强制性条文汇编!
3.1.5 特种气体间的设计应符合下列规定:
1 特种气体间应设置排风系统,并应按负压设计;
2 特种气体间应采用防火隔墙相互隔离;
3.1.6 当生产厂房内的自燃性特种气体的储存量超过57m³时,应设置独立的特种气体站。
3.2.5 大宗硅烷系统气体设备应布置在独立的开敞式建筑,不得布置在地下室。开敞式建筑应带屋顶遮盖,外墙面的遮挡部分不得大于三面,且墙体与墙体之间、墙体与屋顶结构之间应设置自然通风的空间。硅烷容器与四周障碍物的最小距离小于障碍物高度的2倍时,大宗硅烷系统应设置机械通风。
3.2.6 硅烷站内大宗容器之间以及容器与工艺气体盘之间的距离小于9m时,应设置 2h以上的防火隔断。
3.2.7 硅烷气瓶柜内的硅烷钢瓶应固定在钢架上,两个钢瓶之间应采用钢板隔离,钢板厚度应大于或等于6mm。
3.3.7 剧毒性特种气体供应间应配置专用容器或堵漏工具、排风装置和剧毒性特种气体在事故状态下的排风处理装置。
3.3.8 剧毒性特种气体供应间应设置双锁安全门、防盗窗和防止人员入侵的技术防范设施。
4.2.1 特种气体系统的气瓶柜、气瓶架的设置应符合下列规定:
2 不相容气体瓶不应放置于同一气瓶柜或气瓶架中;
5 气瓶柜闭门时应保持不低于100Pa负压,柜内的排风换气次数不得低于300次/h;
6 自燃性、易燃性、毒性、腐蚀性气瓶柜应在排风出口设置固定式气体泄漏探测器;
4.3.1 特种气体系统吹扫气体的设置应符合下列规定:
1 自燃性、易燃性、毒性、腐蚀性特种气体系统的吹扫气体应与独立的气源连接,不得与公用气源或工艺气源系统相连;
2 不相容性特种气体系统的吹扫气体不得共用同一气源;
3 吹扫气体管线应设置止回阀。
4.4.4 硅烷系统必须采用独立的惰性气源进行吹扫。
4.4.7 硅烷连接管道钢瓶侧应设置常闭式紧急切断阀,硅烷站的安全出口应设置手动紧急切断按钮,至少有一个手动紧急切断按钮与输送装置的距离不应小于4.6m。
5.2.1 储存、输送、使用特种气体的下列区域或场所应设置特种气体探测装置:
1 自燃性、易燃性、剧毒性、毒性、腐蚀性气体气瓶柜和阀门箱的排风管口处;
2 生产工艺设备的自燃性、易燃性、剧毒性、毒性、腐蚀性气体阀门箱的排风管口处,工艺设备的排风管口处;
3 生产工艺设备的特种气体的废气处理装置排风出管口处;
4 惰性气体间可能产生窒息的区域;
5 自燃性、易燃性、剧毒性、毒性、腐蚀性气体设备间;
5.2.3 自燃性、易燃性、剧毒性、毒性气体、氧气检测装置报警设定值应符合下列规定:
1 自燃性、易燃性气体的一级报警设定值不应大于25%易燃性气体爆炸浓度下限值,二级报警设定值不应大于50%易燃性气体爆炸浓度下限值;
2 剧毒性、毒性气体的一级报警设定值不应大于 50%空气中有害物质的最高允许浓度值一时间加权平均容许浓度(TLV-TWA),二级报警设定值不应大于100%空气中有害物质的最高允许浓度值一时间加权平均容许浓度(TLV-TWA);
3 设在惰性气体间的氧气探测器,其一级报警设定值不应小于19.5%氧气体积浓度(V/V),二级报警设定值不应小于18%氧气体积浓度(V/V);
5.2.6 硅烷排风管道的气体探测器的报警设定值,应小于或等于50ppm,并应与硅烷气源的自动切断阀联锁;硅烷站环境气体探测器的报警设定值应小于或等于5ppm,环境气体探测器报警时,硅烷控制系统不应自动切断硅烷输送管路。
5.4.5 室外大宗硅烷系统的钢瓶区域内必须设置紫外、红外火焰探测器;室内硅烷输送系统应采用火焰探测器或感温探测器。
6.1.3 生产厂 房洁净室内的自燃性、易燃性和毒性特种气体管道应明敷,并应采用焊接。
6.1.4 特种气体穿过生产区墙壁 与楼板处的管段应设置套管,套管内的管道不得有焊缝,套管与管道之间应采用密封措施。易燃性、毒性、腐蚀性特种气体管道的机械连接处,应置于排风罩内。
6.2.6 氧化性气体系统应采用专用禁油阀门、附件和管材,并应进行脱脂处理。
7.2.1 甲类特种气体站与工厂建(构)筑物的防火间距,不得小于表7.2.1的规定。
表7.2.1 甲类特种气体站与工厂建(构)筑物的防火间距(m)
注:1 防火间距应按相邻建(构)筑物的外墙、凸出部分外缘、气瓶集装格外缘的最近距离计算。
2 甲类特种气体站与甲类仓库之间的防火间距,当第3、4项物品使用储量不大于2t,第1、2、5、6项物品使用储量不大于5t时,不应小于12m。
7.2.9 硅烷站安全出口的设置应符合下列规定:
1 硅烷站的建筑面积大于或等于19m²时,不得少于两个安全出口;建筑面积小于19m²时,不得少于一个安全出口;
2 硅烷站内任何地点到最近安全出口的距离不得大于23m。
9.1.3 毒性、剧毒性、腐蚀性气体的特种气体间应在安全区域设置紧急冲身洗眼器。
9.2.5 特种气体站、特种气体间内存储的特种气体与水可能发生剧烈反应时,该特种气体间不得采用水消防系统。
9.2.6 硅烷站的消防系统应符合下列规定:
1 发生硅烷火灾时,应紧急切断硅烷气源,在未切断气源的情况下,严禁扑灭硅烷火焰;
9.3.2 特种气体气瓶柜、阀门箱应设置机械排风装置。
9.3.15 特种气体设备及站房排风管道及空调风管应采用不燃材料制作,保温应采用不燃或难燃材料,腐蚀性特种气体的排风管道应采用耐腐蚀材料制作。
9.3.17 特种气体站房排风系统不得与火灾报警系统联动控制;火灾发生时,严禁关闭排风系统。
10.6.2 特种气体管道配管应符合下列规定:
7 不锈钢管道密封接头的密封垫片应根据气体的性质采用不锈钢垫片或镍垫片,严禁采用非金属垫片、有划伤的垫片以及将使用过的垫片,在同一密封面应采用一个垫片;
10.7.2 施工前应将管道内的特种气体用高纯氮气完全置换,被置换出的气体应经过尾气处理装置处理,达标后排放。
10.7.2 施工前应将管道内的特种气体用高纯氮气完全置换,被置换出的气体应经过尾气处理装置处理,达标后排放。 前言
中华人民共和国国家标准
特种气体系统工程技术标准
Technical standard for specialty gas system engineering
GB 50646-2020
主编部门:中华人民共和国工业和信息化部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2020年10月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告2020年第59号住房和城乡建设部关于发布国家标准《特种气体系统工程技术标准》的公告现批准(特种气体系统工程技术标准》为国家标准,编号为GB 50646-2020,自2020年10月1日起实施。其中,第3.1.5(1、2)、3.1.6、3.2.5、3.2.6、3.2.7、3.3.7、3.3.8、4.2.1(2、5、6)、4.3.1、4.4.4、4.4.7、5.2.1(1、2、3、4、5)、5.2.3(1、2、3)、5.2.6、5.4.5、6.1.3、6.1.4、6.2.6、7.2.1、7.2.9、9.1.3、9.2.5、9.2.6(1),9.3.2、9.3.15、9.3.17、10.6.2(7)、10.7.2条(款)为强制性条文,必须严格执行。原国家标准(特种气体系统工程技术规范》GB 50646-2011 同时废止。
本标准在住房和城乡建设部门户网站( www. mohurd. gov. cn)公开,并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2020年2月27日
根据住房城乡建设部《关于印发(2017年工程建设标准制订、修订及相关工作计划>的通知建标[2016]248号)的要求,由信息产业电子第十一研究院科技工程股份有限公司和中国电子系统工程第二建设有限公司会同有关单位共同编制完成。
本标准在编制过程中,编制组根据我国特种气体系统各类站房的设计、建造和运行的实际情况,进行了广泛的调查研究,同时考虑我国特种气体的技术来源情况,对国外的有关标准进行了研读,并在全国范围内广泛向有关单位或个人征求意见的基础上,修改、完善标准,最后经审查定稿。
本标准的主要技术内容是:总则、术语、特种气体站房、特种气体工艺系统、生命安全系统、特种气体管道输送系统、建筑结构、电气与防雷、公用工程、特种气体系统工程施工、特种气体系统工程验收等。
本标准修订的主要技术内容是:
1.取消规范中的第5章“硅烷站”的设置,根据其专业内容分别并入第3章至第9章的相关章节。
2.合并规范中的第10章“给水排水及消防”和第11章“采暖通风与空气调节”,合并后为新标准的第9章“公用工程”。
3.根据我国工程建设的实际情况及国外相关规范的内容,修改了第3章“特种气体站房”的部分内容。
4.将第11章“特种气体系统验收”的部分内容纳入该章节的条文说明。
本标准中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本标准由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由工业和信息化部负责日常管理,由信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司负责具体技术内容的解释。在执行本标准的过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,如发现需要修改或补充之处,请将意见和有关资料寄至信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司(地址:四川成都市双林路251号;邮编:610021;传真:028-84333172;E-mail:edrill @ edri.cn),以供今后修订时参考。
本标准主编单位:信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司
中国电子系统工程第二建设有限公司
本标准参编单位:上海正帆科技股份有限公司
中国电子工程设计院有限公司
工业和信息化部电子工业标准化研究院
液化空气(中国)投资有限公司
咸阳彩虹光电科技有限公司
成都爱德工程有限公司
中国电子科技集团公司第五十八研究所
本标准主要起草人员:李骥 吴军 闫诗源 薛长立 黄勇 李东升 江元升 欧华星 夏双兵 陆崎 张家红 王凌旭 宋燕 钱春健 朱梅君 薛首文 毛冬凯 胡天碧 王鹏亮 顾爱军
本标准主要审查人员:郑秉孝 侯文川 崔永祥 刘小娇 薛东升 姜剑锋 周礼誉 张志辉 孙效义
1总则
1.0.1 为了在电子工业工厂特种气体系统及配套装置的工程设计、施工及验收中贯彻国家现行法律、法规,满足产品生产要求,确保人身和财产安全、做到安全适用、技术先进、保护环境、节约能源、经济合理,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于新建、改建、扩建的电子工业的特种气体系统工程中的设计、施工和验收。
1.0.3 本标准不适用于特种气体的制取、提纯、灌装等生产及配套装置的工程设计、施工和验收。
1.0.4 特种气体系统工程的设计、施工及验收除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
条文说明
1.0.1 本条是本标准的宗旨,鉴于电子工厂大部分的特种气体具有自燃、易燃、毒性、腐蚀性、氧化性的特点,同时许多特种气体都具有窒息性,密闭性好的电子工厂厂房内窒息性气体对人员的危害性不可忽视,所以,电子工厂中特种气体站房的设计、建造对于确保财产安全、生命安全都十分重要。随着国内电子工厂特别是半导体器件、集成电路、光电器件类电子工厂,如大规模和超大规模集成电路工厂、薄膜晶体管液晶显示器( TFT-LCD)工厂、太阳能电池工厂、电子材料工厂等建设的日益增多,特种气体系统的应用越来越广,因此,特种气体站房及其系统的设计、施工和验收要采取相应的防火、防毒、防腐蚀和防窒息等安全措施,正确贯彻实施国家有关环境保护、节约能源等各种法律法规,同时,系统的设计要具有先进性和经济性。
1.0.2、1.0.3 本标准适用范围是从外购特种气体与其附属设备在工厂内的站房开始到工艺设备之间的系统工程的设计、施工和验收,不包含特种气体的制取、提纯、罐装系统的设计、施工和验收。本标准主要适应于电子工厂的工程设计、施工和验收,科研院校的实验室、小型车间的特种气体系统可参考执行。
1.0.4 鉴于特种气体具有易燃易爆、毒性大、腐蚀性强的特点,结合国家倡导的绿色环保、以人为本理念,特种气体系统的设计和施工应符合国家相关政策要求。与本标准有关的国家现行标准、规范主要有:《建筑设计防火规范》GB 50016、《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058、《氢气站设计规范》GB 50177、《工业金属管道设计规范》GB 50316、《自动喷水灭火系.统设计规范》GB 50084、《工业企业设计卫生标准》等。
2术语
2.0.1 特种气体 specialty gas
电子产品生产外延、化学气相沉积、刻蚀、掺杂等工艺中使用的自燃性、易燃性、剧毒性、毒性、腐蚀性、氧化性、惰性等特殊气体。
2.0.2 自燃性气体 pyrophoric gas
也称作发火气体,是指在空气中等于或低于54°C时可能自燃的易燃气体。
2.0.3 易燃性气体 flammable gas
一种在20℃和标准压力101.3kPa状态时空气混合有一定易燃范围的气体。
2.0.4 剧毒性气体 highly toxic gas
半致死浓度(空气中吸入4h)小于或等于100mL/m³的气体。
2.0.5 毒性气体 toxic gas
半致死浓度(空气中吸入4h)大于100mL/m³但不超过2500mL/m³的气体。
2.0.6 腐蚀性气体 corrosive gas
对材料或人体组织通过接触产生化学反应引起可见破坏或不可逆变化的气体。
2.0.7 氧化性气体 oxidizing gas
一般通过提供氧气,比空气更能导致和促使其他物质燃烧的任何气体。
2.0.8 惰性气体 inert gas
在一般情况下不会与其他物质产生化学反应的气体。
2.0.9 低蒸汽压力气体 low vapor pressure gas
在室温下的饱和蒸气压小于0.2MPa 的气体。
2.0.10 特种气体系统 specialty gas system
特种气体的储存、输送与分配过程的设备、管道和附件的总称。
2.0.11 大宗硅烷系统 bulk silane system
是指包括ISO标准集装瓶组、长管拖车、钢瓶集装格、Y型卧式钢瓶,或总的水容积超过250L的硅烷系统。
2.0.12 大宗特种气体系统 bulk specialty gas system
一般指单个气体设备容积大于400L的特种气体储存和送气系统。
2.0.13 液态特种气体系统 liquid specialty gas system
是指以液态输送、分配,在用户终端进行汽化的特种气体系统。
2.0.14 气体探测系统 gas detector system(GDS)
设置在特种气瓶柜、气瓶架、阀门箱、阀门盘及其他特种气体输送设备与管道所覆盖区域,通过检测本质气体或关联气体在空气中的浓度来判断本质气体的泄漏,从而发出声光报警信号、提供探测数据的系统。
2.0.15 气体管理系统 gas management system(GMS)
包含特种气体探测系统、应急处理系统、工作管理系统、监视系统、数据传输与处理系统的气体管理与控制系统的统称。
2.0.16 生产区 fabrication area
电子生产厂房内布置生产设备及相关的研发、测试的区域,有些生产过程将使用危险性生产材料,该区域为生产厂房的核心区域。
2.0.17 特种气体间 specialty gas room
电子生产厂房放置特种气瓶柜、气瓶架、卧式气瓶、气瓶集装格、尾气处理装置等气体设备,并通过管道向生产设备输送特种气体的房间。
2.0.18 特种气体站 specialty gas station
电子工厂放置卧式气瓶、气瓶集装格、IS0标准集装瓶组、长管拖车、尾气处理装置等气体设备,并通过管道向用生产厂房气设备输送特种气体的独立建(构)筑物。
2.0.19 特种气体站房 specialty gas station and room
是指在电子工厂特种气体间与特种气体站的统称。
2.0.20 硅烷站 silane station
是指放置硅烷或硅烷混合气体钢瓶、钢瓶集装格、卧式钢瓶、长管拖车或ISO标准集装瓶组、硅烷气化装置、尾气处理装置、电气装置等,并通过管道向生产厂房供应硅烷气体的独立建(构)筑物或区域。
2.0.21 气瓶集装格the bundle of gas cylinders用专用金属框架固定,采用集气管将多只气体钢瓶接口并联组合的气体钢瓶组单元。
2.0.22 ISO标准集装瓶组 ISO module
采用集气管将气体钢瓶、长管钢瓶或气瓶集装格相互连接并安装在专用金属框架上的组合集装模块。
2.0.23 气瓶柜 gas cabinet(GC)
特种气体使用的封闭式气瓶放置与气体输送设备。
2.0.24 气瓶架 gas rack(GR)
特种气体使用的开放式气瓶放置与气体输送设备。
2.0.25 阀门箱 valve manifold box(VMB)
特种气体在输送过程中使用的封闭式管道分配箱体,用于向一个或多个工艺设备提供特种气体。
2.0.26 阀门盘 valve manifold panel(VMP)
特种气体在输送过程中使用的开放式管道分配装置,用于向一个或多个工艺设备提供特种气体。
2.0.27 尾气处理装置 local scrubber
自燃性、易燃性、剧毒性、腐蚀性等气体的排气与吹扫气体的现场处理装置,处理后的尾气达到规定排放浓度,并排入用气车间的排气管道。
2.0.28 卧式气瓶 horizontal cylinder
用于储存较多特种气体的气瓶。一般水容积为450L、950L。
2.0.29 限流孔板 restrict flow orifice(RFO)
限定流体系统最大流量的一种装置。
2.0.30 过流开关 excess flow switch(EFS)
流体系统的流量超出设定值时,给出开关信号。
2.0.31 负压气源 sub一atmospheric gas source(SAGS)
1型:在标准温度和压力下,钢瓶内和阀门出口均为负压的气源。
2型:在标准温度和压力下,钢瓶内为正压,阀门出口为负压的气源。
2.0.32 不相容性 incompatible
不同气体混合后即发生化学反应,释放出能量并对环境产生危害作用的特性。
2.0.33 吹扫 purge
用氮气或惰性气体对特种气体系统内的本质气体或工作气体进行置换的过程。
2.0.34 排气 vent
特种气体设备与系统中排出的本质气体或工作气体。
2.0.35 气体面板 gas panel
集成切断阀门、调压阀、过滤器、压力计等零部件的专用设施。
2.0.36 半致死浓度 lethal concentration 50(LC50)
在空气中使健康的成年大白鼠连续吸入1h,能引起受试白鼠在14d内死亡一半的气体的浓度。
2.0.37 爆炸浓度下限值 low explosion limit(LEL)
易燃性气体在空气或氧化气体中发生爆炸的浓度下限值。
2.0.38 最高允许浓度值threshold limit value(TLV)
毒性气体在空气中的浓度小于该值时,充分且持续暴露于该环境中的作用人员的健康不会受到损害。
2.0.39 最高允许浓度值一时间加权平均允许浓度 limit value-time weighted average(TLV-TWA)threshold
作业人员按每天8h,每周5d工作制工作,健康不会受到损害的毒性气体时间加权平均浓度。
条文说明
本章所列术语 、定义是根据本标准的范 围和特种气体的特性以及储存、输送的实际需要进行制定,在制定相关术语时还依据美国消防协会标准《压缩气体及低温流体规范》(ComPressed Gasesand and Cryogenic Fluids Code)NFpA 55-2016版、(建筑建设和安全规范》(Building Construction and Safety Code)NFPA 5000-2018版、美国国家标准学会(ANSD标准《硅烷和硅烷混合物的储存和输送》(Storage and Handling of Silane and Silane Mixture)ANSI/CGA-13-2015版中的有关规定,如本节第2.0.16条“生产区”(fabrication area)是按照NFPA 5000-2018中的3.3.35.5“fabrication area”制定的,该条的内容摘录如下:
3.3.35.5 半导体生产设备及相关研发区域,在该区域 内 ,有些工艺生产需要使用危险性生产材料(HPM)。
如本节第 2.0.2 条“150标准集装瓶组”是 按 照 ANIS/CG-A13-2015中的3.2.4.1.2“150模块”制定的,该条的内容摘录如下:
3 .2 .4 .1 .2 采用集气管将气体钢瓶、长管钢瓶或气瓶集装格相互连接并安装在专用金属框架上的组合集装模块。150模块的框架及其角件都经过特殊设计,其尺寸适合于集装箱船、高速公路集装箱半挂车和铁路运集装箱的多模运输。
本章的特种气体不包括电子工业中常用 的五种大宗气体,即氮气、氢气、氧气、氩气和氦气。
3特种气体站房
3.1 一般规定
3.1.1 特种气体站房应布置在独立的建(构)筑物或生产厂房的特种气体间内。
3.1.2 布置在生产厂房内的特种气体间,可采用气瓶柜、气瓶架、卧式气瓶、气瓶集装格等向生产设备供应特种气体。
3.1.3 布置在单独建(构)筑物的特种气体站,可采用气瓶集装格、卧式气瓶、ISO标准集装瓶组、长管拖车等向生产设备供应特种气体。
3.1.4 布置在生产区的特种气体设备应符合下列规定:
1 特种气体的最大允许使用储存量应符合表3.1.4的规定;
2 特种气体应设置气瓶柜、排风装置;
3 生产区应设置自动消防喷淋系统,并应用防火隔墙与其他区域相互隔离;当特种气体的使用储存量超过表3.1.4规定的数量时,应设置特种气体间。
表3.1.4 生产厂房生产区最大允许使用储存量

注:气体总量为标准状态下的气体体积量。
3.1.5特种气体间的设计应符合下列规定:
1 特种气体间应设置排风系统,并应按负压设计;
2 特种气体间应采用防火隔墙相互隔离;
3 特种气体间的设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定。
3.1.6 当生产厂房内的自燃性特种气体的储存量超过57m³时,应设置独立的特种气体站。
3.1.7 生产厂房内生产区的低蒸汽压力特种气体设备宜靠近生产设备布置。
3.1.8 特种气体间应集中布置在生产厂房一楼或其他辅助楼层,位置宜靠外墙。
3.1.9 特种气体间的附近区域宜布置货运通道、货运电梯等运输设施。
条文说明
3.1.1 在电子工厂设计中,当供应和储存特种气体量较少时,为减少气体管道长度、保证气体质量,特种气体站房一般布置在生产厂房内一层的特种气体间。当供应和储存特种气体量较多时,为了安全需要,规定应将特种气体站房布置在单独的建(构)筑物内,利用室外管道输送特种气体至用气厂房。
3.1.2 布置在生产厂房内的特种气体间,用量相对较小。根据目前我国及欧美、日本等世界发达国家的特种气体供应情况,自燃性、易燃性、毒性、腐蚀性气体多采用气瓶柜供应,氧化性、惰性气体多采用气瓶架以及气体集装格等多种形式供应。
3.1.3 布置在单独建(构)筑物或区域内的特种气体站,根据目前我国及欧美、日本等世界发达国家的特种气体实际供应情况,通常采用气体集装格、卧式气瓶150标准集装瓶组、长管拖车等供应方式。
3.1.4 本条规定了生产区特种气体设备的布置原则与最大允许使用储存量,因为电子工业厂房的生产区要使用大量的特种气体,这些特种气体多具有自燃性、易燃性、剧毒性、毒性、腐蚀性、氧化性的危险性质,为此,规定特种气体在设置气瓶柜、排风装置,生产区设置自动消防喷淋系统的情况下,应按照表3.1.4的数量布置特种气体,这些数据是我国半导体行业多年来运行经验的总结,与电子工业发达国家的规定相近,惰性气体不在列表范围,不受上述文件限制。虽然本条规定了特种气体在生产区的布置要求,但是一般情况下,除非特种气体因为性质原因(如低蒸汽压力气体)或工艺有特殊要求,标准仍然建议将生产区的特种气体数量(包括惰性气体)降至最小值,尽可能将特种气体放置在特种气体间内,便于集中管理控制,这符合行业惯例与安全要求。
美国消防协会标准《压缩气体及低温流体 规 范 》 NFPA5-2016第3.3条(一般定义),第6.2条(控制区),第6.3条(用房保护级别)和《国际防火规范》IFC-2018表2704.2.2.l(每个半导体生产区危险材料的数量限制)也做了相关的规定,上述NFPA 55-2016和IFC-2008的相关内容摘录如下:
《压缩气体及低温流体规范》NFPA 55-20 16 :
3.3 一般定义
3.3.6.1 控制 区 :建 筑 或建筑的一部分,该区域内允许危险性材料的储存、输送、使用、或操作,危险性材料(HPM)的数量不应该超过最大量。
6.2 控制区
6.2.1 建设 需 求 :控 制 区是按照表 6.2.1的要求,用防火隔离相互分开的区域。
表 6.2.1 控制区的设计和数量

注释:上述表 中的百分比是指表 2(6.3.1.1)中的最大允许量(MAQ)及注释中允许增加数量的比例。
6.3 用房保护级别
6.3.1.2 超过MAQ 的数量:当室内相关控制区储存和使用低温流体及压缩气体的数量超过表6.3.1.2的数量时,将按照第6章的相关章节的要求执行。
表6.3.1.2 每个控制区危险材料的最大允许量(MAQ)

注释 :
(1) 控制区的定义和使用请见本规范第6.2节。
(2) 未摘录。
(3) 使用和储存的总量不应该超过储存的量,特殊存放总量不允许超过建筑规范的限制。
a.气体测量为标准状态(20℃)和(101.3kPa)。
b.除非储存和使用在气体房间或批准的气体柜或密闭排风,及规范有说明,上述气体不允许储存和使用在非喷淋的建筑内。
c.固定或移动式容器具有压力释放装置 , 并直接通往室外或排风罩。
d.当材料酌情储存或使用在批准的柜体,气瓶柜,密闭排风,气体房时 ,教量可以增加100%。注释e.也使用时,两个注释的数量可以叠加增加。
e.当整个建筑按照NFPA13设置有 自动喷琳系统时,数量可以增加100%,注释
d.也使用时,两个注释的数量可以叠加增加。
f.移动设备或槽车燃料储罐 内可燃气体量可以超过 MAQ,储存和操作的设备按照相关规范。
j.仅仅允 许 放 置 在按照 NFPA13 规范设计有 自动喷淋系统的建筑 内。
k.仅仅允许储存和使用在气体房间或批准的气瓶柜或密闭排风,规范有 特 别 说 明的地方。
(国际防火规范》IFC-2018:
表2704.2.2.1每个半导体生产区危险材料的数量限制。
注释:
a.管道 内 的 危 险性材料不包括在计算数量内。
b.每个半导体生产区的危险材料的数量不应超过表5003.1.1(1)和表5003.1.1(2)内每个控制区的允许数量(编者注:与NFPA 55-2016表6.3.1.1相同)。
c.符合ISO 8115包装要求的密集打包棉花不包括在上表的材料等级内。
d.可燃气体 、自燃气体、毒性气体和剧毒性气体的总量不应该超过0.2ft³/ft²或9000ft³(编者注:NFPA 55-2016上述气体总量为56+92+1.1+2.8=151.9m³=5364ft³,小于IFC规定的9000ft³的允许量)。
e.在建筑内自燃性气体的总量不应该超过表 5003.8.2展示的数据(编者注:为2000ft³,即57m³,与NFPA 55-2016表6.5相同)。
综上所述 ,电子工厂生产厂房的生产区内特种气体的数量限制采用。NFPA 55-2016中每个控制区危险材料的最大允许量(MAQ)是合适的。
3.1.5 本条第1款、第2款为强制性条款,必须严格执行。本条规定了特种气体间的设计应满足的要求。特种气体间应设置排风系统,房间应运行在负压状态是为了及时排除泄漏气体和防止气体间泄漏的气体进人相邻房间或通道,杜绝事故扩大;特种气体间应采用防火隔墙相互隔离是为了防止特种气体间的火灾事故蔓延至相邻房间。
同时,也规定了特种气体间的设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
美国消防协会标准《压缩气体及低温流体规范》NFPA 55-2016的第6.4条(气体室)也做了相关的规定,上述NFPA 55-2016的相关内容摘录如下:
6.4 气体间,因为气体 的 特 殊 供应需要,或材料的其他需要,或第7章至第16章涉及的特别使用需要等原因,气体的储存和用量超过阂值(最大允许量MAQ)时,气体间的使用可以满足这种要求。气体间的设计应符合第6.4.1条至第6.4.5条的规定。
6.4.1 压力控制,气体间与相关的周边区域相比,应是处于负压运行环境。
6.4.2 排风 ,气体间将提供排风系统。
6.4.3 建筑工程,气体间的建设将满足 建 筑 规 范的要求。
6.4.4 分隔,气体间将采与周边 区域用1h的防火隔离。
6.4.5 容量的限制,储存和使用压缩气体、相关设备、供 应 部件的压缩气体房间的功能将受到限制。
3.1.6 本条为强制性条文,必须严格执行。本条的编制依据是美国消防协会标准《压缩气体及低温流体规范》NFPA 55-2016的第6.5条(独立式建筑)的相关内容,上述NFPA5-2016的相关内容摘录如下:
6.5 独立式建筑,储存和使用压缩气体包括独立式大宗氢气压缩气体系统,当数量超过表6.5指定的数量时,应设计独立式建筑,建筑的建设应符合建筑规范的相关规定。
表6.5 材料数量超出了显示量,需设置独立式建筑

NFPA 55-2016规定是当气体间超过表 3中规定值时,应 设置独立的气体供应站,考虑目前电子工业使用特种气体的具体情况,本条只规定了自燃气体超过57m³时,应该设置独立的气体站。表中不稳定反应气体没有在电子行业中使用,氢气有专门规范定义,所以本条未纳人这两种气体。自燃性气体的燃爆危险性较其他特种气体更大,把超过一定数量的自燃气体布置在独立建筑,可以减少事故状态下对主生产厂房的影响,这在工厂设计中是非常必要的,也是行业内的通用做法。虽然本条只对自燃性气体设置独立的大宗气体站的储量进行了规定,但是,当电子工厂的其他特种气体危险性较大、储存量较多、且气体适合较远距离输送时,标准仍然建议在工厂设置独立的大宗特种气体站。
3.1.7 低蒸汽压力特种气体供应设施宜靠近工艺设备是考虑这些气体的蒸汽压力较低,从气瓶柜到工艺设备的输送距离应尽可能短。
3.1.8 生产厂房内的特种气体间集中布置在一楼或其他辅助楼层靠外墙位置的主要理由有:一是特种气体的气瓶架、气瓶柜、卧式气瓶的实瓶运进和空瓶运出方便性;二是按照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016 的有关规定,易燃易爆特种气体间在建筑设计上应设置防爆措施,特种气体间的外墙可以设计为泄爆面;三是集中布置便于进行安全管理;四是集中布置有利于特种气体间的空调、排放、排气、GMS、GDS的合理设计。
3.2 特种气体站房布置
3.2.1 特种气体应根据其物理化学性能及安全特性进行分类和工程设计。
3.2.2特种气体站房的生产的火灾危险性类别应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
3.2.3 生产厂房内的特种气体间根据气体性质宜分为易燃性气体间、毒性(腐蚀性)气体间、惰性(氧化性)气体间、剧毒性气体间等。
3.2.4 独立的特种气体站根据气体种类、兼容性等因索应分为不同种类的特种气体间。
3.2.5 大宗硅烷系统气体设备应布置在独立的开敞式建筑,不得布置在地下室。开敞式建筑应带屋顶遮盖,外墙面的遮挡部分不得大于三面,且墙体与墙体之间、墙体与屋顶结构之间应设置自然通风的空间。硅烷容器与四周障碍物的最小距离小于障碍物高度的2倍时,大宗硅烷系统应设置机械通风。
3.2.6 硅烷站内大宗容器之间以及容器与工艺气体盘之间的距离小于9m时,应设置 2h以上的防火隔断。
3.2.7 硅烷气瓶柜内的硅烷钢瓶应固定在钢架上,两个钢瓶之间应采用钢板隔离,钢板厚度应大于或等于6mm。
3.2.8 非大宗硅烷系统气体设备可放置在室内,不得建在地下室。
3.2.9 布置在开敞式建筑中的大宗硅烷站应在设备区域设置防雨防晒措施。
条文说明
3.2.1 根据特种气体的物理化学及安全特性,可分为自燃性.易燃性、毒性、腐蚀性、氧化性及惰性气体,几乎所有的特种气体都具有两种以上的物理化学性质,工程上按其主要危险性质进行划分,制定相关的防护措施和规定。
3.2.2 许多特种气体都具有自燃、易燃、易爆、氧化等性能,故本条规定特种气体站房的火灾危险性应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016 中厂房的有关规定。
3.2.3 对国内电子工厂已装设的特气体系统的调查得知,中国大陆电子工厂不论是国外独资企业、中外合资企业、国有企业,布置在生产厂房内的特种气体间基本上分为易燃性气体间、毒性气体间/腐蚀性气体间、氧化性/惰性气体间、剧毒性气体间等,主要是依据物理化学特性和相关法规来确定的。
3.2.5 本条为强制性条文,必须严格执行。本条规定大宗硅烷站应布置为独立的开敞式建筑物,并规定了开敞式建筑屋顶、外墙及它们之间的特殊设计和建设方法,如规定外墙与外墙之间,外墙与屋面结构之间应设置足够的隔离空间,其目的是防止因为墙体的设置不当,影响硅烷站的自然通风,防止硅烷积聚造成安全事故,同时,说明了硅烷容器与周边障碍物的距离要求,规定距离应不小于障碍物高度的2倍或通过设计机械通风来防止硅烷积聚。硅烷属于自燃性气体,自燃温度为-50℃,燃烧热44,370kJ/kg(1kg硅烷相当于 10kgTNT当量)。硅烷按化学当量与空气混合时(硅烷占9.51%),局限空间(定容)环境下硅烷的爆燃产生的压力是10.21atm,而爆炸情况下是19.81atm。如此强大的压力冲击波,会对周围的人员和建筑物带来灾难性的损失。许多大型电子工厂硅烷储存量达到12t~15t,-旦发生爆炸,危险性极大,本条规定是为了通过独立式的开敞式建筑及相关措施,通过自然通风和机械通风的方法防止事故状态下的硅烷堆积,减少事故发生,并在万一发生事故时,将事故危害降至最低程度。
美国国家标准学会标准《硅烷和硅烷混合物的储存和操作》ANSI/CGA G 13-2015第3.2.22.2条(室外)、第6.2.1条(位置)、第6.2.1.1条(空旷)、第6.2.1.1.1条(减缓措施)和第7.2条(室内储存和使用)也做了相关的规定。上述ANSI/CGA G-13-2015的相关内容摘录如下:
3.2.22.2 室外位置有两种情况:1.建筑的室外;2.有顶棚遮盖和不多余三面独立的外墙的场所,墙与顶棚结构之间、墙与墙之间有足够的空间隔离,当硅烷泄漏时,可以减少硅烷的堆积。注释:可以通过链式围栏或相似的不阻挡空气流动的开式结构建设敞开式环境。
6.2.1 除了按照第7章要求的安装非大宗硅烷系统和按照第18章的要求安装的大宗硅烷系统可以放置在室内,硅烷气源和供应系统应放置在室外,虽然硅烷系统允许放置在室内,硅烷的存放和使用还是最好在室外,目的是为了减少在火灾和保证事故时,对设备和人员造成的危害。通过把硅烷系统安装在一个无限制的空间,周围的环境能够吸收无限的热量,周围的环境也允许无限的膨胀,以便迅速释放超高的压力。
6.2.1.1 系统应置于开敞式环境中,并应按照第6.3条的要求允许空气自由流动,减少硅烷泄漏时潜在的堆积,详见第3.2.22.1条。非硅烷系统的物体,或支撑结构,或防火隔离会影响硅烷系统区域空气的自由流动,这些障碍物与硅烷储存容器的最小距离应为障碍物高度的2倍,不是大型障碍物且不影响空气流动,不需要考虑最小距离,比如,电话杆等宽度较小的物体。支撑结构和防火隔墙的设计应允许尽可能多的空气自由流动。
6.2.1.1.1 减缓措施。
不符合第6.2.1.1条要求的硅烷气源和系统应为硅烷的使用提供减灾措施。
例如,设定位于结构屋面下的硅烷瓶一侧布置的设备高度为 10ft(3m),应用上述规则,设备至屋面结构的距离不应少于20ft(6m),如果不能满足20ft(6m)的距离要求,应该提供减灾措施,强制空气流动作减灾措施是允许的,硅烷使用的减灾措施可以通过容器阀门连接件和非焊接的机械连接上部的空气流动防止硅烷在结构内的堆积。
7.2 用于硅烷储存的建筑、房间或区域的建设应符合当地消防部门(AHJ)的要求,硅烷站不应建在地下室,大宗硅烷站不应建在室内。
3.2.6 本条为强制性条文,必须严格执行。规定硅烷站内大宗容器之间以及容器与工艺气体盘之间的距离要求的目的是为了在事故状态下保护操作人员的安全,同时考虑了工厂的实际情况,又规定单硅烷站内大宗容器之间以及容器与工艺气体盘之间的距离小于9m时,应设置2h以上的防火隔断,目的是通过防火隔墙控制火灾范围,保护操作人员的安全。
美国国家标准学会标准《硅烷和硅烷混合物的储存和操作》ANSI/CGAG-13-201第6.4.3条(大宗硅烷系统的布置)也做了相关的规定,上述 CGAG-13-2015相关内容摘录如下:
6.4.3.2.1 控制盘和硅烷供应源的分隔。
在硅烷大宗供应源容器和控制盘或工艺气体盘之间应设置2h的防火隔墙。或者作为选择,在容器和控制或工艺气体盘之间应设置30 英尺(9m)的隔断。
6.4.3.2.2 控制盘和工艺气体盘之间的分隔。
为保护盘面操作期间硅烷潜在泄漏对操作者的伤害,控制盘的位置应离工艺气体盘不少于 15ft(4.6m),如果防火隔或其他保护系统用于保护操作者,控制盘的距离可以减少。
3.2.7 本条为强制性条文,必须严格执行。规定硅烷气瓶柜内的硅烷钢瓶应固定在钢架上,两个钢瓶之间应用6mm 钢板隔离。
这是为了防止硅烷泄漏的火焰破坏临近钢瓶和设备,避免硅烷泄漏事故进步扩大,保护设备与工作人员,这些措施是电子工厂多年运行的经验总结。
美国国家标准学会标准《硅烷和硅烷混合物的储存和操作》ANSI/CGAG-13-2015第6.4.2条(气瓶系统的布置)也做了相关的规定,上述 ANSI/GA G13-2015相关内容摘录如下:
6.2.4 为了防止硅烷泄漏的火焰破坏临近钢瓶和设备,气瓶柜内的硅烷钢瓶应固定在钢架上,且之间应采用1/4in(6mm)厚的钢板隔离。钢板应延伸到阀门出口中心线以下至少18in(460mm),以及中心线以上至少 6in(150mm)来进行保护。
3.2.8 本条规定非大宗硅烷气体设备可布置在室内,不得建在地下室。因为非大宗硅烷用量不大,这也为硅烷存储设备水容积不超过 250L的硅烷供应系统提供另外一种设计选项,可以减少建设投资,缩短硅烷管道的长度,方便硅烷系统的管理。同时,强调不得建在地下室也是为了进一步防控安全风险。
美国国家标准学会标准《硅烷和硅烷混合物的储存和操作》ANSI/CGA G-13-2015第7.2条(室内储存和使用)、第7.3条(非大宗硅烷系统)也做了相关的内容,上述CGA G-13-2015 相关内容摘录如下:
7.2 用于硅烷储存的建筑、房间或区域的建设应符合当地消防部门(AHJ)的要求,硅烷站不应建在地下室,大宗硅烷站不应建在室内。
7.3 非大宗硅烷设备和系统允许放置在室内,室内储罐系统与室外储罐系统的指南是相似的,不同点是为了防止在硅烷泄漏时硅烷的堆积,需要对硅烷储罐机械连接部分进行强制通风,第二个不同点是在火灾和爆炸事故时控制有限的潜在风险。
482'>《特种气体系统工程技术标准[附条文说明]》GB 50646-2020 引用标准名录
《建筑设计防火规范》GB 50016
《建筑物防雷设计规范GB 50057
《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058
《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50081
《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140
《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB 50184
《建筑内部装修设计防火规范》GB50222
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231
《工业金属管道工程施工规范》GB 50235
《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB 50236
《工业金属管道设计规范》GB 50316
《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》GB 50683
《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974
《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T 14976
《危险化学品重大危险源辨识》GB 18218
《化工装置工艺系统工程设计技术规定》HG/T 20570