Transcript 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

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
何謂高科技廠房？
科學工業園區科技產業分類
電腦及周 積體電路 通訊
邊設備
產業
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
光電產
業
精密機
械產業
生物技
術產業
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
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
探討對象
半導體
 光電

矽晶圓製造
LED廠特殊氣體供應系統流程
PH3、AsH3、SiH4鋼
瓶
氣瓶櫃
手推車
管
路
VMB
H2槽車
H2 Bundle
機台
Local Scrubber
Central Scrubber
排放大氣
LED廠液體化學品供應系統流程
堆高機
液體化學物品(桶裝/瓶
裝)
化學品庫房
手推車
化學品暫存櫃(潔淨室)
人工倒入
機台/化學清洗台
管線/人工倒入
廢液收集桶
手推車
廢液儲存房
清運商清運
全球半導體業之災害損失(1985-1994)
60000 58020
65
65
50000
40000
55
估計損失金額(單元：1000美元)
損失件數
45
37
36
35
31618
損 30000
失
金
額
20000
25
17
20
11
10
12
6
3
13505 13021
1
8978
10000
15
14
11
2
5
2
4
2
件
數
5
-5
6917
4204 4030 3492
2272 1624 1269 1237
1047 879
-15
294
82
49
0
-25
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
事件種類
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
日本半導體廠事故 (JSIA統計1988~1998年)
年份
項目
氣瓶櫃
1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 總計
1
2
供氣系統
製造機台
2
1
1
1
位置/區域 Local Scrubber
一次配排氣系統
1
1
1
1
2
1
1
1
1
5
1
2
5
1
1
4
3
1
8
1
3
1
2
1
6
2
3
2
5
2
22
1
1
1
2
3
3
3
1
1
17
1
1
2
1
爆炸
1
1
1
破裂
1
1
1
1
2
2
2
4
3
1
2
5
1
3
1
3
1
5
2
1
發熱
6
2
1
1
21
3
1
受傷
1
2
誤操作
1
2
1
1
死亡
4
1
發煙
傷亡
1
1
火災
混合
2
1
1
Central Scrubber
原因/現象
2
1
1
二次配排氣系統
洩漏
4
3
1
5
1
16
日本半導體廠事故 (JSIA統計1988~1998年)
日 本 半 導 體 廠 事 故 統 計 ( J SI A統 計 1 9 8 8 至 1 9 9 8 )
20
10
8
5
6
5
4
3
er
ru
Sc
排
事故發生區域/ 位置
Ce
n
tr
al
配
二
次
配
次
一
bb
統
氣
系
排
氣
ru
Sc
al
Lo
c
系
統
er
bb
台
機
造
製
供
氣
瓶
系
櫃
統
0
氣
累計發生事故次數
21
美國半導體廠事故 (FM統計1977~1997年)
累計發生事故次數
美國半導體事故統計
( FM1977至1997)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
E
PI
75
40
22
8
tor
c
a
Re
Io
mp
I
n
10
ter
n
la
12
ch
Et
12
pe
p
e
St
12
r
F
ce
n
a
ur
12
10
p
et
er
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b
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t
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S
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u
u
W
ha
Ga
cu
x
a
V
eE
m
Fu
事故發生之機台/ 設備種類
半導體與光電機台相對危害等級排序統計圖
光電廠廠各模組機台相對危害等級排序統計圖
半導體廠各模組機台相對危害等級排序統計圖
40
57
評估機台數
50
使用化學物質
機台/設備清單
高
40
30
30
20
20
10
28
19
9
7
5 5
0
廠務
薄膜
9
11
6
3
中
13
4
5
0
0
蝕刻
7
擴散
2
黃光
各模組機台相對危害等級排序
評估機台數
60
38
30
30
20
20
10
使用化學物質
機台/設備清單
高
7
中
7
4
低
2 2
0
廠務
薄膜
3 4
0
3
0
蝕刻
3
0
黃光
各模組機台相對危害等級排序
0
低
園區重大火災之可能原因
華邦
清淨室
機台起火
火苗/濃煙
蔓延
煙害/酸害腐蝕
悶燒
天下
清淨室蝕刻區
聯瑞 化學供應房
真空幫浦區
有機溶劑
排氣設施
不明氣體引燃
承攬商施工不當/矽甲烷外洩燃燒
燃燒
蔓延
燃燒
蔓延
火災
火災/煙害/
酸害腐蝕
LED磊晶製程之工安事故種類及分佈
(2000.1~2001.07)
化學品洩漏
2%
其他
16%
火災爆炸
41%
夾傷
4%
異味
24%
特殊氣體洩
漏
13%
LED晶粒製程之工安事故種類及分佈
(2000.1~2001.07)
其它
11%
夾傷
16%
與化學品接觸
16%
異味
52%
與高溫接觸
5%
LCD廠之職業災害種類及分佈
(2001.01~2001.7)
其他
13%
衝撞
6%
與化學品接
觸
26%
人因
6%
感電
6%
夾壓傷
17%
割刺傷
26%
密閉空間火災歷程圖
(完全燃燒)
成長期
熱釋放率
引燃時間
閃
燃
或
衰減期
全盛期
溫度變化
防火目標
火災控制
機制
人類行為
感應
主動式
防火
被動式
防火
防 止 起 火
成長期的耐燃性 防 止 擴 大 延 燒
可燃物量
逃生避難
人員自行發現或
偵煙器
偵煙器
偵溫器
人員自行或消防人員滅火
灑水頭
煙控
材料燃燒性
防
通風量
止
破
可燃物量
死亡
延燒出去的火焰和煙
消防人員滅火
防火時效（區劃）和防火建築物
壞
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
防火安全設計
 防止起火 (Fire Prevention)
 火災對策 (Management of Fire)
早期預警及滅火
(Early Detection and Suppression)
防止火災擴大及延燒 (Fire Protection)
逃生避難 (Evacuation)
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
NFPA 318：Standard for the Fire Protection of
Cleanrooms.
FM：Loss Prevention Data.
UBC,UFC：Uniform Building Code, Uniform Fire
Code.
SEMI：Safety GuideLine for Fire Protection of
Semiconductor Manufacturing Equipment .
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
Group H-Hazardous
Division 6 – Semiconductor Fabrication with
using HPM(Hazardous Production Materials)
Multilevel FAB Concept (無樓層區劃限制)

UFC:Article 51 (Semiconductor Fabrication
Facilities using HPM)
防火、防煙區劃要求


我國：依面積
UBC:依HPM儲存量
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
(Wet Bench)
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
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)
SEMI Safety Guidelines













S1-90 Visual Hazard Alerts
S2-93A Semiconductor Manufacturing Equipment
S3-91 Heated Chemical Baths
S4-92 Segregation/Separation of Gas Cylinders
S5-93 Flow Limiting Devices
S6-93 Ventilation
S7-96 Third Party EH&S Equipment Evaluation
S8-0999 Ergonomics/Human Factors Engineering
S9-95 Electrical Test Method
S10-96 Risk Assessment
S11-96 Mini-Environment
S12-98 Equipment Decontamination
S13-98 Equipment Maintenance Manuals
SEMI-S2安全理念
目前幾乎
只有設計階段


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」(FailSafe)或容錯(Fault-Tolerant)之設計
19.消防
材質報告
FIRE PROTECTION


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UL 94V-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ASTM E-84，ASTM D-2863，ASTM D-648或其他可燃性塑膠的技術資料)。


19.2.1電路板應合乎UL 94V-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NFPA 318 & FM茅盾
NFPA 318 2-1.2.8.1 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。
FM 7-7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FM 7-72.2.7所述．
19.消防
FIRE PROTECTION
壹、內政部消防技術審議委員會決議應經審核認可始准使用之消防安全設備品目，
依其種類計有下列二十三項：
一、撒水頭(密閉型、側壁型)。
二、消防用一齊開放閥。
三、消防用自動警報逆止閥(流水檢知裝置)。
四、緩降機。
五、金屬製避難梯。
六、加壓送水裝置(消防幫浦、電動機及其附屬裝置)。
七、消防用緊急發電機組。
八、蓄電池設備。
國
別
檢 測 機 構
九、耐燃電線。
消防檢定協會
十、耐熱電線。
消防設備安全中心
十一、 第二種消防栓。
內燃力發電設備協會
十二、 水霧噴頭。
日
本 非常用放送設備委員會
十三、 泡沫噴頭。
電子機械工業會
十四、 泡沫原液。
蓄電池工業會
十五、 緊急廣播設備(擴音機及操作裝置)。
十六、 揚聲器
電線工業會
十七、 瓦斯漏氣檢知器。
美
國 UL
十八、 救助袋。
FM
加 拿 大 ULC
十九、 洩波同軸電纜。
荷
蘭 ANPI
二十、 防震軟管。
二十一、
海龍替代品自動滅火設備。
二十二、
簡易自動滅火裝置。
二十三、
滑台。
國
別
英
國
法
國
德
國
丹
麥
檢 測 機 構
LPCB
LPC
CFBAC
AP
APSAD
CNPP
AFNOR
Vds-Zent
Vds
Delta
消防法第十三條 消防防護計畫
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
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
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
煙控〈或防排煙〉系統





偵煙系統(Smoke Detection System)
防排煙閘門(Smoke Damper)
撒水系統(Sprinkler)
防煙區劃
緊急運轉之空調排煙
一般狀態〈煙控系統〉
偵煙器作動連動排煙閘門啟動
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)