凈化廠房的防火設計要求

無塵凈化廠房是以具有潔凈室和潔凈區作為重要標志的生產廠房。根據《潔凈廠房沒計規范》GB50073中定義：潔凈室是指空氣懸浮粒子濃度受控的房間；潔凈區是指空氣懸浮粒子濃度受控的限定空間。潔凈室和潔凈區的建造和使用應減少空間內誘入、產生及滯留粒子。室內或區域空間內其他有關參數如溫度、濕度、壓力等按要求進行控制。潔凈區可以是開放式也可以是封閉式。潔凈室的分類方法很多，但多的是按潔凈室的氣流流型和潔凈室的使用性質來進行分類。

一、按潔凈室的氣流流型劃分

國內外通常以氣流流型劃分潔凈室類型。

（一）單向流潔凈室

單向流潔凈室的氣流是從室內送風一側平行、直線、平穩地流向相對應的回風側，它是將室內污染源散發出的污染物在未向室內擴散之前就被潔凈空氣壓出房間，送入的潔凈空氣對污染源起到隔離作用。單向流潔凈室可分為垂直單向流潔凈室和水平單向流潔凈室。

（二）非單向流潔凈室（亂流潔凈室）

非單向流潔凈室(亂流潔凈室)的氣流以不均勻的速度呈不平行流動，伴有回流或渦流。適合用這種潔凈室的場合潔凈度要求一般。這類潔凈室靠送風氣流不斷稀釋室內空氣，把室內污染物排出，達到平衡。要保證稀釋作用很好地實現，最重要的一點是室內氣流擴散得越快越均勻越好。

（三）混合流（局部單向流）潔凈室

混合流(局部單向流)潔凈室既有單向流又有非單向流。

二、按潔凈室的使用性質劃分

（一）工業潔凈室

例如電子工業、機械工業、化工工業等用的潔凈室。

（二）生物潔凈室

例如生物制藥、食品、實驗動物飼養，潔凈手術部等。

（三）生物安全實驗室

研究高危害性、傳染性、病菌病毒等微生物的潔凈室。

潔凈廠房因其建筑和生產的特殊性，在火災的發生和危險性方面不僅有其他一般生產廠房的特點而且也具有潔凈廠房自身的特點，由于潔凈廠房內生產工藝對廠房的密閉性能有著特殊要求，導致了潔凈廠房主要存在以下幾點火災危險性。

一、火災危險源多，火災發生概率高

在醫藥、化工、電子等行業，以生產工序或生產流程的流水作業要求來劃分功能的情況比較突出，這使某些危險工序或危險設備直接影響到建筑和人員的安全。特別是一些使用原料或生產過程中產生的中間產品帶有易燃易爆危險性的，無法從建筑構造或建筑布局中加以防范，使得廠房的火災危險性大大增加。

二、潔凈區域大，防火分隔困難

隨著現代工業特別是電子工業類的飛速發展以及潔凈技術的不斷更新，潔凈區的面積也不斷增大。如某芯片生產企業根據工藝需求潔凈區面積達近十萬平方米，穿孔樓板使工廠潔凈區與原料設備區融為一體，潔凈區又與送回風井道一體化設計，高度達二十余米。對于此類超大型的潔凈廠房，水平垂直防火分區分隔的設置困難重重。當發生火災時，火災產生的煙塵易蔓延至整個廠區，造成全面性的損害。

三、室內迂回曲折，人員疏散困難

隨著潔凈區面積的不斷增大，對空氣懸浮粒子濃度控制要求的不斷提高，潔凈廠房內工藝隔離措施、除塵防塵設施也不斷增加。廠內走廊、通道的布置均要先滿足工藝的要求，使得室內平面布置迂回曲折，人員疏散困難。大部分醫藥、電子、食品類潔凈廠房屬于勞動密集型廠房，特別是包裝車間、裝配車間等，大多是車間小、人員多，發生火災也易造成群死群傷。

四、建筑結構密閉，排煙撲救困難

為保證潔凈室的凈化度要求和節約能耗，生產區往往不設外窗或設數量較少的固定窗，生產空間保持結構密閉，一旦發生火災，熱量難以散發，煙氣難以排出，使得人員疏散和滅火救援火場排煙越發困難。部分潔凈廠房的保溫材料在火災時釋放出的有毒氣體被引入封閉的潔凈廠房，也給人員疏散和火災撲救帶來極大的困難。此外，潔凈室的分隔墻及吊頂較多地采用金屬板，對電磁波具有較強的屏蔽作用，對無線通訊的影響尤為巨大。一旦發生火災，消防人員救援時的無線通訊系統很難在潔凈區內使用，使消防救援行動更為困難。

五、火災蔓延迅速，早期發現困難

潔凈室一般均有較高的溫濕度要求，送風、排風和除塵風管較為復雜，風管通常布置在潔凈室上方的技術夾層內，發生火災時火勢易順著風道迅速蔓延。潔凈廠房內風管密布，大量使用難燃保溫材料。一旦發生火災，不僅會造成火災蔓延，更會大量產生有毒有害的燃燒產物，也容易引起人員的傷亡。潔凈室內工藝物料和公用工程管道、電纜布置錯綜復雜，且布置隱蔽，一般安裝在技術夾層或暗敷于隔墻內，發生故障不易及時發現，火災隱情不易發現。

六、生產工藝特殊，次生災害控制困難

部分潔凈廠房由于生產生物活性物質，一旦發生火災，不僅要控制、撲滅火災，還要控制次生災害的產生。一旦控制次生災害措施不當，造成環境污染的后果將遠遠大于火災造成的后果。

隨著醫藥、電子、食品等行業的迅速發展，這些行業對廠房、生產工序和生產環境的要求越來越高。潔凈廠房作為解決醫藥、食品、高精密性儀器無菌無塵生產的前提保證，其防火設計不容忽視。一般來說，新建的潔凈廠房一般有著嚴格的消防安全要求控制，往往潔凈級別較高對消防安全要求也越高。潔凈廠房的防火設計應符合現行消防技術規范標準的要求，但由于潔凈廠房內生產工藝的特殊性、潔凈室（區）的特殊性，在防火設計上也有一些特殊的要求。

一、火災危險性分類

《潔凈廠房設計規范》（GB50073）把潔凈廠房的火災危險分為甲、乙、丙三類。醫藥工業潔凈廠房中的醫藥制劑、原料藥及藥用輔料等化學藥劑種類繁多，而集成電路芯片等工業生產也使用多種化學試劑和特殊氣體，根據生產所需的原料、工藝、輔助介質的不同，結合生產特點，潔凈廠房的火災危險性應按照《建筑設計防火規范》GB50016確定，分為甲、乙、丙、丁四類，如下表。當同一座廠房或廠房的任一防火分區內有不同火災危險性生產時，該廠房或防火分區內的生產火災危險性分類應按火災危險性較大的部分確定。

潔凈廠房火災危險性分類

二、建筑材料及其燃燒性能

潔凈廠房的耐火等級不應低于二級。

1、潔凈室的頂棚和壁板（包括夾芯材料）應為不燃燒體，且不得采用有機復合材料。頂棚的耐火極限不應低于0.4h，疏散走道頂棚的耐火極限不應低于1.0h。

2、在一個防火區內的綜合性廠房，其潔凈生產與一般生產區域之間應設置非燃燒體隔墻封閉到頂。隔墻及其相應頂板的耐火極限不應低于1小時，隔墻上的門窗耐火極限不應低于0.6h。穿過隔墻或頂板的管線周圍空隙應采用非燃燒材料緊密填塞。

3、技術豎井井壁應為非燃燒體，其耐火極限不應低于1h。井壁上檢查門的耐火極限不應低于0.6h；豎井內在各層或間隔一層樓板處，應采用相當于樓板耐火極限的非燃燒體作水平防火分隔；穿過水平防火分隔的管線周圍空隙，應采用非燃燒材料緊密填塞。

4、潔凈廠房的地面材料的燃燒性能應符合現行國家標準《建筑內部裝修設計防火規范》GB50354的規定：甲、乙類生產區應采用A級材料，同時應滿足不發火、防靜電的要求。丙、丁類廠房應采用不低于B2級的材料。

三、防火分區和分隔

為縮短管線距離、減少能耗、提高土地利用率、有利于生產管理，醫藥工業制劑廠房通常將生產、倉儲、配套公用工程及生產管理、質監中心有機組合在一棟綜合建筑體中。在建筑設計時，應按不同的生產功能、使用功能來劃分不同的防火分區。

（一）一般要求

甲、乙類生產的潔凈廠房，宜采用單層廠房。其防火墻間最大允許占地面積，單層廠房應為3000㎡，多層廠房應為2000㎡。丙、丁、戊類生產的潔凈廠房其防火分區最大允許建筑面積應符合現行國家標準《建筑設計防火規范》GB50016的規定。每一防火分區的建筑面積、安全出口、疏散距離均應滿足規范要求。

（二）其他要求

1、防火分區之間應采用防火墻分隔。單層廠房（甲、乙類除外）如建筑面積超過上述規定，設置防火墻有困難時，可用防火卷簾并加噴淋保護進行分隔。

2、丙、丁、戊類生產廠房當噴淋保護等級以嚴重危險級設置時，其防火分區可擴大一倍。

3、丁、戊生產廠房安裝自動滅火系統時．防火分區面積不限，如局部安裝自動滅火系統時，增加面積可按該局部面積的一倍計算。

4、潔凈廠房的技術夾層與其直接服務的生產區域視為同一防火分區。大型集成電子廠房的回風夾層可計入潔凈廠房的防火分區面積。帶有劇毒、有害菌體、病毒、放射性物料，以及其他不能使用水作為滅火劑滅火的工位區域應設置防火分隔單元。

5、在一個防火分區內，其潔凈生產與非潔凈生產區域之間應設置非燃燒體隔墻完整分隔。隔墻應為耐火極限不低于1.00h的不燃燒材料。當隔墻上設置觀察窗時，窗的耐火極限不應低于0.9h。穿過隔墻或樓板的管線周圍空隙應采用非燃燒材料緊密填塞。

四、安全疏散設施

潔凈廠房的特點是生產人員崗位固定，熟悉工作場所，熟悉疏散路線，有利于人員的安全疏散。一般來說，潔凈廠房設計時應注意合理組織疏散路線、合理設置安全出口，使平面復雜的潔凈廠房滿足安全疏散要求。

（一）安全出口

為保證安全疏散的可靠性，潔凈廠房每一生產層、每一防火分區或每一潔凈區的安全出口的數量，均不應少于兩個。安全出口應分散均勻布置，從生產地點至安全出口不用經過曲折的人員凈化路線。

潔凈廠房符合下列要求時，可設置一個安全出口：

1、甲、乙類生產廠房每層的總建筑面積不超過50㎡，且同一時間內的生產人員總數不超過5人；

2、丙類生產區的建筑面積不超過250㎡，且同一時間內生產人數不超過20人時；

3、丁類生產區的建筑面積不超過400㎡，且同一時間內生產人數不超過30人時。

潔凈區與非潔凈區和潔凈區與室外相通的安全疏散門應向疏散方向開啟。安全疏散門不得采用吊門、轉門、側拉門以及電控自動門。

（二）疏散距離

潔凈廠房的疏散距離應滿足《建筑設計防火規范》GB50016的要求。潔凈廠房內最遠工作地點或潔凈區疏散口到外部出口或樓梯的距離應符合下表要求。

潔凈廠房內最遠工作地點或潔凈區疏散口到外部出口或樓梯的距離（m）

丙類生產的電子工業潔凈廠房，在關鍵生產設備自帶火災報警和滅火裝置以及回風氣流中設有靈敏度嚴于0.01％obs／m的高靈敏度早期火災報警探測系統后，安全疏散距離可按工藝需要確定，但不得大于以上規定的安全疏散距離的1.5倍；對于玻璃基板尺寸大于1500m×1850mm的TFT-LCD廠房，且潔凈生產區人員密度小于0.02人／㎡，其疏散距離應按工藝需要確定，但不得大于120m。

（三）疏散樓梯

潔凈廠房各疏散樓梯均應出屋面，樓梯間的首層設置直接對外的出口。當疏散樓梯在首層無法設置直接對外的出口，應設置直通室外的安全通道（如有開向安全通道房間的門應為乙級防火門），安全通道內設置正壓送風。

（四）疏散通道

部分潔凈廠房的平面布置因潔凈度要求，每一工序都在單獨的較小的空間內進行，使平面布置錯綜復雜。轉折的生產流線和多重進出房門影響了人員安全疏散的時間。疏散通道的設置是保證潔凈廠房安全疏散的重要措施。

在醫藥工業制劑廠房中，疏散走道的確定應盡量結合工藝要求，將工藝中已采取防火分隔措施的主通道作為安全疏散通道。

對于潔凈區域相對較大的制劑生產廠房，人、物流通道往往由兩部分組成，即潔凈區外部的人、物流通道及潔凈區內部的人、物流通道。潔凈區各個生產用房往往由內部通道相連以滿足不同的生產工序的需要，這些內部通道同時也作為潔凈區人員的安全疏散路線，通過安全疏散門與外部非潔凈通道相連，人員通過外部通道到達室外安全出口或疏散樓梯間。建筑平面設計時應合理構筑人員安全疏散體系，潔凈區外部通道盡可能環通，達到多向疏散的目的，盡可能避免袋型走道，同時也有利于消防撲救。

（五）專用消防口

專用消防口是消防人員為滅火而進入建筑物的專用入口，平時封閉，火災時由消防人員從室外打開。潔凈廠房通常是個相對封閉的空間，一旦發生火災，給消防撲救帶來困難。潔凈廠房與潔凈區同層外墻應設可供消防人員通往廠房潔凈區的門窗，其洞口間距大于80m時，在該段外墻的適當部位設置專用消防口。專用消防口的寬度不小于750mm，高度不小于1800mm，并應有明顯標志。樓層專用消防口應設置陽臺，并從二層開始向上層架設鋼梯。

潔凈廠房外墻上的吊門、電控自動門以及寬度小于750mm、高度小于1800mm或裝有柵欄的窗，均不應作為火災發生時提供消防人員進入廠房的入口。

五、消防設施配置

由于潔凈廠房的建筑造價及工藝設備都比較昂貴，發生火災帶來的直接和間接的經濟損失都十分慘重，因此建立行之有效的消防保障體系是潔凈室建造和運行必須解決的重要問題。目前被廣泛使用于潔凈廠房的滅火設施有：室內外消火栓系統，自動噴水滅火系統和滅火器。另外，還應根據具體的條件和要求，有針對性地選用其他必要的消防設備，如氣體滅火系統等。

（一）室內外消火栓系統

潔凈廠房設置的室內、外消火栓系統應符合現行規范的要求。潔凈廠房室、內外消防給水可采用高壓、臨時高壓或低壓給水系統，如采用高壓或臨時高壓給水系統，管道的壓力應保證用水量達到最大且水槍在任何建筑物的最高處時，水槍的充實水柱仍不小于10m；如采取低壓給水系統，管道的壓力應保證滅火時最不利點消火栓的水壓不小于10m水柱（從地面算起）。潔凈廠房的消火栓的設置尚應符合下列規定：

1、潔凈室（區）的生產層及上下技術夾層（不含不通行的技術夾層），應設置室內消火栓；

2、室內消火栓的用水量不應小于10L/S，同時使用水槍數不應少于2支，水槍充實水柱不應小于10m，每只水槍的出水量不應小于5L/S。

3、潔凈廠房室外消火栓的用水量不應小于15L/S。

（二）自動滅火設備

1、自動噴水滅火系統

目前，自動噴水滅火系統已成為潔凈廠房消防系統的配置。設置在潔凈室或潔凈區的自動噴水滅火系統，宜采用預作用自動噴水滅火系統。自動噴水滅火系統的設計應符合現行國家標準的《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084的要求。按照《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084的要求，其噴水強度一般不宜小于8.0L／（min.㎡），作用面積不宜小于160㎡。

2、其他滅火設施

除設置水滅火系統之外，在SiH4配送區域應當設置直接作用于各個氣瓶的水噴霧系統，該系統的動作信號應當來自感光探測器，如在遠離建筑物的區域設計的開放式配送系統且采取了有效措施減輕爆轟影響后，可以不設置水噴霧系統。另外目前較為廣泛使用的還有二氧化碳、IG541、三氟甲烷和七氟丙烷等潔凈氣體滅火系統。

二氧化碳具有毒性，使用不當會使人窒息，不能用于有人的場所，而且其冷卻作用較大，對精密儀器會產生一定影響。IG54l氣體滅火機理為物理滅火，滅火較慢，它的儲存壓力較高，被保護的區域較大，但鋼瓶的用量多，鋼瓶間儲存空間較大，而且對系統管網要求高，計算復雜。七氟丙烷氣體滅火機理為化學滅火，滅火較快，一般輸送距離不宜大于35m，但被保護對象體積較大時，需配置2套系統，會增加投資造價。綜上所述，在潔凈廠房存放貴重設備和儀器、物料的潔凈室設置氣體滅火系統時，不應采用會導致人員窒息和對保護對象產生二次損害的滅火劑，應進行方案比較，選擇最合適的系統設計。

（三）火災自動報警系統

潔凈廠房應設置火災自動報警系統及消防聯動控制，其防護等級應符合現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》GB50116的有關規定。當防火分區面積超過現行國家標準《建筑設計防火規范》GB50016規定的最大建筑面積允許值時，保護等級應為一級。硅烷儲存、分配間（區）應設置紅外線-紫外線火焰探測器。潔凈生產區、走道和技術夾層（不包括不通行的技術夾層）應設置手動報警按鈕和聲光報警裝置。控制設備的控制及顯示功能應符合現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》GB50116的有關規定。

火災自動報警系統的設計在滿足現行規范要求的同時，還應根據潔凈廠房的特殊要求合理選擇，充分優化。下面以醫藥類潔凈廠房和電子類潔凈廠房等為例進行說明。

1、醫藥類潔凈廠房火災自動報警系統的設計

醫藥潔凈廠房生產區應設置火災探測器，生產區與走道還應設置手動火災報警按鈕。高活性藥物生產潔凈室由于生產過程中使用或產生致敏性藥物、生物活性藥物或一般致病菌，容易造成污染，因此設置在該類潔凈室內的火災自動報警裝置設備應具備密閉性、耐用性、高靈敏度和表面光潔的特點。點式探測器可選用溫感探測器或火焰探測器，如需要煙感探測器，建議選用紅外光束型線型感煙探測器。對于安裝在吊頂或夾層內比較隱蔽的電纜或電氣設備發熱可能導致的火災的探測，可選用纜式線型感溫探測器。探測器可直接接觸或鄰近被探測目標安裝，及早發現火災隱患。

2、電子類潔凈廠房火災自動報警系統的設計

電子類潔凈廠房應根據生產工藝布置和公用動力系統的裝備情況設置火災報警裝置。潔凈生產區、技術夾層、機房、站房等均應設火災探測器，其中潔凈生產區、技術夾層應設智能型探測器。在潔凈室（區）空氣處理設備的新風或循環風的出口處宜設火災探測器。當廠房內防火分區面積超過現行規定要求時，在潔凈室內凈化空調系統混入新風前的回風氣流中應設置高靈敏度早期報警火災探測器。當潔凈室（區）頂部安裝探測器不能滿足《火災自動報警系統設計規范》GB50116要求時，在潔凈室內凈化空調系統混入新風前的回風氣流中應設置高靈敏度早期報警火災探測器。

3、潔凈廠房內特種氣體和化學品泄漏探測系統

潔凈廠房由于使用了多種易燃、易爆、毒性和腐蝕性氣體以及易燃、易爆、腐蝕性溶劑．其中任何一種氣體和溶劑泄漏都會帶來很大的火災危害、設備毀壞或人員傷害，因此在各易燃、易爆和腐蝕性特種氣體間、氣瓶柜內部、溶劑間、溶劑輸送柜內部、SUBFAB、閥門箱和生產區均應按輸送介質以及介質危險性的不同安裝不同類型、不同靈敏度的探測器，常用的探測器有電化學探測器、真空泵抽氣式探測器、UV／IR探測器等。

（四）防煙排煙

1、防煙設施

鑒于潔凈廠房建筑結構封閉的特點，設置有效的防煙設施有利于保證火災時人員的疏散。

當疏散樓梯間布置在建筑的外墻側，可以采用可開啟外窗進行自然排煙。當疏散樓梯布置在建筑內部或樓梯間有潔凈要求不具備自然排煙條件時，應設置機械加壓送風系統。機械加壓送風系統的設計應符合國家有關消防技術規范和標準。潔凈避難區設置的機械加壓送風系統一般利用新風空調機組進行加壓，火災時，維持避難區正壓，正壓值相對于相鄰區域為25-30Pa。

2、排煙系統

丙類廠房中建筑面積大于300㎡地上潔凈室和建筑面積大于200㎡的地下潔凈室應設排煙設施。潔凈廠房疏散走道應設置機械防排煙設施。

目前潔凈室設計的排煙形式主要有上排煙模式、上排煙和下排煙相結合模式、利用回風通道設置排煙風機進行排煙形式、排煙風機兼作火災時排煙形式。

潔凈廠房每個防煙分區的排煙支管上均應設置排煙防火閥，排煙口采用常開型風口。排煙風機入口處設置280℃關閉的排煙防火閥，并與排煙風機連鎖。為維持潔凈室內部空氣壓力，服務于凈化區域內的排煙系統管路上應采用低泄漏的排煙閥和排煙防火閥。排煙口宜采用低泄漏常閉型板式排煙口，在排煙風機入口處采用低泄漏常閉型排煙防火閥并能接受消防中心的信號自動開啟閥體。

潔凈室機械防排煙系統宜與通風、凈化空調系統合用但必須采取可靠的防火安全措施，并應符合現行國家標準《建筑設計防火規范》GB50016的要求。

（五）滅火器配置

潔凈廠房內各場所應配置滅火器，并應符合現行國家標準《建筑滅火器配置設計規范》GB50140的有關規定。滅火器的配置，其關鍵在于正確選擇和使用滅火劑。滅火劑選擇時，應考慮配置場所的火災類型，滅火劑的滅火能力，對保護對象污損程度，使用的環境溫度以及滅火劑之間、滅火劑與可燃物的相容性。在潔凈室內通常不宜選用化學干粉滅火劑、泡沫滅火劑等滅火后會對工藝設備和潔凈室環境產生一定污染和腐蝕作用的滅火劑。二氧化碳滅火劑滅火后不留痕跡．不污損、腐蝕保護物品，在潔凈室內得到普遍使用。

（六）疏散標志和應急照明

潔凈廠房內應設置供人員疏散用的應急照明。在安全出口、疏散口和疏散通道轉角處應按現行國家標準設置疏散標志，在專用消防撲救口處應設置紅色應急照明燈。

六、氣體管道的安全措施

潔凈廠房氣體管道的干管，應敷設在上、下技術夾層或技術夾道內，當與水、電管線共架時，應設在其上部。與本房間無關的管道不應穿過。氣體管道應按不同介質設明顯的標識。

各種氣瓶庫應集中設置在潔凈廠房外。當日用氣量不超過1瓶時，氣瓶可設置在潔凈室內，但必須采取不積塵和易于清潔的措施。

（一）可燃氣體報警裝置和事故排風裝置

可燃氣體易燃易爆，危險性大，可能發生燃燒爆炸事故，而且發生事故時波及面廣，危害性大，造成的損失嚴重，下列部位應設可燃氣體報警裝置和事故排風裝置，報警裝置應與相應的事故排風機聯鎖：

1、甲類火災危險生產的氣體入口室。

2、管廊，上、下技術夾層或技術夾道內有可燃氣體管道的易積聚處。
3、潔凈室內使用可燃氣體處。
 

（二）管道安全技術措施

1、可燃氣體管道應設下列安全技術措施:

（1）接至用氣設備的支管和放散管，應設置阻火器。

（2）引至室外的放散管，應設防雷保護設施。

（3）應設導除靜電的接地設施。

2、氧氣管道應設下列安全技術措施:

（1）管道及其閥門、附件應經嚴格脫脂處理。

（2）應設導除靜電的接地設施。