大多数厂家对生产线工人采取四班三运转或三班二运转的方式,以满足劳动法关于工作时间的要求。而生产线的年工作天数除因设备维修和市场因素的影响外,一般不少于350天。其他辅助生产部门包括仓库、维修、(入厂)检验、实验室等则根据本部门工作与主生产线的协同配合要求,分别采取1~3班次运行。

       薄膜晶体管液晶显示器面板生产中所用原、辅材料种类繁多,其中既有火灾危险性很低的戊类物品,如玻璃基板等,也包含有强烈腐蚀或火灾(爆炸)危险的化学危险品,如磷酸、丙酮等,还有一些原材料是需要低温或干燥保存的(如光刻胶等)。因此除应根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定合理划分不同火灾危险性的仓库类型外,还应根据物料的物理化学特性、存储环境要求等适当分类设置。

       薄膜晶体管液晶显示器工厂在生产运行过程中若发生大的事故,如危化品仓库、气体仓库、特种气体及化学品配送厂房等甲类仓库及厂房发生火灾、爆炸事故,毒性气体储罐或输送管道发生泄漏事故,生产过程中产生的废水、废气未按规定排放;产生噪声和振动的设备、设施安全防护措施不当或失效,牛产和生活产生的废物末按规定处理,都可能对周围环境产生一定的污染,有可能危及周边居民的健康、生命和建(构)筑物的安全。

       随着科学技术的发展,薄膜晶体管液晶显示器生产技术发展很快,从前几年建成的第五、六代生产线,到现在已进入第八代生产线的建设,并已开始筹建第十代生产线。所以厂房的建筑平面和空间设计必须适应这种产品迅速发展和扩大生产需要的灵活性,这里所说的灵活性主要应理解为:


        (1)要能满足生产工艺改造和扩大生产规模的需要,实现在建筑面积不增加或少增加、建筑高度不改变的情况下,进行生产工艺和生产设备的调整。


        (2)洁净厂房的主体结构宜采用大空间、大跨度的柱网,以便适应产品生产工艺调整或生产规模的扩大或产品的升级换代等需要。


        (3)洁净厂房内不应采用内墙承重体系,避免因承重内墙的固定不变,妨碍生产工艺或设备的调整。

(特别重要的章节)6.2 防火及安全疏散

6.2.1 薄膜晶体管液晶显示器工厂洁净厂房具有如下主要特点:
       (1)生产过程中需使用易燃、易爆的气体、化学品等,它们对洁净厂房构成潜在的火灾威胁;


       (2)洁净厂房的面积大、体积大,并且常常是平面布置、空间布置曲折,增加了疏散路线上的障碍,可能延长安全疏散的时间;


       (3)洁净厂房内电子产品生产过程需应用各种类型的精密、贵重的设备、仪器,建设投资巨大,一旦失火,将会造成极大的损失。


       鉴于以上主要特点,为了保障财产、人身的安全,严格控制厂房建筑耐火等级是十分重要的。

6.2.2 在现行国家标准《电子工业洁净厂房设计规范》GB 50472中,已对以下各工作间生产的火灾危险性作了明确规定:


       (1)薄膜晶体管液晶显示器工厂厂房中,有使用丁酮、丙酮、异丙醇等易燃化学品的洁净室,这些化学品均为易燃化学品,应属甲类,因此将电子工业洁净厂房设有这些化学品的储存间、分配间列为甲类。


       (2)洁净厂房中,常常使用H2、SiH4、AsH3、PH3等可燃、有毒气体,因此将设有可燃、有毒气体的储存、分配间列为甲类。


       (3)薄膜晶体管液晶显示器工厂的CVD间,在设备密闭性良好,并设有气体或可燃蒸气报警装置和灭火装置时,应按丙类设防,否则仍应按甲类设防。


       (4)薄膜晶体管液晶显示器工厂的显影、刻蚀间、模组装配间、彩膜生产间应按丙类设防。

6.2.3 阵列、成盒、彩膜、模组厂房具有大面积、大体量的特点,如第八代薄膜晶体管液晶显示器工厂洁净室面积已达90000m2。这类洁净厂房通常由洁净生产区和洁净生产区各自设有的上、下技术夹层构成,厂房高度约为30m~40m。由于制造的生产工艺设备体量大,制造过程的连续性和自动化传输,所以生产工艺区是不能分隔的。


       在洁净厂房内净化空调系统混入新风前的回风气流中设置高灵敏度早期报警火灾探测器及其报警系统,或称空气采样式烟雾探测系统(Air Sampling Type Smoke Detection System),可以主动抽取环境中空气,只要空气中有烟雾,就能及时报警,并在火灾形成前数小时实现早期报警。本条规定的灵敏度是传统探测器的数百倍,做到早期发现,将火源消灭在初始状态。


    关键生产设备,主要是使用易引发火情的设备应设有火灾报警和灭火装置。

6.2.4 本条第3款,阵列、成盒、彩膜、模组厂房具有大面积、大体量的特点,如第八代薄膜晶体管液晶显示器工厂洁净室面积已达90000m2,建筑高度达36.3m,其厂房内任一点到最近安全出口的距离达80m~120m。这类洁净厂房内使用可燃、易燃气体的关键设备均设有火灾报警、气体报警和CO2灭火装置;

       这类厂房如前所述均设有高灵敏度早期烟雾探测系统,且此类厂房由于生产工艺设备体积大、连续性生产、自动化传输等因素,致使要实现厂房内任一点到安全出口的距离符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定十分困难;此类厂房中操作人员较少,人员密度极低,且人员流动巡查。因此本款规定:“阵列、成盒、彩膜、模组厂房,在关键工艺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,安全疏散距离不得大于本条第2款规定的安全疏散距离的1.5倍。当洁净生产区人员密度小于0.02人/m2时,安全疏散距离不得大于120m。”


       本条第4款,阵列、成盒、彩膜、模组厂房具有生产工艺设备体积大、连续性生产、自动化传输等特点,洁净室内操作人员较少,人员密度极低,技术支持区内主要为人员流动巡查,因此当洁净室与技术支持区位于不同的防火分区时,可通过设置共用前室或安全通道共用疏散出口。

       6.2.5 由于洁净厂房空间密闭,且设有人员净化、物料净化设施,一旦出现火情,消防人员进入洁净室的路径较困难,为此本条规定靠外墙洁净室(区)各层外墙应设供消防人员通往洁净室(区)的入口。

       6.2.6 在薄膜晶体管液晶显示器生产中,因为生产部件尺寸较大,需要通过物料自动搬运系统传递。穿过不同生产楼层的自动化垂直搬运系统在物料进、出口处,因为连续传输无法采用防火卷帘等方式封闭,故按本规范第10.6.6条的规定设置水幕系统进行保护。

       6.2.7 薄膜晶体管液晶显示器工厂生产使用所需要的低压、低沸点特种气体,由于输送过程中极易液化,无法采用长距离管道输送,不可避免地会设在厂房内,如高纯气体纯化间、有可燃气体的气体入口室、特种气体储存分配间、可燃化学品储存、分配间等。


       对于有爆炸危险的易燃、易爆化学品及气体的配送间在设置足够的泄压面积后,可大大减轻爆炸时的破坏强度,避免因主体结构遭受破坏而造成重大人员伤亡和经济损失。在现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016中明确规定,有爆炸危险的甲、乙类生产部位,宜布置在单层厂房外墙的泄压设施或多层厂房顶层靠外墙的泄压设施附近。

       8.3.14 由于自燃性、剧毒性和强腐蚀性气体一旦泄漏,危害性极大,将会造成较大的人身伤亡和财产损失,目前在电子工厂中较多地采用双层管道输送这类特种气体,属于这类特种气体的主要有:强反应性气体:B2H6、H2Se、GeH4、SiH4、Si2H6、SiHCH3、C2H2、B(CH3)3、F2、CIF3等,自燃性气体:B2H6、GeH4、SiH4、Si2H6、SiHCH3、B(CH3)3等,剧毒性气体:AsH3、PH3、GeH4、B2H6、H2Se、F2、B(CH3)3、NO、CIF3、PF5等。但是在工程实际中,由于每一个工厂对气体特性的理解不同,从而导致同一种高危险性气体在不同工厂所使用的管道不一致,为此本条为推荐性条文。

       9.4.4 洁净室(区)的排烟系统与室外大气相通,且平时不运行,为了防止室外空气对洁净室(区)环境的影响,应设置防止室外气流倒灌的措施。排烟风机需要定期进行巡检,为了避免对洁净室(区)内空气的污染,影响正常的生产,一般在进入排烟风机前设计旁路系统用于平时巡检。

       10.6.6 本条规定了化学品区域的消防。
       1 化学品中有很多种类与水接触会发生化学反应,有的会产生有毒有害物质,有的会大量发热引起燃烧。比如浓硫酸,遇水大量发热,同时释放大量有毒气体,这时采用水消防是不恰当的;再如,四乙氧基硅烷(TEOS)闪点37℃,火灾危险性分类属于乙类,遇水生成乙醇和二氧化硅;乙醇闪点12℃,火灾危险性分类属于甲类,相当于危险等级提高了。因此本规范规定存储这些化学品的房间严禁采用水消防系统。可以采用气体灭火、干粉灭火器等消防形式,具体采用的消防方法需要与化学品公司确定化学品性质后决定。本款为强制性条款。


       2 有机化学品的存储、收集、分配间,由于其危险性较高,因此建议设置固定的灭火设施。在实际工程中使用的消防方式有多种,如泡沫及湿式系统联用的自动喷水灭火系统、湿式自动喷水灭火系统及气体消防等。结合实际情况,采用泡沫与湿式系统联用系统比较合适,初期可以利用泡沫来灭火,泡沫喷完后可以利用水对房间内的设施进行消防及冷却,避免由于化学品泄漏或爆炸产生更大的损失。在实际工程中,应充分了解化学品公司的要求后再设计。

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