6.1 前 言
本章將介紹運用細水霧電腦效能模擬平台 Firedass 進行效能分析，來 檢視製程風管中細水霧滅火系統之有效性，並找出最佳化設計，以提昇系 統達到應有的滅火效能。其原因於下略述。
半導體廠火災危險除了火燒直接損害外，燃燒煙霧的污染損害，亦絕 對不容忽視之。使用水系統滅火設備可以達到控制火源規模(或直接滅熄火 災)，亦有減少煙霧擴散污染的功能，但是撒水設備一般採用的設計放水量，
亦可能導致二次水害問題。故對於放水量相當少的細水霧滅火設備就被認 為更加適合於半導體廠內高複雜性製程設備環境，例如 FM DS 17-12 已准 許化學清洗槽使用細水霧滅火設備防止火災。據此，製程廢氣管路是否也 可以細水霧滅火設備保護？
目前在細水霧滅火系統廠商及國內研究機構積極投入進行開發測試 後，已逐漸克服技術上限制掌握細水霧滅火機制，在科技不斷的創新發 展與細水霧相關規範標準陸續出版實施刺激下，其系統優異的滅火能力 及廣泛的應用場所等特性，引起各界高度廣泛的興趣。但環顧國內細水霧 滅火系統並無標準的設計方法及統一的零組件規格，各廠商間的系統存在 有著不同的差異性，其系統設計理念也不盡相同，所以業者必須對細水霧 設計及安裝進行審慎考量。雖然安裝的細水霧滅火系統都已經過國際公認 的實驗室進行全尺寸測試，以驗證其滅火效能，但實際安裝的埸所與驗證 時的任何條件有所不同時，如安裝空間、系統搭配、安裝人員素質等，驗 證數據的可靠性及正確性便會受到質疑，加上目前並無任何關於製程風管 中實場測試之結果可被證明應用，所以本身必須進行實場測試以確認其設 計的正確性，為節省物力及人力，所以事先作相關模擬來作評估及實驗設 計的依據。
6.2 實例應用簡述 Hazard Analysis，PHA)、危害及可操作分析(Hazard and Operability study，HAZOP)等方法，找出之高風險等級可燃、易燃性的化學品
件內的靜壓有可能將濕式清洗台的火焰帶入主風管，而造成更嚴重 的災害。
(4)電腦模擬效能分析
選定若干種情境，應用工研院環安衛技術研究中心自國外引進之電腦 模擬平台 Firedass 進行滅火效能評估
(5)實場測試效能驗證、結果比對
本案最後階段，也將進行實場測試以進一步驗證、確認細水霧滅火系 統的有效、可靠性，同時亦可與電腦模擬結果進行比對，以驗證 Firedass 電腦模擬平台之正確性。
5. 是否符合可接受之設計基準
6. 選擇最終設計、達成設計之預期目標。
6.3 電腦模擬起始條件
半導體廠的濕式清洗台(Wet Bench)之材質大多為聚丙烯(PP)或聚氯乙 烯(PVC)，皆為易燃、高燃燒熱且燃燒會產生大煙量的材質，而且因機台內 有加熱器及可燃性有機溶劑，故其發生火災的機率相當的高，因此各廠均 將濕式清洗台區域設定為火災防護重點對象。
圖 6.2 圖 6.1
火災情境擬定濕式清洗台為起火目標，煙、熱、火焰藉著風速延燒至排 氣風管，且管件內的靜壓有可能將濕式清洗台的火焰帶入主風管，而造成更 嚴重的災害。
架構：模擬對象為廠內濕式清洗台的模擬區域配置。模擬區域包括機台端、
Sub-maim 風管和主風管，機台之長寬高分別為 3 x 1.75 x 2.8 公尺立
方體，機台距天花板1.5 公尺，下層迴風區高 1 公尺。模擬現場之情 境為排氣風管總長20 公尺，截面長寬均為 0.886 公尺。
圖 6.4 圖 6.3
依據國外實場測試的資料，風管內氣流先預熱至 80℃，排風速度為 5 公尺/秒，天花板處的下吹氣流速度為 1.2 公尺/秒，火源於零秒時點火，同 時點火後立即啟動細水霧系統或傳統撒水系統。
圖 6.5 圖 6.6
風管層
6.4 細水霧與傳統撒水系統的基本測試比較
在同等條件下模擬，細水霧與傳統撒水系統於管內設三個噴水頭，間距 4 公尺。細水霧系統以模擬平台 Firedass 進行效能評估，而傳統撒水系統則 以模擬平台FDS 進行效能評估。(圖 6.8 為風管之 FDS 電腦模型圖，圖中標 示出噴頭的位置及撒水的狀態)
圖 6.8 圖6.7
做一系列的模擬評估，改變出水量及噴頭數量(間距)調整參數，檢視最 佳效能。比較後發現，傳統撒水系統中有些水粒子前進方向與入流方向相 反，而細水霧系統則則不會，此現象說明了傳統撒水粒徑較大、動量也較大，
呈現與入流相反的方向移動，而細水霧之水氣霧滴則大致上隨氣流移動，故 自然與入流的方向一致。兩者不同的移動特性發現，傳統撒水的噴撒多集中 於撒水頭附近區域防護範圍內，而細水霧水粒子可隨氣流移動，即時充滿整 個防護區域，因此在排氣風管中，細水霧的防護區域較傳統撒水廣泛。
6.5 根據模擬結果規模之細水霧系統之火場測試
基本上係仿照芬蘭 VTT、挪威 SINTEF、美國 UL 及 FM 等測試 單位的測試方法，針對所選定的情境進行細水霧滅火效能分析。
（資料來源：Factory Mutual (FM) #4922 Fire Test Set-up）
圖6.9 火場測試情境概略圖
將進行實場測試以進一步驗證、確認細水霧滅火系統的有效、可靠性，
同時亦可與電腦模擬結果進行比對，以驗證 Firedass 電腦模擬平台之正確 性。
FM4922 for Exhaust Ducts