Tűzálló Acél Adatközpont: Tűzoltó Rendszerek, amelyek Az Acéllal Kombinálva Működnek

Miért szükségesek speciális tűzoltórendszerek az acélszerkezetes épületekhez

Az acélszerkezetes épületek számos előnnyel rendelkeznek az adatközpontok építése során, ideértve a nem éghetőséget és a szerkezeti stabilitást. Ugyanakkor egyedi hőviselkedésük tűzeset során különleges tűzoltórendszereket igényel, hogy elkerülhető legyen a katasztrofális meghibásodás.

Az acélszerkezetes építés szerepe a tűzálló adatközpont-épületekben

Az acél önmagában nem éghet meg, de ha elég forró lesz (1000 Fahrenheit-fok felett), gyorsan kezdi elveszíteni szilárdságát. Ezért a mai, tűz ellen ellenállóra tervezett adatközpontok jól kihasználják az acélt teherhordó szerkezetekhez, miközben speciális védőrétegeket is alkalmaznak. Ilyenek például az intumeszcens bevonatok, amelyek felduzzadnak hőhatásra, és így hőszigetelést hoznak létre a épület kritikus elemei körül. Az együttes hatás jól működik, mert időt biztosít a biztonságos evakuálásra, és segít fenntartani az épület szerkezeti integritását vészhelyzetek alatt. A Nemzeti Tűzvédelmi Szövetség (National Fire Protection Association) által meghatározott tűzvédelmi szabványok is ezt a módszert támogatják, jelezve, milyen fontosak mindkét elem ahhoz, hogy a létesítmények biztonságosak és üzemképesek maradjanak extrém körülmények között is.

Az acél hőmérsékletérzékenysége magas hőfokú tűz hatására

Védelem nélküli acélgerendák elveszítik az erősségük 50%-át 15 percen belül a nagy hőterhelésnek való kitettség. Ez a sebezhetőség aktív oltórendszerek alkalmazását teszi szükségessé a biztonságos hőmérséklet fenntartása érdekében. A magas hatékonyságú légáramlás az adatközpontokban paradox módon felgyorsíthatja a tűz terjedését, ha a felderítés és az oltás akár csak 30 másodperccel is késik.

NFPA 75 előírások az adatközpontok tűzvédelmére acélszerkezetek esetén

Az NFPA 75 előírja az acélszerkezetes adatközpontok tűzálló falakkal és elzárószelepes permetezőkkel történő elkülönítését. Ezek az előírások azt követelik meg, hogy az oltórendszerek addig aktiválódjanak, amíg az acél el nem éri a a teherbírás 40%-os csökkenésének küszöbét , ami általában 2–4 percen belül következik be a tűz észlelését követően.

Tűzálló anyagok és térbeli elkülönítés az acélszerkezetes építészeti tervezésben

Kulcsfontosságú stratégiák:

• Cementbázisú permetezett tűzvédelmi rendszer (SFRM) : 2–4 órás védelmet nyújt
• Habosodó epoxi bevonatok : Szerkezeti integritás fenntartása hagyományos anyagoknál vékonyabb profilokkal
• Füstmentes rekeszelés : Csökkenti az oxigén elérhetőségét, hogy megakadályozza az elektromos tüzek terjedését

Ezek a intézkedések biztosítják, hogy az acélszerkezetek megfeleljenek az UL 263 tűzállósági besorolásnak, miközben magas sűrűségű szerverelrendezéseket is támogatnak.

Tisztítószerekkel működő tűzoltó rendszerek érzékeny IT környezetekhez acéladatközpontokban

Hogyan védik a tisztítószerekkel működő rendszerek (pl. FM-200, Novec 1230) az IT berendezéseket acélszerkezetekben

Ezek a tisztítószerekkel működő tűzoltórendszerek körülbelül 10 másodperc alatt képesek eloltani a lángokat a égési folyamat kémiai megszakításával, és ami a legjobb, nem hagynak semmilyen nyomot a szervereken vagy acélberendezéseken. Különösen jól működnek acélszerkezetes zárt térben, ahol a hatóanyag koncentrációjának a térfogat 7–8 százalékára kell emelkednie az NFPA 2001 irányelveinek megfelelően. Vegyük például a Novec 1230-at: ez csökkenti a tűz fenntartásához szükséges oxigén mennyiségét anélkül, hogy az emberek számára biztonságos szint alá csökkenne, amelynek 12% felett kell maradnia. A Nemzeti Tűzvédelmi Egyesület (National Fire Protection Association) legfrissebb tesztjei is ezt támasztják alá, kimutatva, hogy ezek a rendszerek valóban úgy működnek, ahogyan állítják, a valós körülmények között is.

Inert gáz és halogénezett tisztítószerek használata acélszerkezetű adatközpontokban

Az argonhoz és nitrogénhez hasonló nemesgáz rendszerek azáltal működnek, hogy 15% alá csökkentik az oxigénszintet, ezzel megakadályozva a tűz terjedését. Ezek a rendszerek azonban teljesen zárt acéltérben működnek csak megfelelően. Másrészt a halogénezett anyagok, mint például az FM-200, sokkal gyorsabban oltják el a lángokat, általában körülbelül 10 másodperc alatt, mivel hatékonyan vonják el a hőt. Ugyanakkor ezeknél az anyagoknál is vannak problémák, mivel hozzájárulnak az éghajlatváltozáshoz, és számos helyen már szigorú szabályok vonatkoznak a felhasználásukra. A Ponemon Institute tavaly publikált kutatása szerint olyan létesítmények, amelyek halogénezett tűzoltórendszert használnak, acélszerkezetű adatközpontok környezetében körülbelül 37%-kal kevesebb leállási idővel küzdöttek, mint azok, amelyek nemesgáz-alapú oltórendszerekre támaszkodtak.

Helyiség-szintű tűzvédelem előműködtetéses és gázos oltórendszerekkel

A preakciós rendszerek a füstérzékelést kétlépcsős vízkiadással kombinálják, csökkentve ezzel a véletlenszerű kivágások kockázatát. Acélépületek esetén hibrid tervezési megoldásokat alkalmaznak, amelyek tisztítószereket használnak a korai oltásra, és preakciós permetezőket tartalék védőrendszerként, így biztosítva az NFPA 75 előírásainak való megfelelést, miközben megelőzik a vízkárokat.

Rack-szintű tűzoltó rendszer automatikus érzékeléssel és tisztítószerekkel

A rackra szerelt hőérzékelők helyi szinten indítják a tisztítószer leadását 68 °C-on (155 °F), hatékonyan tartva kordában a tüzet, mielőtt az elérné az acélszerkezeti elemeket. Ez a módszer az adatközpontok 2024-es tűzbiztonsági irányelvei szerint 53%-kal csökkenti a tisztítószer-felhasználást a teljes területre kiterjedő telepítéssel összehasonlítva.

Vízalapú tűzvédelmi megoldások kompakt acélszerkezetű adatközpontokhoz

Permetezőrendszerek adatközpontokban: A preakciós rendszerek szerepe

A preakciós permetező rendszer tűzjelző technológiát kombinál szabályozott vízkiadagoló mechanizmusokkal, amelyek különösen alkalmassá teszik ezeket a rendszereket az értékes IT-felszerelést tartalmazó acélszerkezetekre. Ami különlegessé teszi őket, az az, hogy csöveik szárazon maradnak addig, amíg valódi füst nem észlelhető, és a permetezőfejek aktiválódnak. Ez a kétlépcsős folyamat jelentősen csökkenti a véletlen kiváltások előfordulását – a 2023-as NFPA iparági jelentések szerint körülbelül háromnegyeddel kevesebb, mint a hagyományos vizes csőrendszerű rendszereknél. Acélvázú adatközpontoknál, amelyek nagymértékben támaszkodnak a térbeli elkülönítésre, ez a rendszer különösen megfelelő, mivel akár a kisebb hamis riasztások is komoly problémákat okozhatnak a missziókritikus műveletek során.

Egy- és kétszeres reteszelésű preakciós permetező rendszerek magyarázata

Kettős reteszelési rendszerek további védelmet nyújtanak a magas értékű eszközöket tartalmazó acél tokokhoz, késleltetve a víz kibocsátását, amíg három független feltétel nem erősíti meg a tüzet

Vízköd tűzoltó rendszer helyhez kötött acél adatközpontokhoz

A vízköd-rendszerek apró cseppek kibocsátásával oltják el a tüzeket, miközben mintegy 90%-kal kevesebb vizet használnak fel, mint a hagyományos permetező rendszerek, ezt igazolják a 2024-es Adatközpont Tűzvédelmi Jelentés legfrissebb tanulmányai. Különösen jól alkalmazhatók acélépületekben, ahol nincs sok hely a padlón, mivel a nagy méretű víztartályok egyszerűen nem férnek el. Ám van itt egy érdekes adalék: iparági felmérések szerint az üzemeltetők körülbelül kétharmada kerüli ezeknek a rendszereknek a régebbi berendezések közelébe történő telepítését, mivel aggódnak a megszakítás utáni megbízhatóság miatt. Ez különösen fontossá válik olyan adatközpontok esetében, ahol új és régi infrastruktúra egymás mellett található.

Fejlett tűzjelző és oltórendszerek integrálása acélszerkezetes adatközpontok tervezése során

A modern acélszerkezetes épületek olyan tűzvédelmi megoldásokat igényelnek, amelyek gyors észleléssel és pontos oltóberendezés-aktiválással kombinálódnak. Az acél lezárt térben jelentkező egyedi hődinamikája olyan rendszereket kíván, amelyek képesek reagálni az épületszerkezet gyengülésének bekövetkezte előtt – általában 2–3 perccel a tűz kialvása után , a szerkezeti integritást vizsgáló tanulmányok szerint.

VESDA és Optikai Szenzorok: Korai Észlelés Acél Zárt Terekben

Az ASD rendszerek, mint a VESDA, folyamatosan levegőmintákat vesznek, hogy észleljék az égési részecskéket még rendkívül alacsony, körülbelül 0,005%-os koncentráció esetén is. Ezek az előrehaladott érzékelők kb. 400-szor gyorsabban működnek, mint a jelenleg kapható hagyományos füstjelzők. Az igazi csoda akkor történik, amikor ezeket kombinálják a kifinomult többspektrumos optikai szenzorokkal. Ezek nemcsak azt észlelik, amit látunk égni, hanem az infravörös és UV-fény rejtett jeleit is. Ez teszi lehetővé, hogy sokkal hamarabb észleljék az elektromos tüzeket a szervertermekben, mielőtt bármilyen valódi kár keletkezne a kritikus infrastruktúra-összetevőkben, például az acélszerkezetekben.

Tűzjelző és oltórendszerek integrálása acélszerkezetekben

Manapság a tűzbiztonsági szakértők többsége ragaszkodik ahhoz, hogy a detektáló rendszereket közvetlenül csatlakoztassák a oltóberendezésekhez acélszerkezetes épületekben. Egy tavalyi kutatás fontos létesítményeket vizsgált, ahol a tűz súlyos problémákat okozhat, és ami megdöbbentő eredményt hozott: amikor minden egység összehangoltan működik különálló elemek helyett, a reakcióidő körülbelül 80%-kal csökken. Ez azt jelenti, hogy a tisztítószerek sokkal gyorsabban kerülnek kibocsátásra füst észlelése után, általában körülbelül 30 másodpercen belül. Emellett van egy további előny, amelyről keveset beszélnek – az oxigénszint a veszélyes küszöb (körülbelül 19,5%) felett marad, így a tűzoltók nem ártalmas levegőt lélegeznek be, amikor beavatkoznak.

Moduláris adatközpont tűzbiztonsága skálázható detektáló hálózatokkal

Előre gyártott acéladatközpontok mostantól olyan detektáló rácsokat alkalmaznak, amelyek a rack-egységek bővítésével együtt skálázódnak. Egy tipikus 10 MW-os létesítmény felhasználások:

Ez a rétegzett megközelítés biztosítja az NFPA 75 előírásainak való megfelelést, miközben fenntartja a szerkezeti integritást a korai beavatkozással. Az acélépületekben alkalmazott szinkronizált észlelési és oltórendszerek 94%-kal csökkentik a tűz okozta leállások idejét a hagyományos tervekhez képest.

Az acélból készült adatközpontok tűzvédelmének megfelelőségének, tartalékrendszereinek és megbízhatóságának biztosítása

NFPA szabványok (NFPA 75, NFPA 750) tűzoltó rendszerekhez acél alapú adatközpontokban

Amikor acélszerkezetes épületekről van szó, a megfelelő tűzvédelem nem választható opció, hanem kötelező, különösen figyelembe véve az NFPA szigorú irányelveit, amelyek konkrét veszélyekkel, például elektromos tüzekkel és hőfeszültségi problémákkal kapcsolatosan ír elő intézkedéseket. Az NFPA 75 szabvány alapvetően három fő dolgot ír elő az adatközpontok biztonságához: tűzálló anyagok használata, automatikus oltórendszerek telepítése, valamint az épületen belüli tűzterek kialakítása, hogy megakadályozzák a lángok ellenőrizhetetlen terjedését. A vízalapú megoldások egy másik szabvány, az NFPA 750 hatálya alá tartoznak, amely kifejezetten a magas nyomású vízköd-rendszerekre vonatkozik, melyek célja, hogy tűz esetén hűtsék az acélszerkezeteket, miközben védelmet nyújtanak az érzékeny IT-berendezések számára a vízkárok ellen. A legutóbbi változásokat tekintve egyre nagyobb hangsúlyt kap az, hogy független szakértők évente egyszer ellenőrizzék ezeket az oltórendszereket, valamint rendszeresen teszteljék az acél burkolatok szerkezeti állapotát idővel.

Egy 2023-as iparági tanulmány szerint az NFPA 75 előírásait betartó létesítményeknél a tűz okozta leállások 89%-kal csökkentek a nem megfelelő társaikhoz képest. Az NFPA 75 Implementációs Útmutatóban leírtak szerint acélszerkezetes adatközpontoknak központosított figyeléssel integrálniuk kell a tűzjelzést a oltórendszerekkel – ez kritikus követelmény a biztosítási fedezet szempontjából.

Tartalékoltság és rendszer megbízhatóság misszió-kritikus acélszerkezetes létesítményekben

A mai napig acélvázas adatközpontok általában több rétegű tűzoltó rendszert tartalmaznak, amely folyamatos védelmet nyújt minden fenyegetés ellen. A legtöbb létesítmény két külön gáztároló egységet telepít a tisztítószerek rendszeréhez, valamint olyan füstérzékelőket állít be, amelyek fedik egymás területét a különböző zónák között. Ez segít csökkenteni a véletlenszerű rendszeraktiválásokat, ha csak por vagy gőz van jelen, nem pedig tényleges tűz. Az üzem zavartalan fenntartása érdekében a technikai vezetőknek három havonta le kell tesztelniük a tartalékenergia-forrásokat a tűzvédelmi berendezések számára. Párhuzamos elektromos ellátást is kiépítenek, így ha az áramhálózat teljesen leáll, a tűzoltó rendszerek továbbra is működőképesek maradnak és folyamatosan reagálni tudnak.

A vezető létesítmények jelenleg a VESDA szívó füstérzékelőket kettős működésű, tisztító hatású oltószerekkel kombinálják a szervertermekben, valamint előműködtetésű permetezőkkel a kiszolgáló területeken. Ez a rétegzett megközelítés biztosítja az NFPA 75 előírásainak betartását, miközben kevesebb mint 8 másodperces reakcióidőt tesz lehetővé, ami létfontosságú a acélszerkezetek gyengülésének megelőzésében tűz esetén.

Esettanulmány: Az NFPA 75 előírások betartása moduláris acél adatközpontban

Egy nemrég lezárult moduláris acél adatközpont-projekt három kulcsfontosságú innovációval demonstrálta az előírásoknak való megfelelést:

• Tűzálló acéloszlopok intumeszcens festékkel bevonva, amely 200 °C-on duzzad fel
• Rack-szintű FM-200 adagolók optikai lángérzékelővel
• Kettős reteszelésű előműködtetésű permetezők, amelyek csak megerősített hőhatás után aktiválódnak és füstérzékelés

A létesítmény ezen integráció révén 94%-kal csökkentette a hamis riasztások kockázatát, miközben megtartotta az UL 3004 tanúsítást. A telepítést követő termográfiai vizsgálat igazolta, hogy a legrosszabb forgatókönyv tesztelése során az acélgerendák hőmérséklete 400 °C alatt maradt – ez kritikus határérték a szerkezeti stabilitás szempontjából.

GYIK

Miért szükségesek a speciális tűzoltó rendszerek a fémszerkezetes épületekben?

A fémszerkezetek ugyan nem éghetők, de magas hőmérsékleten gyorsan elvesztik teherbírásukat, ezért különleges oltórendszerekre van szükség a szerkezet integritásának fenntartásához tűzesetben.

Milyen szerepe van az intumescens bevonatoknak a fémszerkezetes adatközpontokban?

Az intumescens bevonatok hő hatására felduzzadnak, hőszigetelő réteget képezve, amely védi a fémszerkezeteket, biztosítja a biztonságos evakuálást, és megakadályozza a szerkezet összeomlását vészhelyzetben.

Hogyan előnyösek a tiszta anyagú tűzoltó rendszerek a fémszerkezetes adatközpontok számára?

A tiszta anyagú rendszerek hatékonyan oltják el a tüzet maradékanyag nélkül, így védenek érzékeny IT-berendezéseket, és fenntartják a biztonságos környezetet megfelelő oxigénszinttel.

Milyen kihívásokkal néznek szembe a nemesgáz-alapú rendszerek a fémszerkezetes adatközpontokban?

Az inaktív gázzal működő rendszerek teljesen zárt acélszerkezetet igényelnek az oxigénszint csökkentése érdekében; hatékonyságuk azonban alacsonyabb, mint a halogéntartalmú anyagoké a tűz gyors eloltása terén.

Hogyan segíti a tűzvédelmet a térbeli tagolás acélszerkezetes épületekben?

A térbeli tagolás korlátozza a tűzterjedést azáltal, hogy korlátozza az oxigén áramlását, így a lehetséges tüzeket meghatározott területekre szorítja és védi a kritikus infrastruktúrát.