Brandschutz in Rechenzentren mit Gaslöschanlagen oder Sauerstoffreduktionsanlagen

Brandschutz in Rechenzentren mit Gaslöschanlagen oder Sauerstoffreduktionsanlagen. Das Rechenzentrum ist das Herzstück eines Unternehmens. Kommt es hier zu Störungen und Ausfällen, ist der wirtschaftliche Erfolg des Unternehmens gefährdet, da er maßgeblich von reibungslosen Abläufen in der IT abhängt. Nahezu die Hälfte aller Firmen ist von dieser Abhängigkeit betroffen. Wenig verwunderlich also, dass das Sicherheitsbedürfnis hier sehr hoch ist. Um diesem Bedürfnis gerecht zu werden, wurde der amerikanische TIER-Standard entwickelt, der ANSI/TIA-942-2005 Telecommunications Infrastructure Standard for Data. Mit dieser Norm werden Rechenzentren hinsichtlich ihrer Sicherheit und Leistungsfähigkeit eingestuft.

Auch in Deutschland werden Rechenzentren nach TIER 1 bis TIER 4 klassifiziert. Ein nach TIER 4 geplantes Rechenzentrum muss eine Verfügbarkeit von 99,995 % pro Jahr garantieren, was bei einem sieben Tage/24 Stunden Dauerbetrieb einer jährlichen Ausfallzeit von rund neun Stunden entspricht. Die Norm gibt auch vor, mit welchem Technikaufwand ein Rechenzentrum betrieben werden muss. Je sicherer es sein soll, umso mehr Technik enthält es. Das wiederum bedeutet, dass immer mehr Gefahrenpotential für einen Brand entsteht.

Eine Ursache für erhöhtes Brandrisiko sind immer leistungsstärkere Server in immer höherer Packdichte, die stärker klimatisiert werden müssen. Höhere Luftwechselraten sind die Folge. Entstehender Rauch wird oft verdünnt und zum Teil mit dem Luftstrom der Klimaanlagen abgeführt, was die konventionellen Rauchmelder im Rechenzentrum unbrauchbar macht, auch wenn sie vorschriftsmäßig installiert sein müssen. Grund genug, dass der Brandschutz in Rechenzentren einen höheren Stellenwert einnehmen muss.

Branderkennung

Klassische Brandmeldeanlagen, wie sie für eine Baugenehmigung gefordert werden, sind an die Feuerwehr gekoppelt. Bei einem Brand rückt diese an und löscht – mit Wasser. Ein Alptraum für jeden Rechenzentrumsbetreiber. Um größeren Schaden vorzubeugen, müssen Serverräume zusätzlich mit weiteren Schutzmechanismen ausgerüstet werden, damit das Anrücken der Feuerwehr und somit das gefürchtete Wasser ausbleibt.

Möchte man einen Brand so früh wie möglich erkennen, werden hochsensible Brandfrühesterkennungssysteme wie Rauchansaugsysteme eingesetzt. Damit erhält man Informationen über ein Ereignis so früh, dass von einem Brand noch gar nicht gesprochen werden kann. Die sensiblen Geräte schlagen bereits Alarm, wenn lediglich Weichmacher aus Kabelisolierung freigesetzt werden (Pyrolyse-Phase). Die Branderkennungssysteme werden direkt in den Klimakreislauf und in den Racks installiert, um den potentiellen Verursachern so nah wie möglich zu sein. Verschiedene Alarmschwellen lösen dabei unterschiedliche Schutzmaßnahmen aus. Von permanenter Beobachtung bis hin zum kontrollierten Herunterfahren der Rechner. Die Feuerwehr bleibt aber in jedem Fall außen vor.

Brandbekämpfung

Trotz aller Schutzmaßnahmen – ein Restrisiko, dass der Brand nicht rechtzeitig erkannt wird, bleibt immer. Aber auch dann darf nicht mit Wasser gearbeitet werden. Damit ein Brand überhaupt entstehen kann, braucht er Sauerstoff, Wärme und Brennstoff. Um ihn wieder zu löschen, wird eine der Komponenten entzogen. Das passiert zum einen mit Intergasen wie Stickstoff, Argon oder Kohlendioxid. Sie entziehen dem Brandherd den Sauerstoff. Da sie in der normalen Atemluft vorkommen, sind sie keine zusätzliche Belastung und somit besonders umweltfreundlich.

Darüber hinaus entstehen durch Inertgase weder Folgeschäden durch Löschmittel noch undefinierbaren Zersetzungsprodukte. Es findet keine nennenswerte Abkühlung im Flutungsbereich, das heißt beim Austritt der Gase, statt. Im Handel sind sie nahezu überall für die Wiederbefüllung verfügbar. Da sie den Sauerstoff verdrängen, können sie für den Menschen jedoch sehr gefährlich sein.

Die zweite Methode, einen Brand zu ersticken, ist der Einsatz von chemischen Gasen, wie FM200 oder Novec1230. Sie entziehen dem Brandherd die Wärme. Im Unterschied zu Inertgasen stellen sie eine geringe Gefährdung für Personen dar, da eine Sauerstoffabsenkung nicht notwendig ist. Chemische Gase haben außerdem eine geringe Auslegungskonzentration, das heißt die Menge an Gas die für eine bestimmte Raumgröße vorschriftsmäßig benötigt wird, ist bei diesen Gasen sehr gering. Chemische Gase haben darüber hinaus eine schnelle Flutungszeit und das geringste Speichervolumen bei der Aufbewahrung aller gasförmigen Löschmittel.

Brandvermeidung – Was ist, wenn es gar nicht brennen kann?

Neben der Brandbekämpfung setzt sich im Brandschutz eine weitere Methode immer mehr durch: die Brandvermeidung. Mit Hilfe von Sauerstoffreduktionsanlagen ist es möglich, den Sauerstoffgehalt der Luft zu regulieren. Sie reduzieren den Sauerstoffgehalt auf ca. 13 Vol. Prozent, was einer Sauerstoffkonzentration auf circa 10.000 m Höhe gleichkommt. Für den Menschen ist das vollkommen ungefährlich. Ein Brand kann so aber unmöglich entstehen, denn handelsübliche Stoffe sind bei dieser Konzentration nicht entflammbar.

Im Gegensatz zu anderen Methoden, steht diese Technik nicht einfach da und wartet, bis sie zum Einsatz kommt, sondern arbeitet kontinuierlich, um die Sauerstoffkonzentration auf einem Niveau zu halten, damit es nicht brennen kann. Die Betriebskosten sind somit ungleich höher.

Da in einer sauerstoffreduzierten Umgebung gearbeitet wird, müssen sich die Mitarbeiter einer ärztlichen Untersuchung unterziehen. Außerdem müssen die Räumlichkeiten eine gewisse Dichtigkeit aufweisen, damit diese Technik überhaupt effizient operieren kann. Egal, für welche Methode sich der Betreiber entscheidet, Brandschutz im Rechenzentrum ist entscheidend für die Sicherheit und somit die Verfügbarkeit eines Rechenzentrums. Problemlösungen gibt es viele. Welchen Ansatz der Betreiber aber letztendlich wählt, liegt in seinem Sicherheitsbedürfnis und seinem Budget.

 

KONTAKT

Hans Gerd Funke
Schnabel AG, Frankfurt/Main
Tel.: 069/6666661
Fax: 069/6662091
zentrale@schnabelag.de
www.schnabelag.de