超大型電子潔凈廠房工藝設(shè)備體積大、自動(dòng)化程度高且生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)，其潔凈室面積過(guò)大，廠房防火分區(qū)劃分需要參照電子行業(yè)規(guī)范作為設(shè)置依據(jù)。以某潔凈廠房為例，介紹了人員疏散用的防煙樓梯間的設(shè)置方法、防煙分區(qū)劃分及防排煙系統(tǒng)設(shè)置等，對(duì)比了新舊規(guī)范防排煙系統(tǒng)設(shè)置的區(qū)別。結(jié)合GB51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)工廠建設(shè)過(guò)程中的防排煙設(shè)置要點(diǎn)進(jìn)行了探討。
建筑規(guī)模
以面板生產(chǎn)廠房為例，不同世代面板生產(chǎn)線所需的生產(chǎn)廠房規(guī)模如表1所示。從表1可以看出：板工廠規(guī)模龐大，尤其是近些年建造的高世代生產(chǎn)廠房（G10.5代）的潔凈室面積在9萬(wàn)㎡（單層）以上，主廠房建筑面積更是達(dá)到60萬(wàn)㎡；不同世代的面板廠其潔凈室吊頂凈高為3.8～10ｍ，并且同一潔凈室不同的生產(chǎn)工段吊頂高度要求也不一樣。
防火分區(qū)與防排煙分區(qū)
（1）防火分區(qū)劃分
要解決大型電子潔凈廠房防排煙的問(wèn)題，首先要解決其 大 規(guī) 模 的 潔 凈 室 防 火 分 區(qū) 的 劃 分 問(wèn)題。以G6代（ＡＭＯ LED）面板廠主廠房為例，長(zhǎng)96.0ｍ，寬245.8ｍ，高42.0ｍ（4層），其 中 潔凈室凈寬約200ｍ，吊 頂高度約5.8～9.2ｍ（潔凈室分2層，見(jiàn)圖1；另外兩側(cè)有與生產(chǎn)廠房配套的支持區(qū)。
1）潔凈室防火分區(qū)的劃分
為了保證生產(chǎn)車間的工藝需求，自動(dòng)化生產(chǎn)線不能用防火墻隔開(kāi)，故其潔凈室需劃 分為一個(gè)約9200㎡（396ｍ×200ｍ）的防火分區(qū)。《建規(guī)》第3.3.1條中表3.3.1所限定的防火分區(qū)面積為：對(duì)于建筑耐火等級(jí)為一級(jí)的丙類廠房，其防火分區(qū)多層建筑面積為6000㎡，高層建筑面積為3000㎡。
第3.3.3條規(guī)定“廠房?jī)?nèi)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)時(shí)，每個(gè)防火分區(qū)最大允許建筑面積可按本規(guī)范第3.3.1條的規(guī)定增加1.0倍”。若按《建規(guī)》規(guī)定執(zhí)行，該廠房為建筑耐火等級(jí)一級(jí)的丙類高層建筑，設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)前提下的最大防火分區(qū)面積不應(yīng)超過(guò)6000㎡，不能滿足該類廠房７萬(wàn)多平方米的生產(chǎn)需求。
但《電子潔凈廠房規(guī)范》第6.2.4條規(guī)定“潔凈室上技術(shù)夾層、下技術(shù)夾層和潔凈生產(chǎn)層，當(dāng)按其構(gòu)造特點(diǎn)和用途作為同一防火分區(qū)時(shí)，上下技術(shù)夾層的面積可不計(jì)入防火分區(qū)的建筑面積，但應(yīng)分別采取相應(yīng)的消防措施”。
第6.2.3條規(guī)定“丙類生產(chǎn)的電子工業(yè)潔凈廠房的潔凈室（區(qū)），在關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備設(shè)有火災(zāi)報(bào)警和滅火裝置以及回風(fēng)氣流中設(shè)有靈敏度嚴(yán)于0.01％obs／ｍ的高靈敏度早期火災(zāi)報(bào)警探測(cè)系統(tǒng)后，其每個(gè)防火分區(qū)的最大允許面積可按生產(chǎn)工藝要求確定”。
該案例生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用易燃、易爆的化學(xué)品或特殊氣體的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)過(guò)程均在密閉腔體中進(jìn)行，并且自帶報(bào)警和滅火裝置；凈化循環(huán)空氣在與新風(fēng)混合前的回風(fēng)氣流中設(shè)置了高靈敏度的早期火災(zāi)探測(cè)器及報(bào)警系統(tǒng)，主動(dòng)抽取循環(huán)空氣取樣，能在火災(zāi)形成前數(shù)小時(shí)及早報(bào)警。
故此設(shè)計(jì)中依據(jù)《電子潔凈廠房規(guī)范》第6.2.3條 規(guī)定，廠房潔凈區(qū)防火分區(qū)面積按工藝要求確定為79200㎡。
2）其他區(qū)域防火分區(qū)劃分
潔凈廠房?jī)蓚?cè)的支持區(qū)域，因不滿足《電子潔凈廠房規(guī)范》第6.2.3條要求的條件，其防火分區(qū)按《建規(guī)》的規(guī)定劃分。
（2）防煙設(shè)置及防煙分區(qū)的劃分
大型電子潔凈廠房防煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要考慮潔凈室工作人員及支持區(qū)人員在發(fā)生火災(zāi)時(shí)的安全疏散，其人員通過(guò)封閉樓梯間、防煙樓梯間及避難走道疏散。
非潔凈區(qū)防煙樓梯間：支持區(qū)外墻及山墻上設(shè)置的防煙樓梯間均采用自然通風(fēng)方式防煙，每個(gè)封閉樓梯間最高部位設(shè)面積大于1㎡的可開(kāi)啟外窗，且在2、4層分別設(shè)面積大于1㎡的可開(kāi)啟外窗（見(jiàn)圖2）。
潔凈區(qū)防煙樓梯間：布置在潔凈室兩側(cè)回風(fēng)夾道內(nèi)的防煙樓梯間，均采用機(jī)械加壓送風(fēng)方式防煙（見(jiàn)圖3），樓梯間和前室分別獨(dú)立加壓送風(fēng)，防煙樓梯間加壓送風(fēng)量（廠房4層，建筑高度42ｍ，樓梯間及前室門為單扇門2ｍ×1.1ｍ）依照《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》第3.4.5條計(jì)算樓梯間或前室的機(jī)械加壓送風(fēng)量。
樓梯間送風(fēng)量按下式計(jì)算：
Ｌｊ ＝Ｌ１ ＋Ｌ２（１）
前室送風(fēng)量按下式計(jì)算：
Ｌｓ ＝Ｌ１ ＋Ｌ３（２）
式（１），（２）中 Ｌｊ 為樓梯間的機(jī)械加壓送風(fēng)量，?／h；Ｌ１為門開(kāi)啟時(shí)達(dá)到規(guī)定風(fēng)速所需的送風(fēng)量，?／h；Ｌ２為門開(kāi)啟時(shí)規(guī)定風(fēng)速下其他門縫漏風(fēng)總量，?／ｈ；Ｌｓ為前室的機(jī)械加壓送風(fēng)量，?／ｈ；Ｌ３為未開(kāi)啟的常閉送風(fēng)閥的漏風(fēng)總量，?／ｈ。
計(jì)算可得，Ｌｊ＝16858?／ｈ，Ｌｓ＝33900?／ｈ。
由于該廠房建筑高度大于24ｍ，依照《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》第3.4.2條要求，上述計(jì)算值應(yīng)與表3.4.2-4的數(shù)值比較，取較大值。該案例為單扇門，按線性插值法，系統(tǒng)負(fù)擔(dān)高度為42ｍ 時(shí)，查 表3.4.2-4，Ｌｊ＝20124?／ｈ，Ｌｓ＝19119?／ｈ。計(jì)算值與查表值比較后取較大值：Ｌｊ＝20124?／ｈ，Ｌｓ＝33900?／ｈ。
避難走道：由于回風(fēng)夾道外側(cè)設(shè)有支持區(qū)，防煙樓梯間在首層的前室不能直接對(duì)室外，需設(shè)置一段避難走道穿過(guò)1層支持區(qū)（也可將該段避難走道和防煙樓梯間首層的前室合并為擴(kuò)大前室），避難走道的長(zhǎng)度與支持區(qū)的寬度有關(guān)，該類廠房多數(shù)支持區(qū)的寬度小于30ｍ，其防煙設(shè)計(jì)僅考慮防煙樓梯間的樓梯間和前室設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)；對(duì)于寬度大于等于30ｍ 的支持區(qū)，其避難走道增設(shè)機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)（見(jiàn)圖４）
長(zhǎng)度超過(guò)30ｍ 的避難走道加壓送風(fēng)量（避難走道長(zhǎng)32ｍ、寬2.5ｍ）按《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》第3.4.3要求，避難走道計(jì)算加壓送風(fēng)量為2400?／ｈ；照《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》第3.4.1條規(guī)定，機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量不應(yīng)小于計(jì)算風(fēng)量的1.2倍，故加壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量為2880?／ｈ。
綜上所述，新舊規(guī)范防煙系統(tǒng)的設(shè)置及計(jì)算區(qū)別如表２所示。
（3）排煙設(shè)計(jì)
1）防煙分區(qū)的劃分原則
由于潔凈室防火分區(qū)面積按工藝生產(chǎn)需求確定，即79200㎡，且不同工段的吊頂高度不一（在5.38～9.2ｍ 之間），其防煙分區(qū)劃分按 《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》第4.2.4條規(guī)定：吊頂高度（Ｈ）在5.8ｍ＜Ｈ6.0ｍ 的區(qū)域，防煙分區(qū)面積最大按1000㎡設(shè)置，防煙分區(qū)最大邊長(zhǎng)不大于36ｍ。
吊頂高度（Ｈ）6.0ｍ＜Ｈ≤9.0ｍ 的區(qū)域，防煙分區(qū)面積最大按2000㎡設(shè)置，防煙分區(qū)最大邊長(zhǎng)不大于０ｍ；吊頂高度（Ｈ）在 Ｈ＞9.0ｍ的區(qū)域，防煙分區(qū)之間不設(shè)擋煙設(shè)施（見(jiàn)圖５）
2）潔凈室排煙系統(tǒng)的設(shè)置
對(duì)于一個(gè)近８萬(wàn)㎡防火分區(qū)的潔凈室，設(shè)1排煙系統(tǒng)顯然不合理，但設(shè)置幾套排煙系統(tǒng)又無(wú)規(guī)范條文可借鑒。建議按12000㎡設(shè)1套排煙系統(tǒng)，依據(jù)《建規(guī)》規(guī)定：耐火等級(jí)為一級(jí)的丙類多層廠房的防火分區(qū)最大面積為6000㎡，在廠房?jī)?nèi)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)時(shí)，每個(gè)防火分區(qū)最大允許面積可增加１倍，即12000㎡。故以此計(jì)算，上述案例潔凈室設(shè)置９套排煙系統(tǒng)。
3）排煙系統(tǒng)排煙量的計(jì)算
以圖５所示的防煙分區(qū)及排煙系統(tǒng)設(shè)置，依據(jù)防排煙標(biāo)準(zhǔn)》第4.6條規(guī)定分３類計(jì)算各系統(tǒng)排煙量（見(jiàn)表３）。
①排煙系統(tǒng)1，3，5，7均負(fù)擔(dān)５個(gè)防煙分區(qū)的排煙，吊頂高均為7.2ｍ，其 中最大防煙分區(qū)面積為1975㎡。經(jīng)計(jì)算，每個(gè)防煙分區(qū)的計(jì)算排煙量為80300?／ｈ，與《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》表4.6.3中的數(shù)值比較，按線性插值法計(jì)算，空間凈高7.2ｍ 場(chǎng)所的計(jì)算排煙量為85600?／ｈ。故排煙系統(tǒng)1，3，5，7的計(jì)算排煙量取85600?／ｈ，其 排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量為85600?／ｈ×1.2＝102720?／ｈ。
②排煙系統(tǒng)２，６均負(fù)擔(dān)７個(gè)防煙分區(qū)的排煙，３個(gè)防煙分區(qū)吊頂高度為6.5ｍ，４個(gè)防煙分區(qū)吊頂高度為5.8ｍ，其中吊頂高度為6.5ｍ 的每個(gè)防煙分區(qū)面積為1975㎡，吊頂高度為5.8ｍ 的每個(gè)防煙分區(qū)面積為966㎡。
經(jīng)計(jì)算，吊頂高度為6.5ｍ的每個(gè)防煙分區(qū)的計(jì)算排煙量為71800?／ｈ，吊頂高度為5.8ｍ的每個(gè)防煙分區(qū)的計(jì)算排煙量為64000?／ｈ，按《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》第4.6.4規(guī)定：“對(duì)于建筑空間凈高為６ｍ及以下的場(chǎng)所，應(yīng)按任意兩個(gè)相鄰防煙分區(qū)的排煙量之和的最大值計(jì)算”。
故吊頂高度為5.8ｍ 場(chǎng)所的計(jì)算排煙量應(yīng)為64000?／ｈ＋64000?／ｈ＝128000?／；與 《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》表4.6.3中的數(shù)值比較，按線性插值法計(jì)算，空 間凈高6.5ｍ場(chǎng)所的計(jì)算排煙量為76000?／ｈ，對(duì)比上述數(shù)據(jù)，排煙系統(tǒng)２，６的計(jì)算排煙量取128000?／ｈ，其排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量為128000?／ｈ×1.2＝153600?／ｈ。
③排煙系統(tǒng)４，８均負(fù)擔(dān)３個(gè)防煙分區(qū)的排煙，吊頂高度均為7.2ｍ，其中最大防煙分區(qū)面積為1975㎡，與排煙系統(tǒng)１，３，５，７計(jì)算的排煙量相同，其排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量為85600?／ｈ×1.2＝102720?／ｈ。
④排煙系統(tǒng)９負(fù)擔(dān)的場(chǎng)所吊頂高均為9.2ｍ， 《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》第4.2.4條中表4.2.4注２“當(dāng)空間凈高大于９ｍ 時(shí)，防煙分區(qū)之間可不設(shè)擋煙設(shè)施”。該防煙分區(qū)面積為3180㎡，經(jīng)計(jì)算，該防煙分區(qū)的計(jì)算排煙量為107500?／ｈ，與《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》表4.6.3中的數(shù)值對(duì)比，空間凈高9.2ｍ 場(chǎng)所按凈高9.0ｍ 的場(chǎng)所取值，故排煙系統(tǒng)９的計(jì)算排煙量取111000?／ｈ，其排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量為11000?／ｈ×1.2＝133200?／ｈ。
該場(chǎng)所設(shè)計(jì)的濕式滅火系統(tǒng)采用了符合GB50084-2017《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有效噴淋滅火措施最大空間高度（ｈ）：８ｍ＜ｈ≤12ｍ，噴水強(qiáng)度為15Ｌ／（㎡·ｍｉｎ），作用面積為160㎡，噴頭間距（Ｓ）：1.8ｍ≤Ｓ≤3.0ｍ）。故該場(chǎng)所火災(zāi)熱釋放速率按B50084-2017《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》表4.6.3中的噴淋條件取值。
綜上所述，新舊規(guī)范排煙系統(tǒng)的設(shè)置及排煙量計(jì)算的區(qū)別見(jiàn)表４。
（4）潔凈室補(bǔ)風(fēng)
潔凈室補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置有２種方案：
一是設(shè)置專用的補(bǔ)風(fēng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，風(fēng)量按不小于５０％的 排煙量設(shè)置，補(bǔ)風(fēng)口接至下夾層的回風(fēng)夾道內(nèi)，該方案的優(yōu)點(diǎn)是火災(zāi)發(fā)生時(shí)，補(bǔ)風(fēng)機(jī)與排煙系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)簡(jiǎn)單、捷，缺點(diǎn)是補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)管道將室外空氣與潔凈室連通（雖可在補(bǔ)風(fēng)的入口處設(shè)置密閉閥，但起不到絕對(duì)氣密的作用），對(duì)潔凈室的潔凈度有影響，還需另采取其他防范措施，避免影響生產(chǎn)環(huán)境。
二是利用潔凈室的新風(fēng)機(jī)組作為補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是利用已有的新風(fēng)機(jī)組，無(wú)需再另設(shè)補(bǔ)風(fēng)機(jī)，且該系統(tǒng)對(duì)潔凈室環(huán)境無(wú)影響，缺點(diǎn)是發(fā)生火災(zāi)時(shí)，正常運(yùn)行的新風(fēng)機(jī)組要轉(zhuǎn)變成補(bǔ)風(fēng)機(jī)使用，需要切換若干個(gè)管道密閉閥門（使用必須滿足《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》第4.4.3條 “需聯(lián)動(dòng)關(guān)閉的通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制閥門不應(yīng)超過(guò)10個(gè)”的要求）。
結(jié)語(yǔ)
目前，國(guó)家積極鼓勵(lì)并大力推進(jìn)芯片制造業(yè)及新型顯示行業(yè)的發(fā)展，該類大型電子潔凈廠房因其工藝生產(chǎn)需求的獨(dú)特性，超出了《建規(guī)》涵蓋內(nèi)容的范圍，引入《電子潔凈廠房規(guī)范》，綜合各規(guī)范對(duì)具體特殊細(xì)節(jié)的詮釋和要求，使大型電子潔凈廠房在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造及驗(yàn)收各個(gè)環(huán)節(jié)中都有合理的規(guī)范依據(jù)。
《防排煙標(biāo)準(zhǔn)》的發(fā)布與實(shí)施，對(duì)該類廠房以往建審過(guò)程中類似“防 煙分區(qū)高度及劃分面積”“避難走道設(shè)置”等問(wèn)題，有了明確的規(guī)定；同時(shí)防排煙標(biāo)準(zhǔn)》也提出了一些新的要求，比如固定窗的設(shè)置，給大型潔凈廠房如何設(shè)置固定窗提出了新挑戰(zhàn)。
