固态燃料在自然对流及无重力场环境下火焰行为之研究Astudyof课件

高科技廠房建築防火及消防安全法規及規範介紹

陳俊勳教授交通大學機械工程學系中華民國九十二年四月二十六日

高科技廠房建築防火及消防安全法規及規範介紹1何謂高科技廠房？何謂高科技廠房？2

科學工業園區科技產業分類電腦及周邊設備積體電路產業通訊產業光電產業精密機械產業生物技術產業1.個人電腦2.主機板3.影像及影訊卡4.磁碟機、光碟機5.精密電子接頭、連接器6.網路系統7.影像掃描機、影像處理系統1.IC卡讀寫設備及應用系統2.電腦及應用軟體3.矽晶圓製造4.積體電路晶圓製造5.積體電路晶圓設計6.積體電路測試、遇燒7.積體電路導線架及精密模具8.電路光罩製作9.半導體製成設備1.通訊終端機、交換機及數據機2.光纖、光纜及組件3.衛星通訊系統1.發光、減光、雷射二極體2.雷射光學原件3.太陽能電池原件4.液晶顯示器5.高解析度彩色顯示管1.可充電式電池2.超高壓水力幫浦3.光碟片4.電腦數位控制、工作母機5.自動機械手臂6.自動倉儲物流1.肝炎、癌症診斷試劑2.血清、疫苗醫療診斷用生化試劑3.骨科用人工值入物科學工業園區3高科技廠可能會發生的災害類型一.火災二.爆炸─可燃性氣體或壓縮性氣體三.有毒氣體外洩四.化學品洩漏五.天然災害─水災、颱風、地震等六.人為破壞─縱火、居民圍廠七.公用系統失效─停電、停水、停蒸汽、停壓縮空氣、停氣、停供料等八.運輸事故─槽車、火車事故等九.鄰廠事故─災害蔓延到工廠內高科技廠可能會發生的災害類型一.火災4探討對象半導體光電探討對象半導體5矽晶圓製造矽晶圓製造6LED廠特殊氣體供應系統流程氣瓶櫃VMB機台LocalScrubberCentralScrubber排放大氣PH3、AsH3、SiH4鋼瓶手推車管路H2槽車H2BundleLED廠特殊氣體供應系統流程氣瓶櫃VMB機台LocalSc7LED廠液體化學品供應系統流程化學品庫房化學品暫存櫃(潔淨室)機台/化學清洗台廢液收集桶廢液儲存房液體化學物品(桶裝/瓶裝)堆高機手推車管線/人工倒入人工倒入手推車清運商清運LED廠液體化學品供應系統流程化學品庫房化學品暫存櫃(潔淨室8全球半導體業之災害損失(1985-1994)580203161813505130218978691742044030349222721624126912371047879294824936653731720111012111412265420100002000030000400005000060000液體洩漏火災電力中斷撞擊公用系統中斷雜項灑水系統漏水水損風災爆炸搶劫/偷竊倒塌爆動/戰爭土壤滑動壓力容器毀損機械毀損運輸閃電事件種類-25-15-55152535455565估計損失金額(單元：1000美元)損失件數損失金額件數全球半導體業之災害損失(1985-1994)580203169日本半導體廠事故(JSIA統計1988~1998年)

日本半導體廠事故(JSIA統計1988~1998年)10日本半導體廠事故(JSIA統計1988~1998年)日本半導體廠事故(JSIA統計1988~1998年)11美國半導體廠事故(FM統計1977~1997年)美國半導體廠事故(FM統計1977~1997年)12半導體與光電機台相對危害等級排序統計圖半導體與光電機台相對危害等級排序統計圖13園區重大火災之可能原因清淨室蝕刻區有機溶劑燃燒蔓延天下火災化學供應房真空幫浦區排氣設施不明氣體引燃燃燒蔓延聯瑞火災/煙害/酸害腐蝕清淨室機台起火煙害/酸害腐蝕火苗/濃煙蔓延華邦悶燒承攬商施工不當/矽甲烷外洩燃燒園區重大火災之可能原因清淨室蝕刻區有機溶劑燃燒天下火災化學供14LED磊晶製程之工安事故種類及分佈(2000.1~2001.07)

LED磊晶製程之工安事故種類及分佈(2000.1~2001.15LED晶粒製程之工安事故種類及分佈(2000.1~2001.07)

LED晶粒製程之工安事故種類及分佈(2000.1~2001.16LCD廠之職業災害種類及分佈(2001.01~2001.7)

LCD廠之職業災害種類及分佈(2001.01~2001.7)17固态燃料在自然对流及无重力场环境下火焰行为之研究Astudyof课件18密閉空間火災歷程圖密閉空間火災歷程圖19潔淨室防災弱點密閉構造循環空氣製程複雜性24小時作業對水、煙敏感之高單價製程設備潔淨室防災弱點密閉構造20防火安全設計防止起火(FirePrevention)火災對策(ManagementofFire)

早期預警及滅火(EarlyDetectionandSuppression)

防止火災擴大及延燒(FireProtection)

逃生避難(Evacuation)防火安全設計防止起火(FirePrevention)21目前高科技廠房防火安全設計之參考資料台灣有關之建築法規及消防法規NFPA318：StandardfortheFireProtectionofCleanrooms.FM：LossPreventionData.UBC,UFC：UniformBuildingCode,UniformFireCode.SEMI：SafetyGuideLineforFireProtectionofSemiconductorManufacturingEquipment.目前高科技廠房防火安全設計之參考資料台灣有關之建築法規及消防22高科技廠的建築類別台灣消防法規：丁類場所(高度危險)見講義

UBC:H-6

GroupH-Hazardous

Division6–SemiconductorFabricationwithusingHPM(HazardousProductionMaterials)

MultilevelFABConcept(無樓層區劃限制)UFC:Article51(SemiconductorFabricationFacilitiesusingHPM)高科技廠的建築類別台灣消防法規：丁類場所(高度危險)見講義23防火、防煙區劃要求我國：依面積UBC:依HPM儲存量防火、防煙區劃要求我國：依面積24材料等級要求我國有內裝材之限制SEMI及FM對製程機台材質有要求

(WetBench)材料等級要求我國有內裝材之限制25固态燃料在自然对流及无重力场环境下火焰行为之研究Astudyof课件26高科技廠消防設計(國外)全廠(含無塵室)須裝撒水系統(速動型)排煙風管穿越不同防煙區劃時應裝置排煙閘門，除以手動開關裝置或偵煙式探測器連動開啟外，平時應保持關閉狀態。不同分類之製程排氣系統其風管／風扇系統是必須分離且其材質選用必須與氣體相容，否則使用不銹鋼管大於(含)10吋可燃性材質風管內應裝置自動灑水器。排氣系統應至少有一台用排風機並連接緊急備用電源。未要求排煙設備，除非保險公司要求

高科技廠消防設計(國外)全廠(含無塵室)須裝撒水系統(速動型27固态燃料在自然对流及无重力场环境下火焰行为之研究Astudyof课件28我國要求之消防設計無塵室不一定要裝撒水系統須裝排煙設備(無開口樓層)

我國要求之消防設計無塵室不一定要裝撒水系統29SEMISafetyGuidelinesS1-90VisualHazardAlertsS2-93ASemiconductorManufacturingEquipmentS3-91HeatedChemicalBathsS4-92Segregation/SeparationofGasCylindersS5-93FlowLimitingDevicesS6-93VentilationS7-96ThirdPartyEH&SEquipmentEvaluationS8-0999Ergonomics/HumanFactorsEngineeringS9-95ElectricalTestMethodS10-96RiskAssessmentS11-96Mini-EnvironmentS12-98EquipmentDecontaminationS13-98EquipmentMaintenanceManualsSEMISafetyGuidelinesS1-90V30SEMI-S2安全理念該準則期能消除可預見的，在操作及維護設備時潛在的安全與衛生危害，所有工業標準、建築、電氣、消防等法規，以及國家的一些法令要求，在設備研發過程中均應列入考慮被查出危害即使無法清除，設備在發生元件失效或操作失誤時，亦不使操作人員、設備或社區直接暴露於危害中而造成傷害、死亡或造成設備損失。設備必須有「失效也安全」(Fail-Safe)或容錯(Fault-Tolerant)之設計目前幾乎只有設計階段SEMI-S2安全理念該準則期能消除可預見的，在操作及維護設3119.消防

FIREPROTECTION

19.1在製程設備的構造上，可燃及發煙物質之使用應有所限制，不容許任何易燃或可燃物質與潛在的點火源(如電氣組件或加熱表面)接觸。19.2物質可燃性測試報告應可隨時索取，使用低於UL94V-0等級之易燃塑膠，其範圍應低於總儀器表面積20%，並防止與點火源表面接觸。(參考ASTME-84，ASTMD-2863，ASTMD-648或其他可燃性塑膠的技術資料)。19.2.1電路板應合乎UL94V-1之規定及分類。19.3設備箱體積大於1.4立方公尺(M3)(50立方英呎)?應評估使用火災偵測系統，所有火災偵測系統應經國家認可之測試實驗室認證，供應商應考慮使用火災抑制系統。19.3.1火災偵測系統應能與使用者廠務警報系統相接。19.3與NFPA318&FM茅盾NFPA3182-1.2.8.1在可燃性機檯之水平表面因阻隔於天花板上灑水頭因此自動灑水保護設施應該裝置在機檯之水平表面。例外：紅外線或紫外線/紅外線偵測器聯動自動氣體火災抑制局部表面應用系統應可允許為灑水頭之另一種選擇。FM7-7使用可燃性化學品或加熱元件於可燃性材質之濕式清洗檯時應設置細水霧系統(FWS)或氣體滅火系統，其設計理論(數量位置)如FM7-72.2.7所述．材質報告19.消防

FIREPROTECTION

19.1在製程設3219.消防

FIREPROTECTION

19.消防

FIREPROTECTION

33一.自衛消防編組二.防火避難設施之自行檢查三.消防安全設備之維護管理四.火災及其他災害發生時之滅火行動、通報連絡及避難引導等五.滅火、通報及避難訓練之實施六.防災應變之教育訓練七.用火、用電之監督管理八.防止縱火措施九.場所之位置圖、逃生避難圖及平面圖十.其他防災應變上之必要事項

消防法第十三條消防防護計畫

一.自衛消防編組消防法第十三條消防防護計畫34滅火處理應變器材一.消防水源：調查廠內消防水源是否為獨立水源，而非與公用系統相連接使用，尤其需統計消防水池之最大設計及平日蓄水量，如此才能評估出真正能支援應變滅火的時間二.動力消防泵浦：調查廠內消防泵浦出水量、出水壓力、泵浦數、備用泵浦數量及使用規格三.壓力消防管線系統：調查是否為獨立管線且成環路狀配管四.消防栓：調查統計其室內及室外型數量、出水量、操作壓力、水帶箱、水帶數等滅火處理應變器材一.消防水源：調查廠內消防水源是否為獨立水源35滅火處理應變器材五.高壓水噴槍：統計各噴出水量、出水壓力及數量六.自動撒水、水霧及自動滅火系統：調查廠內所有自動撒水、水霧及自動滅火系統佈置及其數量七.緊急送水口：調查原設計送水口及現況口徑大小八.消防車：統計廠內外消防車類別、容量、功能等九.滅火器：統計乾粉、二氧化碳等輪架式或手提式滅火器數量及其種類十.泡沫系統：調查其容量、泡沫功效、使用時間等十一.消防衣：調查其數量及放置位置滅火處理應變器材五.高壓水噴槍：統計各噴出水量、出水壓力及數36煙控〈或防排煙〉系統偵煙系統(SmokeDetectionSystem)防排煙閘門(SmokeDamper)撒水系統(Sprinkler)防煙區劃緊急運轉之空調排煙煙控〈或防排煙〉系統偵煙系統(SmokeDetection37固态燃料在自然对流及无重力场环境下火焰行为之研究Astudyof课件38一般狀態〈煙控系統〉一般狀態〈煙控系統〉39偵煙器作動連動排煙閘門啟動偵煙器作動連動排煙閘門啟動40參考資料新竹科學園區重大火災預防措施之評估(新竹科學工業園區管理區)園區半導體建築防火及消防設施安全基準(新竹科學工業園區管理區)半導體廠及光電廠化學品供應系統安全基準建立(新竹科學工業園區管理區)特殊材料氣體災害防止安全基準草案(勞工安全衛生研究所)科學園區廠務安全基準及查核建立計畫(新竹科學工業園區管理區)參考資料新竹科學園區重大火災預防措施之評估(新竹科學工業園41敬請指教敬請指教42

高科技廠房建築防火及消防安全法規及規範介紹

陳俊勳教授交通大學機械工程學系中華民國九十二年四月二十六日

高科技廠房建築防火及消防安全法規及規範介紹43何謂高科技廠房？何謂高科技廠房？44

科學工業園區科技產業分類電腦及周邊設備積體電路產業通訊產業光電產業精密機械產業生物技術產業1.個人電腦2.主機板3.影像及影訊卡4.磁碟機、光碟機5.精密電子接頭、連接器6.網路系統7.影像掃描機、影像處理系統1.IC卡讀寫設備及應用系統2.電腦及應用軟體3.矽晶圓製造4.積體電路晶圓製造5.積體電路晶圓設計6.積體電路測試、遇燒7.積體電路導線架及精密模具8.電路光罩製作9.半導體製成設備1.通訊終端機、交換機及數據機2.光纖、光纜及組件3.衛星通訊系統1.發光、減光、雷射二極體2.雷射光學原件3.太陽能電池原件4.液晶顯示器5.高解析度彩色顯示管1.可充電式電池2.超高壓水力幫浦3.光碟片4.電腦數位控制、工作母機5.自動機械手臂6.自動倉儲物流1.肝炎、癌症診斷試劑2.血清、疫苗醫療診斷用生化試劑3.骨科用人工值入物科學工業園區45高科技廠可能會發生的災害類型一.火災二.爆炸─可燃性氣體或壓縮性氣體三.有毒氣體外洩四.化學品洩漏五.天然災害─水災、颱風、地震等六.人為破壞─縱火、居民圍廠七.公用系統失效─停電、停水、停蒸汽、停壓縮空氣、停氣、停供料等八.運輸事故─槽車、火車事故等九.鄰廠事故─災害蔓延到工廠內高科技廠可能會發生的災害類型一.火災46探討對象半導體光電探討對象半導體47矽晶圓製造矽晶圓製造48LED廠特殊氣體供應系統流程氣瓶櫃VMB機台LocalScrubberCentralScrubber排放大氣PH3、AsH3、SiH4鋼瓶手推車管路H2槽車H2BundleLED廠特殊氣體供應系統流程氣瓶櫃VMB機台LocalSc49LED廠液體化學品供應系統流程化學品庫房化學品暫存櫃(潔淨室)機台/化學清洗台廢液收集桶廢液儲存房液體化學物品(桶裝/瓶裝)堆高機手推車管線/人工倒入人工倒入手推車清運商清運LED廠液體化學品供應系統流程化學品庫房化學品暫存櫃(潔淨室50全球半導體業之災害損失(1985-1994)580203161813505130218978691742044030349222721624126912371047879294824936653731720111012111412265420100002000030000400005000060000液體洩漏火災電力中斷撞擊公用系統中斷雜項灑水系統漏水水損風災爆炸搶劫/偷竊倒塌爆動/戰爭土壤滑動壓力容器毀損機械毀損運輸閃電事件種類-25-15-55152535455565估計損失金額(單元：1000美元)損失件數損失金額件數全球半導體業之災害損失(1985-1994)5802031651日本半導體廠事故(JSIA統計1988~1998年)

日本半導體廠事故(JSIA統計1988~1998年)52日本半導體廠事故(JSIA統計1988~1998年)日本半導體廠事故(JSIA統計1988~1998年)53美國半導體廠事故(FM統計1977~1997年)美國半導體廠事故(FM統計1977~1997年)54半導體與光電機台相對危害等級排序統計圖半導體與光電機台相對危害等級排序統計圖55園區重大火災之可能原因清淨室蝕刻區有機溶劑燃燒蔓延天下火災化學供應房真空幫浦區排氣設施不明氣體引燃燃燒蔓延聯瑞火災/煙害/酸害腐蝕清淨室機台起火煙害/酸害腐蝕火苗/濃煙蔓延華邦悶燒承攬商施工不當/矽甲烷外洩燃燒園區重大火災之可能原因清淨室蝕刻區有機溶劑燃燒天下火災化學供56LED磊晶製程之工安事故種類及分佈(2000.1~2001.07)

LED磊晶製程之工安事故種類及分佈(2000.1~2001.57LED晶粒製程之工安事故種類及分佈(2000.1~2001.07)

LED晶粒製程之工安事故種類及分佈(2000.1~2001.58LCD廠之職業災害種類及分佈(2001.01~2001.7)

LCD廠之職業災害種類及分佈(2001.01~2001.7)59固态燃料在自然对流及无重力场环境下火焰行为之研究Astudyof课件60密閉空間火災歷程圖密閉空間火災歷程圖61潔淨室防災弱點密閉構造循環空氣製程複雜性24小時作業對水、煙敏感之高單價製程設備潔淨室防災弱點密閉構造62防火安全設計防止起火(FirePrevention)火災對策(ManagementofFire)

早期預警及滅火(EarlyDetectionandSuppression)

防止火災擴大及延燒(FireProtection)

逃生避難(Evacuation)防火安全設計防止起火(FirePrevention)63目前高科技廠房防火安全設計之參考資料台灣有關之建築法規及消防法規NFPA318：StandardfortheFireProtectionofCleanrooms.FM：LossPreventionData.UBC,UFC：UniformBuildingCode,UniformFireCode.SEMI：SafetyGuideLineforFireProtectionofSemiconductorManufacturingEquipment.目前高科技廠房防火安全設計之參考資料台灣有關之建築法規及消防64高科技廠的建築類別台灣消防法規：丁類場所(高度危險)見講義

UBC:H-6

GroupH-Hazardous

Division6–SemiconductorFabricationwithusingHPM(HazardousProductionMaterials)

MultilevelFABConcept(無樓層區劃限制)UFC:Article51(SemiconductorFabricationFacilitiesusingHPM)高科技廠的建築類別台灣消防法規：丁類場所(高度危險)見講義65防火、防煙區劃要求我國：依面積UBC:依HPM儲存量防火、防煙區劃要求我國：依面積66材料等級要求我國有內裝材之限制SEMI及FM對製程機台材質有要求

(WetBench)材料等級要求我國有內裝材之限制67固态燃料在自然对流及无重力场环境下火焰行为之研究Astudyof课件68高科技廠消防設計(國外)全廠(含無塵室)須裝撒水系統(速動型)排煙風管穿越不同防煙區劃時應裝置排煙閘門，除以手動開關裝置或偵煙式探測器連動開啟外，平時應保持關閉狀態。不同分類之製程排氣系統其風管／風扇系統是必須分離且其材質選用必須與氣體相容，否則使用不銹鋼管大於(含)10吋可燃性材質風管內應裝置自動灑水器。排氣系統應至少有一台用排風機並連接緊急備用電源。未要求排煙設備，除非保險公司要求

高科技廠消防設計(國外)全廠(含無塵室)須裝撒水系統(速動型69固态燃料在自然对流及无重力场环境下火焰行为之研究Astudyof课件70我國要求之消防設計無塵室不一定要裝撒水系統須裝排煙設備(無開口樓層)

我國要求之消防設計無塵室不一定要裝撒水系統71SEMISafetyGuidelinesS1-90VisualHazardAlertsS2-93ASemiconductorManufacturingEquipmentS3-91HeatedChemicalBathsS4-92Segregation/SeparationofGasCylindersS5-93FlowLimitingDevicesS6-93VentilationS7-96ThirdPartyEH&SEquipmentEvaluationS8-0999Ergonomics/HumanFactorsEngineeringS9-95ElectricalTestMethodS10-96RiskAssessmentS11-96Mini-EnvironmentS12-98EquipmentDecontaminationS13-98EquipmentMaintenanceManualsSEMISafetyGuidelinesS1-90V72SEMI-S2安全理念該準則期能消除可預見的，在操作及維護設備時潛在的安全與衛生危害，所有工業標準、建築、電氣、消防等法規，以及國家的一些法令要求，在設備研發過程中均應列入考慮被查出危害即使無法清除，設備在發生元件失效或操作失誤時，亦不使操作人員、設備或社區直接暴露於危害中而造成傷害、死亡或造成設備損失。設備必須有「失效也安全」(Fail-Safe)或容錯(Fault-Tolerant)之設計目前幾乎只有設計階段SEMI-S2安全理念該準則期能消除可預見的，在操作及維護設7319.消防

FIREPROTECTION

19.1在製程設備的構造上，可燃及發煙物質之使用應有所限制，不容許任何易燃或可燃物質與潛在的點火源(如電氣組件或加熱表面)接觸。19.2物質可燃性測試報告應可隨時索取，使用低於UL94V-0等級之易燃塑膠，其範圍應低於總儀器表面積20%，並防止與點火源表面接觸。(參考ASTME-84，ASTMD-2863，ASTMD-648或其他可燃性塑膠的技術資料)。19.2.1電路板應合乎UL94V-1之規定及分類。19.3設備箱體積大於1.4立方公尺(M3)(50立方英呎)?應評估使用火災偵測系統，所有火災偵測系統應經國家認可之測試實驗室認證，供應商應考慮使用火災抑制系統。19.3.1火災偵測系統應能與使用者廠務警報系統相接。19.3與NFPA318&FM茅盾NFPA3182-1.2.8.1在可燃性機檯之水平表面因阻隔於天花板上灑水頭因此自動灑水保護設施應該裝置在機檯之水平表面。例外：紅外線或紫外線/紅外線偵測器聯動自動氣體火災抑制局部表面應用系統應可允許為灑水頭之另一種選擇。FM7-7使用可燃性化學品或加熱元件於可