数据中心电气消防若干问题探究

数据中心电气消防若干问题探究

童文彬

身份证号：330822********0314  浙江  杭州  310000

摘要：由于数据中心的电缆数量大，负载不间断运行，机房无人值班，消防风险比一般的地方要高。本文重点对预应性滞后自动喷淋系统、无下送风地面吊顶系统探测器设置、柴油发电机储油室可燃气体探测系统、蓄电池室氢气浓度探测系统联动控制等实际工程中常见关键技术问题进行探讨和研究。

关键词：数据中心；电气消防；探究

引言

当前，客户对单一机柜密度的要求越来越高。数据中心的大部分区域都是由电脑室、辅助空调房、动力设备房和电池室所占用。在这些地区和公用的管道中，有大量的交流和直流电缆。主机房中对应负荷的电源线路正常工作，大部分不需要维修。火灾的危险性，特别是电气火灾，要高于普通场所，一旦起火就很难扑灭。《数据中心设计规范》GB50174-2017及18DX009 《数据中心工程设计与安装》图集均有有关的条文、说明及图例，但在实际工程中仍然存在一些不清楚或不清楚的技术问题，故本文将重点放在讨论与研究上，以抛砖引玉，提出自己的看法和意见。

一、火灾自动报警系统

消防自动报警系统由消防报警和通信控制两部分组成。在消防探测系统的设计上，在主机房、微模块机房、电池房、电源转换配电室等关键部位设置了燃气或细水雾灭火系统，并设有烟气与温度探测器。在大楼的主要入口和合适的位置设置手动警报按钮和火警声光报警器。在公共场所如人行道上安装火灾警报器。在机房、配电室、变电所、消防站等场所设置专门的消防电话。消防控制室可在线上启动全部的声光和火情，并可插入或人工开启或关闭防火控制装置及排气风扇。消防应急灯光疏散指示系统、火灾报警系统、电气消防控制系统、消防动力控制系统等都是按照国家有关规范进行的。火灾自动报警系统中最关键的部件是火灾检测，能够在第一时间发现火灾，并将其与其它系统连接起来[1]。

二、预作用延迟自动喷水灭火系统及其联动控制系统的选择

（一）预作用延迟自动喷水灭火系统选用的前提条件

自动喷水灭火系统造价低廉，且不会对人体的伤害，是一种十分高效的灭火措施。但是，现在大多数的数据中心客户仍然仅使用燃气和细水雾。有些因特网用户也许会同意采用自动预控式延迟喷洒系统、手持灭火器以及早期的烟雾检测和警报系统来规避消防损失。因此，在选用延迟式喷水灭火系统时，除了要考虑其与数据中心的等级相适应外，还应考量其能否为用户所接受。

（二）预作用延迟自动喷水灭火系统选型

预作用延迟自动喷水灭火系统有“单联锁”与“双联锁”两种，其特征如表1所示。

表1单联锁型和双联锁型特点

由表1可知，“双联锁型”是一种更安全、更可靠的方法，但是它的长度较短，而且很难进行系统的控制。数据中心的主机房和空调机房，主要设备包括数据机柜、精密配电设备、精密空调设备等。如果喷头漏水，将导致设备故障、损坏或引发电气短路，应当被看作是禁止向管线内灌水的准操作，应采用双联锁型。准操作时禁用，可采用“单联锁”。

（三）预作用延迟自动喷水灭火系统联动控制

“单联锁型”预作用延迟自动喷水灭火系统包括：火灾探测系统，封闭式喷头，水流指示器，预触发阀组，主管道压力开关，高位水箱流量开关，管道和供水系统。

“双联锁型”预作用延迟自动喷水灭火系统包括：火灾探测系统，封闭式喷头，水流指示器，预热阀，空气压缩机，排气管道压力开关，快速释放阀及其电动阀，排放管道，管道压力开关，高压水箱流量开关，管道和供水设施。

快速排气阀进口之前的电磁阀要和灭火水泵或预动作设备一起开启，而在快速排气阀前面的手动开关按键则通过专线连接到消防控制室内的电磁阀。

三、无下送风地板吊顶回风机房火灾自动报警系统探测器设置方案

（一）极早期烟雾探测报警系统探测器设置

极早期烟雾探测报警系统探测器设置是一种利用光学气体监测技术与微电脑控制技术相结合的烟气检测设备，包括若干小孔，间隔数米，并排布于顶棚之上或下面，并形成一个阵列，气体或烟雾被抽气泵经取样口吸入检测器，从而达到火灾探测的目的快。按照GB50174-2017 《数据中心设计规范》的规定， A类和 B类数据中心应配备超早期烟雾检测报警，在主机房安装高度敏感的超早期烟雾报警器时，主机房的任何一个点与最近的出口之间的直线距离可以提高50%。无下送风地面吊顶回风室的空气流动方向是：精密空调→空调间→冷通道→机柜正面→机柜背面→热通道→回风吊顶→精密空调，可使采样管数量少及采样管长度较短，从而符合规范性[2]。

（二）常规感烟、感温探测器设置

回风天花板一般离地面1-1.5米，这取决于服务器支架的功率，因此，除了在天花板下面设置感烟和感温探测器之外，还要在天花板上面设置探测器，探测器设置在天花板下面时要注意关闭热通路对管道铺设的阻碍，探测器设置在天花板上方时要考虑横梁对探测器防护区域的影响。

四、可燃气体探测系统

（一）柴油发电机储油间可燃气体探测系统

数据中心柴油发电机库区的储油室内是否要安装柴油气体检测器，在技术规范中并没有具体规定，但是通过下列的规范条款或条款说明可以对其进行分析。第一，按照《建筑设计防火规范》GB50016-2014 （2018版）8.4.3条规定，在建筑物中有易燃气体、可燃蒸汽的地方，应当安装易燃气体报警器。第二，按照 GB/T50493-2019 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》中的第2.0.1条规定，可燃气体也称为易燃性气体。综合考虑，通用数据中心柴油发电机使用的汽油是0号汽油，属于丙型，而柴油发电站的储油室并不是易燃气体和可燃蒸汽的地方，因此，本文建议柴油发电机的储油室不需要安装易燃气体报警器。在实际项目中，如需对储油库内的油品进行实时监控，应在储油库内安装独立的易燃易爆气体检测装置，并将报警信号接到消防控制室，并在日常使用油箱底部安装一台天然气浓度检测装置。

（二）蓄电池室氢气浓度探测系统联动控制

在数据中心的蓄电池间，通常采用铅酸电池或锂电池作备用电源，但目前只有少数用户可以接受，还没有被广泛应用。电池在充入时，会产生一定数量的氢，这些氢很容易在电池室内积聚。氢气爆炸的最低限度为4% VOL，其燃烧的火焰很难被发现，很可能会危及到人身和设备。虽然氢气爆炸的频率较低，但是对数据中心的安全隐患较大，因此，采用氢浓度检测装置，可以减少事故的发生。

通常情况下，暖通专业的人都会在蓄能室里安装一台应急排氢器，这种排氢器不是消防用的，只是一种应急排氢器[3]。

事故排放氢气风机有两种常见的联动方式。第一，由氢检测器发出两个信号，其中一信号直接控制风扇的起动，另一信号连接到易燃易爆气机，而易燃易爆气机则经由通讯线路与火警主机连上。第二，氢检测器输出2个信号，一个与 BA系统相连，风机启动和关闭，1个与可燃气体主机连接，动环监测系统连接。

第一种方法是根据灭火系统来安装事故排氢风机，但是该系统只能知道氢气的浓度报警信号，而不能知道氢气的实时浓度，而不属于消防风机，所以方法二比较合理。

结语

因此，在数据中心发生火灾时，必须认真分析火灾的成因和数据中心的环境，并按照“预防为主”的原则，选用适当的检波器，并合理地设置火灾自动报警装置。从系统的选择、排气电动阀门、压力开关的连接顺序等，都会对数据中心的后期维护和机房的安全性产生一定的影响，所以在设计过程中，为了减少火灾造成的损失，需要采取适当的消防措施，以确保数据中心的安全和稳定。

参考文献：

[1]高晓明. 数据中心电气消防若干问题探究[J]. 智能建筑电气技术,2021,15(6):40-43.

[2]张工作. 数据中心园区电气消防设计探讨[J]. 现代建筑电气,2020,11(12):50-54.

[3]刘霄,白志艳. 数据中心电气消防设计策略[J]. 建筑电气,2019,38(5):55-61.