Studie der Klima- und Brandrisiken eines bestehenden Rechenzentrums: die Dispersion des Gases 3M™ NOVEC™ 1230 modellieren, um die Betriebskontinuität zu gewährleisten.
Die größte Herausforderung der Auslegung eines Rechenzentrums ist die permanente Kontinuität der Dienste: Ausfälle, Wartungen und Brände können auftreten, aber die IT-Ausrüstung muss weiter funktionieren, ohne beschädigt zu werden.
In diesem Rahmen hat EOLIOS eine Klimarisikostudie und eine Brandrisikostudie in der Data Hall des SAMU 95 (Universitätsklinikum Pontoise) durchgeführt.
Die Ziele: die Temperaturen am Servereingang visualisieren, die globale Aeraulik des Raums überprüfen und dann die Dispersion des Gases 3M™ NOVEC™ 1230 im Brandfall modellieren.
Das Wesentliche. Für das Rechenzentrum des SAMU 95 (Universitätsklinikum Pontoise) führte EOLIOS zwei CFD-Studien an einem digitalen Zwilling von rund 10 Millionen Netzelementen durch: einen Klimateil (Temperaturen am Servereingang, Rezirkulationen) und einen Brandteil, der die Dispersion des Löschgases 3M™ NOVEC™ 1230 modelliert. Ergebnis: etwa 25 °C am Servereingang und eine Gaskonzentration über 5 % in allen Risikozonen, konform mit den Empfehlungen.
Für diese Studie wurde das gesamte Rechenzentrum mit einer 3D-Software nachgebildet. Alle HLK-Systeme werden berücksichtigt, ebenso die Wärmegewinne durch die Wände. Die exakte Anordnung der Server ist implementiert, unter Berücksichtigung des Volumenstroms und der Leistung jedes Servers.
Je präziser der digitale Zwilling, desto näher sind die Ergebnisse an der Realität: Das Netz zählt etwa 10 Millionen Elemente, verfeinert in den Zonen mit starkem Gradienten.
Ein digitaler Zwilling ist eine originalgetreue 3D-Nachbildung des Rechenzentrums und seiner Anlagen (Server, HLK, Doppelboden, Doppeldecke), auf der die Simulation läuft. Er integriert den Volumenstrom und die Leistung jedes Servers sowie die Wärmegewinne durch die Wände; je präziser das Modell, desto näher liegen die Ergebnisse an der Realität.
Die Leistungsbilanz der Luftbehandlungsgruppe zeigt keine Überlast. Hingegen schafft das Fehlen von Blindplatten in den Racks, an den Stellen leerer Server, Luftrezirkulationen, die störend sein können.
Unter Standardbedingungen ist der Temperaturanstieg gut beherrscht: Die Temperatur beträgt etwa 25 °C am Saugbereich der Server. Trotz der Anwesenheit von Bypässen werden die klimatischen Bedingungen eingehalten, die Kühlsysteme sind wirksam, auch bei heißen Bedingungen. Die Auslegung entspricht den Erwartungen.
Die Luftrezirkulation bezeichnet die Rückführung der von den Servern ausgestoßenen Warmluft zu deren eigenem Ansaugbereich. Sie tritt hier dort auf, wo Blindplatten in den Racks fehlen, an den Stellen leerer Server: Die Warmluft umgeht die Ausrüstung und verschlechtert lokal die Kühlung.
Im Rahmen der Brandrisikostudie sind alle Eigenschaften des Gases in der Simulation implementiert. Die Positionierung der 3 Düsen im Doppelboden ermöglicht es, jedes Risiko bei einem Feuer in dieser Zone schnell zu verhindern, aber auch eine Diffusion durch den Boden bis zur Ebene der Data Hall; dasselbe gilt für die Düsen in der Doppeldecke.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Dispersion des Gases konform mit den Erwartungen ist: Das System schafft es, genügend Gas zu verteilen, damit die Gesamtheit der Ausrüstung und der Risikozonen eine Konzentration über 5 % in der Umgebungsluft erreicht. Für diese Konfiguration ist das System also konform mit den Empfehlungen.
NOVEC 1230 ist ein Löschmittel aus der Familie der Fluorketone. Es löscht das Feuer, indem es auf die Verbrennungsreaktion einwirkt, ohne Rückstände zu hinterlassen, ohne Strom zu leiten und ohne elektronische Geräte zu beschädigen, was es besonders für den Brandschutz von Rechenzentren geeignet macht.
Die numerische Simulation ermöglicht es, zahlreiche Szenarien zu antizipieren und die mit einer schlechten Auslegung verbundenen Unwägbarkeiten zu beherrschen. Für das Klimarisiko berücksichtigt die multiphysikalische Modellierung die Gesamtheit der Phänomene, die den Schleifen oder den heißen Punkten zugrunde liegen. Für das Brandrisiko stellt die CFD die räumliche und zeitliche Entwicklung der Diffusion des Gases im Hinblick auf seine Eigenschaften dar.
Die Erfahrung von EOLIOS in der Thermik und der allgemeinen Aeraulik ermöglicht es, innovative und relevante Lösungen angesichts der Klima- und Brandrisiken vorzuschlagen.
Zu beachten. In einem Rechenzentrum prüft die CFD vor den Arbeiten zwei Dinge: dass die Kühlung unter Normal- und Hitzebedingungen standhält und dass im Brandfall das Löschgas überall die Zielkonzentration erreicht. Die Simulation der Gasverteilung vermeidet die blinden Flecken, die eine einfache Volumenberechnung nicht erkennt.
Dispersion des Gases NOVEC, Klimarisiko und digitaler Zwilling eines Rechenzentrums.
Weil die Wirksamkeit einer automatischen Gaslöschanlage davon abhängt, wie sich das Gas im geschützten Volumen verteilt. Die CFD prüft vor jedem Vorfall, dass jede Risikozone die angestrebte Löschkonzentration erreicht, ohne toten Winkel im Doppelboden oder in der Doppeldecke. Siehe unser Dossier zum Brandschutz in Rechenzentren (AGLS).
NOVEC 1230 ist ein Löschmittel aus der Familie der Fluorketone. Es löscht das Feuer, indem es auf die Verbrennungsreaktion einwirkt, ohne Rückstände, ohne Strom zu leiten und ohne elektronische Geräte zu beschädigen, was es für Rechenzentren geeignet macht.
In dieser Konfiguration erreicht die Gesamtheit der Ausrüstung und der Risikozonen eine Gaskonzentration über 5 % in der Umgebungsluft. Das System ist somit konform mit den Empfehlungen.
Ja. Die Leistungsbilanz zeigt keine Überlast und die Temperatur beträgt etwa 25 °C am Servereingang. Das Fehlen von Blindplatten in den Racks erzeugt jedoch Luftrezirkulationen, die zu überwachen sind.
Das gesamte Rechenzentrum wird in 3D nachgebildet, mit dem Volumenstrom und der Leistung jedes Servers und den HLK-Systemen. Das Netz von rund 10 Millionen Elementen, verfeinert in den Zonen mit starkem Gradienten, hält die Ergebnisse nahe an der Realität.
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CFD-Studie des Rechenzentrums des SAMU 95 (Universitätsklinikum Pontoise): digitaler Zwilling von etwa 10 Millionen Netzelementen, Analyse des Klimarisikos (Rezirkulationen, ~25 °C am Saugbereich) und Modellierung der Dispersion des Löschgases 3M™ NOVEC™ 1230 (Düsen im Doppelboden und in der Doppeldecke) bis zu einer konformen Konzentration > 5 %, um die Betriebskontinuität zu gewährleisten.
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