Rambler's Top100
Статьи ИКС № 01-02 2011
Елена КУРГАШЕВА  07 февраля 2011

Пожар в ЦОДе: чем и как тушить

Ущерб от простоя крупных дата- и call-центров, по данным американской Федеральной комиссии по коммуникациям (FCC), обходится в среднем в $2 млн в час. Одна из причин простоев – пожары, в которых оборудование не только выходит из строя, но и бывает безвозвратно утеряно. Именно поэтому в современных ЦОДах, помимо систем раннего обнаружения возгорания, необходимы и средства тушения пожаров, не разрушающие дорогое оборудование.

Елена Кургашева, ведущий эксперт компании «АРМО-Системы» по системам пожарной сигнализацииСегодня предприятия, относящиеся к любой отрасли экономики (производство, сфера услуг, финансовые структуры и др.), все больше и больше зависят от работы вычислительного и коммуникационного оборудования. Выход его из строя неизбежно приводит к прерыванию производственных и бизнес-процессов, т. е. влечет за собой высокие косвенные затраты. В связи с этим эффективная пожарная защита имеет особое значение для ЦОДов, где сконцентрировано серверное оборудование многих компаний.

 

Развитие пожаров в ЦОДах и их обнаружение

 

Как известно, существуют определенные сценарии развития пожаров в помещениях различного типа, в том числе и в ЦОДах. Для каждого этапа формирования пожара существуют строго определенные средства обнаружения, эффективные именно в этот период.

 

1 этап: тление (например, проводов или микросхем). выделяющийся дым присутствует в воздухе в минимальной концентрации. Для обнаружения пожара в этой фазе используют аспирационные системы раннего обнаружения возгорания. Следует отметить и тот факт, что при пожаре в ЦОДе ущерб электронному оборудованию часто наносит вовсе не пламя, а выделяющийся при тлении и горении газ, который окисляет электронные контакты. Поэтому в помещениях данного типа рекомендуется устанавливать газоанализаторы, встроенные в систему раннего обнаружения пожара.

 

2 этап: сильное задымление стоечного пространства. Чтобы его обнаружить, используют неадресные датчики дыма, установленные внутри стоек. Как правило, сигналы от этих извещателей обрабатываются программой мониторинга серверного оборудования, установленного в дата-центре, и используются в качестве дополнительной информации для контроля всех систем данного объекта. Иногда данный способ обнаружения пожара используют для активации системы пожаротушения отдельной стойки.

 

3 этап: сильное задымление помещения ЦОДа. Такой тип задымления детектируется с помощью адресных или неадресных датчиков общей системы пожарной сигнализации, установленных внутри помещения дата-центра. В качестве центрального приемно-контрольного оборудования здесь выступают пожарные панели иностранных и отечественных производителей. Все эти пожарные приборы должны быть сертифицированы для управления системами газового пожаротушения (ГПТ). Пожарные панели автоматически запускают системы активного пожаротушения при обнаружении возгорания. На 3-м этапе процесс тушения охватывает уже все пространство ЦОДа.

 

Как правило, в помещениях ЦОДов не устанавливают ни спринклерные, ни дренчерные системы тушения пожаров, потому что в случае их срабатывания дорогостоящее оборудование будет залито водой и непоправимо испорчено. Таким образом, для защиты ЦОДов системы газового пожаротушения оказываются незаменимыми.

 

Способы тушения пожаров

 

Обычно системы автоматического пожаротушения активируются только в тех случаях, когда развитие пожара уже невозможно остановить другими способами, например, отключив задымившийся сервер или системы кондиционирования. Существует два принципа организации пожаротушения при оборудовании ЦОДов системами ГПТ: это стоечное тушение пожара, когда воздействию подвергается отдельная стойка, и общее пожаротушение, когда соответствующие системы задействуются на всей площади ЦОДа. Рассмотрим подробнее оба эти подхода.

 

Стоечное пожаротушение. Применяется для отсеков с оборудованием специального назначения, особенно если потеря хранящихся там данных обойдется дороже установки и эксплуатации газовой системы пожаротушения. Срабатывание такого рода систем позволяет не прерывать работу оборудования, установленного в других стойках. Особенно это удобно, когда стойки, расположенные в дата-центре, арендуют разные компании: пожар в одной из стоек не приводит к отключению остальных серверов. Такой подход существенно уменьшает число претензий арендаторов из-за простоев, а также в значительной мере помогает избежать косвенного ущерба.

 

Общее газовое пожаротушение. Выполняет функцию обнаружения и тушения очага возгорания на всей площади защищаемого дата-центра. Такая система состоит из магистрального и распределительного трубопровода, насадок для выпуска газа, датчиков для обнаружения пожара, контроллеров управления, а также из батарей баллонов с огнетушащим составом. Систему можно собрать из отдельных компонентов от разных производителей.

 

При тушении пожара с помощью газа используются следующие механизмы ликвидации возгорания:

 

• охлаждение;

 

• изоляция;

 

• разбавление (подавление очага пожара за счет уменьшения концентрации кислорода в помещении, заполненном тушащим газом);

 

• ингибирование (связывание активных центров, что приводит к обрыву цепной реакции горения).

 

Как правило, при тушении пожара с помощью ГОТВ используется сразу несколько механизмов в различных комбинациях.

 

Выбор огнетушащего вещества

 

В большинстве случаев (90% и более) в современных установках для тушения пожаров используются перечисленные ниже газы (табл. 1).

 

Хладон 125ХП. Действие этого вещества основано на эффекте ингибирования с незначительным использованием принципа разбавления. В ходе тушения выделяется большое количество вредных соединений в результате химического разложения газа.

 

Хладон 227еа. Как и предыдущий, газ действует на основе эффекта ингибирования, останавливая процесс горения на химическом уровне и поглощая тепло. В ходе тушения также выделяется множество вредных веществ.

 

Инерген. Пожаротушение с помощью этого вещества основано на механизме разбавления, т.е. происходит за счет снижения концентрации кислорода в помещении (вытеснение воздуха). Для инергена характерно значительное расширение вещества в газовой фазе при выпуске, что обеспечивает сильное понижение температуры в помещении.

 

Novec 1230. Этот газ создает эффект охлаждения за счет отбора тепловой энергии у цепной реакции горения. При этом температура в защищаемом помещении также незначительно (не более чем на 2–3 градуса) понижается.

 

Вопрос о выборе «правильного» тушащего вещества волнует и заказчиков и проектировщиков, поэтому в каждом конкретном случае рекомендуется проводить соответствующий анализ с учетом нужд защищаемого объекта. При этом можно выделить ряд параметров, по которым легко провести сравнение ГОТВ как по техническим, так и по экономическим показателям. Вот эти пара-метры:

 

  механизмы тушения;

 

  безопасность для людей;

 

  безопасность для окружающей среды;

 

  экономическая эффективность;

 

  количество ГОТВ, необходимое для создания огнетушащей концентрации;

 

  количество модулей ГПТ;

 

  площадь, занимаемая установкой ГПТ;

 

  наличие проблем при эксплуатации;

 

  сложность трубных разводок;

 

  срок службы установок и газового огнетушащего состава;

 

  электрическое сопротивление в газовой фазе;

 

  необходимость постановки модулей ГПТ на учет в Ростехнадзоре.

 

При выборе огнетушащего вещества необходимо также учитывать специфику помещения, где оно будет использоваться. В нашем случае это помещение дата-центра с размещенным в нем высокотехнологичным оборудованием, имеющим электронную начинку, а для защиты помещений с электронным и электротехническим оборудованием крайне важен такой параметр, как диэлектрическая проницаемость ГОТВ. Для оценки диэлектрических свойств различных огнетушащих веществ их принято сравнивать с изолирующими свойствами осушенного азота (см. табл. 1).

 

К числу важнейших параметров, влияющих на выбор ГОТВ для защиты помещений дата-центров, относят огнетушащую концентрацию и безопасность для человека и окружающей среды. Для сравнения этих показателей можно опираться на данные табл. 2. Отметим, что все приведенные в ней вещества имеют нулевой озоноразрушающий потенциал.

 

Самым важным параметром с точки зрения ликвидации пожара является огнетушащая концентрация: чем она меньше, тем эффективнее применение газового состава. Из табл. 2 следует, что огнетушащая концентрация увеличивается в ряду от Novec 1230 к хладону 227ea и хладону 125ХП. Сравнение по данному параметру с инергеном проводить несколько сложнее, поскольку он поставляется в виде модулей со стандартной заправкой (фиксированное количество ГОТВ в баллоне), следовательно, при его использовании огнетушащая концентрация может быть значительно превышена.

 

Поскольку для хладонов огнетушащая концентрация выше, чем для Novec 1230, то для защиты аналогичного помещения их потребуется больше, а следовательно, и установка газового пожаротушения займет большую площадь. В случае инергена модули с газовым составом занимают площадь в 5–6 раз большую, чем для Novec 1230. Заметим также, что инерген в баллоне находится под очень высоким давлением – 300 атм (для сравнения: у остальных ГОТВ давление не превышает 65 атм).

 

Исходя из параметров гидравлического расчета, можно утверждать, что для хладонов 125ХП и 227ea и инергена необходимо большее количество выпускающих насадок, чем для Novec 1230. Практика подтвердила эти расчеты, показав, что для подачи хладонов по сравнению с Novec 1230 действительно требуется в 3–4 раза больше насадок. Как следствие, при использовании Novec 1230 значительно упрощается трубная разводка и уменьшаются затраты на монтажные работы.

 

Чтобы оценить безопасность ГОТВ для окружающей среды, мы выделили два основных параметра: «потенциал глобального потепления» и «время жизни в атмосфере». Эти показатели у Novec 1230 значительно лучше, чем у хладонов. Для инергена эти параметры не рассматриваются, поскольку он состоит из газов, обычно присутствующих в атмосфере.

 

Одним из важных требований к установкам ГПТ является необходимость сохранения тушащих свойств в течение длительного времени; таким образом, мы имеем еще один важный параметр для сравнения ГОТВ – гарантийный срок хранения. Для хладона 125ХП этот срок составляет не более пяти лет, через 10 лет требуется его регенерация. По данным корпорации 3М (см. 3М Perfomance Materials Laboratory. December 2003), ГОТВ Novec 1230 не разлагается при хранении и не требует регенерации на протяжении всего срока службы, который составляет 30 лет. Кроме того, химический состав Novec 1230 позволяет провести перезаправку модулей газовой установки непосредственно на объекте.

 

Сколько стоит противопожарная система

 

При расчете стоимости системы пожарной безопасности необходимо учитывать объем и площадь защищаемого помещения, а также наличие отдельно защищаемых компонентов систем. Допустим, что стоимость системы газового пожаротушения в расчете на средний ЦОД объемом 700 куб. м составляет около 50 тыс. евро (цена зависит от ГОТВ и производителя модулей, мы приводим усредненное значение). Несколько удорожает систему использование средства стоечного пожаротушения PanelSafe, цена которого составляет 5 тыс. евро на стойку. Тем не менее можно сказать, что затраты на систему газового пожаротушения не превысят нескольких процентов от стоимости всего ИТ-оборудования, установленного в ЦОДе. При этом установка аспирационной системы раннего обнаружения пожара обойдется не более чем в 1% от стоимости ИТ-оборудования, примерно в 1,5–3,5 тыс. евро. Расходы же на обычную пожарную сигнализацию и того меньше: например, датчики Esser, Simplex и Bosch стоят 70, 71 и 67 евро соответственно.

 

   

За время существования ЦОДов как самостоятельных объектов в них уже не раз были зафиксированы случаи возникновения пожаров, имевших весьма разрушительные последствия. Как правило, в ходе их тушения страдает дорогостоящее оборудование, причем не только от огня, но и от воды. В результате пожаров в дата-центрах крупных провайдеров было выведено из строя множество серверов, тысячи клиентов этих компаний понесли убытки из-за потери данных.
 

 Все вышесказанное ведет к однозначному выводу: в дата-центрах необходимы системы пожаротушения надежных производителей – как для обнаружения пожара, так и для предотвращения его дальнейшего распространения. Установка таких систем не только сводит к минимуму прямой ущерб от гибели оборудования, но и существенно снижает косвенные затраты, связанные с прерыванием технологических и бизнес-процессов.  
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!
Поделиться: