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Brandschutzlösungen für Rechenzentren

In Rechenzentren werden Informationen gespeichert, die für den nahtlosen täglichen Betrieb größerer und kleinerer Unternehmen unverzichtbar sind. Bricht in einem Rechenzentrum ein Brand aus, ist der verursachte Gesamtschaden weit größer als die Kosten, die direkt mit der Zerstörung und dem Sachschaden zusammenhängen. Für den Schutz von Rechenzentren sind ganzheitliche Brandschutz- und Sicherheitslösungen daher überlebenswichtig.
Daten – ob Geschäfts-, Kunden-, Mitarbeiter- oder persönliche Daten – sind der Lebensnerv jeder kommerziellen Organisation und müssen daher vor externen wie auch internen Bedrohungen geschützt werden. Fatalerweise wird Feuer, die für Unternehmen und Kunden häufigste und katastrophalste Schadensursache, am ehesten unterschätzt. Da Rechenzentren empfindliche, unentbehrliche Informationen und Systeme beherbergen, die für den Fortbestand ihrer Kunden überlebenswichtig sind, haben sie ein größeres Bedürfnis nach absolutem Schutz und stellen gleichzeitig ein wesentlich höheres Brandrisiko dar. Das gilt vor allem unter Zwischenböden. Auch die zahlreichen Kunststoffbauteile sind eine Quelle massenhaft brennbarer Materialien.

Vorbeugender Brandschutz wichtig

Daher sind vorbeugender und aktiver Brandschutz in derart empfindlichen Umgebungen extrem wichtig. Immer leistungsstärkere Server in immer höherer Packdichte benötigen eine leistungsstarke Klimatisierung bis zu 8.600W/m². Die Folge sind höhere Luftwechselraten, bei denen Rauch zum Teil mit dem Luftstrom der Klimaanlage abgeführt wird. Dadurch wird eine frühe Branddetektion mit herkömmlichen Systemen erschwert und das Risiko einer schnellen Brandausbreitung in andere Bereiche erhöht. Bereits ein Schwelbrand ohne Flammenbildung kann Hardware durch Verrußung, Korrosion und Rauchgase schädigen und für Menschen im Gebäude lebensbedrohlich sein. Die Zeitspanne zwischen der Brandentstehung (Pyrolysephase) und sicherer Detektion inklusive Aktivierung der Löschung ist der kritische Faktor, um einen Betriebsausfall des Rechenzentrums zu verhindern.

Wichtiges Zusammenspiel

Das reibungslose Zusammenwirken von Branderkennung und Löschung ist die wichtigste Voraussetzung für effizienten Brandschutz und minimale Ausfallzeiten. Die Brandmelde-, Evakuierungs- und Löschsysteme müssen also unbedingt miteinander kompatibel sein.

Prävention – Gefahrenanalyse und mehr

Die Rolle der Gefahrenanalyse ist in vielen verschiedenen Brandschutzszenarien äußerst wichtig – am wichtigsten jedoch in Rechenzentren. Neben der anfänglichen Beratung zur Identifizierung und Planung spezifischer Risiken muss der weitere Wartungs- und Modernisierungsbedarf während des gesamten Lebenszyklus des Rechenzentrums definiert werden.

Schnelle Intervention durch Frühwarnung

Hohe Stromlasten oder defekte Bauteile in einem Rechenzentrum können schnell zu Überhitzung oder zum Kurzschluss führen. In diesen Umgebungen beginnen Brände normalerweise langsam und nach einer längeren Überhitzungs- und Schwelphase, bevor ein Vollbrand entsteht. Um bereits Überhitzung zu erkennen und einen Vollbrand zu vermeiden, muss Rauch so früh wie möglich detektiert werden. Wird Rauch durch hohe Luftströmung verdünnt, sorgen Ansaug-Rauchmelder für frühstmögliche Warnung, selbst dann, wenn der Rauch für Menschen kaum wahrnehmbar ist. Die Ansaug-Rauchmeldersysteme werden direkt in den Umluftkreislauf sowie in und neben den Serverracks installiert, sodass an den Gefahrenstellen permanent Luftproben genommen werden. Werden Rauchpartikel detektiert, wird je nach Rauchkonzentration ein Voralarm oder Alarm ausgelöst. Die Ansprecheigenschaften sind auf die jeweilige Anwendung abgestimmt. Sie reichen von normaler bis hoher Empfindlichkeit und ermöglichen selbst das Erkennen geringster Rauchkonzentrationen in einer frühen Brandphase. So gewinnt man wertvolle Zeit, die für die Klärung der Ursachen und für das Einleiten von Gegenmaßnahmen benötigt wird, wie z.B. Abschalten der Umluftkühlanlage, weiches Herunterfahren, Datenauslagerung und selektive Abschaltung.

‚Weiches‘ Herunterfahren

Das Abschalten der Geräte bereits in der Entstehungsphase des Brandes ist die sicherste Alternative, um die weitere Ausbreitung des Brandes sowie korrosiver Rauchgase zu verhindern. Bei einem weichen Herunterfahren wird mit der ersten Brandmeldung ein intelligentes Servermanagement aktiviert, das wertvolle Daten auf benachbarte Daten- und Serverschränke weiterleitet. Dies kann nur über die Kombination einer entsprechenden Hard- und Software-Umgebung mit einer leistungsfähigen Brandfrüherkennung erreicht werden. Die Stromzufuhr wird erst dann endgültig abgeschaltet, wenn die Datenübertragung abgeschlossen ist. Wenn das ‚weiche‘ Herunterfahren als zu riskant erscheint, gibt es eine Alternative: via Ansaug-Rauchmeldersystem und Verifizierung durch Punktmelder. In diesem Fall wird nach dem Voralarm die Umluftkühlanlage heruntergefahren, um eine Überprüfung des Alarms durch die Punktmelder zu ermöglichen und dann die Löschung zu aktivieren.

Alarmverifikation

Um Fehlalarme zur Ansteuerung der Löschanlage zu vermeiden, müssen zwei Melder getrennt Alarm auslösen, bevor die Löschung aktiviert wird – ein einzelner Melder hingegen löst lediglich einen Voralarm aus. Das Detektionskonzept von Siemens kombiniert zwei Technologien Ansaug-Rauchmelder und Rauchmelder der Sinteso S-Line in einem Loop. Sobald das Ansaug-Rauchmeldersystem einen Alarm auslöst, wird die Umluftkühlanlage abgeschaltet, um die Alarmverifikation durch die S-Line-Melder zu erleichtern. Sinteso S-Line-Melder stehen für eine komplexe, unerreichte Signalanalyse, unübertroffene Detektionsgenauigkeit und extrem schnelle Meldung dank der ASAtechnology (Advanced Signal Analysis). Selbst unter schwierigsten Bedingungen können die Sinteso S-Line-Melder zwischen echten Gefahren und Täuschungsgrößen unterscheiden und nur bei tatsächlich drohender Gefahr Alarm auslösen. Erst wenn dieser bestätigt wird, wird die Löschanlage angesteuert. Im Brandfall werden Alarmtongeber und Alarmtongeber mit Blitzleuchte zur Alarmierung von Personen im Gebäude verwendet. Für präzisere Informationen und Anweisungen empfiehlt Siemens das Sprachalarmsystem E100 mit automatischen Sprachmeldungen und Live-Durchsagen, die automatisch durch das Brandmeldesystem ausgelöst werden. Sobald das Rechenzentrum und benachbarte Bereiche evakuiert sind, werden alle Eingänge geschlossen. Der Raum ist luftdicht, das Löschmittel kann freigesetzt werden.

Löschung

Für einen optimalen Schutz sind die Methode bei der Löschmittelfreisetzung und die Auswahl des geeigneten Löschmittels in der jeweiligen Anwendung äußerst wichtig. In kritischen Anwendungen ist aufgrund der Empfindlichkeit der IT-Infrastruktur eine Trockenlöschanlage Bedingung. Wasser als Löschmittel ist in Rechenzentren fehl am Platz. Die einzige Ausnahme ist der Schutz in Generatorräumen, in denen wegen des Wärmerisikos Gas/Wasser-kombinierte Lösungen eingesetzt werden. Zwei Arten von Gaslöschanlagen sind in Rechenzentren besonders zu empfehlen: Anlagen mit Inertgasen oder chemischen Löschmitteln. Obwohl Gaslöschanlagen die beste Wahl für den Schutz von Rechenzentren sind, haben neueste technologische Studien gezeigt, dass es in sehr seltenen Fällen zu Störungen bei Festplatten kommen kann, nachdem die Löschanlage ausgelöst wurde. Diese Probleme reichen vom automatischen Herunterfahren einer Festplatte ohne Schäden nach einem Neustart bis hin zu schwerwiegenden Störungen. Untersuchungen zeigen, dass der Hauptgrund dieser Probleme auf den relativ hohen Geräuschpegel zurückzuführen ist, den eine konventionelle Gaslöschanlage bei der Flutung erzeugt. Deshalb hat Siemens die ‚Silent Discharge Nozzle‘-Technologie entwickelt, welche das Kernstück der neuen, zum Patent angemeldeten Sinorix Silent Nozzle ist. Diese ermöglicht die vergleichsweise leise und trotzdem wirksame Löschung in Rechenzentren und Serverräumen. Die Sinorix Silent Nozzle kann sowohl mit Naturgasen als auch mit chemischen Löschmitteln eingesetzt werden – mit der gleichen Auslösezeit wie bei Standarddüsen. In mittelgroßen bis komplexen Rechenzentren empfiehlt sich Sinorix CDT (Constant Discharge Technology) von Siemens. Diese Anlage mit Inertgasen ermöglicht eine effiziente Löschung ohne Druckspitzen. Durch die durch Siemens patentierte Ventiltechnologie wird Stickstoff bei konstantem Druck während der Flutungszeit in den Löschbereich eingebracht. Durch diese gleichmäßige Flutung können die Rohrleitungsnetze im Vergleich zu Standardlöschsystemen kleiner dimensioniert und auch die Druckentlastungsflächen bis zu 70% reduziert werden. Sinorix CDT ist deshalb besonders geeignet für innen liegende Räume, wo aufgrund baulicher Gegebenheiten große Druckentlastungsflächen nur sehr schwierig realisierbar sind. Stickstoff ist für Menschen, die Umwelt und die IT-Infrastruktur völlig harmlos. In kleinen bis mittelgroßen Rechenzentren empfiehlt Siemens Sinorix 1230 mit 3M Novec 1230 Fire Protection Fluid. Diese Technologie flutet einen Raum innerhalb weniger Sekunden und sorgt für eine schnelle Löschung, bevor elektronische Einrichtungen Schaden nehmen können. In kritischen Anwendungen wie Generatorräumen sorgen USV-Systeme dafür, dass auch bei Stromausfällen der Betrieb gewährleistet ist. Bei Systemen, die schnell überhitzen, empfiehlt Siemens die Löschanlage Sinorix H2O Gas. Diese Lösung kombiniert eine Stickstofflöschung mit zusätzlich kühlendem Wassernebel. So werden Brände zuverlässig gelöscht und Rückzündungen effektiv verhindert.

Ganzheitliche Lösungen für sichere Rechenzentren

Rechenzentren sind kritische Umgebungen, da sie das Herzstück der IT-Infrastruktur eines Unternehmens sind. Deshalb sollte für ein Rechenzentrum die höchste Sicherheitsstufe vorgesehen werden. Zudem erfordert der hohe Technikaufwand mit der Verknüpfung unterschiedlicher Spezialdisziplinen ein breites Fachwissen. Die Einbeziehung von breit aufgestellten Lösungsanbietern ist daher empfehlenswert für die Koordination einzelner Gewerke und Systeme in der Planungs- und Errichtungsphase bis hin zum After-Sales-Service. Die ganzheitliche Lösung von Siemens ist exakt auf die Bedürfnisse eines Rechenzentrums zugeschnitten und bietet optimale Sicherheit gegen alle Brandrisiken. Zusätzlich zum Brandschutz bietet Siemens auch die notwendigen Module für die komplette Sicherheit und Gebäudeautomatisierung eines Rechenzentrums. Das Gesamtkonzept setzt auf Brandmeldetechnik mit Punktmeldern, Brandfrüherkennung, Alarmierung und Evakuierung sowie Löschanlagen und bindet Klima- und Lüftungsanlagen, Zutrittskontrolle, Videoüberwachung und Einbruchmeldung sowie Druckausgleichsklappen ein. Für die Integration der verschiedenen Disziplinen sowie die zentrale Überwachung und Alarmierung bietet Siemens ein Gefahrenmangement-System. Dies stellt das funktionale Zusammenspiel zwischen den verschiedenen Systemen sicher und sorgt für optimale Notfallabläufe für schnellst mögliche Reaktionen. Durch das nahtlose Ineinandergreifen der einzelnen Systeme liefert Siemens einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit in Rechenzentren.

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