Brandschutz in Rechenzentren: Automatische Gaslöschanlagen (AGLS)
Automatische Gas-Feuerlöschanlagen (AFG)
- Löschgas
- Datenlagerraum
- Brandrisikoanalyse
- Untersuchung kritischer Ausfallszenarien
- Hemmende Gase
- Brandschutz
- Feuerkontrolle
- Novec™ 1230 (FK 5-1-12)
- Maßgeschneidertes Lösungsdesign
Unsere Datacenter-Projekte :
Unsere Projekte im Bereich Brandschutz :
Brandschutzlösungen für Rechenzentren
Definition von Feuer
Ein Brand in einem Datenzentrum ist ein potenziell katastrophales Ereignis, das eintritt, wenn sich das Feuer in der Umgebung ausbreitet , die stark auf IT-Ausrüstung und Verbindungen in diesen kritischen Datenzentren konzentriert ist.
Brände in Rechenzentren können durch verschiedene externe und interne Ursachen ausgelöst werden, wie z.B. elektrische Kurzschlüsse, Überlastungen, Verbindungsfehler, hohe Temperaturen, auslaufende Flüssigkeiten, menschliches Versagen, Nachlässigkeit bei der Lagerung von brennbaren Materialien oder Fehler in der Konzeption von Brandschutzsystemen.
Schematische Darstellung der Funktionsweise eines adiabatischen Luftkühlers
Simulation eines Brandes in einem Datenzentrum
Die Art des Schutzes von Rechenzentren
Im Zusammenhang mit Rechenzentren kann der Schutz in drei Kategorien definiert werden :
- Schutz des Gebäudes: Der Gebäudeschutz besteht aus umfassenden Maßnahmen zur Vermeidung von Bränden und zur Minimierung ihrer Auswirkungen auf die Struktur und die Ausrüstung des Rechenzentrums. Dies umfasst Planungs- und Baustrategien wie die Verwendung von feuerfesten Materialien in der Gebäudestruktur, die Installation von Brandmelde- und Feuerlöschsystemen sowie die Einrichtung von Containment-Vorrichtungen wie feuerfeste Wände, feuerfeste Türen und spezielle Belüftungssysteme, um die Ausbreitung von Rauch und Flammen zu begrenzen.
- Schutz der Räumlichkeiten: Der Schutz der Räumlichkeiten konzentriert sich auf die spezifischen **Räume innerhalb des Rechenzentrums, in denen hohe Werte typischerweise konzentriert sind, wie z.B. Serverräume, Datenspeicherräume und Kommunikationszentren. Diese Räume können mit speziellen Brandmeldesystemen ausgestattet sein, wie Rauch- oder Wärmemelder, sowie mit geeigneten Brandbekämpfungssystemen, um einen Brandausbruch in diesen sensiblen Bereichen schnell und effektiv zu löschen.
- Schutz von Objekten: Der Objektschutz bezieht sich auf den individuellen Schutz der elektronischen Geräte und Ausrüstungen, die im Rechenzentrum vorhanden sind. Dies ist ein gezielterer Ansatz, um jeden Wertgegenstand separat zu schützen. Dieser Schutz kann durch den Einsatz von feuerfesten Tresoren zur Aufbewahrung kritischer Datenträger, Sicherheitsschränken zum Schutz empfindlicher Geräte vor Hitze oder Rauch oder durch den Einsatz spezieller Brandmeldesysteme für sensible Objekte erreicht werden.
Es ist wichtig zu beachten, dass diese verschiedenen Schutzkategorien sich nicht gegenseitig ausschließen und sich gegenseitig ergänzen können. In einem Rechenzentrum ist in der Regel ein ganzheitlicher Ansatz erforderlich, der diese verschiedenen Schutzmaßnahmen kombiniert, um die Gesamtsicherheit des Gebäudes, der Räumlichkeiten und der Ausrüstung gegen Brände zu gewährleisten. Dadurch werden Brandrisiken minimiert, potenzielle Schäden reduziert und die Verfügbarkeit wichtiger IT-Dienste auch im Falle eines Vorfalls aufrechterhalten.
Das Schutzziel
Bei der Bekämpfung von Bränden in Datenzentren können drei Hauptziele identifiziert werden:
- Brandbekämpfung: Dasoberste Ziel ist es,den Brand so schnell wie möglich vollständig zu löschen. Dies kann durch Brandmeldesysteme erreicht werden, die die Bewohner des Rechenzentrums schnell alarmieren und geeignete Löschsysteme, wie Gas- oder Schaumsysteme, auslösen können, um die Flammen effektiv zu löschen. DieBrandbekämpfung zielt darauf ab, die Zündquelle vollständig zu beseitigen und ihre Ausbreitung zu verhindern.
- Brandbekämpfung: Wenn einevollständige Löschung des Brandes nicht sofort möglich ist,besteht dasZiel darin, die Intensität und die Ausbreitung des Brandes zu verringern. Dies kann durch Maßnahmen wie die Abtrennung von Risikobereichen, den Einsatz von Containment-Systemen und die Evakuierung der Bewohner in sichere Bereiche erreicht werden. Die Reduzierung des Brandes begrenzt den materiellen Schaden und die Sicherheit der Menschen, während die Feuerlöschmannschaften kontrollierter eingreifen können.
- Brandkontrolle: Nachdem derBrand unter Kontrolle gebracht oder reduziert wurde,besteht dasZiel darin, die Kontrolle über die Situation zu behalten. Dies kann die kontinuierliche Überwachung des betroffenen Gebietes, die Durchführung von Überprüfungen, um sicherzustellen, dasskeine Restbrände vorhanden sind, und die Einführung zusätzlicher Schutzmaßnahmen, um ein Wiederaufflammen des Feuers zu verhindern, beinhalten. Die Feuerkontrolle verhindert das Risiko eines erneuten Brandes und gewährleistet die kontinuierliche Sicherheit der Umgebung des Rechenzentrums.
Diese Ziele sind eng miteinander verbunden und bilden einen umfassenden Ansatz für die Brandbekämpfung in Rechenzentren. Feuerlöschen, Brandbekämpfung und Brandkontrolle sind alle entscheidend, um Schäden zu minimieren, die Sicherheit von Menschen zu gewährleisten und die Kontinuität kritischer Aktivitäten in diesen sensiblen Umgebungen aufrechtzuerhalten.
Automatische Gas-Feuerlöschanlagen (AFG)
Wie funktioniert eine automatische Löschanlage?
Automatische Gaslöschanlagen (AGL) sind Feuerlöschsysteme, die spezielle Gase verwenden, um ein Feuer effektiv und schnell zu löschen.
Diese Anlagen werden in Rechenzentren aufgrund ihrer Fähigkeit eingesetzt, Brände zu löschen, ohne empfindliche Geräte zu beschädigen.
Die Funktionsweise der GAEIs beruht auf mehreren Schlüsselschritten:
- Aktivierung des Löschsystems: Sobald ein Feuer erkannt wird, löst das Bedienfeld automatisch den Löschvorgang aus. Diese Aktivierung kann in einer Notsituation auch manuell von einem Operator vorgenommen werden.
- Branderkennung: Wenn im Rechenzentrum ein Feuer entdeckt wird, sendet das Branderkennungssystem, z. B. ein Rauch- oder Wärmemelder oder eine Kombination dieser Sensoren, ein Alarmsignal an die zentrale Steuerkonsole des IEAG.
- Freisetzung von Löschgas: Wenn das System aktiviert ist, werden die Zylinder mit Löschgas wie Kohlendioxid (CO2), Inertgasen (wie Stickstoff oder Argon) oder anderen Mitteln schnell in den vom Brand betroffenen Bereich freigesetzt. Das Löschgas erstickt die Flammen, indem es den Sauerstoffgehalt der Luft einbezieht und die Umgebung abkühlt, wodurch eine Verbrennung verhindert wird.
- Verteilung des Gases in der Zone: Das Löschgas wird über speziell im Rechenzentrum positionierte Busse oder Diffusoren in der betroffenen Zone verteilt. Diese Vorrichtungen ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung des Gases, um eine wirksame Löschung zu gewährleisten.
- Brandunterdrückung: Das Löschgas wirkt schnell, um den Brand zu löschen, indem es dem Feuer den für die Verbrennung notwendigen Sauerstoff entzieht und die Temperatur in dem Bereich senkt. Die verwendeten Gase beschädigen empfindliche elektronische Geräte nicht, sodass Datenverluste und Unterbrechungen der Dienste vermieden werden.
Die verschiedenen Arten von Gasen für den Brandschutz
Inertgase ≠ Hemmgase
Inertgase sind Gasarten, die bei der Brandbekämpfung eingesetzt werden, insbesondere in automatischen Gaslöschsystemen (IEAG). Diese Gase werden als inert bezeichnet, da sie nicht chemisch mit brennbaren Elementen reagieren, im Gegensatz zu Sauerstoff, der für die Verbrennung notwendig ist.
Die verschiedenen Arten von Hemmgasen
Inhibitorgase sind Mittel, die bei der Brandbekämpfung eingesetzt werden, um die Verbrennung zu unterdrücken, indem sie die chemische Reaktion zwischen dem Brennstoff und dem für die Verbrennung notwendigen Sauerstoff minimieren.
Bei den inhibitorischen Gasen gibt es zwei verschiedene Familien: HydroFluoroCarbures (HFC), wie FM200™ (HFC 227ea) oder FE-13™ (HFC 23), und Fluoroketone (FK), wie Novec™ 1230 (FK 5-1-12).
Funktionsweise von Hemmgasen
Im Gegensatz zu Inertgasen, die in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration funktionieren, wirken Hemmgase, indem sie die chemische Reaktion des Feuers stören.
Inhibitorische Gase wirken, indem sie die chemischen Reaktionen des Feuers auf verschiedene Weise hemmen:
- Störung der Kettenreaktion : Inhibitorische Gase können die Kettenreaktion des Feuers stören und damit mit der Ausbreitung des Feuers in Verbindung gebracht werden. Sie reagieren mit den freien Radikalen, die bei der Verbrennung entstehen, und hemmen so ihre Fähigkeit, mit anderen brennbaren Molekülen zu reagieren.
- Kühlung: Einige Inhibitorgase können auch die Temperatur des Feuers senken, indem sie die bei der Verbrennung entstehende Wärme absorbieren. Das hilft, die chemische Reaktion zu verlangsamen und den Brand zu unterdrücken.
- Sauerstoffverdünnung: Einige Inhibitorgase können den Sauerstoffgehalt der Umgebungsluft verdünnen und so die Verfügbarkeit des für die Verbrennung benötigten Sauerstoffs einschränken.
EOLIOS ist in der Lage, Ihnen die am besten geeigneten Lösungen zu empfehlen, die den spezifischen Anforderungen jeder Anlage entsprechen. Dies gilt insbesondere für die Verwendung von Inertgasen in speziellen Anwendungen, in denen die Brandgefahr besonders hoch ist, z.B. in sensiblen elektrischen Anlagen oder kritischen Einrichtungen.
Die verschiedenen Familien von Inhibitorgasen
Unter den bei der Brandbekämpfung eingesetzten Inhibitorgasen gibt es zwei Hauptfamilien: HydroFluoroCarbures (HFC) und Fluoroketone (FK).
- HydroFluoroCarbures (HFC): HFCs sind chemische Verbindungen, die Wasserstoff, Fluor und Kohlenstoff enthalten. Sie werden als Löschmittel zur Unterdrückung von Bränden verwendet. In dieser Familie finden sich Gase wie FM200™ (HFC 227ea) und FE-13™ (HFC 23). Diese Gase sind farblos, geruchlos und elektrisch nicht leitend. Sie sind wirksam beim Löschen von Bränden in verschiedenen Anwendungen, einschließlich Rechenzentren. HFKWs sind umweltfreundlichere Alternativen zu Halonen, da sie keine Auswirkungen auf die Ozonschicht haben.
- Fluoroketone (FK): Fluorketone sind eine weitere Familie von Hemmgasen, die bei der Brandbekämpfung eingesetzt werden. Unter ihnen ist Novec™ 1230 (FK 5-1-12) ein bekanntes Beispiel. Novec™ 1230 ist eine klare, farblose chemische Lösung, die schnell wirkt, um Brände zu löschen, indem sie die chemische Reaktion der Verbrennung unterdrückt. Es wird als umweltfreundlich angesehen, da es ein niedriges Treibhauspotenzial (GWP) hat und die Ozonschicht nicht beeinträchtigt. Darüber hinaus ist Novec™ 1230 nicht elektrisch leitend und beschädigt keine empfindlichen elektronischen Geräte.
Diese Inhibitorgase, ob aus der HFC- oder FK-Familie, werden in Anlagen verwendet, in denen der Brandschutz von größter Bedeutung ist, insbesondere in sensiblen Umgebungen wie Rechenzentren. Sie haben Eigenschaften wie Ungiftigkeit, schnelle Wirkung,keine Rückstände nach dem Löschen und Schutz von elektronischen Geräten, was sie zu einer beliebten Wahl für den Brandschutz macht. Die Verwendung dieser Gase muss den örtlichen Vorschriften und den geltenden Sicherheitsstandards entsprechen.
CO2
CO2 oder Kohlendioxid ist ein Gas, das häufig als Löschmittel bei der Brandbekämpfung, auch in Datenzentren, verwendet wird. Es gehört zur Kategorie der inhibitorischen Gase und wird als hochwirksames Löschgas verwendet.
CO2-Eigenschaften : CO2 ist ein farbloses, geruchloses und elektrisch nicht leitendes Gas. Es wird in der Regel als Druckflüssigkeit in speziellen Tanks gelagert. Wenn ein CO2-Löschsystem aktiviert wird, wird das Gas als Nebel freigesetzt, wodurch es sich schnell in dem vom Brand betroffenen Gebiet ausbreiten kann.
Wirkungsmechanismus von CO2: CO2 entfernt den für die Verbrennung notwendigen Sauerstoff, indem es den Bereich mit einer hohen CO2-Konzentration füllt. Das reduziert den Sauerstoffgehalt und erstickt die Flammen. Außerdem hat CO2 einen kühlenden Effekt auf die Brandstelle, was dazu beiträgt, die chemische Verbrennungsreaktion zu unterdrücken.
Die Verwendung von CO2 hat in Rechenzentren mehrere Vorteile, u. a. :
- Schnelle Wirkung: CO2 breitet sich schnell in der Brandzone aus und löscht das Feuer schnell.
- Rückstandsfreiheit: CO2 hinterlässt nach der Verwendung keine Rückstände und minimiert so Schäden an empfindlichen elektronischen Geräten.
- Elektrisch nicht leitfähig: CO2 ist ein elektrisch nicht leitfähiges Gas und sorgt so für Sicherheit in elektrischen Umgebungen.
Allerdings hat die Verwendung von CO2 auch einige Nachteile und wichtige Überlegungen:
- Gesundheitsgefahr: CO2 ist ein erstickendes Gas, das bei hohen Konzentrationen zu Atemproblemen und Bewusstlosigkeit führen kann. Es ist von entscheidender Bedeutung, geeignete Evakuierungsverfahren einzuführen und das Personal in den Sicherheitsmaßnahmen im Zusammenhang mit der Nutzung zu schulen.
- Verwendungsbeschränkungen: CO2 sollte in engen oder besetzten Räumen mit Vorsicht verwendet werden, da der fehlende Sauerstoff eine Gefahr für die anwesenden Personen darstellen kann.
- Notwendigkeit einer angemessenen Belüftung: Nach der Verwendung von CO2 ist eine angemessene Belüftung erforderlich, um die verbleibenden Gase abzuführen und die normalen Bedingungen in dem Bereich wiederherzustellen.
Die Verwendung von CO2 als Löschmittel in Rechenzentren bietet viele Vorteile in Bezug auf die Schnelligkeit der Wirkung, den Schutz vor Schäden an elektronischen Geräten und die elektrische Sicherheit. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, die Gesundheitsrisiken zu berücksichtigen und geeignete Sicherheitsverfahren einzuführen, um die potenziellen Gefahren im Zusammenhang mit der Verwendung zu minimieren.
Gefährlichkeit von Brandbekämpfungsgasen
CO2 stellt ein Gesundheitsrisiko dar, da es in hohen Konzentrationen erstickend wirkt. Eine längere Exposition gegenüber hohen CO2-Konzentrationen kann zu einer Verringerung des Sauerstoffgehalts in der Luft führen und Atemprobleme, Schwindel, Bewusstlosigkeit und sogar schwere Gesundheitsschäden verursachen. Es ist daher von entscheidender Bedeutung , dass bei der Verwendung von CO2 angemessene Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden, einschließlich der Evakuierung von Personen aus dem betroffenen Bereich und der Gewährleistung einer ausreichenden Belüftung, um das Gas nach der Verwendung zu zerstreuen.
Was Inhibitoren wie FM200™ oder Novec™ 1230 betrifft, so werden sie allgemein als sicherer als CO2 angesehen, da sie bei normalen Anwendungskonzentrationen nicht erstickend wirken. Diese Hemmstoffe sind für den Einsatz in belebten Räumen konzipiert, da sie nicht den gesamten Sauerstoff aus der Luft entfernen. Dies minimiert die Gesundheitsrisiken für die sich in der Zone aufhaltenden Personen. Dennoch ist es immer wichtig, die spezifischen Empfehlungen des Herstellers zur Verwendung dieser Inhibitoren zu beachten.
Brandschutz: Mit Simulationen den Schutz von Rechenzentren gewährleisten
Rechenzentren sind kritische Infrastrukturen, die besondere Aufmerksamkeit im Hinblick auf den Brandschutz erfordern. Um Brände zu verhindern und ihre Auswirkungen zu minimieren, ist dieBrandschutztechnik, insbesondere die CFD-Modellierung (Computational Fluid Dynamics), ein wertvolles Werkzeug. Durch die numerische Simulation der Ausbreitung von Feuer und Rauch ermöglicht die CFD-Modellierung den Entwurf und die Validierung von effektiven Sicherheitsmaßnahmen für Rechenzentren.
Simulation einer Novec Gasinstallation
Mit Hilfe von CFD-Modellen können Ingenieure das Verhalten von Feuer und Rauch in einem Rechenzentrum untersuchen. Durch die Simulation von Flüssigkeitsströmungen können sie die Ausbreitung des Feuers, die Ausbreitung des Rauchs und dieWirksamkeit von Inhibitorgasen sowie die erzeugte Wärme vorhersagen. Die CFD-Modellierung ermöglicht es den Ingenieuren, verschiedene Brandschutzmaßnahmen für Rechenzentren virtuell zu testen.
Durch die Simulation verschiedener Brandszenarien können sie die Effektivität von automatischen Erkennungs- und Löschsystemen wie Rauchmeldern, Sprinklern und Gaslöschsystemen bewerten.
Diese Informationen sind wichtig, um geeignete automatische Erkennungs- und Löschsysteme sowie effektive Brandbekämpfungssysteme zu entwerfen.
Datenzentren: zum selben Thema
Entrauchung von Tiefgaragen
Sprinkler: Wie funktioniert ein Sprinklernetz?
Brandschutztechnik
Dossier: IT263 anwenden – Entrauchung von Atrien
Dossier: IT246 anwenden
Das ESSOC-Gesetz für den Brandschutz
Die Ziele der Entrauchung
Dynamische Modellierung der Evakuierung von Personen
CFD-Simulation: Eine Alternative zum Windkanaltest
