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大型数据中心气体灭火系统设计问题探讨

浏览次数: 日期:2012-04-01 23:46:11

       根据国内规范《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045--95,2005年版)、《建筑设计防火规范》(GB50016--2006)、《电子信息系统机房设计规范》(GB50174—2008)和国外相关规范,如美国通信工业协会(T认)标准《数据中心的通信基础设施标准》(Telecommunications infrastructure standard for datacenters)相关要求,一个大型数据中心应设置自动灭火系统(含气体自动灭火系统)。数据中心的机房、电池电力室、变配电房、介质室等不适宜用水灭火的地方,必须采用自动灭火系统保护。
  气体灭火系统在灭火时不会对设备造成损害,现阶段已成为保护这种场所最常见的自动灭火系统,也是最重要的系统之一。
  1.系统选型 
  现阶段可选择的用于数据中心机房的气体灭火系统有七氟丙烷、IG一541、二氧化碳灭火系统。由于二氧化碳有窒息作用,喷射时会对停留在保护区域的人员造成严重伤害,甚至死亡,只能用于无人场所。数据中心机房属于经常有人维护的场所,不可选用二氧化碳灭火系统。IG一541灭火系统相比七氟丙烷灭火系统,具有以下优点: 
  (1)IG一541由自然存在于大气中的惰性气体组成,对环境无害,可长期使用。
  (2)在规定的灭火浓度下对人体无害,可在有人工作的场所安全使用。
  (3)火灾高温时惰性气体不会产生任何酸性化学分解物,无腐蚀作用。
  (4)不会在保护区域内产生大量白色浓雾,影响人员及时疏散。 
  因需处理大量的数据,数据中心机房生产核心区的布置与普通计算机房有本质的区别。此外,为了便于网络连接、设备布置等,其主机房、辅助机房采用大开间,以满足日后功能区域灵活调整的要求。所以,单个数据中心机房的面积和容积越来越大,近年来,新建大型单个数据中心机房的面积多为500~1000㎡,2007年竣工的某银行上海数据中心,最大的一个机房的面积为1677m2,层高为6.5m,容积达到l0900.5m3。

      IG一541灭火系统对于远距离输送气体具有较大优势,应为数据中心首选的气体灭火系统。备压式七氟丙烷灭火系统将灭火剂和动力气体分别储存于不同容器内,在喷放灭火剂时,把动力气充入灭火剂储存钢瓶,使灭火剂容器内的压力迅速升高,推动灭火剂高速通过管网系统,实施喷放灭火,大大提高了灭火剂输送距离,最远可达150m。
  目前上海市针对该系统颁布了建筑产品推荐地方标准——《海盾外贮压式七氟丙烷灭火系统技术规程》,但国家相关消防规范没有提及该系统,其管网计算缺少相关条文作为依据,因此,应尽快完善相关规范的编制,让设计、施工等建设环节有法可依。
  2.系统设计相关问题分析
  目前,气体灭火系统的设计主要执行《气体灭火系统设计规范》(GB50370--2005),笔者针对气体灭火系统的一些设计误区进行分析,供设计探讨。
         2.1“Sandwich(三文治)”式平面布置防护区范围由于数据中心机房机架发热量巨大,空调机房需要与数据中心机房形成“Sandwich(三文治)”式的平面布置(见图1),即数据中心机房夹在两个空调机房中间,这样才可有效降温。空调机房的面积占10%--15%,一般采用下送风、上回风系统,并且空调机房与数据中心机房通过下送风管道和回风口、回风管连通。空调机房和数据中心机房之间的隔墙需布置大量的回风口。


图1“Sandwich(三文治)”式的平面布置示意图

  根据以往工程经验,采用空调机房和数据中心机房合为一个防护区较为合理,优点是无需安装大量防火阀,易出故障的联动设备少,可有效提高灭火可靠性,同时确保昂贵的空调设备得到可靠保护,增加了机房使用面积。 
  2.2下送风风道气体灭火管网处理
  因数据中心多数采用下送风方式(见图2),一般会有500~700mm高的下送风风道,气体灭火系统应如何考虑此部分容积和管网布置。


图2 数据中心空调送风系统剖面

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