数据中心火灾自动报警系统设计要点

数据中心火灾自动报警系统设计要点

发表时间：2019-05-08T10:39:42.920Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：严纪金

[导读] 然后作为一种新型功能的建筑物类型，与其相关的行业规范却未能及时跟上，本文针对其消防模块需求展开探讨。

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摘要：随着社会的发展，科学技术的发展也有了很大的进步。数据中心内不仅有价格昂贵的设备，还存储着重要数据，一旦发生火灾，往往损失巨大。GB50174-2017《数据中心设计规范》13.1.5条明确规定：“数据中心应设置火灾自动报警系统，并应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116的有关规定。”火灾自动报警系统对于保障数据中心的安全运行具有重要作用，而火灾自动报警系统的设计是否合理，是其能否有效发挥作用的关键。

关键词：数据中心；火灾自动报警系统；设计要点

引言

在大数据时代、互联网+、工业4.0等行业大环境背景下，数据中心作为支撑这些大数据的物理基础，正在如火如荼的建设中。然后作为一种新型功能的建筑物类型，与其相关的行业规范却未能及时跟上，本文针对其消防模块需求展开探讨。

1数据中心主机房火灾探测器的设置

数据机房的火灾风险主要来自于其内部的电线电缆和各类电气设备，当出现故障、过热甚至短路时，有可能引发火灾。由于主机房普遍采用空调系统，空调产生的气流会大幅稀释烟雾，并使得烟雾难以被探测器探测到，从而造成报警延误或漏报，因此A级、B级机房中宜设置灵敏度更高的吸气式感烟火灾探测器。这一点除了GB50174-2017中有要求，在GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》中也有这方面的要求：第5.4.1条规定在具有高速气流的场所宜选择吸气式感烟火灾探测器。当主机房的吊顶上方和地板下方有可燃物时，吸气式感烟火灾探测器的采样管除了布置在机柜上方外，在地板下部和吊顶上部空间均需布置。为了避免自动灭火系统误动作造成损失，规范要求采用管网式气体灭火系统或细水雾灭火系统的主机房，应同时设置两组独立的火灾探测器。这里所说的“两组”不仅仅是数量上的规定，还隐含着设置两组不同种类火灾探测器的要求。GB50116-20134.4.2条第1款规定：对于气体灭火系统的联动触发信号，其探测器的组合宜采用感烟火灾探测器和感温火灾探测器，且这两类探测器应分别计算保护面积。之所以要同时使用感温火灾探测器作为联动触发信号之一，是为了使系统的工作更加可靠，尽量避免灭火系统误动作造成不必要的损失。

2联动控制

2.1管网式气体灭火系统的联动控制

管网式气体灭火系统的联动控制逻辑较为复杂，在系统接收到第一个触发信号和第二个触发信号后，均需要进行相应的联动控制。系统的第一个触发信号，可以是感烟火灾探测器、其他类型火灾探测器或手动火灾报警按钮。当系统接收到首个联动触发信号后，应启动设置在该防护区内的火灾声光警报器，目的是警示处于防护区域内的人员撤离或采取相应措施。系统的第二个触发信号，应为同一防护区域内的感温火灾探测器、火焰探测器或手动火灾报警按钮（注意：感烟火灾探测器不作为第二个联动触发信号）。当系统接收到第二个联动触发信号后，表示火灾已经发展到一定程度，需要启动气体灭火系统进行灭火。此时的联动控制包括：关闭房间内的风门、风阀，并停止空调机、排风机，切断非消防电源。上述动作完成之后，再开启区域选择电磁阀、启动气体灭火装置，同时启动设置在防护区入口处表示气体喷放的火灾声光警报器从气体灭火系统接收到首次报警信号（可由吸气式感烟探测器发出），到接收到感温火灾探测器发出的报警信号，中间可能间隔较长的时间。工作人员在接收到首次报警信号后，可以立即采取相应措施，采用人工方式将早期火情扑灭。如果火情未能得到控制，专业人员可以果断采取措施人工启动气体灭火系统。

2.2数据中心的消防需求

数据中心应在保护人员的基础上需上升一个层面，进一步做到保护服务器。从保护“人”到保护“服务器”的转变，需要我们进行一定程度的换位思考。假设我们是身处其中的一个个服务器，那么我们需要怎样的外在保护才能做到万无一失？

化身为一个服务器，那么首先可以分析火灾的来源。在数据中心中，电源由外部市政引来，经过变压器、低压柜、电缆引入机房，再经过列头柜分配至每一个PDU，后通过插座供至服务器。数据机房对室内的温湿度要求极高，均会设置良好的空气调节系统。那么不难判断，主要火灾隐患来自電气火灾，其次是设备自身故障起火，一个需要“防”、一个需要“消”。服务器为精密IT设备，对电源要求极高，甚至一定程度的过载也会大大损失设备寿命，从而造成故障。所以服务器配电的“防”要从根源出发，监控每一路服务器配电线路的温度、电流值，监控每一台服务器的温度，当出现不正常数值时就要进行排查，可能源于某一路电线、可能源于某一个接头，也可能源于服务器配套的散热设备故障等等。

当第一关“防”失守之后，我们需要通过“消”的手段来实现紧急补救。因为对于每一台服务器来说，安全都至关重要。而每一个数据中心中有数以十计、百计、千计的数据机柜，每一个数据机柜中都有十到二十台服务器。仅从房间级灭火来保护服务器显然是不现实的。

那么我们就需要机柜级的火灾灭火系统来实现，火探管灭火系统是其中一个有益尝试，当机柜内某一处发生火灾故障时，可就近进行爆破，喷射灭火介质实现灭火。通过该手段，可以实现把火灾控制在某一个机柜内，以损失十几台服务器的代价，保存机房的其他几千到上万台服务器。可以说是做到的丢车保帅了，那么是否能实现更加精确的控制，能实现不殃其他任何一台服务器呢？这需要我们不断的研究突破。

2.3细水雾灭火系统的联动控制

细水雾灭火系统根据其喷头的形式，可分为开式和闭式系统两大类：开式系统采用开式细水雾喷头，包括全淹没应用方式（向整个防护区内喷放细水雾，保护其内部所有保护对象的系统应用方式）和局部应用方式（向保护对象直接喷放细水雾，保护空间内具体保护对象的系统应用方式）；闭式系统采用闭式细水雾喷头，闭式喷头只有当喷头上的热敏感元件及其密封组件受热脱离喷头主体后才会喷水（雾）。在数据中心的不同区域，可采用不同的系统，例如主机房一般采用全淹没应用的开式系统；柴油发电机房、高压供配电系统区域可采用局部应用的开式系统或闭式预作用系统。针对不同系统形式的细水雾灭火系统，应采取不同的联动控制方式。对于开式系统，只要细水雾系统的报警阀组动作，喷头就会喷放，为了防止误动作，其联动触发信号之一应为感温火灾探测器，这与气体灭火系统要求第二个