Wskazówki dotyczące ochrony przeciwpożarowej w centrum danych

fot. Rittal

Niebezpieczeństwo pożaru to jeden z elementarnych scenariuszy zagrożeń w działalności IT. Decydującym komponentem w każdej koncepcji bezpieczeństwa jest wczesne wykrycie pożaru: aby nie dopuścić do większego pożaru, architektura IT powinna być zabezpieczona przez system wczesnej detekcji pożaru i instalację aktywnego gaszenia.

Poniższy artykuł przedstawia istniejące koncepcje ochrony przeciwpożarowej na płaszczyźnie pojedynczych racków, a także ważne kryteria wyboru odpowiednich rozwiązań.

Co powoduje wybuch pożaru? W statystykach instytutu IFS (www.ifs-ev.org) ciągle główną przyczyną wszelkiego rodzaju pożarów w ostatnich latach są komponenty elektroniczne. Jeżeli chodzi o pożary w centrach danych, to są to głównie małe pożary tlewne, powodowane przez uszkodzone kondensatory, zasilacze lub inne zwarcia. Ze względu na duże uzależnienie wielu firm od posiadanych systemów IT, ochrona przeciwpożarowa jest ważnym czynnikiem zabezpieczenia przed ryzykiem.

Podjęcie decyzji o systemie zabezpieczenia przeciwpożarowego poprzedza analiza potrzeb, w ramach której ustala się, jak utrata danych wpłynie na bieżącą działalność. Jeżeli na przykład firma prowadzi sklep internetowy, to odporność na awarie, do której zalicza się także ochronę przeciwpożarową, musi mieć najwyższy priorytet, gdyż awaria IT prowadzi tutaj wprost do utraty obrotów.

W następnym etapie należy podjąć decyzję, czy system gaszenia jest potrzebny dla całego pomieszczenia, czy też wystarczy gaszenie na poziomie szaf. Rozwiązania dla całych pomieszczeń mogą pociągać za sobą dodatkowe inwestycje: jeżeli pomieszczenie ma być np. wypełniane azotem, to będzie potrzebna dodatkowa redukcja ciśnienia i muszą zostać podjęte środki w zakresie bezpieczeństwa ludzi. W małych aplikacjach IT z niewielką liczbą szaf serwerowych często sensowniejsza jest implementacja ochrony przeciwpożarowej na poziomie szaf IT. Do tego celu służą dostępne na rynku systemy sygnalizacji i gaszenia pożaru przeznaczone do montażu w zamkniętych szafach serwerowych, np. rodzina produktów Rittal DET-AC III. Rozwiązania te składają się najczęściej z systemu wczesnego wykrywania pożaru oraz z systemu aktywnego gaszenia i mogą być montowane w płaszczyźnie 19” szafy IT.

Odpowiednio wczesna detekcja

Aby wykryć pożar w zarodku, we wczesnym jego stadium, obok wysokoczułych czujek dymu duże znaczenie ma również aktywny system zasysania dymu. To pozwala na odpowiednio wczesne wykrycie pożaru.

Należy przy tym zwrócić uwagę, aby nadzorem było objęte powietrze z całej szafy serwerowej. Tak dzieje się w systemie wczesnego wykrywania pożaru, w którym powietrze jest bez przerwy zasysane poprzez wbudowany system rurek i prowadzone przez dwie czujki dymu. Rurki są poprowadzone w szafie serwerowej i mają szereg otworów. Rozmieszczenie rur i ustawienie otworów muszą być wykonane w zależności od cyrkulacji powietrza w szafie serwerowej.

Rezygnacja z aktywnego systemu zasysania dymu może skutkować tym, że ewentualny pożar zostanie wykryty dopiero w zaawansowanym stadium. Szczególnie wówczas, gdy chłodzenie szaf serwerowych powoduje horyzontalny przepływ powietrza wewnątrz szafy, może upłynąć sporo czasu, zanim dym dotrze fizycznie do czujki dymu i uruchomi alarm.

Właściwy środek gaśniczy

Aby IT stało się ponownie dostępne w krótkim czasie po gaszeniu, środek gaśniczy nie może być szkodliwy dla elektroniki. Musi być więc nieprzewodzący i nie może pozostawiać resztek. Woda lub środki gaśnicze w aerozolu nie spełniają tych wymagań. Do gaszenia IT preferuje się gazy obojętne, jak argon lub azot, czy też środki chemiczne, np. Novec 1230, których działanie gaszące polega na wypieraniu tlenu. Ten ostatni pozbawia płomień ciepła i jest przy tym niekorozyjny oraz nieprzewodzący elektrycznie. Poza tym Novec 1230 umożliwia stworzenie zapasu w małej przestrzeni wewnątrz szafy IT.

Skuteczność gaszenia

Poza wystarczającą ilością środka gaśniczego musi być zapewniona odpowiednia szczelność szafy IT w stosunku do otoczenia. Szafa serwerowa oraz ewentualne połączone szeregowo jednostki chłodzące nie mogą mieć żadnych otworów. Również wprowadzenia kabli i rur muszą być uszczelnione, tak jak umieszczone elementy podłogowe – z ramą i ze sobą. Mogą być używane tylko takie systemy chłodzenia, które nie wymieniają powietrza z otoczeniem. Środki te gwarantują osiągnięcie w szafie niezbędnej do gaszenia koncentracji Novec 1230 i jej utrzymanie w wymaganym czasie.

System sygnalizacji i aktywnego gaszenia pożaru Rittal DET-AC III posiada zapas dwóch litrów środka gaśniczego w 19-calowym module wsuwnym o zaledwie jednej jednostce wysokości. Taka ilość jest wystarczająca do ugaszenia objętości 2,8 m³. Zostało to zbadane i potwierdzone przez VdS, instytucję badawczą specjalizującą się w ochronie przeciwpożarowej i bezpieczeństwie.

Automatyczne odłączenie prądu jest ważne!

Pomimo wszystkich środków nie da się osiągnąć całkowicie hermetycznej szczelności, stężenie środka gaśniczego w szafie po pewnym czasie spada. Ze względu na większą gęstość od powietrza, dzieje się tak najpierw w górnej części szafy.

W czasie podtrzymania – w którym w całej chronionej strefie wymagane jest stężenie gaśnicze – komponenty muszą być odłączone od zasilania elektrycznego. Można to zrealizować automatycznie, za pomocą Power Distribution Units (PDU) z funkcją załączania w połączeniu z systemem monitorowania. Jeśli tak się nie stanie, może dojść do ponownego wzniecenia pożaru.

Pozytywny wpływ na równomierne rozprowadzenie środka gaśniczego, a dzięki temu na dłuższy czas podtrzymania, ma horyzontalna cyrkulacja powietrza systemu chłodzenia.

Inne kryteria decyzji o zakupie

Aby ochrona przeciwpożarowa pozostała utrzymana także podczas awarii zasilania i po niej, system powinien mieć zasilanie awaryjne z akumulatorów. Rittal DET-AC III może np. działać do czterech godzin bez zasilania sieciowego. Dla większego bezpieczeństwa i w celu uniknięcia fałszywych alarmów, system zasysania dymu powinien być dwustopniowy. W pierwszym etapie wysokoczułe czujki optyczne wykrywają odpowiednio wcześnie najmniejsze cząstki i uruchamiają alarm wstępny. Dostępne rozwiązania mogą wskazywać na możliwość rozwoju pożaru już przy wartościach od 0,25% zmętnienia powietrza/m. Gdy także drugi czujnik zarejestruje dym, dochodzi do alarmu głównego i do automatycznego gaszenia.

Integracja z systemami alarmowymi

Na koniec powinna istnieć możliwość integracji z istniejącymi systemami alarmowymi w centrum danych i w budynku. Rittal DET-AC III umożliwia poza tym poprzez wbudowany interfejs CAN-Bus bezpośrednią integrację z systemem monitorowania CMC III, który obsługuje między innymi protokoły http, SNMP, MODBUS ITCP i OPC-UA.

Podczas konserwacji systemu gaszenia ważna jest możliwość uzyskania przez technika wygodnego dostępu do poszczególnych komponentów przez interfejs USB, bez demontażu modułu 19”. Z takim wyposażeniem środowisko IT wyraźnie zyskuje na bezawaryjności, poza tym zarząd może dopisać plus przy pozycji „zarządzanie ryzykiem”.