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系統識別號 U0026-0507201611205800
論文名稱(中文) 無塵室動態排煙區劃之設計與性能分析
論文名稱(英文) The Design and Analysis of Dynamic Exhaust System in Clean Rooms
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 104
學期 2
出版年 105
研究生(中文) 莊凱翔
研究生(英文) Kai-Siang Jhuang
學號 N66034213
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 51頁
口試委員 指導教授-賴啟銘
口試委員-何清政
口試委員-宋欣泰
口試委員-蔡銘儒
口試委員-張惠雲
中文關鍵字 晶圓廠  無塵室  FFU  FDS 
英文關鍵字 Wafer Fab  clean room  FFU  FDS 
學科別分類
中文摘要 由於半導體晶圓廠經常使用頭頂搬運系統(Overhead Transport)來進行搬運工作,使得在防煙設計上無法架設防煙垂壁,進而發展出FFU(Fan Filter Unit)降載設計。但是每間無塵室廠房的格局、排煙位置、預期火源之大小與位置不盡相同,FFU降載未必能適用於所有的無塵室廠房,不一定能完全取代防煙垂壁之功效。本研究以最嚴酷的情境,模擬無塵室廠房中全煙損情況,期望能將火災煙流完全侷限於單一區劃內。本研究先驗證單靠FFU降載策略是否能有效限制煙霧擴散,發現其效果非常有限,接著再逐步修改設計尋找改良的辦法,最終目的希望能找到能適用於大部分無塵室廠房的防煙設計。

本研究以異丙醇液體為燃料,以火災模擬軟體FDS(Fire Dynamics Simulator)來模擬火災發生時的煙霧流動狀況,藉由反覆觀察煙流的擴散速度、擴散方式、擴散至警戒區時間,逐步調整設計方案。最終模擬結果顯示,若要以FFU降載來限制煙流,首先必須配合煙霧的擴散速度調整FFU風速並改為增載,再配合該區域之排煙計畫調整各個FFU的風速,最後再以一排完整無空隙之FFU限制煙霧。

當火源位置相當接近防煙區邊界時,煙霧產生的方式會導致FFU在限制煙流上變得相當困難,單一固定式區劃將不再有效,最終建議使用活動式降載,以偵測到的火源為中心,再進行增降載策略。此外,也發現廠房內的機台配置也對火災煙流影響甚鉅。
英文摘要 Overhead Transport system is often used in semiconductor plants to transport items, and that’s the reason why the Smoke Barrier cannot be set. Therefore, FFU (Fan Filter Unit) derating program has been invented. However, not all the Smoke Barrier can be replaced by FFU in every semiconductor plant because of the structure, the smoke-exhausting area and the firing situation. I set a tough condition in this study: any smoke goes outside of the specific area is not allowed. This study shows the effects of FFU in some semiconductor plants. The goal is to find the best way to improve the effectiveness.

In this study, I use Isopropyl alcohol as the fuel, and I use FDS software to simulate and analyze the firing space. By observing the speed, the diffusing way, and the time, which arrive to the Warning area of the diffused, I adjusted the design over and over again. The result showed, the speed of FFU should be increased and the shape of fan area should be changed.

When the fire is closed to the Smoke Zone Boundary, the stationary Smoke Zone is not effective. The suggestion is to use movable Smoke Zone.
論文目次 摘要...............................................I
EXTENDED ABSTRACT.................................II
誌謝...............................................IX
目錄................................................X
圖目錄............................................XII
表目錄.............................................XV
第一章 緒論.......................................1
1.1 研究動機....................................1
1.2 論文架構....................................1
第二章 文獻回顧....................................3
2.1 法規與性能是設計.............................3
2.2 場域分析(CFD)與FDS軟體驗證 ...................3
2.3 無塵室與煙控之相關研究.......................4
第三章 研究方法....................................6
3.1 電腦軟體模擬應用.............................6
3.2 FDS 軟體簡介................................6
3.3 FDS 理論基礎................................8
3.4 模型幾何尺寸參數設定.........................13
第四章 結果與討論..................................21
4.1 設計方案一:火災區FFU均勻降載.................22
4.2 設計方案二:火災區FFU線性降載.................24
4.3 設計方案三:火災區FFU線性增載.................27
4.4 設計方案四:變更FFU增降載策略-依廠房形狀做調整..31
4.5 設計方案五:擴大排煙量........................32
4.6 設計方案六:變更FFU增降載策略-中心區FFU速度調降.35
4.7 設計方案七:變更區劃邊界之FFU設計..............37
4.8 變更火源位置.................................39
4.9 機台位置對煙霧擴散的影響......................44
第五章 結論與建議..................................46
5.1 結論........................................46
5.2 建議........................................46
參考文獻............................................49
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