Brandschutz: Wie man Rechenzentren vor Feuer und Betriebsunterbrechung schützt

Dauerhafte Verfügbarkeit von Daten, 24/7, an 365 Tagen im Jahr: Für Rechenzentrumsbetreiber und deren Kunden ist diese Aussage von großer Bedeutung. Wird die Datenverfügbarkeit eingeschränkt oder unterbrochen, können geschäftliche Einbußen und enorme Imageschäden die Folge sein. Wir stellen eine Lösung der Wagner Group vor, die auch auch der Security in Essen zu sehen ist.

Bei einem Brandereignis sieht die Auslegungsvorschrift wie die VdS-Richtlinie 2380 vor, dass alle Energiequellen und Betriebsmittel wie zum Beispiel Klimatechnik abzuschalten sind, sofern keine geeigneten Maßnahmen zur Minimierung von Rückzündungsgefahren getroffen sind. Die Datenverfügbarkeit wird damit unterbrochen, die Prozesse reißen unvermittelt ab. Dies wollen Rechenzentren verhindern, selbst wenn sie die Daten auch redundant vorhalten. Rechenzentrumsbetreiber, die sich eine Unterbrechung unter keinen Umständen leisten wollen oder können, benötigen für ihren sicheren Brandschutz daher eine passende Lösung – ohne stromlos zu schalten und ohne das Risiko möglicher Rückzündungen. Die Wagner Group bietet hierfür eine Brandschutzlösung auf höchstem Sicherheitsniveau: mit frühestmöglicher Branddetektion, regelmäßiger Überprüfung der Raumdichtigkeit inklusive Infomeldung, z. B. auf das Smartphone des Verantwortlichen, einer beliebig langen Haltezeit der Löschkonzentration sowie der Wiederbefüllung der Gaslöschbehälter mit Stickstoff vor Ort.

Die Wagner Group auf der Messe "Security Essen"

Aktuelle Brandschutzsituation in Rechenzentren
Der aktuelle Stand von Brandschutzlösungen in Rechenzentren sieht in der Regel eine Lösung mit Gaslöschanlagen vor. Diese ist meist so ausgelegt, dass als Sicherheitsreserven weit mehr als die für den Löschvorgang benötigten Stickstoffbehälter installiert werden. So wird eine zusätzliche Löschkapazität von etwa 40 % auf den berechneten Bedarf aufgeschlagen. Damit lässt sich sicherstellen, dass für eine begrenzte Zeit eine löschfähige Konzentration erreicht wird – selbst wenn der Schutzraum Undichtigkeiten zum Beispiel durch Umbauten aufweist. Der Nachteil an dieser Lösung ist jedoch, dass ohne Stromlosschalten keine Sicherheit darin besteht, Rückzündungen wirksam auszuschließen. Auch wenn die vom VdS geforderte zehnminütige Haltezeit der Löschkonzentration endet. Im schlimmsten Fall kann sich der Brand auf das vorherige Niveau entwickeln und sogar weiter ausbreiten. Eine erneute Gaslöschung ist nicht möglich, wenn die Gaslöschbehälter bereits entleert sind und keine Reserve zur Verfügung steht.

Risiken für die Nachhaltigkeit der Brandschutzlösung
Durch die rasante technische Entwicklung der Infrastruktur verändern sich die Gegebenheiten in Rechenzentren stetig. Die Installation von neuen Racks, leistungsstärkeren Servern und Netzwerkverbindungen führt beispielsweise zu Durchbrüchen in Wänden oder Decken. Diese entstandenen Öffnungen müssen zuverlässig abgedichtet werden, um eine löschfähige Konzentration trotz des Sicherheitsaufschlages zu erreichen und nach einem Löschvorgang vorschriftsmäßig Rückzündungen zu verhindern.

„Jeder Rechenzentrumsbetreiber muss sich des Risikos einer eventuell nicht genügenden Gaslöschwirkung durch Raumundichtigkeiten bewusst sein, insofern er nicht stromlos schalten will“, erklärt Michael Rupprecht, Leiter Business Development bei der Wagner Group.

Starke Verbindung: klassische Gaslöschtechnik mit Sauerstoffreduzierung
Wie kann eine zeitgemäße, wirkungsvolle Lösung aussehen, die die Anforderungen und Bedürfnisse von Rechenzentrumsbetreibern erfüllt, eine Alternative zum Stromlosschalten im Brandfall bietet und höchsten Schutz zu jedem Zeitpunkt gewährleistet? Die Antwort liegt in der intelligenten Kombination mehrerer Systeme, durch die eine innovative und zukunftsgerichtete Brandschutzlösung möglich wird. Die Basis bildet dabei die frühestmögliche Branddetektion. Dazu werden die Wagner-Ansaugrauchmelder der Titanus-Familie genutzt. Durch Entnahme von Luftproben erkennen sie bereits geringste Rauchpartikel. So wird z. B. ein schwelendes Kabel entdeckt, noch bevor sich ein richtiger Brand entwickelt. Dieser Zeitvorteil ermöglicht es, geeignete Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Haben die hochsensiblen Ansaugrauchmelder einen Brand im frühesten Entstehungsstadium erkannt, wird zunächst, ähnlich wie bei einer FirExting-Gaslöschanlage, das Sauerstoffniveau im Raum durch das sanfte Einleiten von Stickstoff aus bevorrateten Druckmittelbehältern umgehend vom atmosphärischen Standard von 20,9 Vol.-% zunächst auf z. B. 17 Vol.- % Sauerstoff abgesenkt. Durch die Reduktion der Sauerstoffkonzentration wird ein deutlich reduziertes Brandverhalten erreicht, so dass in der Regel keine weitere Ausweitung möglich ist und im Idealfall der Brand bereits erlischt. Danach hält ein Stickstofferzeuger des OxyReduct®-Systems mittels vor Ort generierten Stickstoffs die abgesenkte Sauerstoffkonzentration beliebig lang auf dem konstanten Niveau von 17 Vol.-%. So erhält der Betreiber bei freier Begehbarkeit des Schutzbereiches die Gelegenheit, die Brandursache zu lokalisieren und zu beheben.

„Sollte während dieser Phase der Ansaugrauchmelder Titanus eine Ausweitung des Brandgeschehens detektieren, wird die Sauerstoffkonzentration nochmals über Druckmittelbehälter auf ein tieferes Sauerstoffniveau abgesenkt, das deutlich unter der Entzündungsgrenze der in Rechenzentren vorherrschenden Materialien liegt“, sagt Rupprecht. „Diese zweite Sicherheitsstufe kann durch das erneute Zuschalten des Stickstofferzeugers wiederum beliebig lang gehalten werden und soll eine Brandausbreitung gänzlich verhindern. Auf diese Weise gewinnen die Verantwortlichen vor Ort Zeit, um im Krisenfall die richtigen Maßnahmen zu ergreifen“, so der Brandschutzexperte.

Patentiert: die regelmäßige Überprüfbarkeit der Raumdichtigkeit
Für die Anwendung des Zweistufigen Konzepts ist genauso wie bei herkömmlichen Gaslöschsystemen eine bestimmte Raumdichtigkeit notwendig. Diese muss in regelmäßigen Abständen überprüft und den Kunden als Information zur Verfügung gestellt werden. Klassischerweise wird einmalig oder bestenfalls in großen Zeitabständen mit dem sogenannten Blower-Door-Test ermittelt, ob ein Raum dicht genug ist. Unzureichender Schutz wird durch die wenigen Tests eventuell nicht erkannt.

Statt aber in kurzen Abständen zeit- und kostenintensive Blower-Door-Tests durchzuführen, lässt sich die in das zweistufige Konzept eingebundene OxyReduct-Anlage zusätzlich nutzen, um die Dichtigkeit eines Raumes zu prüfen. Kunden erhalten somit eine regelmäßige Information, dass ihr Schutzbereich ausreichend dicht ist und die installierte Anlage einwandfrei funktioniert. Dafür besitzt Wagner ein Patent.

„Rechenzentrumsbetreiber können so Räume regelmäßig auf Dichtigkeit überprüfen und das ohne großen logistischen und finanziellen Aufwand sowie ohne zusätzliches Personal“, sagt Rupprecht.

Komplettlösung: Sicher und wirtschaftlich
Mit dem Zweistufigen Brandschutzkonzept von Wagner verfügen Betreiber von Rechenzentren über eine auf ihr Risiko abgestimmte, alles umfassende Lösung: Zum einen detektiert Titanus hochsensibel aber täuschungsalarmsicher, zum anderen ist die Wirksamkeit des Schutzsystems durch die regelmäßige Überwachung der Raumdichtigkeit gegeben. Da das System im Fall eines Brandes reaktiv arbeitet, sind auch die Energiekosten sehr gering, die Anzahl der Gaslöschbehälter kann deutlich reduziert werden. „Sehr hoch hingegen ist der gebotene Schutz“, resümiert Rupprecht. „Schließlich ermöglicht unser Zweistufiges Brandschutzkonzept, dass der Strom im Brandfall nicht sofort abgestellt werden muss, Rückzündungen beliebig lange verhindert werden und es zu keiner Schutzunterbrechung wegen entleerter Behälter kommt.“

Auch für Rechenzentren, in denen konventionelle Gaslöschanlagen bisher höchste Sicherheitsanforderungen nicht erfüllen konnten, bietet WAGNER mit dem Zweistufigen Konzept eine wirtschaftliche und sichere Lösung. Im Hinblick auf den Brandschutz in Rechenzentren bleiben somit keine Wünsche offen.

Vorteile des Zweistufigen Brandschutzes für ein Rechenzentrum
• Keine nennenswerten Energiekosten im Normalbetrieb
• Kein Stromlosschalten notwendig
• Top-Zuverlässigkeit durch regelmäßige Überprüfung der Raumdichtigkeit und des Gesamtsystems
• Jederzeit höchst effektive Brandbekämpfung

Wiederbefüllung vor Ort: minimaler Aufwand, maximale Sicherheit
Eine weitere Innovation der Wagner Group ist das Befüllen der Gaslöschbehälter mit Stickstoff direkt vor Ort. Das Konzept ist sowohl für Brandschutzlösungen mit dem Zweistufigen Konzept als auch für Lösungen, die nur StickstoffGaslöschanlagen berücksichtigen, geeignet.

Gaslöschanlagen mit Stickstoff bekämpfen Brände rückstandfrei und schützen gleichzeitig Personen, Gebäude und Anlagen. Doch nach einer Auslösung müssen sie für ihren nächsten Einsatz wieder befüllt werden. Das ist oft mit einem großen logistischen und organisatorischen Aufwand verbunden – etwa durch den Ausbau der Löschmittelbehälter sowie den Transport zum nächsten Befüllwerk. Gerade bei widrigen Witterungsbedingungen oder an Feiertagen wird dies zu einer besonderen Herausforderung.

Nicht selten sind in größeren Rechenzentren mehrere Hundert Gaslöschbehälter verbaut. Diese alle aus- und wieder einzubauen benötigt nicht nur Zeit, sondern auch Manpower. Nicht so mit der Lösung von Wagner. OxyReduct gewinnt den für die Wiederbefüllung der Löschmittelbehälter benötigten Stickstoff in höchster Reinheit direkt vor Ort aus der Umgebungsluft. Betreiber von Rechenzentren profitieren von dieser intelligenten Lösung, die eine permanent hohe Betriebsbereitschaft sicherstellt.