LCD 제조공정 클린룸의 화재시 CFD를 이용한 제연성능 개선대책에 관한 연구

Abstract

첨단산업기술인 반도체, LCD 등 제조의 핵심공정인 클린룸은 생산제품의 성능 및 품질에 절대적인 영향을 미치는 가장 중요한 공정이다. 그러나 국내는 방화공학적인 측면에서 과학적이고 종합안전대책에 대한 체계적인 연구가 제대로 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 LCD 제조공정 클린룸에 설치하는 제연시스템의 성능 및 문제점을 파악하여 이에 대한 개선방안을 도출하기 위하여 여러 시나리오를 고려한 화재시뮬레이션과 피난시뮬레이션을 통하여 분석하였다. LCD 제조공정의 클린룸 화재 및 연기확산에 대하여 분석한 결과 화재시 공조기의 연동정지는 반드시 필요하며 연기의 부력을 고려하여 FAB 상부에 배연을 할 수 있도록 하여야 한다. 또한 대규모 클린룸의 경우 화재특성상 스프링클러헤드의 집열 성능이 떨어지므로, 조기반응형 헤드의 설치 및 작동시간을 빠르게 하기 위한 보조장치를 설치하여야 한다. 특히, 대공간 클린룸은 자동화 공정으로 거주밀도가 낮지만, 복잡한 생산장비의 배치와 방진복을 착용하고 근무해야하는 환경특성 때문에 화재시 피난안전성능 확보가 어렵기 때문에 공정 내 위험요소의 철저한 관리 및 주기적인 교육과 훈련이 필요하며, 방재선진국의 기준에 준하는 수준의 국내 관련기술 기준을 정립할 필요가 있다. As a core process in the manufacture of state-of-the-art industrial technologies such as semiconductor and LCD, a clean room is the most important process which can affect the performance and quality of products drastically. Nevertheless, scientific research on comprehensive safety measures from a fire protection standpoint is not being carried out in Korea. This study aims to derive measures to improve smoke control systems by identifying performance and problems of smoke systems installed in clean rooms as an LCD manufacturing process and analyzing fire and evacuation simulations considering several scenarios. As a result of analysis of fires and smoke in a clean roomas an LCD manufacturing process, it is found to be necessary to stop air handling units through interlocking in case of a fire and exhaust smoke out of the room through the top of FAB in consideration of buoyancy of smoke. It is also found to be necessary to install quick response sprinkler heads and accessories to accelerate the response time, because the heat-accumulating performance of sprinkler heads decreases in this application. Despite its low density of dwelling due to the automation process, clean room is characterized by an array of complex production equipment and working environment requiring dustproof clothes, which makes it difficult to acquire evacuation safety performance. Thus, thorough control of danger factors in processes and periodic education and training are required. It is also necessary to establish a level of domestic technologies equivalent to the level of standards of advanced countries in fire protection.