数据中心常用消防系统介绍

4月份上海电信大楼机房因维修工人切割中央空调的风管而引燃保温泡沫，再次敲响数 据中心防火安全警钟。数据处理设备内部或者附近发生火灾会导致设备故障或损毁烟雾污 染还会导致日后故障、业务中断、服务中断、客户信誉遭受破坏、建筑物或其他物理结构损 毁。因此，数据机房消防首先要做到“以预防为主，消防结合”，把火灾遏制在起燃之前。数据中心作为一个系统工程，要正常发挥其作用，必须将个子系统协调好。消防系统作 为机房安全保护子系统，一方面，机房的整体功能需要该系统的支持，另一方面，消防安全 保护支持功能也需要机房的其他子系统的协调支持。所以消防系统的实际必须更加深入地配 合机房整体系统设计，本文就当前数据中心常用的消防系统做简单介绍。一、气体灭火系统气体灭火系统广泛地用于各类重要设备机房的保护。该系统的特点是对设备没有明显的 损害，系统也相对简单、灵活。气体灭火系统可分为化学气体灭火剂和惰性气体灭火剂。化学气体灭火剂的原理是灭火 剂参与燃烧过程，并切断燃烧的链式反应。典型的化学气体灭火剂是七氟丙烷，该灭火剂的 优点是灭火效率高，尤其是对油类灭火。但这类气体多数都是超级温室气体，所以不宜大量 使用。此外化学气体在灭火过程中，在高温环境下还会分解氢氟酸等副产品，而氢氟酸有很 强的腐蚀性，会缓慢腐蚀电子设备。惰性灭火剂的灭火原理是，降低保护区内氧气浓度，使之不能支持燃烧，这与化学气体 灭火剂完全不同。典型的惰性灭火剂是IG-541，其成分为氮气、氩气、二氧化碳按5： 4： 1 的混合物。对于数据中心，惰性气体的灭火浓度较化学气体高很多倍，所以钢瓶较多，占用 钢瓶间面积也比较大，但灭火剂便宜，其综合造价略高于化学气体灭火系统。洁净气体是1996版NEPA2001中出现的定义，即不导电、易挥发、蒸发时物残留物的 气体灭火剂。洁净气体是针对哈龙1301或1211的概念，也就是对大气臭氧层没有破坏作用 的气体。七氟丙烷、三氟丙烷、混合惰性气体及二氧化碳等都术语洁净气体，但不是绿色” 环保型气体。气体灭火系统的使用应充分考虑到系统的特点。气体灭火系统应用于规模比较小的机 房，也不宜长距离输送。保护区过大，会使灭火剂很难到达规定的灭火浓度，并且非常不经 济。气体灭火系统对保护区的密封性有苛刻的要求，在实际工程中很困难做到严格地'密 闭”。根据美国FM的调查结果，气体灭火的失败率是49%，而失败的绝大多数原因是灭火 剂达不到设计的灭火浓度。迄今为止，国内还没有气体灭火成功的案例。另外，国内、外还频繁地发生气体灭火系统误喷，甚至伤人事故。因此，处于安全考虑，气体灭火系统不得用 于有人职守的机房。二、细水雾系统细水雾是高压水经过特殊喷嘴而产生的及其细小且具有充足动量的水喷雾。该技术灭 火、控火的效率远高于普通水喷淋系统，并且具有高效、环保、节水的特点，在欧洲广泛地 用于数据设备机房的保护。细水雾技术极大地增加了单位体积水的比表面积，能更高效地吸收热能，进而冷却火焰。 水雾在吸收热能后迅速汽化，其体积将增加1650倍。另外，产生的水蒸气即稀释了火焰周 围氧气的浓度，同时又阻值了外部氧气的补充，今儿窒息了燃烧。此外，细水雾还具有阻挡 辐射热和“洗涤”烟雾的功能。该功能尤其有利于人员或数据中心的保护。细水雾系统分为高压、中压和低压系统，而用于数据中心的主要是高压系统。通常，喷 头的最低工作压力不宜小于8.0MPa，雾滴直径不宜不大于200gm（最好小于100pm）。该系统 可为开式系统，也可为闭式系统，而在欧洲的大型数据机房，基本上采用的是高压闭式系统。开式系统由闭式细水雾喷嘴、选择阀、泵组及水箱等构成，其工作原理类似于雨林系统。 闭式系统由闭式细水雾喷嘴、区域阀、泵组及水箱构成，动作原理类似于水喷淋系统。高压细水雾消防栓是类似于消防水喉的手持式灭火设备，由高压细水雾水枪、高压软管、 箱体等组成。该设备可直接与细水雾管道系统链接，具有很好的动机性和良好的操控性，便 于普通工作人员使用，尤其适用于数据机房。细水雾系统可参考的国际标准主要有美国防火协会的细水雾消防系统规范和欧盟的 细水雾消防系统设计、安装规范。系统的实际除了应执行相关的设计规范外，还应符合 由独立第三方火灾实验室提供的、符合国际上相关测试协议的火灾测试报告。三、数据中心火灾报警系统数据中心消防要想做到防范于未然，火灾自动报警系统是其中重要的一环，是早期发现 火灾，提醒现场人员采取必要的灭火手段，或者联动启动自动灭火系统。该系统有很多种类， 可用于数据中心的主要有吸气式烟雾探测系统、感烟探测系统、感温探测系统。数据中心特殊的环境对能否实现可靠的早期火灾探测是个巨大的挑战。探测系统的可靠 性取决于这种典型环境中的换气率、空气速度以及被保护区的构造。