Как сбалансировать противопожарную защиту и предотвращение ущерба от воды в центрах обработки данных с искусственным интеллектом

Пожарная безопасность и безопасность жизнедеятельности

• Проектирование противопожарной защиты в центрах обработки данных требует баланса между строгим соблюдением норм и необходимостью минимизировать ущерб от воды и время простоя.
• Растущее использование литий-ионных батарей в источниках бесперебойного питания и аккумуляторных системах хранения энергии увеличивает сложность риска возникновения пожара и требует более эффективных стратегий обнаружения, подавления и контроля взрывов.

Респонденты:

• Брук Гаммер, PE, FPE, ATD, Колорадо, лидер сектора рынка BES, HDR, Денвер
• Брайан Шлоссер, PE, главный инженер противопожарной защиты, Дженсен Хьюз, Колумбия, Мэриленд
• Кен Урбанек, PE, LEED AP, ASHRAE HBDP, ATD, исполнительный директор по работе с клиентами и старший директор, IMEG, Денвер

С какими уникальными проблемами при проектировании систем пожарной безопасности и безопасности жизни вы столкнулись при реализации проектов центров обработки данных?

Брук Гаммер: Проектирование систем пожарной безопасности и безопасности жизнедеятельности для центров обработки данных представляет собой уникальную задачу, в частности, баланс между эффективным пожаротушением и необходимостью защиты критически важной инфраструктуры от повреждения водой. Несмотря на то, что существует множество альтернативных систем пожаротушения, не требующих использования воды, таких как FM-200 и другие чистящие средства, Международный строительный кодекс (IBC) не позволяет зданиям использовать альтернативные системы пожаротушения в определенных областях, и здание по-прежнему классифицируется как полностью спринклерное. Это означает, что здание не может воспользоваться исключениями из правил, связанными с размером здания, расстоянием проезда и уменьшением пожаробезопасности. В результате в небольших серверных помещениях на неспециализированных объектах чистые агенты часто используются в качестве основного метода тушения в случае пожара, при этом их по-прежнему поддерживают сухие спринклерные системы с двойной блокировкой, чтобы ограничить риск случайного выброса.

Для крупных центров обработки данных с высокой скоростью воздухообмена системы чистящих средств, как правило, непрактичны, поэтому стандартным подходом являются сухие спринклерные системы с двойной блокировкой. Однако страховые компании по-прежнему внимательно изучают этот подход из-за опасений по поводу отказа системы и задержки сброса воды в случае пожара. Задача состоит в том, чтобы выбрать систему обнаружения, которая была бы одновременно высокочувствительной и требовала минимального обслуживания. Устройство раннего обнаружения дыма (VESDA) остается отраслевым стандартом, но по мере роста центров обработки данных некоторые владельцы обратились к линейному обнаружению тепла. Это вариант, требующий меньшего обслуживания, который уменьшит вероятность ложных срабатываний, хотя он реагирует медленнее, чем VESDA.

Брайан Шлоссер: Литий-ионные батареи, используемые в источниках бесперебойного питания (ИБП), часто встречаются в центрах обработки данных и создают уникальные проблемы противопожарной защиты. Опасности включают перегрев, выделение газов и температурный неконтролируемый выход, что может привести к пожару и/или взрыву. Проблемы противопожарной защиты, связанные с системами хранения энергии на литий-ионных батареях (BESS), включают проектирование соответствующих систем обнаружения пожара и дыма, систем пожаротушения, систем контроля взрывов и пассивного разделения аккумуляторных помещений с номинальной огнестойкостью. Эти проблемы могут усугубиться при попытке модернизации таких систем в существующих зданиях.

Кен Урбанек: Изменения в нормах пожарной безопасности, касающихся батарей ИБП, оказались значительными для систем литий-ионных батарей. В одном проекте все системы ИБП должны были располагаться снаружи, тогда как другой проект требовал значительных ограничений для систем ИБП внутри здания. Понимание этих требований к коду на ранней стадии и корректировка основы проектирования в период разработки концепции или схемы важны, чтобы избежать очень важных изменений в дальнейшем.

Как совместить требования пожарной безопасности и безопасности жизнедеятельности с необходимостью минимизировать время простоя и избежать случайной разрядки системы в центрах обработки данных?

Брайан Шлоссер: Системы противопожарной защиты обычно состоят из обычно сухих спринклерных систем предварительного срабатывания с двойной блокировкой, активируемых путем обнаружения дыма путем отбора проб воздуха. Конфигурация двойной блокировки помогает предотвратить случайный слив воды, а многоуровневые пороговые значения сигнализации, связанные с обнаружением проб воздуха, помогают избежать непреднамеренного заполнения спринклерных труб водой во время неприятных тревожных событий.

Кен Урбанек: Разделение и дублирование – один из способов сбалансировать это. Мы продолжаем использовать системы превентивного сухого пожаротушения, чтобы минимизировать риск случайного сброса воды. Мы видим меньше развертываний систем химического подавления, чем десять лет назад.

Брук Гаммер: Сочетание требований противопожарной защиты и безопасности жизни с необходимостью свести к минимуму время простоя и избежать случайного разряда во многом зависит от выбора правильных технологий обнаружения и их стратегического размещения. VESDA обеспечивает быстрое реагирование, необходимое для активации сухих спринклерных систем с двойной блокировкой до того, как произойдет значительный рост пожара.

Однако высокая чувствительность VESDA может привести к ложным срабатываниям сигнализации и увеличению объема технического обслуживания. Для VESDA, расположенных над потолками или на палубе залов открытых данных, такое обслуживание является сложным, трудоемким и дорогостоящим. Чтобы снизить этот риск, линейное обнаружение тепла можно использовать в труднодоступных местах, на палубе или над потолком, в качестве альтернативы с пониженной восприимчивостью к ложным тревогам. VESDA по-прежнему используется в доступных помещениях с высоким риском, например, в зонах с горячим воздухом, где раннее обнаружение наиболее важно.

Какие чистящие средства, аэрозоли, системы снижения содержания кислорода или другие системы пожаротушения обычно используются? Опишите проект и выбранную систему.

Кен Урбанек: Большинство наших проектов основаны только на сухих спринклерных системах предварительного действия. Мы наблюдаем отход от систем химического подавления с использованием чистых агентов как в центрах обработки данных с высокой плотностью размещения искусственного интеллекта (ИИ), так и в критически важных объектах связи с более высокой степенью критичности.

Брук Гаммер: Системы чистых агентов, такие как FM-200, по-прежнему широко используются в центрах обработки данных наряду с другими агентами, совместимыми со стандартом NFPA 2001: Стандарт для систем пожаротушения с чистым агентом. Однако системы обычно сочетаются с системой пожаротушения на водной основе, чтобы соответствовать требованиям IBC для полностью спринклерного здания.

Брайан Шлоссер: Системы пожаротушения обычно ограничиваются спринклерными системами предварительного срабатывания с двойной блокировкой. Использование систем пожаротушения с чистыми агентами в качестве дополнительной системы определяется оценкой риска и/или желанием владельца или арендатора здания. Частично из-за продолжающихся проблем воздействия на окружающую среду, а также из-за возросшей стоимости поставки таких систем, системы пожаротушения с использованием чистых агентов не часто используются.

Как с течением времени изменилась стоимость и сложность систем противопожарной защиты, используемых в проектах центров обработки данных?

Брук Гаммер: С годами стоимость и сложность систем противопожарной защиты в центрах обработки данных менялись вместе с самими объектами. Интересно, что по мере того, как центры обработки данных стали более совершенными, проектирование систем пожарной безопасности и безопасности жизни во многих отношениях стало более рациональным. Использование сухих спринклерных систем с двойной блокировкой упростило стратегии защиты, ограничив риск попадания воды на чувствительное оборудование. Хотя эти системы требуют более высокого рабочего давления (часто требуя пожарного насоса), дополнительные затраты на увеличение мощности и обслуживание более крупного насоса относительно невелики по сравнению с общими инвестициями в инфраструктуру пожаротушения.

Кен Урбанек: Изменения в стоимости и сложности в основном незначительны по сравнению с механическими и электрическими системами. За последнее десятилетие мы наблюдали большую последовательность в разработке систем противопожарной защиты, в отличие от других систем для развертывания ИИ.

Брайан Шлоссер: Использование литий-ионной технологии BESS часто увеличивает стоимость и сложность противопожарной защиты проекта центра обработки данных. Обеспечение усовершенствованных систем пожарной сигнализации/обнаружения, спринклерных систем пожаротушения и систем контроля взрывов может существенно повлиять на проект. В некоторых случаях разработка анализа снижения опасностей, специфичного для используемых батарей, может иметь решающее значение для соблюдения исключений из требований к различным элементам конструкции, включая потребность в системах контроля взрыва. Потенциальная экономия средств, связанная с разработкой такого анализа, может быть значительной как для первоначальных затрат на строительство, так и для текущих проверок, испытаний и обслуживания системы.

Как изменения в нормах, информационном моделировании зданий и беспроводных устройствах/системах повлияли на проектирование систем пожарной безопасности и безопасности жизнедеятельности в этих зданиях?

Брайан Шлоссер: Процесс разработки кода требует времени и часто отстает от необходимости разработки схем противопожарной защиты для новых механических и электрических технологий, связанных с центрами обработки данных. Исторические примеры включают разработку систем изоляции горячих/холодных коридоров и использование литий-ионных батарей. Информационное моделирование зданий оказалось чрезвычайно эффективным в координации и сотрудничестве между различными дисциплинами проектирования, чтобы уменьшить конфликты между строительными системами. Это помогает обеспечить максимально плавное и эффективное строительство центра обработки данных, потенциально экономя время и деньги.

Брук Гаммер: За прошедшие годы здесь не произошло существенных изменений. Однако наиболее значительный сдвиг в проектировании пожарной безопасности и безопасности жизнедеятельности связан с обновлениями IBC на 2021–2024 годы. В результате этих изменений центры обработки данных были переклассифицированы из категории «Бизнес» (группа B) в категорию «Склад» (группа S), что вызывает новые требования, в первую очередь установку систем дымоудаления на более крупных объектах. Это создает больше проблем при проектировании, поскольку все больше органов власти, имеющих юрисдикцию, принимают новейший стандарт кодекса.

Публикация «Как сбалансировать противопожарную защиту и предотвращение ущерба от воды в центрах обработки данных с искусственным интеллектом»