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摘 要：半导体工厂由于设备昂贵，所以其厂房造价也十分高，一旦发生火灾，将带来不可估量的经济损失。本文结合国外相关设计规范对半导体洁净厂房的自动喷淋灭火系统的设计、火灾报警系统的设计进行了阐述，提出了半导体生产及加工厂的国内消防设计规范的完善化的必要性。
关键词：半导体洁净厂房 消防 自动喷淋 火灾报警 规范
目前国内虽然有洁净厂房设计规范，但还没有专门针对半导体工厂的防火设计规范。美国NFPA318和FMDS7-7中均有专门针对半导体工厂的自动喷淋系统及火灾报警系统的设计要求，并且还对半导体工厂内可能使用的危险化学品，提出了保护，储存、操作等要求。
一、自动喷淋灭火系统的设计
（1）自动喷淋系统和强度
由于洁净厂房内的设备造价普遍较高，且存在较多危险化学品。因此，使用快速响应喷头就显得极其必要。根据美国NFPA318中的要求，在洁净厂房内的自动喷淋系统应该采用快速响应喷头，强度为8l/min.m2，作用面积为280平方米。
（2）喷淋系统覆盖范围
对于喷淋系统的覆盖范围，NFPA318和FMDS7-7要求任何吊顶内都应该安装自动喷淋系统，包括正压空间和回风空间，即洁净厂房吊顶和回风层，其喷淋强度同厂房内。并且在一些工艺废气排放管内，如果可燃气体蒸汽在管道的浓度为20%或者高于其爆炸下限时，应在这些管道内安装喷淋保护。在架高地板夹层中，如包括可燃电缆，管道或者其他可燃材料时，应设置自动喷淋，其强度和作用面积同厂房。在架高地板上方制成设备（如湿式清洗槽、离心旋转清洗器）需要处理一些易燃液体或者是可燃物时，需要在架高地板的下方设置自动喷淋保护，只需要在架高地板下方设备周围区域向外延伸1.5m的区域安装喷头。
综上所述，我们可以发现在洁净厂房内设置喷淋系统的目的是有效遏制初期火灾，因此，存在可燃物、可能发生火灾的地方均应该设置喷淋系统，且为快速响应喷头。
二、火灾报警系统
（1）极早期烟雾探测器的设计
一般的半导体厂房可以分为三层，即正压吊顶送风层、生产层、回风层，一般在回风层的两侧便是厂房的回风区域，NFPA318还要求，在每个回风层的回风口附近还要安装极早期烟雾探测器。
综上所述，在回风口和回风层安装极早期烟雾探测器，能够更早发现火灾，并且联动相应的消防排烟设备。
（25）与消防排烟系统的联动
一般厂房内的火灾排烟系统都是通过安装在厂房上部的排烟口进行排烟，但由于半导体厂房内的设备都比较昂贵，这些设备一旦经过烟雾后，设备可能就会损坏或报废，所以半导体厂房内的消防排烟一般和回风管道共用一个回风腔，即先从上到下的排烟，再从下到上的排烟方式，在进入MAU前进行切换。一旦回风口的VESDA报警，那么通过防火阀的切换，打开该区域的排烟风机。
并且在Fab厂房内的回风和补风风机下游安装管道式烟感，一旦发生报警，马上切断回风或是补风风机。具体可见以下示意图：
三、配套公用工程的消防设计
（1）洗气塔的设计
在半导体厂房内，会用到很多可燃及有毒气体，这些气体最后都需要经过洗气塔才能排向大气。因此，首先要做到的是将可燃和有毒气体所用的洗气塔和一般气体所用的洗气塔分开设置。其次，可燃气体通向洗气塔的管道需使用金属管道，而不是FRP管道。
另外，由于洗气塔的材料一般为FRP，是可燃材料，根据FMDS7-7的要求，要在洗气塔的进出气管道上各设置一个快速响应喷头，防止洗气塔的火灾蔓延到半导体厂房内。
（2）可燃气体和可燃液体的存放和分配
A.可燃气体的存放和分配
以半导体厂房内最常用的硅烷为例，硅烷站一般要求远离主厂房，并且其建筑结构按照防爆考虑，硅烷站内要求安装可燃气体探头，连锁启动雨淋系统和关闭硅烷的供气阀门，并发出报警信号。其喷淋系统强度应该为12l/min.m2，火灾延续时间应该为2小时。
在厂房内一般会有硅烷的分配站，对于这些分配站内的分配阀要求安装在VMB内，这些VMB需要配备排气口，和进气百叶。并且VMB内需要安装自动喷淋系统。VMB是一种专门用来安装阀门的箱体，其作用是能够尽最大可能对可燃气体分配阀组进行密闭。
B.可燃液体的存放和分配
本文中的可燃液体主要为闪点低于38℃度的I类可燃液体。对于这些可燃液体在其仓库内，建议设置自动泡沫喷淋系统，并且设置围堰，该围堰高度应该按照20min的泡沫喷淋量和最大储罐泄漏量相加来考虑。喷淋强度为12l/min.m2，火灾延续时间应该为2小时。
同样厂房内也会有一些可燃液体分配站，对于这些分配站内的分配阀要求安装在VMB内，这些VMB需要配备排气口，和进气百叶。并且VMB内需要安装自动喷淋系统。
四、总结
国内虽然已经有了洁净厂房的设计规范，但还没有专门针对半导体厂房的设计规范。美国的NFPA318和FMDS7-7则明确针对半导体厂房的造价高、设备精密的特点，明确了半导体厂房的自动喷淋和火灾报警系统的设计宗旨：早期预防和发现火灾，并及时施救和扑灭。
此外，NFPA318和FMDS7-7还针对半导体厂房可能出现的可燃气体如硅烷等，提出了储存、分配和灭火设计要求。
半导体生产及加工厂的数量及规模必将随着中国经济的发展而提高，针对半导体生产及加工厂的国内消防设计规范的完善化也将逐渐体现出必要性。
作者简介：姓名：肖春兰（1964.4-）女（汉），新疆维吾尔自治区克拉玛依市人，工程师，主要研究方向：消防工程建设。
关键词：半导体洁净厂房 消防 自动喷淋 火灾报警 规范
目前国内虽然有洁净厂房设计规范，但还没有专门针对半导体工厂的防火设计规范。美国NFPA318和FMDS7-7中均有专门针对半导体工厂的自动喷淋系统及火灾报警系统的设计要求，并且还对半导体工厂内可能使用的危险化学品，提出了保护，储存、操作等要求。
一、自动喷淋灭火系统的设计
（1）自动喷淋系统和强度
由于洁净厂房内的设备造价普遍较高，且存在较多危险化学品。因此，使用快速响应喷头就显得极其必要。根据美国NFPA318中的要求，在洁净厂房内的自动喷淋系统应该采用快速响应喷头，强度为8l/min.m2，作用面积为280平方米。
（2）喷淋系统覆盖范围
对于喷淋系统的覆盖范围，NFPA318和FMDS7-7要求任何吊顶内都应该安装自动喷淋系统，包括正压空间和回风空间，即洁净厂房吊顶和回风层，其喷淋强度同厂房内。并且在一些工艺废气排放管内，如果可燃气体蒸汽在管道的浓度为20%或者高于其爆炸下限时，应在这些管道内安装喷淋保护。在架高地板夹层中，如包括可燃电缆，管道或者其他可燃材料时，应设置自动喷淋，其强度和作用面积同厂房。在架高地板上方制成设备（如湿式清洗槽、离心旋转清洗器）需要处理一些易燃液体或者是可燃物时，需要在架高地板的下方设置自动喷淋保护，只需要在架高地板下方设备周围区域向外延伸1.5m的区域安装喷头。
综上所述，我们可以发现在洁净厂房内设置喷淋系统的目的是有效遏制初期火灾，因此，存在可燃物、可能发生火灾的地方均应该设置喷淋系统，且为快速响应喷头。
二、火灾报警系统
（1）极早期烟雾探测器的设计
一般的半导体厂房可以分为三层，即正压吊顶送风层、生产层、回风层，一般在回风层的两侧便是厂房的回风区域，NFPA318还要求，在每个回风层的回风口附近还要安装极早期烟雾探测器。
综上所述，在回风口和回风层安装极早期烟雾探测器，能够更早发现火灾，并且联动相应的消防排烟设备。
（25）与消防排烟系统的联动
一般厂房内的火灾排烟系统都是通过安装在厂房上部的排烟口进行排烟，但由于半导体厂房内的设备都比较昂贵，这些设备一旦经过烟雾后，设备可能就会损坏或报废，所以半导体厂房内的消防排烟一般和回风管道共用一个回风腔，即先从上到下的排烟，再从下到上的排烟方式，在进入MAU前进行切换。一旦回风口的VESDA报警，那么通过防火阀的切换，打开该区域的排烟风机。
并且在Fab厂房内的回风和补风风机下游安装管道式烟感，一旦发生报警，马上切断回风或是补风风机。具体可见以下示意图：
三、配套公用工程的消防设计
（1）洗气塔的设计
在半导体厂房内，会用到很多可燃及有毒气体，这些气体最后都需要经过洗气塔才能排向大气。因此，首先要做到的是将可燃和有毒气体所用的洗气塔和一般气体所用的洗气塔分开设置。其次，可燃气体通向洗气塔的管道需使用金属管道，而不是FRP管道。
另外，由于洗气塔的材料一般为FRP，是可燃材料，根据FMDS7-7的要求，要在洗气塔的进出气管道上各设置一个快速响应喷头，防止洗气塔的火灾蔓延到半导体厂房内。
（2）可燃气体和可燃液体的存放和分配
A.可燃气体的存放和分配
以半导体厂房内最常用的硅烷为例，硅烷站一般要求远离主厂房，并且其建筑结构按照防爆考虑，硅烷站内要求安装可燃气体探头，连锁启动雨淋系统和关闭硅烷的供气阀门，并发出报警信号。其喷淋系统强度应该为12l/min.m2，火灾延续时间应该为2小时。
在厂房内一般会有硅烷的分配站，对于这些分配站内的分配阀要求安装在VMB内，这些VMB需要配备排气口，和进气百叶。并且VMB内需要安装自动喷淋系统。VMB是一种专门用来安装阀门的箱体，其作用是能够尽最大可能对可燃气体分配阀组进行密闭。
B.可燃液体的存放和分配
本文中的可燃液体主要为闪点低于38℃度的I类可燃液体。对于这些可燃液体在其仓库内，建议设置自动泡沫喷淋系统，并且设置围堰，该围堰高度应该按照20min的泡沫喷淋量和最大储罐泄漏量相加来考虑。喷淋强度为12l/min.m2，火灾延续时间应该为2小时。
同样厂房内也会有一些可燃液体分配站，对于这些分配站内的分配阀要求安装在VMB内，这些VMB需要配备排气口，和进气百叶。并且VMB内需要安装自动喷淋系统。
四、总结
国内虽然已经有了洁净厂房的设计规范，但还没有专门针对半导体厂房的设计规范。美国的NFPA318和FMDS7-7则明确针对半导体厂房的造价高、设备精密的特点，明确了半导体厂房的自动喷淋和火灾报警系统的设计宗旨：早期预防和发现火灾，并及时施救和扑灭。
此外，NFPA318和FMDS7-7还针对半导体厂房可能出现的可燃气体如硅烷等，提出了储存、分配和灭火设计要求。
半导体生产及加工厂的数量及规模必将随着中国经济的发展而提高，针对半导体生产及加工厂的国内消防设计规范的完善化也将逐渐体现出必要性。
作者简介：姓名：肖春兰（1964.4-）女（汉），新疆维吾尔自治区克拉玛依市人，工程师，主要研究方向：消防工程建设。