大型电子洁净工厂消防（电）系统设计简述

王强

摘要：本文结合液晶面板工厂、集成电路芯片工厂工程实例简述大型电子洁净工厂消防（电）系统（包含：火灾报警及联动控制系统;极早期烟雾探测系统;特气探测报警控制系统、可燃气体泄漏报警系统;防火门监控系统;消防电源监控系统;电气火灾监控系统;气体灭火系统;应急兼普通广播系统）设计的基本思路和设计要点，基本方案及工程做法。

关键词：液晶面板工厂; 集成电路芯片工厂; 消防设计; 洁净; 工程

随着我国现代化进程的迅猛发展，高科技电子产品生产猛增，集成电路芯片制造工厂、液晶面板显示器及各类电子产品制造工厂大量投入建设。在上述工厂中洁净厂房成为必备。这类厂房工艺复杂、技术含量高、造价昂贵。其配套的消防（电）系统也受到国家和业主的重视。

大型电子洁净工厂主要包括洁净生产厂房（阵列厂房、彩膜/成盒厂房等）、动力站、办公楼、化学品供应站、大宗气站、特气站、硅烷站、化学品库、固废站、变电站、纯水站、废水站、门卫室等建筑。按规范要求，设置消防（电）系统，以消防控制室为中心覆盖全厂。消控室根据工厂的规模，建议为20～80m2，将消控室设置在动力站以便管理。各系统简述如下：

1   火灾报警及联动控制系统

采用集中报警控制系统，主机设在动力站一层的消控室，在生产厂房设置区域报警控制器，区域报警控制器设置应考虑到最大容量、覆盖范围及扩展方便性。集中系统主机通过光缆连接生产厂房的区域报警控制器，报警控制信号通过报警控制总线连接到区域报警控制器或主机。每路报警控制总线连接探测设备200点或联动设备100点，应预留10%～20%。

在生产、办公、仓库及配套动力等区域及房间包括辅助区域如走道、门厅、楼梯间及吊顶上设置感烟探测器，部分不适合装设感烟探测器的房间或区域设置感温探测器，如柴油发电机房等，防火卷帘两侧及部分设有气体灭火的房间和区域配套设置烟感、温感探测器，以配合相应的消防控制。

在变电站、IT机房、FMCS站房等重要站房设置极早期烟雾探测报警器，以便早期发现火情，保障生产运行。

在洁净区设置极早期烟雾探测报警器。

在甲乙类区域按照防爆要求设置防爆温感探测器或防爆火焰探测器。

各报警区域设置手动报警按钮及声光报警装置。

为方便火警时的通信联络，在手动报警按钮上设专用电话插孔，并在与消防相关的设备机房如消防泵房、变配电站、主要空调机房等处设专用对讲电话。在消控室消防监控台设专用对讲电话主机及直拨外线报警的电话机并配套与本地消防局的通信接口。

火灾时，火灾报警及消防联动控制系统联动控制以下设备：

（1）启动相应区域的声光报警装置;

（2）启动应急广播，指挥灭火及人员疏散;

（3）切断关联区域的非消防电源，涉及工艺部分的电源由消防控制人员手动控制;

（4）关闭相关区域可燃气体管道阀门;

（5）启动相应区域的防排烟系统;

（6）启动消火栓泵、喷淋泵或气体消防灭火系统;

（7）所有电梯回归首层;

（8）接收所有相关设备或系统的状态或动作反馈信号。

2   极早期烟雾探测系统

在消控室设极早期烟雾探测系统主机，完成运行时工作参数设置及监视，并可记录事故。如探测器数量少，则不考虑设主机。

洁净区域的气流通道内设置极早期高灵敏度空气采样烟雾探测器，在洁净室回风夹道以及技术夹层上方设置探测器以尽早判断和尽可能分区报警，在气流通道内，对顶部突出楼板超过600毫米的梁隔断区域设置手杖式探测器。

极早期烟雾探测器用火警输入模块接收信号，送火警系统完成分区报警及联动控制。

主机对应产品技术要求进行通讯联网设计。如某常用产品指标为信号环路总线最大带99个探测器（实用一般限制为50左右），并通过协议转换器输出TCP/IP协议端口，联网主机。

该类探测器耗电较大，应现场集中供电或单独供电。集中供电产品的供电模块可提供交流断电报警信号触点供火警输入模块进行监控。

3   特气探测报警控制系统、可燃气体泄漏报警系统

工艺特气监测主机设置在特气站控制室并为生产工艺控制服务，通过现场PLC接收就地的气体传感器信号。氣体传感器设置在设备现场、气柜、阀门箱等处。

可燃气体泄漏报警主机采用总线制，在集中用气点附近设置气体监测区域机，通过通讯总线与消控室气体主机联网，通过通讯总线或报警输出触点接入火警系统;亦可只设置现场区域机，通过火警输入模块接入全厂火警系统，对可能泄露点周边及需注意工作人员安全的场所进行环境气体监视。

特气探测报警控制系统、可燃气体泄漏报警系统报警时向火警系统、安防（门禁系统、电视监控）系统等发出报警信号。

气体探测系统包括：毒性气体、可燃气体、腐蚀性气体监视，氧气监视，化学品库周边环境监视。

常见探测的气体包括：SiH4、NH3、PH3、 H2、NF3、Cl2、O2等。毒性气体根据《高毒物品目录》进行判定。

4   防火门监控系统

在消控室设防火门监控系统主机，疏散通道上的防火门均设置防火门监控，监控其状态并在火警时完成常开防火门的关闭。可在生产厂房等场所设置防火门监控现场分机，通过通信总线连接到消控室主机，通过信号总线及电源线连接到现场防火门控制器。

5   消防电源监控系统、电气火灾监控系统

在消控室设消防电源监控系统主机及电气火灾监控系统主机。通过检测消防设备电源的电流、电压值和开关状态，检测电气设备中剩余电流互感器、温度传感器参数，判断电源设备故障并报警、记录，确保用电安全可靠。可在生产厂房等场所设置现场分机，通过通信总线连接到消控室主机。

6   气体灭火系统

在重要的房间（核心机房等）或区域（重要工艺机台）设置现场自动灭火控制柜，在这些区域设点式感烟探测器、空气采样探测器或温感探测器，当一种探测器报警时，保护区内警铃响;当两种探测器均报警，保护区内及门口的声光报警装置启动，同时关闭相关空调风机、防火阀等，形成封闭空间，经一定延时后，打开气体管路电磁阀，开始喷气灭火。延时期间如发现误报或误操作，可按下紧急停止按钮，紧急停止。自动灭火控制机柜通过通信总线或报警输入/输出与火警系统接口，完成现场火警的通报及控制。

7   应急广播兼普通广播系统

广播主机设在消控室内。采用紧急广播兼行政广播形式。设火灾应急话筒及语音模块，为优先级输入。警卫办公室设话筒及背景音乐输入。功放采用100V定压分区分路输出。手动/自动选通盘可对广播分路手动直接控制或通过火警模块自动控制。在生产厂房、办公楼设置现场机柜进行分区功放输出。

扬声器箱为业务与火警兼用。噪声较大场所使用号筒式扬声器，保证扬声器播放声压级高于环境噪声15dB。

8   结语

上述为通用性框架，工厂工艺及管理模式千差万别，系统除满足规范需求，也应配合管理需求。在实际中还需要综合考虑设备技术要求及配置的经济性、可行性，保证各设备完美协同运行，保障生命财产安全。

作者简介：

王  强（1962—），男，汉族，四川绵阳人，本科学历，高级工程师，研究方向：电话/网络、安防门禁及电视监控、火灾报警及联动、极早期空气采样、可燃及有毒有害气体探测、广播等。

参考文献：

[1]   GB50016-2014，建筑设计防火规范[S].

[2]   GB50116-2013，火灾自动报警系统设计规范[S].

[3]   GB50073-2013，洁净厂房设计规范[S].

[4]   GB50472-2008，电子工业洁净厂房设计规范[S].

[5]   GB51136-2015，薄膜晶体管液晶显示器工厂设计规范[S].