Integrierter Brandschutz im Rechenzentrum

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Ein Brand im Datacenter muss unter allen Umständen vermieden werden. Nicht auszudenken sind die Folgen. Für die Absicherung gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, die sich im Detail je nach Hersteller unterscheiden können.

Für die meisten Unternehmen ist es überlebenswichtig, dass die IT-Systeme zuverlässig funktionieren. Kaum ein Geschäftsprozess kommt heutzutage noch ohne IT-Unterstützung aus. Bei der Wahl der richtigen Brandschutzlösung für das eigene Rechenzentrum müssen vielfältige Kriterien Berücksichtigung finden, denn es geht schnell um die Unternehmens- und Existenzsicherung. Es ist daher durchaus sinnvoll, erfahrene Planer heranzuziehen, um eine Risikoanalyse und eine anschliessende Konzeption zu erstellen. Die Installation einer Brandmeldeanlage gehört zur wesentlichen Ausstattung eines jeden Rechenzentrums. Daneben sollte auch eine besondere Brandschutzordnung einschliesslich Alarm- und Einsatzplänen erstellt werden. Die spezielle Brandschutzordnung für die IT sollte etwa berücksichtigen, dass Risikofaktoren gar nicht erst entstehen, denn die eingesetzten Materialien in  Rechenzentren stellen per se ein erhöhtes Risiko dar. Dazu gehören so alltägliche Dinge wie das Auspacken von Paketen im Datacenter oder von Einzelteilen aus Servern. Für Reparaturen sollten daher gesonderte Räumlichkeiten ausserhalb des eigentlichen Hochsicherheitsraums zur Verfügung stehen. Die meisten Brandschäden in Rechenzentren verursacht Feuer, das im Umfeld entsteht. Um den Brandherd einzugrenzen und eine weitere Ausbreitung des Brandes zu vermeiden, ist die Lokalisation des auslösenden Melders notwendig. Optische Sensoren können heute schon Rauchpartikel in der Luft erkennen, die für den Menschen nicht sichtbar sind. Komplexe Strategien helfen dabei, Fehlalarme zu minimieren, indem sie die typische Charakteristik eines Brandverlaufs mit den detektierten Ergebnissen aller Sensoren eines gesamten Systems abgleichen. Neben Brandmeldern an Decken und im Doppelboden ist auch die Klimatechnik abzusichern. Besondere Beachtung gilt den Klimakanälen in der Zu- und Abluft, wobei die Brandmelder in der Frischluftansaugung mit einer automatischen Sperre verbunden sein sollten, um die Luftzufuhr automatisiert zu stoppen. So lässt sich das Ansaugen von russigem Brandrauch verdrängt bei Einleitung in den Löschbereich den Sauerstoff, sodass dieser nicht mehr ausreicht, um ein Feuer zu nähren.  Als natürlicher Bestandteil unserer Atemluft ist Stickstoff nicht toxisch und weist eineähnliche Dichte wie Luft auf. Eine Bevorratung in Löschflaschenbatterien ist einfach und platzsparend zu realisieren. Im Löschfall verteilt sich der Stickstoff schnell und homogen im Raum ohne sichtbehindernden Nebel oder Rückstände. Gaslöschanlagen müssen, um einen Brand binnen kürzester Zeit effektiv und sicher zu löschen, das Löschgas mit hohem Druck in den zu schützenden Bereich fluten. Konventionelle  Stickstofflöschanlagen besitzen aber mitunter den Nachteil, dass das schnelle Einströmen des Gases an den Löschmittelflaschen sorgen für eine Softflutung und damit für eine verminderte Druckentlastung im gesamten Löschbereich. Die Erstickungsgefahr für den Brandherd gilt ebenfalls für Menschen, die sich im Datacenter aufhalten. Beim Einsatz von sauerstoffverdrängenden Löschgasen wie etwa Argon, Kohlendioxid oder Stickstoff besteht schnell akute Lebensgefahr. Entsprechende Alarmierungs- und Verzögerungseinrichtungen sind daher Pflicht, um rechtzeitig Personen aus dem Löschbereich evakuieren zu können. Eine alternative Variante ist die Integration von Branderkennung und rückstandsfreier Löschung bei geringstem Platzbedarf direkt in den IT-Racks. Seit wenigen Jahren existiert die Möglichkeit, die Einbauhöhe auf nur eine Höheneinheit (1 HE) zu beschränken – ohne Einschränkungen von Funktion und Zuverlässigkeit. Hinter einem Anzeige- und Bedienfeld verbergen sich ein Ansaugrauchmeldermodul, ein Löschmodul, ein Stromversorgungsmodul, die Auswerte- und Steuerelektronik, Anschlüsse für eine externe Alarmierung und potenzialfreie Kontakte zur Abschaltung von Stromkreisen. Dem Ansaugrauchmeldermodul fällt dabei eine besondere Bedeutung zu. Es entnimmt über einen Ansauglüfter kontinuierlich Luftproben aus dem 19-Zoll-Rack und leitet sie zwei Rauchsensoren zu, deren Ansprechempfindlichkeit werkseitig abgestuft ist. Dadurch ist es möglich, einen Voralarm auszulösen, sobald der erste Sensor Rauchpartikel erkennt. Stromkreise können abgeschaltet werden, um die Weiterentwicklung des Brandes zu erschweren. In vielen Fällen beendet bereits das Abschalten der elektrischen Energie den Brand. Soweit ein Feuer auf diese Weise nicht eingedämmt wird und auch der zweite Sensor Rauchpartikel erkennt, löst dies den Hauptalarm aus, zugleich wird das Löschmodul aktiviert. Dieses besteht im Wesentlichen aus einem druckfesten Metallbehälter mit einem speziellen Löschmittel für Racks bis zu 2,8 m3, einem Auslösemechanismus mit Ventil und Treibgaspatrone sowie einer Schwundüberwachung. Sobald der Löschvorgang eingeleitet ist, öffnet sich die Treibgaspatrone und gibt das flüssige Löschmittel frei. Eine spezielle Düse sorgt dafür, dass das Löschmittel mit dem Austritt in den gasförmigen Zustand übergeht. So kann es sich ideal im gesamten Rack verteilen und den gemeldeten Brand rückstandsfrei löschen.

Besser: Brände ganz vermeiden

Einen Brand erst gar nicht entstehen zu lassen ist die beste Möglichkeit, Brandgefahren und Folgeschäden zu verhindern. Feuer benötigt für die Entstehung und Entwicklung neben Wärme und Brennstoff vor allem Sauerstoff. Wird die Sauerstoffkonzentration innerhalb eines Raums reduziert, wird einem möglichen Brand praktisch die notwendige «Luft zum Atmen» entzogen. Dazu wird aus der Umgebungsluft Stickstoff generiert und über die Lüftungsanlage in den Schutzbereich eingeführt. Der Sauerstoffanteil wird auf eine stark brandhemmende Atmosphäre von 15,9 Volumenprozent Sauerstoff abgesenkt. Damit ist die Entzündungsgrenze typischer IT-Materialien unterschritten, und ein Brand kann sich nicht mehr entwickeln oder ausbreiten. Bei der Einrichtung einer derartigen Anlage sollte darauf geachtet werden, dass der für die Absenkung des Sauerstoffgehalts notwendige Stickstoff unter geringstem Energieeinsatz direkt vor Ort aus der Umgebungsluft erzeugt wird. Dies ermöglicht deutliche Einsparungen bei den Betriebskosten, ohne auf ein hohes Mass an Sicherheit verzichten zu müssen. Das Arbeiten in sauerstoffreduzierter Atmosphäre ist aus Sicht des Gesundheitsschutzes nicht unbedenklich. So sind bauliche, technische, organisatorische und arbeitsmedizinische Massnahmen notwendig, um gesundheitliche Beeinträchtigungen der Mitarbeitenden zu verhindern.

 

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