A級(jí)數(shù)據(jù)中心消防系統(tǒng)解析

孫付龍　王參參　王洪梅

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化、無紙化、高速化、計(jì)算機(jī)化、自動(dòng)化、智能化辦公越來越成為發(fā)展趨勢，這就促使對(duì)數(shù)據(jù)中心的要求越來越高，使用頻率越來越大，依賴性就越來越強(qiáng)，因此機(jī)房的安全和正常運(yùn)轉(zhuǎn)則成為一個(gè)企業(yè)或是辦公區(qū)域保證工作的重中之重。數(shù)據(jù)中心除了計(jì)算機(jī)本身的技術(shù)安全外，其消防安全也是非常重要的。本文結(jié)合實(shí)際情況，從數(shù)據(jù)中心火災(zāi)的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心氣體滅火劑的選擇入手，對(duì)七氟丙烷氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)使用與維護(hù)進(jìn)行分析介紹。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；七氟丙烷；氣體消防

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）18-0246-02

數(shù)據(jù)中心機(jī)房是為企業(yè)、政府等地方提供技術(shù)支持、保障各項(xiàng)工作正常運(yùn)行的核心區(qū)域。數(shù)據(jù)中心機(jī)房一般都處于不間斷工作狀態(tài)，其消耗的功率最少也要幾十千瓦，有的大型數(shù)據(jù)中心甚至需要幾千千瓦。過大的功率輸出必定會(huì)導(dǎo)致較大熱量的輸出，如果不及時(shí)進(jìn)行熱量擴(kuò)散或是火災(zāi)的預(yù)防，一旦有意外發(fā)生將帶來較大的損失與影響，甚至導(dǎo)致這個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)癱瘓。下文將針對(duì)數(shù)據(jù)中心消防系統(tǒng)問題具體進(jìn)行分析。

1 數(shù)據(jù)中心火災(zāi)的特點(diǎn)

1.1 電氣易發(fā)生火災(zāi)

數(shù)據(jù)中心中放置著各種機(jī)柜、電線、數(shù)據(jù)光纜等，這些設(shè)備不僅功率大、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長，而且耗電量大，產(chǎn)生較大熱量，大多屬于易燃材料，特別容易引發(fā)火災(zāi)。數(shù)據(jù)中心大多放置精密性較高的設(shè)備，不僅要求空間具有一定的密封密閉性，同時(shí)對(duì)溫度、濕度、潔凈度都有較高要求。所以為了達(dá)到這些外在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，一般的機(jī)房都門窗關(guān)閉，久而久之溫度逐漸增高，散熱速度越來越慢，易發(fā)生火災(zāi)。一旦火災(zāi)發(fā)生后還容易使大量的煙氣、熱量滯留在室內(nèi)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心的設(shè)備遭受更大的損害。

1.2 火災(zāi)撲救較為困難

造成火災(zāi)撲救困難的原因，一方面是因?yàn)樵O(shè)備的材料組成，都屬于電氣，不能直接使用一般的滅火設(shè)備，如水、干粉等都不能撲滅電氣引起的火災(zāi)，而且還會(huì)造成設(shè)備的二次損害，需要專門的電氣滅火設(shè)備和滅火氣體。但是這種氣體較一般的滅火方式速度慢，而且對(duì)人身體也有一定的危害，而電氣設(shè)備的燃燒還具有燃燒速度快的特點(diǎn)，所以撲救在時(shí)間上和技術(shù)上都有一定的難度。隨著對(duì)大型數(shù)據(jù)處理的需要，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模也越來越大，無論是從設(shè)備放置和建筑本身都會(huì)對(duì)撲救工作帶來一定的難度。

2 數(shù)據(jù)中心氣體滅火劑的選擇

根據(jù)數(shù)據(jù)中心存在的易燃燒、速度快、撲救困難等火災(zāi)特點(diǎn)，國家制定了相關(guān)的規(guī)范，明確規(guī)定了數(shù)據(jù)中心機(jī)房對(duì)滅火系統(tǒng)的各個(gè)方面的要求，特別是應(yīng)設(shè)置潔凈器滅火系統(tǒng)。其中對(duì)數(shù)據(jù)中心根據(jù)自身特點(diǎn)選擇合適合理的滅火氣體也進(jìn)行了明確的規(guī)定。常見的滅火系統(tǒng)包括IG541混合氣體滅火系統(tǒng)、鹵代烷替代滅火系統(tǒng)、二氧化碳滅火系統(tǒng)、七氟丙烷滅火系統(tǒng)。這些滅火系統(tǒng)均有自身的優(yōu)勢與劣勢。如IG541混合氣體容器內(nèi)要求的壓力較高，管道和噴頭也需要在一定的高壓下工作，存在較高的爆炸安全隱患，所以它在施工、建設(shè)、使用、維護(hù)時(shí)的要求也較高。鹵代烷雖然滅火速度相對(duì)較快，但是其污染較為嚴(yán)重，對(duì)人身體的毒性也較大，后續(xù)影響和副作用較強(qiáng)。二氧化碳在滅火的過程中，如果大量使用，具有窒息性和冷卻作用，對(duì)于人的危害也較大，對(duì)溫度要求較高的精密儀器來說會(huì)產(chǎn)生二次損壞。而七氟丙烷氣滅火，是碳、氟和氫的化合物，與前面幾種氣體相比存在相對(duì)優(yōu)勢，包括無色無味、不導(dǎo)電、低毒性、不需高壓、二次污染較小、不影響氧含量、使用相對(duì)方便等，但是其劣勢在于使用時(shí)間較短。

3 七氟丙烷氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)使用

七氟丙烷氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)因?yàn)槭褂玫臅r(shí)間較短，各方面技術(shù)還需要技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的積累，國家也在此方面進(jìn)行了明確的規(guī)定，從而在技術(shù)上和制度上進(jìn)行了進(jìn)一步的完善。

3.1 計(jì)算保護(hù)區(qū)體積

管道的鋪設(shè)以及氣體計(jì)量的使用與數(shù)據(jù)中心的體積有直接的關(guān)系，在一定的數(shù)值內(nèi)才能達(dá)到既減少氣體過多導(dǎo)致環(huán)境的污染，又能實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)在對(duì)短時(shí)間的有效控制。保護(hù)區(qū)域的體積包括房頂?shù)牡蹴斉c房間凈高，還包括靜電地板的厚度。

3.2 滅火浸漬時(shí)間的選取

在數(shù)據(jù)中心機(jī)房中，不同的區(qū)域和設(shè)備、材料應(yīng)設(shè)定不同的火災(zāi)完全熄滅所需的時(shí)間?；馂?zāi)的噴頭應(yīng)該在設(shè)計(jì)的時(shí)候就根據(jù)各種機(jī)器設(shè)備預(yù)計(jì)放置的位置有重點(diǎn)又相對(duì)均勻的分布，同時(shí)還要考慮氣體的噴頭保護(hù)高度、保護(hù)半徑等。一旦發(fā)生火災(zāi)，噴頭可以感應(yīng)噴出滅火氣體，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)形成阻燃濃度。通訊機(jī)房、電子計(jì)算機(jī)房內(nèi)的電氣設(shè)備火災(zāi)，應(yīng)采用 5min；固網(wǎng)絡(luò)前置主機(jī)區(qū)、介質(zhì)庫采用 5min；配電區(qū)、空調(diào)區(qū)屬于固體表面火災(zāi)，采用 10min。

3.3 噴放時(shí)間的選擇

七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)在自動(dòng)狀態(tài)下，從火災(zāi)報(bào)警主機(jī)和氣體滅火控制盤控制接收到探測器報(bào)警信號(hào)后發(fā)起聯(lián)動(dòng)氣體滅火盤，氣體滅火盤發(fā)出啟動(dòng)電源信號(hào)。通訊機(jī)房和電子計(jì)算機(jī)房，噴放時(shí)間控制在8S內(nèi)；固網(wǎng)絡(luò)區(qū)、介質(zhì)庫控制在8S內(nèi)；其他防護(hù)區(qū)選擇噴放時(shí)間控制在10S內(nèi)。

3.4 滅火濃度選取

滅火濃度是根據(jù)在一定的溫度下，根據(jù)數(shù)據(jù)中心機(jī)房中放置的設(shè)備制定的所需滅火劑的最小體積。滅火濃度的選取具有局部空間性，即不同的區(qū)域應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臐舛?。以紙質(zhì)類為主的保護(hù)區(qū)如存放圖書、檔案、票據(jù)、資料等，滅火設(shè)計(jì)濃度一般設(shè)定在10%；通訊機(jī)房、電子計(jì)算機(jī)、固網(wǎng)絡(luò)前置主機(jī)區(qū)、空調(diào)區(qū)、介質(zhì)庫等區(qū)域應(yīng)選取8%；自備發(fā)電機(jī)房、固配電區(qū)滅火濃度應(yīng)設(shè)定為9%。

3.5 滅火設(shè)計(jì)用量、剩余用量、儲(chǔ)存量與其他計(jì)算

滅火計(jì)量的設(shè)計(jì)與海拔、室內(nèi)溫度、滅火空間體積、滅火濃度有直接的關(guān)系。國家《七氟丙烷潔凈氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中有明確的計(jì)算公式 W=（KV/S）*C/（100-C）。這個(gè)公式的設(shè)定條件是在室內(nèi)條件下，海拔高度為0的情況，S、K作為調(diào)整系數(shù)，存在相對(duì)的變化。在滅火氣體使用之后，存儲(chǔ)的容器內(nèi)與管道中都有一定的剩余用量。其要考慮儲(chǔ)存容器內(nèi)引升管管口以下的容器容積、廠家的技術(shù)參數(shù)、管網(wǎng)的長度等進(jìn)行計(jì)算，與設(shè)計(jì)用量存在一定的比例關(guān)系，一般在1%-2%之間。存儲(chǔ)量的計(jì)算則是結(jié)合滅火設(shè)計(jì)用量加上剩余用量得出，計(jì)算公式為：W0=W+△W1+△W2。儲(chǔ)瓶藥劑充裝量的計(jì)算與設(shè)計(jì)用量、剩余量、存儲(chǔ)量有關(guān)系，還需要結(jié)合管網(wǎng)布置、鋼瓶間尺寸，最后計(jì)算出需要的噴頭、鋼瓶、管道、安全閥、瓶頭閥等。

4 氣體滅火系統(tǒng)控制方式

氣體滅火系統(tǒng)的控制為了保證使用的方便、快捷、安全，必須同時(shí)具備多種啟動(dòng)方式包括氣動(dòng)、電氣手動(dòng)、應(yīng)急機(jī)械三種方式。氣動(dòng)啟動(dòng)主要是在最短的時(shí)間內(nèi)最快的啟動(dòng)速度噴放出滅火劑直至保護(hù)區(qū)滅火。電氣手動(dòng)方式優(yōu)勢是將現(xiàn)場的人員都撤離后釋放滅火劑。應(yīng)急機(jī)械手動(dòng)功能是為了前面兩種控制方式失效后可以強(qiáng)制實(shí)施啟動(dòng)滅火，防止消防系統(tǒng)啟動(dòng)異常，意外情況發(fā)生。

5 系統(tǒng)的維護(hù)與管理

數(shù)據(jù)中心消防系統(tǒng)在沒有火災(zāi)情況下一般不會(huì)使用，所以導(dǎo)致人們疏忽了對(duì)它的日常維護(hù)與管理。閑置時(shí)間過長，缺乏維護(hù)一旦突發(fā)事件發(fā)生就可能會(huì)影響其正常使用，因此，日常維護(hù)與管理也是非常重要的。系統(tǒng)的維護(hù)首先要對(duì)專門人員進(jìn)行氣體消防系統(tǒng)管理、操作、維護(hù)的培訓(xùn)，并要求定期進(jìn)行檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行維護(hù)后做好記錄，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。定期對(duì)容器、閥、管道噴嘴、驅(qū)動(dòng)裝置等進(jìn)行系統(tǒng)的檢查，從外觀的整潔、有無損傷、是否有銹蝕等進(jìn)行一一排查。在大的全面檢查中，要對(duì)防護(hù)區(qū)的開口情況、滅火劑貯瓶設(shè)備、管道支架是否牢固、高壓軟管是否有形變、老化、裂縫等現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致檢查；對(duì)于存儲(chǔ)容器應(yīng)進(jìn)行稱重，查看其凈重是否低于其設(shè)計(jì)量的95%；滅火劑輸送管道和噴嘴孔口是否有堵塞或損傷情況，對(duì)防護(hù)區(qū)進(jìn)行模擬自動(dòng)啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)等。

綜上所述，七氟丙烷消防系統(tǒng)時(shí)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的較為便捷、安全、可靠的消防設(shè)施，它對(duì)于當(dāng)前數(shù)據(jù)中心快速的發(fā)展所帶來的一系列的問題和消防困難具有一定的優(yōu)勢。設(shè)計(jì)者和使用者對(duì)于A級(jí)數(shù)據(jù)中心消防不僅要提高預(yù)防的思想意識(shí)，同時(shí)還要掌握一定的使用、維護(hù)、管理等日常操作，從而才能在火災(zāi)發(fā)生時(shí)將損失降到最低，確保各項(xiàng)工作的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃以明，王麗.大型數(shù)據(jù)中心建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].中國給水排水，2014（16）.

[2] 鄧兵.IDC數(shù)據(jù)中心消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2015（9）.

[3] 李力.數(shù)據(jù)中心火災(zāi)危險(xiǎn)性分析與防治對(duì)策[J].武警學(xué)院，2007（10）.

[4] 蘇玉虎，宋云.七氟丙烷滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析[J].大眾科技，2011（9）.