В серверных и телекоммуникационных помещениях непрерывная доступность инфраструктуры особенно важна. Вместе с тем обилие электрических устройств значительно повышает вероятность возникновения пожара, а следовательно, и сбоев в работе оборудования. Чтобы свести эти риски к минимуму и избежать дополнительных повреждений в результате тушения пожара, необходимо использовать технически продуманные решения для обеспечения противопожарной защиты.

 

Деятельность любого современного предприятия зависит от поддержания непрерывной доступности его внутренней ИТ-инфраструктуры. Даже краткосрочные сбои могут оказать заметное влияние на внутренние и внешние бизнес-процессы (см. Рисунок 1), а когда проблема затрагивает крупный ЦОД, это сказывается на деятельности всех организаций, которые он обслуживает. Рабочие процессы нарушаются, связь прерывается. В результате компания становится недосягаемой для клиентов, что приводит к финансовым убыткам и потере репутации. Если сбой окажется слишком длительным, то в самом худшем случае предприятие может и не возобновить работу. Таким образом, даже небольшое возгорание в центре обработки данных может значительно повлиять на краткосрочные и среднесрочные успехи и неудачи компании, а порой даже предопределить ее дальнейшую судьбу.

Пожароопасность в ЦОД
Рисунок 1. Даже краткосрочный сбой, вызванный возгоранием, может оказать значительное влияние на внутренние и внешние рабочие процессы.

 

УГРОЗУ ВОЗГОРАНИЙ НЕЛЬЗЯ НЕДООЦЕНИВАТЬ

Для ЦОД c уровнем доступности Tier IV допускается ежегодный простой общей продолжительностью 6 мин., что соответствует готовности 99,999%. Для обеспечения этого уровня постоянно приходится решать новые задачи, в число которых обязательно должна входить реализация средств противопожарной защиты.

Системы подачи электропитания, коммутационные шкафы и вычислительное оборудование изначально таят в себе высокий риск возникновения возгораний, которые невозможно полностью предотвратить. Наличие разных видов пластмасс в корпусах оборудования и изоляции кабельной проводки в ЦОД способствует еще большему повышению пожарной опасности. В результате даже небольшое происшествие может повлечь за собой крупное возгорание с тяжелыми последствиями. Таким образом, в первую очередь следует думать не о принципиальной возможности возникновения пожара в ЦОД, а о том, к каким последствиям этот пожар приведет.

СИСТЕМЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Традиционные системы пожаротушения часто оказываются лишь ограниченно пригодными для использования в ЦОД, так как предъявляемые требования превышают их возможности. Многие решения, например водяные, категорически неприемлемы. Даже установки газового пожаротушения, обычно применяемые в сфере ИТ, могут в определенных случаях приводить к существенным проблемам.

Согласно действующим нормам Немецкого объединения страховых компаний (VdS), в случае возгорания заданный при инсталляции системы уровень концентрации тушащего вещества должен сохраняться в помещении на протяжении 10 мин. Проблема в том, что серверные помещения, как правило, часто подвергаются существенным метаморфозам, а их конфигурация и способы использования постоянно изменяются. Иногда сразу же после ввода ЦОД в эксплуатацию устанавливаются новые серверные шкафы, меняются или модернизируются климатические установки, а для прокладки дополнительных линий проделываются новые отверстия и организуются кабельные колодцы. Если владелец ЦОД не позаботится о регулярном внесении изменений в систему газового пожаротушения, чтобы обеспечить ее соответствие текущему состоянию ЦОД, это может не только заметно снизить эффективность тушения, но и нанести вред людям и оборудованию в прилегающих помещениях в результате утечки используемого для этого способа газа.

Ресурс системы газового пожаротушения, как правило, рассчитан только на однократное срабатывание, поэтому на время тушения необходимо полностью обесточить все оборудование в серверной, чтобы предотвратить возможность повторного возгорания, на ликвидацию которого газа уже не хватит. В результате даже незначительное происшествие может привести к полной остановке всего ЦОД на довольно продолжительное время — до тех пор, пока опасность повторного возгорания не будет полностью исключена.

ИТ-оборудование может пострадать не только вследствие возгорания, но и в результате срабатывания системы газового пожаротушения. При ее активации газ под высоким давлением вырывается из сопел, за короткое время заполняя все помещение. При этом уровень акустического давления зачастую достигает 130 дБ (А), что, например, способно вызвать колебание головок жестких дисков. Если не принять надлежащих мер защиты (к примеру, не использовать специальные звукопоглотители), жесткие диски могут разрушиться, что означает потерю данных.

Чтобы избежать фатальных последствий от незначительных инцидентов, следует позаботиться об использовании систем упреждающей защиты от возгораний, предназначенных для эксплуатации в ЦОД. В качестве надежного решения для сред с чувствительным ИТ-оборудованием хорошо себя зарекомендовали технологии активного предотвращения возгораний за счет сокращения концентрации кислорода в воздухе (к примеру, система Oxyreduct от компании Wagner). При этом в помещениях концентрации кислорода в воздухе снижается с нормального значения в 20,9 объемных процентов до 15, что позволяет эффективно защитить оборудование от пожаров. Персонал, отвечающий за работу систем, по-прежнему может находиться в этих помещениях. В зависимости от индивидуальных требований, предъявляемых к уровню защиты, систему предотвращения возгораний можно дополнить другими полезными компонентами. Так, системы раннего распознавания возгораний с технологией аспирационного обнаружения дыма помогут заметить возгорание на самой ранней его стадии. К тому же эти системы не подвержены сбоям и ложным срабатываниям.

Чувствительные модули обнаружения дыма надежно распознают настоящий дым, отличая его от частиц пыли и даже от сигаретного дыма, и обеспечивают в случае возгорания выигрыш во времени, достаточный для принятия необходимых контрмер. Использование аспирационных систем обнаружения дыма позволяет распознать зарождающиеся возгорания до 2000 раз быстрее, чем в случае применения традиционных точечных датчиков.

ПЕРЕКРЫТИЕ КИСЛОРОДА

Еще одна возможная концепция защиты помещений с ИТ-оборудованием предусматривает снижение концентрации кислорода в воздухе после сигнала системы раннего распознавания возгораний с уже сниженного исходного уровня в 17 объемных процентов до безопасных 13,6, в результате чего очаг возгорания лишается необходимого ему кислорода и затухает. Для быстрого снижения содержания кислорода в воздухе с 17 до 13,5% используется газовая система тушения.

Специально для ИТ-сред разработаны особые звукопоглотители, которые позволяют избежать повреждения аппаратного обеспечения в ЦОД из-за слишком высокого шумового давления, возникающего при поступлении в помещение азота для быстрого снижения концентрации кислорода в воздухе. С помощью технологии FirExting Silent уровень акустического давления поступающего газа заметно снижается, не оказывая отрицательного влияния на процесс тушения. После быстрого снижения концентрации кислорода до 13,6 объемных процентов обязанность по поддержанию этого уровня вновь переходит к системе Oxyreduct.

Сниженный уровень кислорода в воздухе может поддерживаться как угодно долго. Оптимальные для ИТ-сред концентрации кислорода в воздухе были определены в результате экспериментов, проведенных компанией Wagner и объединением VdS. Кроме того, эта система способна надежно компенсировать возможное наличие в помещении мест утечек воздуха. Главное достоинство этой концепции заключается в том, что ни в режиме продолжительной эксплуатации, ни при быстром снижении концентрации кислорода не требуется прекращение подачи питания к ИТ-оборудованию. Поэтому даже в случае возгорания доступность ИТ-систем по-прежнему сохраняется.

Такая целостная и многоступенчатая концепция защиты от возгораний может использоваться в сочетании с современными технологиями климатизации, такими как естественное охлаждение (Free Cooling) или тепловые колеса Kyoto Cooling. Особую роль в этом процессе играют аспирационные системы обнаружения дыма, способные распознать наличие возгорания уже по двум граммам продуктов горения — даже при высокой скорости перегонки воздуха климатической установкой — и вызвать срабатывание пожарной сигнализации.

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ВОЗГОРАНИЙ И ЕСТЕСТВЕННОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

При срабатывании главной пожарной сигнализации один из возможных сценариев состоит в том, что основная система охлаждения Kyoto Cooling отключается, а помещения ЦОД охлаждаются при помощи замкнутой резервной системы климатизации. К примеру, в высокопроизводительном ЦОД компании Noris Network осуществляется быстрое снижение концентрации кислорода в воздухе за счет поступления азота из баллонов, и уровень кислорода снижается с обычных 20,9% до 16. В дальнейшем система предотвращения возгораний постоянно поддерживает этот уровень.

Если же в ходе этого процесса система раннего распознавания возгораний повторно обнаруживает появление дыма, то инициируется второй этап, в результате которого концентрация кислорода в воздухе снижается до уровня 13,6% — это значение тоже может поддерживаться на протяжении длительного времени. Вместе с тем сотрудники по-прежнему могут заходить в пострадавшие помещения, чтобы устранить техническую неисправность. И в этом случае не потребуется прерывать подачу питания для ИТ-оборудования, что обеспечит доступность ИТ-инфраструктуры.

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ

Производитель оснащает свою систему предотвращения возгораний в соответствии с требованиями конкретной среды применения и определяет для каждого случая конкретные значения концентрации кислорода в воздухе. При этом предлагаются различные варианты: от компактных версий для использования в небольших ИТ-помещениях и серверных до стандартных решений, а также версий с технологией напорной короткоцикловой безнагревной адсорбции (Vacuum Pressure Swing Adsorption, VPSA), особенно пригодной для использования в крупных ЦОД и складских помещениях. Последняя извлекает азот, необходимый для снижения концентрации кислорода, прямо на месте из окружающего воздуха — баллоны с азотом потребуются лишь для быстрого уменьшения уровня кислорода в экстренной ситуации (см. Рисунок 2).

Пожароопасность в ЦОД
Рисунок 2. Система может извлекать азот, необходимый для снижения концентрации кислорода, из окружающего воздуха — баллоны с азотом потребуются лишь при необходимости экстренного снижения уровня кислорода в помещении.

 

Технология VPSA позволяет получать даже большие объемы азота с высокой энергоэффективностью. По сведениям производителя, по сравнению с установками, где используются традиционные мембранные технологии, такие системы позволяют снизить эксплуатационные затраты приблизительно на 50%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Системы для защиты от возгораний уже на протяжении многих лет успешно используются по всему миру. Диапазон их применения простирается от сферы электронной обработки данных и ИТ до складских помещений, логистических центров, музеев и архивных хранилищ. Существуют специализированные решения для железнодорожного транспорта и складов, используемых для хранения опасных грузов. При этом каждая система проектируется в соответствии с конкретными условиями и требованиями, что позволяет реализовать наивысший уровень защиты и максимально использовать преимущества создаваемого решения.

Катрин Штребе — сотрудник компании Wagner.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF