數據機房火災報警設計中與民用建筑的異同分析

摘要：結合某A級數據中心項目，歸納了火災自動報警系統(tǒng)設計的做法。通過分析數據機房火災自動報警系統(tǒng)設計與民用建筑不相同之處，為類似數據機房火災自動報警系統(tǒng)設計提供參考。關鍵詞：數據中心；火災自動報警系統(tǒng)；極早期報警系統(tǒng)；氣體滅火系統(tǒng)；水噴霧系統(tǒng)；聯(lián)動控制；設計要點引言隨著經濟的發(fā)展，中國的數據中心行業(yè)得到了快速進步。在國家政策的支持下，各個地區(qū)正在建設大量新的數據中心。隨著技術創(chuàng)新和市場需求的不斷增長，數據中心這個名詞雖然還很陌生，但是其在日常生活和生產中已經愈發(fā)舉足輕重。數據中心中的IT設備價格昂貴，存儲著對政府和企業(yè)都非常重要的數據。如果發(fā)生火災，造成服務器停機，則往往會影響成百上千的用戶。國家《數據中心設計規(guī)范》GB50174中明確數據中心應設置火災自動報警系統(tǒng)[1]。因此，如何合理正確設置火災報警系統(tǒng)成為了設計的重點。一、系統(tǒng)設計數據中心園區(qū)通常包含幾棟數據中心、1棟運維管理中心以及垃圾房、門衛(wèi)等配套建筑，根據園區(qū)形式可采用控制中心報警系統(tǒng)。運維管理中心設有主消防控制室，數據中心設有分消控室，其他小配套用房不設消控室。園區(qū)火災報警系統(tǒng)架構如圖1所示，主消防控制室是園區(qū)的火災報警系統(tǒng)控制中心，應能顯示所有火災報警信號和聯(lián)動控制狀態(tài)信號，并控制重要的消防設備[2]，例如排煙機房的防排煙風機、消防水泵房的噴淋泵、消火栓泵等。主消防控制室應具有最高級別的查詢、檢測和授權功能。各數據中心單體的分消控室用于安裝本建筑的消防報警控制系統(tǒng)，匯聚和控制數據中心單體的火災自動報警信號和聯(lián)動控制狀態(tài)信號，并接收主消防值班室的聯(lián)動信號以及自動啟動消防設備。需要注意的是，各個分消控室可以互相通訊，但不能控制非本棟建筑的消防設備，各分消控室之間是平級關系。二、火災探測器的選擇（一）區(qū)域劃分根據使用功能及重要程度，可將數據中心園區(qū)劃分為以下幾個區(qū)域[3]。1.核心區(qū)域：包括IT機房、傳輸機房等IT核心功能區(qū)域。2.核心區(qū)域配套用房：包括高低壓變配電室、電力電池室、UPS系統(tǒng)用房、柴油發(fā)電室、精密空調機房、消防控制室、ECC中心等為核心區(qū)域提供動力和安全保障的區(qū)域。3.非核心附屬配套用房：包括運維人員值班室、辦公樓、垃圾房、門衛(wèi)等為工作人員提供日常生活和辦公的區(qū)域。（二）各區(qū)域火災探測器的設置數據中心核心區(qū)域與普通場所相比具有以下特點：機房內設置了大量的電子信息設備和線纜，可能引發(fā)火災。根據國家《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)定，園區(qū)的核心區(qū)域應設置感煙火災探測器。然而由于數據機房通常配備精密空調，空調系統(tǒng)需要頻繁換氣以滿足IT設備對環(huán)境的要求，感煙火災探測器很難在火災報警的早期階段檢測到煙霧[4]。根據國家規(guī)范可采用吸氣式感煙火災探測器[5]來解決這一難題?！稊祿行墓こ淘O計與安裝》18DX009對吸氣式感煙火災探測器的布置給出了如圖2的建議。[6]數據中心核心區(qū)域還設置有氣體滅火系統(tǒng)，采用感煙和感溫探測器作為氣體滅火系統(tǒng)的聯(lián)動觸發(fā)信號。綜上所述，為了確保數據中心核心區(qū)域能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)火災，會采用三種探測器：感煙火災探測器、感溫火災探測器、吸氣式感煙火災探測器。三種火災探測器共同探測，數據機房的探測器布置如圖3所示。數據中心核心區(qū)域配套用房的火災探測器需根據該區(qū)域是否設有氣體滅火系統(tǒng)和精密空調來決定。不間斷電源系統(tǒng)用房、電池室、變配電室、動力站房等與核心區(qū)域相同。而消防設施用房、辦公室、門廳、值班室、門衛(wèi)等場所與民用建筑無異，只需采用感煙探測器。需要注意的是，柴油發(fā)電室如果設置有水噴霧系統(tǒng)，則需要設置感溫探測器。由于數據中心對防火要求較高，在運營商內部文件中，要求專用蓄電池室和柴油發(fā)電室儲油間等區(qū)域需要設置防爆型火災報警系統(tǒng)設備。三、消防聯(lián)動控制設計（一）預作用自噴滅火系統(tǒng)數據中心核心區(qū)域通常采用預作用自噴滅火系統(tǒng)，避免自噴誤動作造成不必要的損失。為防止管道充水后漏水影響IT設備工作，核心區(qū)域不得有管道充水。因此，在自動控制方式上，通過火災探測器和充氣管道上的壓力開關兩組信號組成“與”門，共同控制預作用裝置。當兩組信號都觸發(fā)后，消防聯(lián)動控制器會自動開啟預作用裝置的電磁閥，啟動預作用裝置并自動啟動消防泵。除了自動控制，還應通過主消控室的手動控制盤和消防泵房的應急啟動來控制。手動控制盤可以直接控制噴淋泵、預作用閥組和快速排氣閥前的電動閥，采用直接控制線路啟動、停止噴淋泵以及開啟預作用閥組和電動閥。各設備的啟停信號應反饋給消防聯(lián)動控制器，以通知在消控室中的值班人員[7]。（二）氣體滅火系統(tǒng)數據機房、配電室、電池室及其空調設備區(qū)等場所都設有管網氣體滅火系統(tǒng)。每個系統(tǒng)都有氣體滅火控制盤，根據控制防護區(qū)數量的不同，可以分為一區(qū)、二區(qū)和四區(qū)。每個區(qū)域都有聲光報警、放氣指示燈和放氣執(zhí)行裝置（如壓力開關、電磁閥、啟動氣瓶等）。氣體滅火控制盤的滅火系統(tǒng)信號與火災報警系統(tǒng)中的聯(lián)動控制系統(tǒng)相連。氣滅區(qū)門口的緊急啟動停止按鈕應具備氣滅盤的手自動轉換功能。在極早期系統(tǒng)報警后，值班人員進行現(xiàn)場勘察或者在同一防護區(qū)內相鄰的兩組獨立探測器都發(fā)出報警后，方可確認為真正的滅火信號。當裝有氣體滅火系統(tǒng)房間內的極早期吸氣式煙霧探測報警系統(tǒng)發(fā)出火警信號報警時，值班人員進行現(xiàn)場勘察。當室內煙感探測器報警時，啟動室內聲光報警器，并開始疏散保護區(qū)內的人員。當室內溫感探測器報警時，聯(lián)動啟動氣體滅火控制盤，同時關閉新風機組風管上的電磁（電動）閥，關閉相應機組，封閉保護區(qū)域后進行氣體滅火。圖4展示了國標圖集中的氣體聯(lián)動控制示意圖，整體控制邏輯與國標圖集一致[8]。發(fā)現(xiàn)火情、首次報警信號和二次報警信號分別對應吸氣式感煙火災探測器、煙感探測器和溫感探測器。（三）極早期空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)在數據機房、電池室、配電室、運營商機房、網絡核心機房等場所設置極早期空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)。需要特別提出的是，極早期報警系統(tǒng)不在《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116需要聯(lián)動的系統(tǒng)中。故只做火警監(jiān)視用，并不與滅火系統(tǒng)聯(lián)動。在分消控室設置極早期空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)顯示系統(tǒng)，通過網絡聯(lián)線與每個區(qū)域內的極早期探測器聯(lián)網，顯示探測器工作狀態(tài)。在設備運行區(qū)域設置空氣采樣早期報警探測器，所有的早期報警探測器都聯(lián)網，并由微機運行軟件進行集中監(jiān)控和顯示。空氣采樣早期報警系統(tǒng)與火災報警系統(tǒng)聯(lián)網。極早期報警系統(tǒng)通常有四個級別的報警：警覺、行動、火警1和火警2。盡管極早期報警探測器的準確性很高，但仍存在誤動作的可能性，因此不建議在警覺和行動階段進行報警。在火警2階段，通常已經出現(xiàn)明火，火災報警系統(tǒng)已經介入并采取行動，無法體現(xiàn)極早期系統(tǒng)的作用。因此，當極早期報警系統(tǒng)發(fā)出“火警1”信號時，運維值班人員會進行現(xiàn)場勘察以觀測火情，如有需要，可以通過極早期報警控制器手動或自動向火災報警系統(tǒng)進行報警，從而進行接下來的氣體滅火等動作。（四）水噴霧系統(tǒng)為了對柴油發(fā)電室的油機設備進行滅火，設置水噴霧系統(tǒng)。水噴霧系統(tǒng)具有控制面積大、出水量大和滅火及時的優(yōu)點。在火災聯(lián)動控制中，可以考慮按照規(guī)范中的雨淋系統(tǒng)進行操作。與預作用系統(tǒng)不同的是，消防聯(lián)動觸發(fā)信號由感煙火災探測器改為感溫火災探測器。通過火災報警系統(tǒng)的聯(lián)動控制，開啟閥組。手動報警和信號反饋與預作用系統(tǒng)類似，只是閥組和消防泵改為雨淋用。結語對于數據中心園區(qū)的火災自動報