6 洁净建筑设计
6．1 一般规定

6．1．1、6．1．2 随着科学技术的发展，电子产品生产发展很快，即使某一种电子产品也常常需要更新换代或生产工艺调整或生产规模的扩大，一些老的电子产品根据微型化、精密化、高可靠的要求将被淘汰，而代之以新的产品。电子产品生产工艺技术迅猛发展，以大规模集成电路的特征尺寸为例，已从微米发展到亚微米，现今正进入纳米级集成电路的研制和逐渐投入批量生产；再以TFT-LCD生产发展状况为例，近几年来，我国虽然发展迅速，已建成第五代或筹建中的第五、六代生产线已有多个厂家，但在国际上已进入第七、八代生产线的建设。所以电子工业洁净厂房的建筑平面和空间设计必须适应这种电子产品迅速发展和扩大生产需要的灵活性，这里所说的灵活性主要应理解为：
1 要能满足生产工艺改造和扩大生产规模的需要，实现在建筑面积不增加或少增加、建筑高度不改变的情况下，进行生产工艺和生产设备的调整。
2 电子工业洁净厂房的主体结构宜采用大空间、大跨度的柱网，以便适应产品生产工艺调整或生产规模的扩大或产品的升级换代等需要。
3 电子工业洁净厂房内不应采用内墙承重体系，避免因承重内墙的固定不变，妨碍生产工艺或设备的调整。为了强调电子工业洁净厂房主体结构设计的特点，制定第6．1．2条的规定。

6．1．4 据了解近年由于电子产品生产线设备、生产环境控制设施的价格高、建造昂贵，这两部分的造价已占总造价的60％以上，有的甚至达90％以上，因此，洁净厂房主体结构的耐久性等应与之适应，主体结构形式、构造、材质均应选用符合安全、可靠、耐火的要求。

6．1．5 电子工业洁净厂房的技术夹层、技术夹道的设置方式大体可分为：
1 设有上技术夹层、下技术夹层的洁净厂房。这种形式常常用于集成电路的芯片生产或TFT-LCD生产用洁净厂房。洁净生产层吊顶上部的技术夹层，一般用于净化空调系统的送风静压箱，或安装循环送风的空调机或FFU装置和风管以及动力管线，层高一般约3m左右；洁净生产层活动地板和多孔板以下的下技术夹层，一般用于设置公用动力设施及其管线，也是净化空调系统的回风静压箱，层高一般约4m。这种形式的洁净厂房，一般规模较大，产品生产工艺连续性强、自动化程度高，常常是全部或部分采用产品生产过程的自动化传输装置，所以在进行建筑平面、空间布局和构造设计时，应与工艺设计、公用动力工程设计密切配合，充分满足产品生产工艺需要、自动化传输要求和各种公用动力设施的安装、维护要求，作出满足需要、方便运行管理的建筑设计。这种设置型式，属于垂直单向流或混合流洁净室。
2 设有技术夹层、技术夹道的洁净厂房。这种型式可用于各类电子产品生产的洁净厂房，在洁净室(区)吊顶上部的技术夹层或洁净室(区)一侧或两侧的技术夹道，主要用于安装空气过滤器、灯具、风管和各种公用动力管线，所以它们的建筑设计包括高度或宽度的确定，应满足空气过滤器、灯具、风管和各种公用动力管线的安装、维护要求。这种设置型式，属于非单向流洁净室。

6．2 防火和疏散

6．2．1 电子工业洁净厂房具有如下主要特点：①在电子产品如电子材料、半导体器件、集成电路、液晶显示器件等的生产过程中需使用易燃易爆的气体、化学品等，它们对洁净厂房构成潜在的火灾威胁；②一些电子工业洁净厂房的面积大、体积大，并且常常是平面布置、空间布置曲折，增加了疏散路线上的障碍，可能延长安全疏散的时间；③洁净厂房内电子产品生产过程需应用各种类型的精密、贵重的设备、仪器，建设投资巨大，一旦失火，将会造成极大的损失。鉴于以上主要特点，为了保障财产、人身的安全，严格控制电子工业洁净厂房建筑耐火等级是十分重要的，因此作了本条规定，并为强制性条文。

6．2．2 本条规定．电子工业洁净厂房内生产工作间的火灾危险性，应按照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016分类，并在附录B中列出电子工业洁净厂房生产工作间的火灾危险性分类的举例。现对附录B中与现行国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073相关举例不同或增加的内容说明如下
1 电子工业洁净厂房中，有使用丁酮、丙酮、异丙醇等易燃化学品的洁净室，这些化学品的主要性质见表25。从表中数据可见丙酮、异丙醇等均为易燃化学品，应属甲类，因此将电子工业洁净厂房设有这些化学品的储存间、分配间列为甲类。
2 电子工业洁净厂房中，尤其在半导体类洁净厂房中常常使用H2、SiH4、AsH3、PH3等可燃、有毒气体，从表22中所列这些气体的主要性质可见，它们均为可燃气体、有毒气体，因此将电子工业洁净厂房中设有可燃、有毒气体的储存、分配间列为甲类。
3 半导体器件、集成电路工厂的外延间，由于其生产过程中需使用H2、S1H4等可燃气体，因此在现行国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073附录A中外延间列为甲类。但是近年来，随着科学技术进步，半导体器件和集成电路生产所采用的外延设备的设计、制造技术有了很大的提高，各种气体供应、控制系统、设备和附件设计、制造技术有了很大的提高，气体报警设施的安全可靠性也有了长足进步和提高。据调查表明半导体器件和集成电路生产所采用的外延设备已配置有氢气泄漏和排放超浓度报警、连锁控制装置以及灭火装置等；半导体器件和集成电路生产用外延间的氢气供应管路设有紧急切断阀，一旦发生事故、火情时，自动切断氢气供应；外延间按建筑特点在可能积聚氢气处设置氢气报警装置和事故排风连锁控制装置等安全技术措施。所以本次规范制定时，考虑到在具备上述安全技术措施的条件下，宜将半导体器件和集成电路生产等所使用的外延间列为丙类。

6．2．3 从20世纪90年代末以来，我国建设了一批大规模集成电路芯片生产用洁净厂房、TFT-LCD生产用洁净厂房，它们的洁净室面积和防火分区面积均大大超过现行国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073、《建筑设计防火规范》GB 50016规定的面积。这些芯片制造、TFT-LCD制造为代表的高科技洁净厂房具有大面积、大体量的特点，如表18所列的国内8″～12″芯片生产洁净厂房洁净区面积从6500m2～16000m2，第五、六代TFT-LCD生产用洁净区已达36000m2，第八代TFT-LCD已达90000m2。这类洁净厂房通常由洁净生产区和洁净生产区各自设有的上下技术夹层构成，厂房高度约为20～30m。由于芯片制造、TFT-LCD制造的生产工艺设备体量大，制造过程的连续性和自动化传输，所以生产工艺区是不能分隔的。为加强消防技术措施，在美国消防标准NFPA 318((洁净室消防标准》中要求采用高灵敏(≤0．01％obs／m)早期空气取样式烟雾探测系统，在环境空气中烟雾浓度很低的火情出现初期，探测系统即发出警报，相应消防应急系统即可启动将火情消灭在初始阶段；据了解，国内外的此类高科技洁净厂房都这样设计建造，投产最早的已有十年以上。
鉴于上述情况，本条条文规定：“丙类生产的电子工业洁净厂房的洁净室(区)，在关键生产设备设有火灾报警和灭火装置以及回风气流中设有灵敏度小于等于0．01％obs／m的高灵敏度早期烟雾报警探测系统后，其每个防火分区的最大允许建筑面积可按生产工艺要求确定。”这里对这类电子工业洁净厂房的防火分区最大容许建筑面积所做规定的理由是：①电子产品生产工艺要求确实不可分时，即由于电子产品工艺的连续性或生产过程的自动化传输设备的需要，洁净室确实不能按防火分区要求进行分隔的电子工厂洁净厂房，②在洁净厂房内净化空调系统混入新风前的回风气流中应设置高灵敏度早期报警火灾探测器及其报警系统(Very Early Smoke Detection Apparayus，简称VESDA)或称空气采样式烟雾探测系统(Air Sampling Type Smoke Detection System)，这类探测系统是主动抽取环境中空气，只要空气中有烟雾，就能及时报警，并在火灾形成前数小时，实现早期报警。本条规定的灵敏度是传统探测器的数百倍，做到早期发现，将火源消灭在初始状态；③在关键生产设备，主要是使用易引发火情的设备应设有火灾报警和灭火装置。据调研表明，在集成电路芯片工厂、TFT-LCD制造工厂等使用易燃、易爆化学品、气体的生产设备都设有火灾报警和灭火装置，为本条规定的实施创造了有利条件。

6．2．4 据调查资料表明，表18所列的一些电子工业洁净厂房都是垂直单向流洁净室。此类洁净室的洁净生产区与下技术夹层是以多孔活动地板和多孔混凝土板(华夫板)分隔，下技术夹层是回风静压箱，并可能安装生产辅助设施、各类管线等。多孔活动地板上开孔多少视回风量确定，其开孔率一般在30％～50％；而华夫板上的开孔率大于上述开孔率，每个孔洞的直径一般是400mm左右。下技术夹层不设岗位操作人员，其高度为2．5～5．5m。上技术夹层是送风静压箱，它以基本布满高效空气过滤器或FFU和灯具的吊顶格栅与洁净生产区相连。上技术夹层没有岗位操作人员，其高度一般为2．5～5．5m。由于上述构造特点和使用特性，所以美国NFPA 318《洁净室消防标准》中明确：“洁净室包括活动地板下的空间和吊顶格栅以上作为空气通道的空间”，“活动地板下方提供安装机械、电讯或类似系统，或作为送风或回风静压箱作用的空间”。洁净室的上下技术夹层的建筑面积可不计入防火分区的建筑面积。上下技术夹层和洁净生产层，按其构造特点和用途，可作为同一防火分区。对于非单向流的技术夹层，一般均设在吊顶上部，其高度均小于2．0m，其洁净生产层与吊顶上部的技术夹层均按同一防火分区进行设计、建造。所以本条作了相关的规定。

6．2．5 电子工业洁净厂房洁净室的顶棚和墙板、技术竖井井壁的材质，应符合现行国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073—2001中第5．2．4条、第5．2．6条的相关规定。

6．2．6 本条依据现行国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073—2001中第5．2．5条的规定。

6．2．7 本条为洁净厂房的安全出口设置的有关规定。第1款中规定依据现行国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073—2001中第5．2．7条的规定。
第2款安全疏散距离依据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016—2006的第3．7．4条中有关厂房内任一点到最近安全出口的距离不应大于表第3．7．4的规定。第2款中，还根据洁净厂房平面布置要求和洁净室的特点，规定了“安全出口应分散布置，并应设有明显的疏散标志”等，以利于人员的疏散。
第3款的规定是由于近年设计建造的微电子工厂洁净厂房的大体量、大面积的实际情况，如表18中所列的5代、6代TFT—LCD液晶显示器生产用洁净厂房的洁净生产区面积已达33000m2以上，建筑高度达26．5m，其厂房内任一点到最近安全出口的距离达80～120m。这类洁净厂房内使用可燃、易燃气体的关键设备均设有火灾报警、气体报警和C02灭火装置；这类厂房如前所述均设有高灵敏度早期烟雾探测系统，且此类厂房由于生产工艺设备体积大、连续性生产、自动化传输等因素，致使要实现厂房内任一点到安全出口的距离符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定十分困难；此类厂房中操作人员较少，人员密度极低，且人员流动巡查。因此本款规定：“丙类生产的电子工业洁净厂房，在关键生产设备自带火灾报警和灭火装置以及回风气流中设有灵敏度严于0．01％obs／m的高灵敏度早期火灾报警探测系统后，安全疏散距离可按工艺需要确定，但不得大于本条第2款规定的安全疏散距离的1．5倍。”在本款的“注”中对8代TFT-LCD生产用洁净生产区的疏散距离，推荐在人员密度小于0．02人／m2时，可按工艺需要确定，但不得超过120m。

6．2．8 由于电子工业洁净厂房空间密闭，且设有人员净化、物料净化设施，一旦出现火情，消防人员进入洁净室的路径较困难，为此本条规定洁净室(区)各层外墙应设供消防人员通往洁净室(区)的入口。
鉴于洁净厂房外墙上楼层的吊门、电控自动门，一般都不能从外面开启，因此不能作为消防人员进入厂房的入口；装有栅栏的窗，由于栅栏的阻隔，影响消防人员迅速进入厂房，也不能作为消防人员的入口。

6．2．9 制定本条的依据是：
1 在电子工业洁净厂房内不可避免地会设有现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016—2006相关规定所容许的一定规模的有爆炸危险的甲乙类生产部位(区域、房间等)，如高纯气体纯化间、有可燃气体的气体入口室、特种气体储存分配间、可燃化学品储存、分配间等。
2 在现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016—2006中明确规定，对有爆炸危险的甲乙类生产部位，宜设置在单层厂房外墙的泄压设施或多层厂房顶层靠外墙的泄压设施附近。

6．3 室内装修

6．3．1 本条规定包括三方面的内容：
1 洁净厂房的建筑围护结构和室内装修用材料，不可避免地会在温度和湿度变化时引起变形，为确保洁净室(区)内的洁净环境，减少微尘产生、积聚，应选用气密性良好，且在温度、湿度变化时变形小的材料。
2 洁净室(区)内，某些电子产品会因化学污染物在产品表面沉积影响产品质量或在后续生产过程中发生化学反应，造成次品以至废品，所以在洁净室(区)内，为防止化学污染，本条规定：“洁净室装饰材料及其密封材料不得采用释放对电子产品品质有影响物质的材料。”在进行洁净室设计或建造选用装饰材料时，应与具体项目的业主方或提供生产工艺方进行协调后确定。
3 洁净室内所选用的装修材料的燃烧性能应符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222的规定。

6．3．3 制定本条文的目的除了强调洁净室楼地面设计应避免微粒的产生、积聚外，还规定了：
1 洁净室(区)地面应满足电子产品生产工艺和设备安装要求。如芯片生产用洁净厂房，采用垂直单向流洁净室时，一般采用回风活动地板；在洁净室(区)不同部位因生产工艺和设备安装的要求，尚需选用不同承载能力、规格型号各不相同的活动地板。
2 为防止洁净室(区)内地面施工后，在使用过程发生裂缝、裂纹等，容易产尘和微粒积聚，为此，洁净室地面垫层推荐采用配筋方式。

6．3．7 目前，国内电子产品生产洁净室（区)内的墙板和顶棚基本上均采用轻质壁板构造，各地所采用的轻质壁板有多种形式，如夹芯彩钢板、玻璃板、无机复合材料钢塑板等。其中夹芯彩钢板应用广泛，其夹芯材料有多种材料和构造，如岩棉、纸蜂窝、铝蜂窝、双层石膏板、无机复合材料等。不论采用何种材质，除壁板本身质量至关重要外，轻质壁板构造、轻质壁板连接构造的整体性和气密性是很重要的，整体性除板与板之间的雌雄槽紧密地组合外，还靠上下马槽和板之间的严密结合，使洁净室形成一个完整的匣体。壁板之间的接缝应以硅橡胶等密封材料嵌缝密封，它的作用是防止灰尘在停机时从此进入室内，同时使洁净室在正常工作时易于保持所需正压，减少能量的损耗。此外，洁净室的关键密封部位是高效过滤器本身或高效过滤器与其安装骨架之间的缝隙，一定要具有良好密封性能。目前国内使用的密封方法很多，如液槽密封、机械压垫密封等，但必须做到涂抹或填嵌方便、操作简单，而且还要考虑更换高效过滤器时方便拆装。总之，没有经过高效过滤器过滤的空气是不允许直接进入洁净室。洁净室顶棚轻质壁板应具有一定的承重能力，以便施工、运行维护时人员行走。