• 週五. 8 月 19th, 2022

科技廠必備 極早期火災預警系統 及早偵測 自動滅火

極早期火災預警系統 的重要性

對一個上千億投資額之 LCD 或是晶圓廠而言,任何一個小火災,先不論是否直接造成設備設施損失,光是設備停止運轉,停機一個小時的損失就高達數千萬元,如何及早偵測火災煙流發生、確保人命安全及降低財務損失,已成為廠內損害防阻的重要工作之一。如果發生火災,將導致人員、資料、電腦、財務、電信系統混亂和業務停頓。火災還可能造成其他嚴重的後果,有價值的資料損毀,甚至是不必要的自動滅火設備啟動後所造成的損害。

由於無塵室有垂直層流影響,傳統熱感應器或是光電、離子式偵煙器因為氣流因素,很難有效作動,因此,極早期火災預警系統就扮演著保障人命安全及降低財務損失的重要角色。國內目前共有數種極早期火災預警系統,其中由於產品之特性,並非適用於所有場所,然而其「早期偵知能力」卻可讓使用者即時得知火災之發生,並立刻處理。

極早期火災預警系統的靈敏度可達一般裝置在天花板上火災駐警器之 100 倍。若不考慮垂直層流影響,等到風機—濾網機組上的偵煙器發出警報時,此時的火災成長所產生的煙粒子濃度已對半導體廠房的潔淨度造成很大的影響及損害。若能在災害擴大到無法收拾之前,及早採取因應措施,抑制災情蔓延,則能讓損失減到最小,降低對人身安全之威脅。

極早期火災預警系統主要為高靈敏度的空氣取樣式煙霧偵測系統或者是抽氣式。所謂空氣取樣式 / 抽氣式是因為它的偵測原理是靠主機內部的抽氣泵,透過延伸至偵測區域的空氣取樣管路將空氣樣品抽回偵測室進行檢測,當空氣中的煙霧濃度達到一定程度時系統即發出警報。

極早期火災預警系統

火災發展4階段

  1. 初始階段 ( INCIPIENT ):開始燃燒之前,熱量低且集中,無明顯煙霧或是火燄,但有不可見之次微米粒子和氣體。此時物資漸漸發熱、悶燒,醞釀為火災初期,隨後若產生大粒子,離子式偵測器可能有感應。
  2. 可見煙霧 ( VISIBLE SMOKE )
  3. 產生火焰 ( FLAME )
  4. 產生劇熱 ( INTENSE HEAT ):高熱階段,此時大火猛烈且溫度極高,火燄偵測器才發生作用。

在火災的醞釀階段若是產生警報信號,將提供了更多的時間與機會來偵測並控制火災的發展。早期偵測的功能使得潛在的突發火災事件轉變為簡單的維護工作,因此使用此偵測器有助於避免火災的破壞損失和業務的停頓。

火災從火源開始悶燒,轉變到發焰起火而產生高熱的這段時間是非常關鍵的。在這段時間內,可能是情況持續惡化,進而發焰起火;或者是找出火源,採取行動,制止火災的發生。極早型偵煙預警系統可以爭取時間 ── 影響火災損失的關鍵因素。作業人員能有時間採取應變行動,可避免火災的危險、損失和破壞,並提供更廣泛的機會。

偵測煙霧 自動滅火

極早期預警系統信號可供相關人員採取行動,同時提供某一適當級別的警報信號,以啟動自動滅火設備,而不需要使用分離式偵測系統而犧牲火災發展初期的早期預警功能。抽氣式煙霧偵測系統之預期壽命至少為十年,系統監測每一台偵測器的狀態, 自動提供故障信號以降低昂貴的故障維修費用。整個系統包含「空氣取樣管路」及「偵測主機」二大部分。 

空氣取樣管路

空氣取樣管路可依保護區域或對象做彈性配性,以保證能達到最佳火災偵測效果,典型的取樣管路配置在天花板下方,並在適當的位置開取樣孔 (sampling points),如此空氣樣品即可透過取樣孔及取樣管路而送回偵測主機。當保護區域內有空調或機械通風系統在運轉,使得火災產生的煙霧流動方向可能會受到影響時,取樣管路亦可配置在煙霧可能的行進的方向上,以捕捉含有火災煙霧的空氣樣品。

若是火災的可能發生源被保護在一侷限空間時,亦可利用一分支出去的取樣軟管,將取樣孔伸入此空間內,將空氣樣品抽回偵測主機進行檢測。事實上,空氣取樣管路配置方式具有非常大的彈性,取樣管路隨保護區域及對象調整取樣位置的做法,能真正的達到火災偵測的效果。

偵測主機

空氣樣品被抽回偵測主機時,為避免空氣中的灰塵影響量測信號而產生誤動作,並且造成偵測室的污染,空氣樣品在進入偵測室(chamber) 之前,會先經過一個兩階段濾網(dual stage filter)。偵測室使用雷射為偵測光源,其偵測原理為光散射方式 (light scattering),亦即當煙霧粒子通過雷射光束時,將會產生散射光。藉由量測散射光的強弱大小,即可知道煙霧濃度之大小。
偵測室量測的信號被處理之後送至顯示面板,在其上顯示煙霧濃度大小。當煙霧濃度達到預測的等級時,顯示面板上將會產生相對應的火災警報,並可透過繼電器來驅動所連接的聲光警示設備、火災受信總機或者是其他的建築物監控系統。

極早期預警系統 應用場域

由於極早期預警系統能夠早期而且有效的偵測到火災的發生,因此廣泛的安裝在許多禁不起火災風險之重要場所。

  • 不能輕易中斷服務或生產之場所:如自動化設備等電信與電腦機房機房、醫院、電視台與廣播電台、 工廠無塵室、電力機房與輸配電站以及銀行等;在現代化的社會中,通訊、電力、資訊等服務一旦中斷,將造成重大影響與損失。
  • 需避免自動滅火系統不必要的釋放以及相關的業務中斷之場所:在電子資料處理中心(EDP Center)、診療設備室、無人機房,傳統探測器容易誤報,而使得昂貴的自動滅火系統產生不必要的釋放,極早型偵煙系統之可靠偵測效果可避免這種情形的發生。
  • 保護區域內有高速氣流或是空間廣大使得煙霧難以偵測之場所:高速的氣流或是廣大的空間都會造成煙霧的稀釋效果,增加火災偵測的困難度。極早型偵煙系統之高靈敏度可以彌補倉庫、冷凍庫、挑高大廳、停機棚、體育館與活動中心等場所之稀釋效果,而及時的發出火災警報。
  • 維護工作較難進行之場所:某些地點像是監獄、學校、宿舍、生產機器設備廠等,並不是很容易或方便進入,以進行維護工作。極早型偵煙系統之偵測元件集中在主機上,而且又具有智慧型的異常檢測功能,使得維護工作變得非常簡單。
  • 要求美觀或是所珍藏的物品價值無法估計之場所:極早型偵煙系之取樣管路可以隱藏在博物館、畫廊、檔案室、美術館、現代化建築、歷史建築或是古蹟之裝潢裡面,因此可以兼顧及美觀與保護效果。
  • 特定公共場所:某些公共場所如養老院、醫院、大型車站以及戲劇音樂等表演廳,若是發生火災,該區域數量有限的出入口再加上慌亂的人群,可能會使傷亡更加慘重,而其中還有病人、老人、嬰兒或者是其他行動不方便的人,則需要有更多的時間來逃離火場。
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