高校數(shù)據(jù)中心滅火系統(tǒng)選擇淺析

徐磊 吳震

摘 ?要 高校數(shù)據(jù)中心在教學(xué)科研及校園生活中扮演著重要角色，但其結(jié)構(gòu)單一，各項(xiàng)配套設(shè)施不完善，導(dǎo)致防控火災(zāi)形勢(shì)非常嚴(yán)峻。簡(jiǎn)要介紹高校數(shù)據(jù)中心發(fā)生火災(zāi)的原因及破壞途徑，分析不同滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)及對(duì)數(shù)據(jù)中心的適用性，旨在為高校數(shù)據(jù)中心消防建設(shè)和升級(jí)改造提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞 高校數(shù)據(jù)中心;消防;滅火系統(tǒng);電子設(shè)備

文章編號(hào)：1671-489X（2019）16-0128-04

中圖分類(lèi)號(hào)：TP308 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

Selection of Fire Suppression System in University Data Centers//

XU Lei， WU Zhen

Abstract University datacenters are playing more and more impor-tant role in teaching， scientific research and campus life， however， these essential facilities always facing serious fire threat because of

their simplicity in structure and the lack of adequate auxiliary facility

when built. This paper mainly summarizes the causes and damage of

fire disasters in university datacenters， evaluates the fitness of fire

suppression systems for university datacenters. We hope this paper

could be helpful for construction and/or upgrading of fire suppre-ssion facilities in university datacenters.

Key words university datacenter; fire protection; fire suppression system; electronic equipment

1 引言

所謂數(shù)據(jù)中心，簡(jiǎn)單地理解就是數(shù)據(jù)集中的地方，它承載著大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等任務(wù)。數(shù)據(jù)中心的構(gòu)成以高集成度的電子設(shè)備為主，核心包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備、信息存儲(chǔ)設(shè)備等。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及人工智能領(lǐng)域的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)各種類(lèi)型數(shù)據(jù)的需求不斷提高，不同規(guī)模的數(shù)據(jù)中心在世界各地迅速建立和發(fā)展。國(guó)際咨詢公司Technavio在其發(fā)布的研究報(bào)告中指出，全球數(shù)據(jù)中心的規(guī)模在2018—2022年間將以10.21%的速率高速增長(zhǎng)[1]，而中國(guó)數(shù)據(jù)中心規(guī)模在此階段的增長(zhǎng)速度近12%，表明我國(guó)對(duì)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)投入不斷加大，數(shù)據(jù)中心的開(kāi)發(fā)利用將處于高峰期[2]。

伴隨著數(shù)據(jù)中心在各領(lǐng)域發(fā)揮的作用不斷加強(qiáng)，因宕機(jī)而造成的損失也越發(fā)巨大。波耐蒙研究所（Ponemon Institute）的調(diào)查報(bào)告表明，2010—2016年間因數(shù)據(jù)中心宕機(jī)而造成的損失增長(zhǎng)了57.6%，從2010年的平均5617美元/分鐘增加到2016年的8851美元/分鐘。資本在線有限公司（Capitalonline Ltd.）研究了近五年內(nèi)全球數(shù)據(jù)中心的重大停機(jī)事故，指出數(shù)據(jù)中心服務(wù)中斷的平均時(shí)間為12.5小時(shí)，所受損失平均在1.51億美元以上。

在所有重大停機(jī)事故中，由火災(zāi)引起的占絕大部分，造成的損失也最為嚴(yán)重。資本在線有限公司分析了219起數(shù)據(jù)中心宕機(jī)事件，結(jié)果如圖1、圖2所示。在運(yùn)轉(zhuǎn)正常的數(shù)據(jù)中心中，火災(zāi)是造成數(shù)據(jù)中心宕機(jī)的首要原因，比例為37%，造成宕機(jī)的平均時(shí)間為25小時(shí)[3]。事實(shí)上，火災(zāi)一直是數(shù)據(jù)中心安全運(yùn)行的重大威脅，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失，因信息、資料的損毀而導(dǎo)致的間接損失更是無(wú)可估量。

當(dāng)今高校不僅是人才培養(yǎng)的主要基地，更是科技創(chuàng)新的主要場(chǎng)所，其對(duì)用于校園網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、教學(xué)科研、高性能計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)中心的需求不斷增大。與大型專(zhuān)用數(shù)據(jù)中心相比，高校數(shù)據(jù)中心大多設(shè)立在教學(xué)、辦公或其他用途建筑內(nèi)，相對(duì)而言規(guī)模較小、結(jié)構(gòu)單一，各項(xiàng)配套設(shè)施并不如專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)中心完善，因此，高校數(shù)據(jù)中心面臨更加嚴(yán)峻的消防安全形勢(shì)。例如：2015年，加州大學(xué)伯克利分校數(shù)據(jù)中心發(fā)生的火災(zāi)，使該校網(wǎng)絡(luò)中斷12小時(shí)以上;同年，浙江大學(xué)紫金港校區(qū)機(jī)房發(fā)生火災(zāi)，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失;2017年，北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心發(fā)生火災(zāi)，導(dǎo)致北京多所高校網(wǎng)絡(luò)崩潰、部分教育網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和校園網(wǎng)不能訪問(wèn);2018年，美國(guó)喬治城大學(xué)數(shù)據(jù)中心發(fā)生火災(zāi)，造成多項(xiàng)校園網(wǎng)絡(luò)服務(wù)癱瘓。

有效防控火災(zāi)是高校數(shù)據(jù)中心安全運(yùn)行的重要保障。本文結(jié)合高校數(shù)據(jù)中心特點(diǎn)，介紹火災(zāi)在數(shù)據(jù)中心發(fā)生的起因及破壞途徑，簡(jiǎn)要分析不同滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)及對(duì)數(shù)據(jù)中心的適用性，希望為高校數(shù)據(jù)中心防火安全建設(shè)及后期升級(jí)改造提供借鑒參考。

2 數(shù)據(jù)中心火災(zāi)的起源

數(shù)據(jù)中心火災(zāi)起源可以分為外部引燃和內(nèi)部引燃兩類(lèi)。

外部引燃即數(shù)據(jù)中心以外的其他建筑或房間起火后蔓延而來(lái)。由于數(shù)據(jù)中心與其他用途房間在同一建筑內(nèi)或與其他建筑間的距離較近，這些房間或建筑起火時(shí)，火勢(shì)可能會(huì)順勢(shì)通過(guò)數(shù)據(jù)中心外部的走廊、門(mén)窗及通風(fēng)管道蔓延而來(lái)，進(jìn)而引起數(shù)據(jù)中心火災(zāi)。高校數(shù)據(jù)中心大多沒(méi)有單獨(dú)的建筑，往往設(shè)立在辦公或教學(xué)用房?jī)?nèi)，有相對(duì)較高的外部引燃風(fēng)險(xiǎn)，合理設(shè)置防火墻和隔離防火區(qū)、保持機(jī)房外圍通道整潔無(wú)雜、建筑物采用阻燃材料，可防范外部引燃型火災(zāi)的發(fā)生。

內(nèi)部引燃即數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的線路、電子設(shè)備著火或人為操作不當(dāng)引起的火災(zāi)。數(shù)據(jù)中心內(nèi)電子設(shè)備密度大、發(fā)熱量高，容易造成設(shè)備高溫而引起火災(zāi);同時(shí)，服務(wù)器、空調(diào)系統(tǒng)、UPS電源等設(shè)備需不間斷運(yùn)行，也會(huì)因電路老化而造成一定的火災(zāi)隱患。數(shù)據(jù)中心內(nèi)的可燃物包括設(shè)備中的印刷線路板、各種塑料制品、電線電纜等。在內(nèi)部引燃中，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的設(shè)備短路或過(guò)載是引起火災(zāi)的最主要原因，其次是機(jī)房?jī)?nèi)的線路老化而引起的火災(zāi)，再次是機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)系統(tǒng)故障而導(dǎo)致設(shè)備溫度過(guò)高引起的火災(zāi)。采取合理化數(shù)據(jù)中心內(nèi)的布局、制定完善的管理制度、對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備定期檢查維護(hù)、嚴(yán)格要求管理人員規(guī)范操作等措施，可減小數(shù)據(jù)中心發(fā)生內(nèi)部引燃型火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。

3 火災(zāi)對(duì)數(shù)據(jù)中心造成的損害

火災(zāi)對(duì)數(shù)據(jù)中心的危害主要由直接損害、間接損害及次生損害三方面構(gòu)成。

直接損害即燃燒產(chǎn)生的高溫?fù)p壞或焚毀數(shù)據(jù)中心內(nèi)的電子設(shè)備，如軟盤(pán)在高于38 ℃的環(huán)境下可能會(huì)損毀;溫度高于66 ℃時(shí)可能會(huì)破壞服務(wù)器硬盤(pán);149～200 ℃的高溫會(huì)損毀服務(wù)器內(nèi)的大部分電子元件。

間接損害即燃燒產(chǎn)生的副產(chǎn)物如腐蝕性氣體、煙塵等對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)備造成的損害。如機(jī)房中廣泛使用的聚氯乙烯材料（PVC）燃燒會(huì)產(chǎn)生腐蝕性氯化氫氣體[見(jiàn)反應(yīng)式（1）]，其會(huì)與電子元件上的鍍鋅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氯化鋅覆蓋在電子元件上[見(jiàn)反應(yīng)式（2）];氯化鋅遇到潮濕空氣時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化成氯化鋅溶液，與鍍鋅發(fā)生原電池反應(yīng)，從而進(jìn)一步加速腐蝕電子元件[見(jiàn)反應(yīng)式（3）（4）]。除PVC外，含氟聚合物、含溴材料及含硫材料在高溫下會(huì)分解為氟化氫、溴化氫以及硫化物，以類(lèi)似的機(jī)理腐蝕電子元件。

除化學(xué)作用腐蝕電子設(shè)備外，燃燒產(chǎn)生的煙塵也會(huì)損傷電子器件，如直徑小于0.5微米的顆粒會(huì)對(duì)硬盤(pán)存儲(chǔ)器造成潛在危害，可能會(huì)造成硬盤(pán)磁頭讀寫(xiě)失敗而造成數(shù)據(jù)丟失。同時(shí)，此類(lèi)絕緣顆粒還會(huì)覆蓋在電子元件表面，造成電路斷路或接觸不良的風(fēng)險(xiǎn)。

在數(shù)據(jù)中心火災(zāi)引起的損害中，由間接損害造成的占絕大部分且影響最為長(zhǎng)遠(yuǎn)。美國(guó)通訊委員會(huì)（FCC）曾指出，火災(zāi)造成的數(shù)據(jù)中心損失中有95%是由間接損害造成的。

次生損害指的是不合適的滅火設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)中心造成的損害，如使用噴水滅火器澆滅電子設(shè)備火災(zāi)，滅火的同時(shí)會(huì)造成臨近電子設(shè)備短路燒毀，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)丟失等情況。次生損害造成的損失往往超過(guò)由火災(zāi)引起的損失本身。

4 不同種類(lèi)滅火系統(tǒng)的比較

燃燒是物質(zhì)的快速氧化過(guò)程，其本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。如圖3所示，傳統(tǒng)意義上的燃燒需要氧氣、高溫、可燃物及連續(xù)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)四個(gè)必要條件（燃燒四面體），即可燃物高溫裂解成高反應(yīng)活性的自由基，此類(lèi)自由基與其他分子或分子片段發(fā)生反應(yīng)，保持燃燒持續(xù)不斷地進(jìn)行。當(dāng)今滅火系統(tǒng)種類(lèi)繁多，但基本原理都是移除燃燒四面體中的一個(gè)或者多個(gè)要素，以達(dá)到阻燃滅火的目的。滅火的主要途徑有：

1）對(duì)可燃物進(jìn)行降溫，使溫度達(dá)到可燃物燃點(diǎn)以下;

2）降低燃燒物周?chē)鯕獾臐舛?，通常持續(xù)燃燒所需的最低氧氣濃度為16%（體積分?jǐn)?shù)），若燃燒物周?chē)鯕鉂舛鹊椭链藵舛纫韵?，即可阻止燃燒的進(jìn)行;

3）使用化學(xué)阻斷劑打斷燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

水基滅火系統(tǒng) ?人類(lèi)使用水來(lái)滅火有著悠久的歷史。水滅火有著先天優(yōu)勢(shì)，即水常溫下為液體，可以迅速覆蓋燃燒物表面使其隔絕空氣。同時(shí)，水還具有較高的比熱容，可以吸收燃燒物較多的熱量而使其溫度降到燃點(diǎn)以下，而水的沸點(diǎn)不高，可以迅速吸熱氣化為水蒸氣而降低火焰周?chē)难鯕鉂舛?。目前主要有兩種水基滅火系統(tǒng)，即噴水滅火系統(tǒng)和水霧滅火系統(tǒng)。

1）噴水滅火系統(tǒng)。噴水滅火系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)目的是控制火勢(shì)蔓延和撲滅火源，同時(shí)對(duì)建筑物本身進(jìn)行降溫，避免建筑結(jié)構(gòu)因高溫?fù)p壞或垮塌。對(duì)電子設(shè)備而言，噴水滅火系統(tǒng)噴出的大量液態(tài)水會(huì)使設(shè)備短路或損壞，造成嚴(yán)重的次生損害。大多數(shù)情況下因噴水而導(dǎo)致的電子設(shè)備損壞甚至高于火災(zāi)本身造成的損失，因此，噴水滅火系統(tǒng)多用于保護(hù)建筑物本身而并不用于對(duì)電子設(shè)備滅火。目前，高校數(shù)據(jù)中心所在建筑內(nèi)大多配備噴水滅火系統(tǒng)，但實(shí)際應(yīng)用上其應(yīng)扮演火災(zāi)防控最后一道防線的角色，即火災(zāi)蔓延無(wú)法得到控制，嚴(yán)重威脅到建筑物本身安全的情況下才可以使用，數(shù)據(jù)中心一般的火災(zāi)應(yīng)由其他類(lèi)型的滅火系統(tǒng)來(lái)應(yīng)對(duì)。

2）水霧滅火系統(tǒng)。水霧滅火系統(tǒng)是一種原本為船舶設(shè)計(jì)的滅火系統(tǒng)，因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)近期引起廣泛關(guān)注。水霧滅火系統(tǒng)一般由高壓水泵、輸水管道和噴霧頭組成，噴霧頭在特定的壓力下將水流分解成大小為100～1000 μm的水霧噴出。水霧滅火系統(tǒng)的用水量是噴水滅火系統(tǒng)的10%左右，大大節(jié)約了水資源;同時(shí)由于水霧的大小非常接近火場(chǎng)所產(chǎn)生煙塵顆粒，對(duì)有毒煙塵有著極好的吸附作用，可有效降低火場(chǎng)有毒煙塵濃度。在系統(tǒng)工作時(shí)，噴出的大量水霧會(huì)在火焰周?chē)杆傥鼰釟饣档突鹪吹臏囟?，水霧汽化會(huì)使其體積暴增1700倍，大量水蒸氣迅速取代火焰周?chē)目諝舛档脱鯕鉂舛?。同時(shí)，水霧還對(duì)熱輻射有著明顯的衰減作用，可以阻滯火災(zāi)進(jìn)一步蔓延，即降溫、除氧和熱輻射衰減是水霧滅火系統(tǒng)滅火的主要途徑。

研究表明，水霧不會(huì)在電子設(shè)備上形成連續(xù)的導(dǎo)電水流或水面而導(dǎo)致設(shè)備短路損壞，是一種可用于帶電環(huán)境下的滅火系統(tǒng)。目前，水霧滅火系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于圖書(shū)館、檔案室、地鐵站等場(chǎng)所。對(duì)于高校數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，水霧滅火系統(tǒng)具有安全環(huán)保、安裝維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)際部署使用中應(yīng)注意水霧在空中擴(kuò)散相對(duì)緩慢，難以大量進(jìn)入通風(fēng)不暢的空間而導(dǎo)致對(duì)其內(nèi)部設(shè)備的保護(hù)性欠佳;同時(shí)，水霧滅火系統(tǒng)產(chǎn)生的大量水霧會(huì)影響視線，不利于危急情況下的人員疏散及物品搜尋，故機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)施要布局合理、規(guī)范整潔、標(biāo)識(shí)明顯、空氣保持流暢循環(huán)，設(shè)備選用上如服務(wù)器機(jī)柜、UPS電池柜等要有良好的通透性。

除上述傳統(tǒng)的水霧滅火系統(tǒng)外，目前一些廠商將水霧滅火系統(tǒng)和高壓氮?dú)庀嘟Y(jié)合，生產(chǎn)了一種新型的氣霧混合滅火系統(tǒng)。此類(lèi)滅火系統(tǒng)噴出水霧的同時(shí)還噴出高壓氮?dú)?，與單獨(dú)的水霧滅火系統(tǒng)相比，高壓氮?dú)獠粌H使噴出的水霧更加細(xì)?。ㄖ睆叫∮?0 μm），同時(shí)賦予水霧較高的初速度，可使水霧迅速擴(kuò)散至整個(gè)防護(hù)空間，克服了水霧擴(kuò)散速度慢、難以進(jìn)入密閉空間的缺點(diǎn)。另外，滅火時(shí)火場(chǎng)的可見(jiàn)度也顯著提高，一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)水霧滅火系統(tǒng)的不足，更加適合高校數(shù)據(jù)中心使用。

鹵代烷烴滅火系統(tǒng)

1）哈龍滅火系統(tǒng)。哈龍滅火系統(tǒng)主要使用的滅火劑為Halon 1121（二氟一氯一溴甲烷）、Halon 1301（三氟溴甲烷）或者Halon 2402（1，2-二溴四氟乙烷）。Halon 2402在我國(guó)并未生產(chǎn)，我國(guó)主要使用的為前兩種。此類(lèi)物質(zhì)常溫下為絕緣性氣體，當(dāng)暴露于火焰高溫受熱時(shí)，滅火劑會(huì)發(fā)生裂解反應(yīng)生成高反應(yīng)活性的Br·或Cl·自由基，這些自由基會(huì)打斷燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，進(jìn)而達(dá)到滅火的目的。

哈龍滅火劑使用后無(wú)腐蝕性殘留，是最早的“潔凈”滅火系統(tǒng)，20世紀(jì)80年代初期至90年代中期被廣泛用于保護(hù)計(jì)算機(jī)房、檔案館、配電室、數(shù)據(jù)庫(kù)等重要場(chǎng)所。然而此類(lèi)化合物會(huì)嚴(yán)重破壞臭氧層，1987年的《蒙特利爾協(xié)定》分階段限制了此類(lèi)化合物的使用。我國(guó)于1991年正式加入《蒙特利爾協(xié)定》，于1996年頒布實(shí)施《中國(guó)消防行業(yè)哈龍整體淘汰計(jì)劃》，2014年發(fā)布的《中國(guó)消防行業(yè)哈龍整體淘汰計(jì)劃》完成報(bào)告表明，我國(guó)于2006年和2010年分別完成對(duì)Halon 1121和Halon 1301徹底的停產(chǎn)和銷(xiāo)售，哈龍滅火系統(tǒng)退出歷史舞臺(tái)。

2）氟代烷（酮）滅火系統(tǒng)。為了替代哈龍滅火系統(tǒng)，氟代烷（酮）滅火系統(tǒng)被研發(fā)出來(lái)，主要的滅火劑有HFC-227ea（七氟丙烷）、HFC-125（五氟乙烷）、Novec 1230（十二氟-2-甲基-3-戊酮）、HFC-23（三氟甲烷）、HFC-236fa（六氟丙烷）等，常用的為前三種（見(jiàn)表1）。HFC-227ea、HFC-125滅火機(jī)理與哈龍系統(tǒng)類(lèi)似，Novec 1230滅火劑平時(shí)以高壓液態(tài)形式存儲(chǔ)，釋放時(shí)會(huì)與空氣混合形成絕緣性滅火劑/空氣混合物，此類(lèi)混合物具有較大的比熱容，通過(guò)迅速吸收火源周?chē)臒崃?，使溫度降到可燃物燃點(diǎn)以下而達(dá)到滅火的目的。

相對(duì)于水霧滅火系統(tǒng)，滅火劑/空氣混合物在火場(chǎng)內(nèi)的擴(kuò)散效率更高，可以有效覆蓋整個(gè)防護(hù)空間;相較于哈龍滅火系統(tǒng)，此類(lèi)滅火劑對(duì)臭氧層無(wú)害，其ODP（Ozone Depletion Potential）為零，使用過(guò)程中并不會(huì)損害臭氧層。但三種滅火劑具有不同的溫室效應(yīng)，Novec 1230的GWP

（Global Warming Potential）為1，與二氧化碳相同，而其他兩種滅火劑GWP值都高于3000，有明顯的溫室效應(yīng)，從環(huán)保角度來(lái)說(shuō)，Novec 1230更具有優(yōu)勢(shì)。

目前，此類(lèi)滅火系統(tǒng)已廣泛部署在電子機(jī)房用來(lái)防控火災(zāi)，但在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意滅火劑具有一定的毒性。同時(shí)，其在滅火過(guò)程中遇高溫會(huì)發(fā)生分解，分解產(chǎn)物包含氫氟酸（HF）以及碳酰氟（COF2）等物質(zhì)，此類(lèi)物質(zhì)對(duì)人體具有毒性，對(duì)電子設(shè)備具有腐蝕性[4]，因此在滅火過(guò)程中人員要及時(shí)撤離，滅火后要對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行徹底的通風(fēng)處理。

惰性氣體滅火系統(tǒng)

1）二氧化碳滅火系統(tǒng)。二氧化碳為絕緣性線性分子，無(wú)色無(wú)味，分子量為44，略重于氧氣分子。二氧化碳不助燃，滅火系統(tǒng)工作時(shí)會(huì)向火場(chǎng)釋放大量二氧化碳?xì)怏w，通過(guò)稀釋火源周?chē)鯕鉂舛榷_(dá)到滅火的目的。滅火后二氧化碳?xì)怏w會(huì)自然揮發(fā)，不會(huì)產(chǎn)生有害殘留物，對(duì)電子設(shè)備不會(huì)造成次生損害，屬于“清潔”滅火系統(tǒng)。然而二氧化碳對(duì)生物有顯著的窒息作用，當(dāng)環(huán)境中二氧化碳濃度大于5%時(shí)即會(huì)對(duì)生命安全構(gòu)成威脅，而二氧化碳滅火系統(tǒng)工作時(shí)二氧化碳濃度可達(dá)50%以上，會(huì)對(duì)火場(chǎng)內(nèi)來(lái)不及撤離的人員造成嚴(yán)重威脅，甚至引起死亡。從生命安全角度來(lái)說(shuō)，二氧化碳滅火系統(tǒng)只適用于無(wú)人值守場(chǎng)所，高校數(shù)據(jù)中心作為有人場(chǎng)所不可采用此類(lèi)滅火系統(tǒng)。

2）惰性混合氣體滅火系統(tǒng)。惰性氣體具有化學(xué)穩(wěn)定性，其不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不易分解也不助燃。常見(jiàn)的惰性氣體包括氦氣、氬氣、氮?dú)獾?，后兩種常用于滅火。目前主要使用的滅火劑有IG-01（100%氬氣）、IG-55（50%氬氣和50%氮?dú)猓G-541（52%氮?dú)狻?0%氬氣和8%二氧化碳）、IG-100（100%氮?dú)猓┑取６栊詺怏w可通過(guò)取代火源周?chē)鯕夥肿?，降低火源周?chē)鯕鉂舛榷_(dá)到阻燃滅火的目的。通常滅火過(guò)程中火場(chǎng)氧氣濃度會(huì)被稀釋到10%～13%，既保證了滅火效率，又保證了人員生命安全。

惰性混合氣體作為滅火劑優(yōu)勢(shì)明顯。

首先，惰性氣體組成為自然界存在的物質(zhì)，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害;

其次，惰性氣體為絕緣性氣體，高溫條件下不會(huì)分解為腐蝕性物質(zhì)，對(duì)精密儀器無(wú)損害;

再次，惰性氣體在設(shè)計(jì)滅火濃度下對(duì)人員無(wú)害，可在有人工作的環(huán)境下安全使用;

最后，惰性氣體工作時(shí)不會(huì)像水霧滅火系統(tǒng)那樣產(chǎn)生大量煙霧，有利于緊急情況下的人員撤離和救援。

目前，許多數(shù)據(jù)中心已采用惰性混合氣體滅火系統(tǒng)來(lái)防范火災(zāi)，但選用此類(lèi)裝置時(shí)應(yīng)注意其前期安裝和后期維護(hù)都需要較大投入，實(shí)際應(yīng)用成本往往較高。同時(shí)，用于氣體存儲(chǔ)的鋼瓶占用面積大、壓力值高，具有一定的爆炸風(fēng)險(xiǎn)[5]，存儲(chǔ)鋼瓶須嚴(yán)格定期做耐壓檢測(cè)及維護(hù)。

3）低氧循環(huán)系統(tǒng)。此類(lèi)滅火系統(tǒng)的原理是將氧氣濃度在燃燒所需最低濃度以下的空氣注入受防護(hù)的空間內(nèi)，用來(lái)阻止燃燒的發(fā)生和進(jìn)行。通常外部空氣通過(guò)此類(lèi)系統(tǒng)的過(guò)濾或吸附等手段處理后，氧氣濃度被控制在15%，氮?dú)鉃?5%，此濃度下既保證了人員安全，又防止了火災(zāi)發(fā)生。相比于其他滅火裝置，此類(lèi)系統(tǒng)從根本上杜絕了火災(zāi)的發(fā)生，同時(shí)不需要在防護(hù)區(qū)內(nèi)布置復(fù)雜的管線，也不用高壓存儲(chǔ)罐，具有顯著優(yōu)勢(shì)。然而考慮到注入防護(hù)區(qū)內(nèi)的空氣會(huì)不斷外溢，此類(lèi)裝置需要持續(xù)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，維護(hù)及能耗投入相對(duì)較高。目前，一些大型項(xiàng)目如核電站、超算中心等已采用此類(lèi)裝置[6]，但對(duì)于高校數(shù)據(jù)中心而言，此類(lèi)系統(tǒng)應(yīng)用成本過(guò)高，實(shí)際部署較為困難。

5 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要介紹了高校數(shù)據(jù)中心火災(zāi)特點(diǎn)與破壞途徑，分析了不同滅火系統(tǒng)的特性，表明水霧滅火系統(tǒng)、氣霧混合滅火系統(tǒng)、氟代烷（酮）滅火系統(tǒng)、惰性混合氣體滅火系統(tǒng)均適用于高校數(shù)據(jù)中心防火控火。本文希望為高校數(shù)據(jù)中心防火安全建設(shè)及升級(jí)改造提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]Technavio. Global Data Center Market 2018—2022

[EB/OL].[2018-02-08].https：//www.reportlinker.com/p04340873/Global-Data-Center-Microserver-Market.html.

[2]Technavio. Data Center Market in China 2018—2022

[EB/OL].[2018-04-12].https：//www.reportlinker.com/p01556761/Data-Centers-Market-in-China.html.

[3]Barry Elliott. The Importance of Fire Engineering

in a Data Centre[EB/OL].[2016-10-23].https：//teche

rati.com/the-stack-archive/data-centre/2016/09/23/the-

importance-of-fire-engineering-in-a-data-centre/.

[4]Kim A. Recent Development in Fire Suppression Sys-

tems[J].Fire Safety Science，2001（5）：12-27.

[5]施秀琴，姚浩偉，李華平.高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在微電子設(shè)備機(jī)房的應(yīng)用[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2015（11）：7-10.

[6]Nilsson M， Hees P V. Advantages and challenges

with using hypoxic air venting as fire protection[J]. Fire and Materials，2014，38（5）：559-575.