Автор: Наталья ХАЗОВА, генеральный директор группы компаний «Пожтехника»
Системы автоматического пожаротушения для современных центров обработки данных (ЦОД) и серверных: что выбрать?
В мировой и в российской практике строительства дата-центров или, как их принято называть у нас, ЦОД, все более отчетливо прослеживается рост популярности «зеленой» концепции. Что это означает на практике для систем противопожарной безопасности? По сути, концепция «зеленого» ЦОД предполагает, во-первых, все более высокий уровень энергосбережения и, во-вторых, экологическую чистоту используемых материалов и веществ, применяемых в том числе и в системах противопожарной защиты как неотъемлемой части инженерной инфраструктуры дата-центра. В первые годы «цодостроения», когда «зеленый» подход в строительстве еще не сформировался как преобладающий тренд, требования к системам пожарной сигнализации и пожаротушения были чисто функциональными: обнаружить источник дыма, огня или высокой температуры, быстро и надежно потушить пожар. Эти требования сегодня остаются актуальными, только они стали намного жестче. Обнаружение должно быть ранним или даже сверхранним, а тушение – быстрым и эффективным. При этом «зеленая» концепция диктует еще целый ряд весьма существенных требований, которым большинство традиционных, т. е. давно известных и применяющихся десятилетиями, систем уже не соответствуют или соответствуют не в полной мере. Если энергоэффективность систем пожарной сигнализации не является пока уж столь существенным «зеленым» фактором (такие системы потребляют ничтожно мало электроэнергии по сравнению с другими системами жизнеобеспечения ЦОД), то экологичность систем пожаротушения сегодня становится ключевым вопросом при выборе решения, действительно соответствующего «зеленой» концепции. При кажущемся богатстве выбора и многообразии технологий пожаротушения далеко не все из предлагаемых сегодня на рынке в полной мере в нее вписываются. Рассмотрим несколько наиболее популярных «зеленых» систем и сравним их характеристики. Несомненно, наиболее экологичными и без всяких кавычек чистыми являются системы пожаротушения с применением инертных газов – азота, аргона, инергена и т. п. Их чистота обусловлена прежде всего тем, что они состоят из компонентов воздуха, которым мы дышим, эти газы промышленным способом выделяются из атмосферы и смешиваются с нею же после выпуска. Прямой урон для окружающей среды практически отсутствует. Инертный газ хранится в сжатом виде в модулях пожаротушения (или попросту в специальных баллонах высокого давления), при запуске системы он поступает в коллектор и далее в распределительный трубопровод системы газового пожаротушения. Поступая в течение нормативных 60 секунд (не более) в защищаемый объем, инертный газ должен заменить не менее 34% его атмосферы, ведь главный механизм тушения огня у всех инертных газов одинаков – уменьшение содержания кислорода в помещении до уровня, при котором горение не поддерживается, т. е. до менее чем 12%. Огонь затухает, не получая достаточно кислорода для поддержания цепной реакции горения. Из неоспоримых преимуществ систем с инертными газами стоит отметить полное отсутствие продуктов термической декомпозиции при контакте с пламенем. Это особенно важно при тушении крупных источников возгорания с высоким тепловыделением. Однако с другой стороны, во-первых, при наличии такого крупного источника неизбежно появляются и продукты горения от самого пожара – сами по себе очень токсичные. Во-вторых, при наличии такого интенсивного пожара мы вынуждены констатировать факт, что тушить какие-либо ценности внутри помещения уже поздно и главной задачей будет являться уже защита конструкций здания. По причине вышесказанного отсутствие термической декомпозиции является все же незначительным преимуществом, если речь идет о современных системах, где стоит задача максимально раннего обнаружения и ликвидации возгорания. Только такой подход – раннего или еще лучше – сверхраннего обнаружения возгорания (еще на стадии перегрева и появления первых признаков дыма) и быстрого и безопасного пожаротушения – способен обеспечить действительно эффективную противопожарную защиту. Но вот как раз быстрота тушения у систем с инертными газами ниже, чем у систем, например, с химическими газами (хладонами, фторированным кетоном и т. п.) – 60 секунд против 10–15. Другими существенными ограничениями для применения систем с инертными газами в серверных и ЦОД являются, во-первых, их размеры. Для хранения сжатых газов и замещения минимум 34% атмосферы в помещении требуется в несколько раз больше модулей. Например, для защиты большого дата-центра площадью 3500 м² потребуется 128 модулей с инертным газом. Для сравнения: при использовании хладона-125 потребуется уже 48 модулей, а при использовании фторированного кетона ФК-5-1-12 – всего 28. Соответственно, увеличивается площадь, необходимая для размещения модулей, – потребуется отдельное помещение, расчет нагрузки на конструкцию здания и т. п. Важно также учитывать, что системы с инертными газами – это модули с давлением 150–300 бар, эксплуатация таких систем требует особой осторожности и высокой квалификации обслуживающего персонала. При выпуске в помещение система с рабочим давлением 300 бар создает шумовую нагрузку, сравнимую со звуком, издаваемым реактивным двигателем на форсаже. По исследованиям специалистов компании такой сильный шумовой фон способен создать серьезные помехи для работы серверов.
В странах Европейского союза иногда используются системы предотвращения возгораний, принцип действия которых основан на постоянном поддержании в атмосфере пониженного уровня кислорода. В защищаемом помещении устанавливается автоматический генератор азота с системой управления, которая постоянно анализирует состояние атмосферы в помещении и запускает генератор, когда уровень кислорода повышается до критического значения. Такое решение нередко применяется для защиты, например, автоматизированных складов или архивов. Однако когда такие установки предлагаются для защиты ЦОД в качестве единственной системы противопожарной защиты, следует знать, что они для этого непригодны не только и не столько потому, что не являются, по сути, установками пожаротушения, – это системы предотвращения возгораний с целым рядом ограничений по применению. Важнейшим из ограничений является как раз энергозависимость, и дело тут даже не в дополнительном потреблении драгоценных киловатт, а в том, что при любом сбое в питании установки объект остается вообще без какой-либо защиты. Такие установки могут применяться в качестве дополнения к автоматическим системам газового пожаротушения, если заказчик может себе позволить такую роскошь, но ни в коем случае не в качестве основной и единственной системы противопожарной защиты. Это будет, во-первых, прямым нарушением российских норм пожарной безопасности, а во-вторых, неоправданной постоянной тратой средств на ее электропитание и обслуживающий персонал в помещениях, где она работает (мужчины не старше 25 лет, способные работать в условиях кислородного голодания). Для любого специалиста по созданию ЦОД всегда очень важно, чтобы система пожарной сигнализации и пожаротушения обеспечивала минимальный уровень энергопотребления. Генераторы азота, призванные понижать уровень кислорода в помещении, хороши для герметичных европейских складов, но в российском ЦОД, где каждый киловатт на счету и где практически всегда есть проблема герметичности помещений, о которой мы подробнее расскажем далее, подобная система, скорее всего, будет работать в режиме повышенного энергопотребления. Это наихудший сценарий для владельца дата-центра. Альтернативой чистым технологиям с применением инертных газов являются системы с применением «чистых» химических ГОТВ (газовых огнетушащих веществ). «Чистых» взято в кавычки, поскольку чистота этих веществ является условной при соблюдении ряда условий и оговорок, а самое главное – при грамотном применении и проектировании инженерной системы газового пожаротушения. Одной из причин, почему химические огнетушащие ГОТВ называются «чистыми», является их минимальное (в отличие от порошка, воды, пены или углекислого газа) воздействие на защищаемые ценности. А вот различия внутри группы «чистых» ГОТВ весьма значительны, и о них стоит рассказать. В число «чистых» ГОТВ чаще всего принято включать уже упомянутый хладон-125, а также хладон-227ЕА, хладон-23 и фторированный кетон. Сразу необходимо подчеркнуть, что первые три из перечисленных выше ГОТВ являются сильнейшими парниковыми газами со сроками жизни в атмосфере 32,6, 36,5 и 270 лет соответственно. С 2014 г. в странах ЕС наиболее опасный из них, хладон-23, должен быть полностью запрещен. Фторированный кетон – самый новый из применяемых в отрасли «чистых» ГОТВ имеет потенциал глобального потепления, равный единице, – т. е. килограмм выпущенного в атмосферу фторированного кетона равен такому же количеству CO2. Для сравнения: выпуск системы газового пожаротушения с 348 килограммами хладона 227ЕА создает такой же эффект, как 1 млн килограммов СО2. Это годовой объем выхлопов от 211 легковых автомобилей. Для сравнения: выпуск системы пожаротушения с таким же количеством килограммов фторированного кетона создает эффект от годовых выхлопов …0,7 (!) легкового автомобиля. Компактность систем с «чистыми» газами является их неоспоримым преимуществом, а значительно более низкое давление в модулях делает их эксплуатацию проще и дешевле – это напрямую влияет и на совокупную стоимость владения такими системами. Здесь тоже есть нюансы: у разных ГОТВ разные сроки жизни, при этом по российским нормам каждые 10 лет любая система газового пожаротушения (вне зависимости от применяемого газа) должна проходить переосвидетельствование на заводе – производителе системы либо в специализированной организации. При этом если в качестве ГОТВ используются хладоны, их необходимо регенерировать для возможности дальнейшей эксплуатации. Регенерация хладонов – процесс достаточно затратный, в нашей стране его могут квалифицированно производить лишь очень немногие специализированные предприятия, а стоимость такой регенерации сопоставима с покупкой нового ГОТВ. С более современным фторированным кетоном ситуация намного лучше, он химически стабилен в течение как минимум 25–30 лет (согласно результатам международных тестов на искусственное старение). Поэтому с точки зрения совокупной стоимости владения фторированный кетон выглядит наиболее предпочтительно. Что же касается энергоэффективности, все установки газового пожаротушения практически не потребляют электроэнергию, а слаботочные системы управления тушением и пожарной сигнализации потребляют ее ничтожно мало по сравнению с другими инженерными системами ЦОД. «Зеленая» тема в строительстве и эксплуатации ЦОД весьма актуальна, и все новые «зеленые», т. е., чистые, энергосберегающие и безопасные технологии воспринимаются очень позитивно, особенно если экологическая эффективность этих технологий подтверждена серьезными исследованиями и опытом применения ведущих компаний – лидеров рынка.
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru