ساختمان مرکز داده فولادی مقاوم در برابر آتش: سیستم‌های خاموش‌کننده آتش که با فولاد هماهنگ می‌شوند

حفاظت منفعل در برابر آتش در ساختمان‌های فلزی برای مراکز داده

چگونه ساخت‌وساز فولادی طراحی مرکز داده مقاوم در برابر آتش را پشتیبانی می‌کند

طبیعت غیرقابل احتراق فولاد و نقطه ذوب بالای آن (بالاتر از 1,370°C) آن را در شرایط آتش‌سوزی ذاتاً بر مواد قابل احتراق برتر می‌سازد. برخلاف چوب یا جایگزین‌های مبتنی بر پلاستیک، فولاد در طول آتش‌سوزی تا مدت طولانی‌تری یکپارچگی ساختاری خود را حفظ می‌کند و زمان بیشتری برای فعال‌سازی سیستم‌های اطفاء و تخلیه ایمن کارکنان فراهم می‌آورد.

مصالح مقاوم در برابر آتش و راهبردهای تقسیم‌بندی فضایی در تأسیسات با سازه فولادی

مقاومت در برابر آتش در قاب‌های فولادی با استفاده از پوشش‌های متورم‌شونده که در اثر حرارت منبسط می‌شوند، مواد مقاوم به آتش اسپری‌شونده (SFRM) و غلاف‌بندی بتنی حاصل می‌شود. تقسیم‌بندی فضای ساختمان با استفاده از دیوارهای تخته‌سیمانی مقاوم به آتش، مناطقی منزوی ایجاد می‌کند که گسترش آتش را کند کرده و ایمنی ساکنان را افزایش داده و خسارات را محدود می‌کند.

راهکارهای آتش‌خاموتی برای نفوذ کابل‌ها و لوله‌ها در ساختمان‌های فولادی

سیستم‌های آتش‌خاموتی دارای گواهی UL — که از آب‌بند سیلیکونی، پوشش‌های متورم‌شونده و عایق مقاوم به آتش استفاده می‌کنند — زیرساخت‌های حیاتی نفوذ را محافظت می‌کنند. این راهکارها ضمن حفظ تقسیم‌بندی، امکان انبساط حرارتی قطعات فولادی در هنگام افزایش دما را فراهم می‌آورند.

هماهنگی با استانداردهای NFPA 75 و TIA-942 برای محافظت منفعل در برابر آتش

برای رعایت استانداردهای بین‌المللی ایمنی، ساختمان‌های فلزی باید دارای دیوارهای مقاوم در برابر آتش با حداقل مدت مقاومت چهار ساعته باشند که در راهنمایی‌های TIA-942 مشخص شده است. این استانداردها همچنین نیازمند جداسازی فیزیکی بین اتاق‌های سرور و مناطق پرخطر مانند بانک‌های باتری UPS و نصب سیستم‌های قطع اضطراری برق در مکان‌های قابل دسترس هستند.

ادغام تشخیص و مهار فعال حریق در مراکز داده فلزی

ادغام سیستم‌های حفاظت فعال در برابر حریق با سازه‌های فلزی ساختمان

طبیعت غیرقابل اشتعال فولاد، ادغام آسان تجهیزات پاششی پیش‌اقدام و نازل‌های عامل تمیز را بدون تأثیر بر عملکرد ساختاری ممکن می‌سازد. شبکه‌های چند منطقه‌ای تشخیص با چیدمان تیرهای فولادی هماهنگ شده‌اند و پوشش کامل مناطق پرخطر مانند رک‌های سرور و اتاق‌های UPS را تضمین می‌کنند.

تسهیلاتی که از چارچوب‌های فولادی استفاده می‌کنند، دست می‌یابند زمان پاسخ‌دهی ۲۳٪ سریع‌تر برای خاموش‌کردن آتش در مقایسه با ساخت‌وساز سنتی، بر اساس گزارش حفاظت از حریق مرکز داده ۲۰۲۵، به دلیل مسیرهای بدون مانع برای اجزای سیستم.

سیستم‌های تشخیص هشدار اولیه (به عنوان مثال VESDA) به عنوان مکمل ضد حریق مبتنی بر فولاد

سیستم‌های ASD مانند VESDA در واقع مقاومت غیرفعال سازه‌های فولادی در برابر آتش را افزایش می‌دهند. این سیستم‌ها با مکش نمونه‌های هوا از طریق لوله‌هایی که در امتداد شبکه‌های سقفی فولادی رایج امروزی قرار دارند، کار می‌کنند. آنچه این سیستم‌ها را خاص می‌کند، توانایی تشخیص ذرات بسیار ریز پیش از آن است که دетکتورهای دود معمولی هرگونه علامتی را حس کنند. با ترکیب این سیستم‌های ASD با موانع آتش مناسب فولادی، اتفاق شگفت‌آوری رخ می‌دهد. این سیستم می‌تواند حریق‌های کوچک را دقیقاً در محل شروع خاموش کند و از گسترش آن به بخش‌های حیاتی سازه ساختمان جلوگیری کند. آزمایش‌های واقعی نشان می‌دهند که این رویکرد در مراکز داده‌ای که با قاب‌های فولادی ساخته شده‌اند، حدود دو سوم از خسارات تجهیزات را کاهش می‌دهد. این سطح از محافظت زمانی که در مواقع اضطراری هر ثانیه مهم است، تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند.

پشتیبانی و قابلیت اطمینان در خاموش‌کننده‌های آتش برای مراکز داده حساس فولادی

سازه‌های فولادی از طریق موارد زیر از پشتیبانی سلسله مراتبی پشتیبانی می‌کنند:

• سیم‌کشی دو مسیره دتکتور در جعبه‌های کابل فولادی
• سیلندرهای ذخیره‌سازی گاز با قابلیت ایمنی بالا که بر روی سکوهای فولادی نصب شده‌اند
• دیوارهای ماژولار فولادی که مناطق مجزا برای خاموش‌کننده‌های گازی ایجاد می‌کنند

TIA-942 الزام دسترسی همزمان به قابلیت نگهداری سیستم‌های آتش‌نشانی در سازه‌های فولادی را تعیین می‌کند—الزامی که توسط ۹۴٪ از اپراتورها با استفاده از پیچ‌و مهره‌های فولادی اضافی و مهارهای لرزه‌ای برآورده شده است. این امر حفاظت بی‌وقفه را در طول نگهداری یا خرابی قطعات تضمین می‌کند.

سیستم‌های خاموش‌کننده آتش گازی و عامل‌های تمیز در محفظه‌های فولادی

گازهای بی‌اثر و عامل‌های تمیز هالوژنه (مانند FM-200، Novec 1230) در مراکز داده فولادی مقاوم در برابر آتش

امروزه ساختمان‌های فلزی اغلب از سیستم‌های مهار آتش مبتنی بر گاز استفاده می‌کنند تا تجهیزات ارزشمند فناوری اطلاعات خود را محافظت کنند. محصولاتی مانند FM 200 و Novec 1230 بسیار سریع عمل می‌کنند و در حدود ده ثانیه شعله‌ها را با متوقف کردن کامل فرآیند احتراق خاموش می‌کنند. این ویژگی این راه‌حل‌ها را به‌ویژه مناسب برای مکان‌هایی می‌کند که سرورها به صورت فشرده کنار هم قرار گرفته‌اند. مزیت دیگر این است که این عوامل تمیزکننده پس از استفاده هیچ گونه آلودگی یا باقیمانده‌ای به جا نمی‌گذارند، بنابراین سخت‌افزارهای کامپیوتری در برابر آسیب محافظت می‌شوند. تحقیقات نشان می‌دهد که هنگامی که پوسته‌های فولادی به درستی درزگیری شده باشند، می‌توانند حدود ۱۰ درصد از ماده مورد نیاز برای مهار آتش را حفظ کنند و همچنین در مدیریت خطرات حرارتی در شرایط اضطراری کمک کنند. ترکیب سرعت، پاکی و مهار این سیستم‌ها را به گزینه‌ای محبوب در میان بهره‌برداران مراکز داده تبدیل کرده است که به دنبال ایمنی و طول عمر تجهیزات خود هستند.

سازگاری سیستم بین محیط‌های ساختاری فولادی و سیستم‌های مهار آتش بدون باقیمانده

فولاد می‌سوزد، بنابراین هنگام اتصال به سیستم‌های گازی که طبق استانداردهای NFPA 2001 الزامی است بسیار خوب عمل می‌کند. درزگیرهای محکمی که ما روی تمام نقاط اتصال و محل ورود لوله‌ها به سیستم قرار داده‌ایم، باعث می‌شوند عامل ضد حریق در داخل سیستم باقی بماند؛ موضوعی که در مواقع اضطراری برای عملکرد صحیح سیستم بسیار مهم است. بر اساس آخرین گزارش مواد ایمنی حریق سال ۲۰۲۳، فولاد در طول زمان مقاومت مناسبی در برابر این عوامل شیمیایی نشان می‌دهد که این امر عمر ساختمان را افزایش داده و نیاز به تعویض قطعات را به تأخیر می‌اندازد. نکته مثبت دیگر نحوه ماژولار بودن این سیستم‌های فولادی است. وقتی شرکت‌ها نیاز داشته باشند خطوط سیستم مهار حریق خود را در آینده به‌روزرسانی کنند، می‌توانند این کار را بدون نگرانی از تضعیف ساختار ساختمان انجام دهند، چرا که تمام قطعات مانند قطعات پازل به راحتی در کنار هم قرار می‌گیرند.

مزایای سیستم‌های گازی در کاهش خسارت ناشی از آب به تجهیزات حساس فناوری اطلاعات

سیستم‌های گازی از توقف فعالیت ناشی از آب جلوگیری می‌کنند که به‌طور متوسط هر دقیقه به مراکز داده ۹۰۰۰ دلار هزینه تحمیل می‌کند (موسسه پونمون ۲۰۲۳). مخلوط‌های گاز بی‌اثر سطح اکسیژن را به زیر ۱۵٪ کاهش می‌دهند و باعث خاموش شدن شعله‌ها بدون آسیب به سرورها می‌شوند. این روش، یکپارچگی عایق‌بندی در ساختمان‌های فولادی را حفظ می‌کند، برخلاف سیستم‌های سنتی پاشش آب که در صورت فعال‌سازی می‌توانند خوردگی را تسریع کنند.

موارد قانونی F-Gas و تأثیرات زیست‌محیطی در انتخاب سیستم‌های گازی اطفای حریق

مقررات جدید اتحادیه اروپا F-Gas 2024/573 نیازمند کاهش تقریباً ۹۲ درصدی انتشار هیدروفلوئورکربن‌ها قبل از سال ۲۰۳۰ است. امروزه بیشتر سیستم‌های مدرن نه تنها الزامات اولیه ایمنی حریق را برآورده می‌کنند، بلکه استانداردهای سخت‌گیرانه ساختمان‌های سبز LEED را نیز رعایت می‌کنند. این سیستم‌ها حدود ۹۹٪ تأثیر کمتری بر گرمایش جهانی نسبت به تجهیزات قدیمی سال‌های گذشته دارند. آزمایش‌های مستقل نشان داده‌اند که Novec 1230 فقط ۰٫۳ اتم فشار دارد در خصوص آسیب به لایه ازن، که این مقدار به خوبی با طول عمر عملیاتی معمول مراکز داده فلزی در حدود سه دهه همخوانی دارد. این امر برای تأسیساتی که در بلندمدت به پیگیری ردپای محیط‌زیستی خود می‌پردازند، منطقی است.

گزینه‌های مهار آتش مبتنی بر آب برای مراکز داده فولادی با تراکم بالا

سیستم‌های اسپرینکلر پیش‌اقدام (قفل تکی/دوبل) در محیط‌های ساخت‌وساز فولادی

در سازه‌های فولادی، سیستم‌های اسپرینکلر پیش‌اقداماتی حفاظت آبی قابل اعتمادی فراهم می‌کنند بدون آنکه به طور ناخواسته فعال شوند. این سیستم‌ها قبل از خروج آب به هر دو سیگنال حرارت و دود نیاز دارند که این امر با توجه به گزارش‌های اخیر صنعتی از FM Global، باعث کاهش حدود سه چهارمی آلارم‌های کاذب در مقایسه با اسپرینکلرهای معمولی می‌شود. عدم احتراق‌پذیری فولاد امکان نصب سیستم‌های لوله خشک را فراهم می‌کند و قاب‌های فلزی گالوانیزه در برابر زنگ‌زدگی ناشی از رطوبت در طول زمان مقاومت خوبی دارند. همچنین دو نوع اصلی از این سیستم‌ها وجود دارد: مدل‌های قفل تکی که با هوای فشرده و سنسورهای الکترونیکی کار می‌کنند، در حالی که انواع قفل دوتایی شامل یک مرحله بررسی اضافی هستند. این لایه دوم تأیید اعتبار در مناطق با امنیت بالا مانند مراکز داده سطح Tier IV بسیار مهم است که در آن حفظ مقاومت در برابر آتش برای حداقل ۲۵ دقیقه از اهمیت حیاتی برخوردار است.

سرکه‌پاشی آب مه به عنوان جایگزینی کم‌تأثیر بر اسپرینکلرهای سنتی

سرکوب آتش با استفاده از پاشش آب به صورت میست، با خروج قطرات بسیار ریز آب در اندازه‌های حدود ۵۰ تا ۲۰۰ میکرون انجام می‌شود. این ذرات میکروسکوپی شعله‌ها را به سرعت خنک کرده و همچنین اکسیژن موجود را کاهش می‌دهند، در حالی که تنها حدود ۹۰ درصد کمتر آب نسبت به سیستم‌های افشانه سنتی مصرف می‌کنند. آخرین ویرایش استاندارد NFPA 750 از سال ۲۰۲۴ عملکرد این سیستم‌ها را در مراکز داده متراکم از سرورها تأیید می‌کند. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که تنها حدود نیم درصد از تجهیزات در صورت استفاده از سیستم میست آبی، مرطوب می‌شوند، در مقایسه با تقریباً ۲۵ درصد آسیب در سیستم‌های دلوج معمولی. مزیت دیگر استفاده از لوله‌های فولاد ضدزنگ است که در طول زمان رسوب نمی‌گیرند. علاوه بر این، قرارگیری استراتژیک نازل‌ها بین راهروهای گرم و سرد اجازه می‌دهد تا آتش‌نشانان مناطق خاصی را هدف قرار دهند بدون اینکه الگوی ظریف جریان هوایی که برای عملیات اتاق سرور حیاتی است، مختل شود.

تحلیل مقایسه‌ای: سیستم‌های میست آبی در مقابل سیستم‌های پی‌اکشن در چیدمان‌های پر از سرور

پیکربندی‌های ترکیبی در حال ظهور هستند که از سیستم مه آب در مناطق فناوری اطلاعات و سیستم‌های قبل از عمل برای محافظت از عناصر ساختاری استفاده می‌کنند؛ راهبردی که نشان داده شده در آزمایش‌های اخیر مصرف کلی آب را تا 68٪ کاهش می‌دهد.

هماهنگی با استانداردها و طراحی جامع ایمنی حریق در مراکز داده فلزی

رعایت الزامات NFPA 75، NFPA 750 و FM Global در برنامه‌ریزی سیستم‌های اطفای حریق

هنگام طراحی ساختمان‌ها با سازه‌های فولادی، رعایت استانداردهایی مانند NFPA 75 برای حفاظت تجهیزات فناوری اطلاعات، NFPA 750 در خصوص سیستم‌های پاشش آب به صورت مه‌ای و پیروی از توصیه‌های FM Global ضروری می‌شود. فولاد به طور طبیعی مشتعل نمی‌شود، بدین معنا که می‌تواند مقاومت در برابر آتش را به مدت چهار ساعت که برای دیوارهای مهم طبق NFPA 75 الزامی است، تحمل کند. علاوه بر این، ماهیت ماژولار فولاد نصب سیستم‌های خاموش‌کننده مورد نیاز تحت استاندارد NFPA 750 را بسیار آسان‌تر می‌کند. با نگاهی به برگه داده‌های FM Global شماره 5-32، مشاهده می‌کنیم که آنها بر لزوم لایه‌های پشتیبان خاموش‌کننده در مناطقی که سرورها به صورت متراکم قرار گرفته‌اند تأکید دارند. این نوع از پشتیبانی (رزرو) به خوبی کار می‌کند زیرا قاب‌های فولادی می‌توانند این سیستم‌های اضافی را بدون تضعیف یکپارچگی ساختاری تحمل کنند. اکثر مهندسان می‌گویند این رویکرد نه تنها الزامات مقررات ساختمانی را برآورده می‌کند، بلکه هنگام محافظت از مراکز داده ارزشمند، احساس آرامش روانی نیز ایجاد می‌کند.

هماهنگی مقررات F-GAS و ایمنی محیط زیست با انتخاب سیستم

هنگام انتخاب بین عوامل گازی مانند Novec 1230 و انواع گازهای بی‌اثر، مدیران تأسیسات باید تعادل دقیقی بین رعایت استانداردهای NFPA 2001 و قوانین F-Gas اتحادیه اروپا از سال 2014 برقرار کنند که پتانسیل گرمایش جهانی را حداکثر تا ۱۵۰۰ محدود کرده‌اند. ظروف فولادی در این زمینه اثربخشی خود را نشان داده‌اند، زیرا به‌قدری محکم درزبندی می‌شوند که این عوامل را ۳۰ تا ۶۰ درصد طولانی‌تر نسبت به مواد قدیمی‌تر نگه می‌دارند. این امر به معنای تعداد شارژهای کمتر در طول زمان و در نهایت کاهش فشار بر محیط زیست در طول چرخه حیات سیستم است. با نگاهی به اروپا، اکثر مراکز داده مبتنی بر فولاد در حال حاضر در حال انتقال به سیستم‌هایی با مقادیر GWP زیر ۱۰۰۰ هستند. صاحبان صنعت گزارش می‌دهند که نرخ پذیرش در سال ۲۰۲۳ به حدود ۷۸ درصد رسیده است که نشان‌دهنده سرعت گسترده شدن این روند در میان بهره‌برداران دارای آگاهی محیط زیستی است.

ادغام یکپارچه سیستم‌های ایمنی حریق با طراحی معماری فولادی

پایداری ابعادی فولاد امکان تعبیه سیستم‌های عبور کابل مقاوم در برابر آتش و همچنین لوله‌های پیش‌ساخته شده مهار آتش درون تیرها و ستون‌های سازه‌ای را در زمان ساخت فراهم می‌کند. این روش باعث کاهش تغییرات آزاردهنده در آخرین لحظات پس از تکمیل ساخت‌وساز می‌شود. مهم‌تر از همه، حدود 9 از هر 10 نفوذ در برابر آتش در واقع آزمون نشت هوای UL 1479 را پشت سر می‌گذارند که قابلیت توجه‌ای است. مزیت دیگر استفاده از صفحات ماژولار فولادی است که دسترسی سریع به شیرهای مهار و حسگرهای آتش را فراهم می‌کند و در عین حال همچنان جداسازی مناسب را حفظ می‌کند؛ موضوعی که بازرسان همواره در بازرسی‌های الزامی خود بر اساس استاندارد NFPA 25 به آن توجه می‌کنند.

‫سوالات متداول‬

سازه‌های فولادی چه چیزی دارند که در شرایط آتش‌سوزی برای مراکز داده برتر باشند؟

فولاد غیرقابل احتراق است و نقطه ذوب بالایی دارد که به حفظ یکپارچگی سازه‌ای در شرایط آتش کمک می‌کند. این امر زمان بیشتری را برای عملکرد سیستم‌های خاموش‌کننده و همچنین تخلیه ایمن فراهم می‌آورد.

ویژگی‌های مقاوم در برابر آتش در سازه‌های فولادی چگونه به دست می‌آیند؟

مقاومت در برابر آتش از طریق استفاده از پوشش‌های متورم‌شونده، مواد مقاوم به آتش اسپری‌شده و غلاف‌بندی بتنی حاصل می‌شود. همچنین از سفت‌کاغذ با رتبه آتش‌نشانی برای ایجاد تقسیم‌بندی در مناطق استفاده می‌شود تا گسترش آتش کند شود.

آیا سیستم‌های متداول خاموش‌کننده گازی آتش در مراکز داده ساخته‌شده از فولاد ایمن هستند؟

بله، سیستم‌های متداول خاموش‌کننده گازی مانند FM-200 و Novec 1230 را می‌توان به‌طور ایمن در مراکز داده ساخته‌شده از فولاد استفاده کرد. قابلیت آب‌بندی فولاد، کارایی این سیستم‌ها را با حفظ محبوس‌ماندن عامل خاموش‌کننده افزایش می‌دهد.

سیستم‌های پاشش آب مه‌ای در مراکز داده فولادی چگونه با سیستم‌های پیش‌اکنشی مقایسه می‌شوند؟

سیستم‌های پاشش آب مه‌ای از مقدار کمتری آب استفاده می‌کنند و خیس‌شدن تجهیزات را کاهش می‌دهند، در حالی که سیستم‌های پیش‌اکنشی جلوی هشدارهای کاذب را بهتر می‌گیرند. هر دو سیستم کاربردهای خاص خود را بسته به نیازهای راه‌اندازی دارند.