Technischer Brandschutz in Rechenzentren

Die Zahlen sind schockierend: Wird das Rechenzentrum eines Unternehmens durch Feuer zerstört, ist das Unternehmen existenziell gefährdet. 70 Prozent der betroffenen Firmen müssen ihren Betrieb aufgeben. Nur 23 Prozent der Unternehmen sind nach einem Jahr wieder voll betriebsfähig (Zahlen aus dem Buch „IT-Räume und Rechenzentren planen und betreiben“ von Bernd Dürr). Das Risiko von Brandschäden gering zu halten, hat daher oberste Priorität. Frühzeitiges Erkennen von beginnenden Bränden und die schnelle Einleitung entsprechender Maßnahmen sind dementsprechend wichtige Grundvoraussetzungen für eine maximale Systemverfügbarkeit.
 

Vorbeugender und abwehrender Brandschutz

Tatsächlich sind Brände die häufigste Ursache für Betriebsunterbrechungen in Rechenzentren. Sie entstehen zum Beispiel aus Schwelbränden in der Verkabelung. Vor diesem Hintergrund wird die Bedeutung eines umfassenden Brandschutzes klar. Dabei ist grundsätzlich zwischen vorbeugendem und abwehrendem Brandschutz zu unterscheiden: Unter abwehrendem Brandschutz versteht man alle Maßnahmen von Feuerwehr und anderen Interventionskräften, um direkte und eventuell Folgeschäden eines Brandes zu begrenzen und zu reduzieren. Beim vorbeugenden Brandschutz geht es hingegen um die brandschutzkonforme Gestaltung von Gebäuden.

Dabei wird nochmals zwischen baulichem, anlagentechnischem und organisatorischem Brandschutz unterschieden: Baulicher Brandschutz lässt sich zum Beispiel durch den Einsatz von schwer entflammbaren Materialien, Feuerschutztüren etc. realisieren. Der anlagentechnische Brandschutz umfasst automatisierte Anlagen und Systeme zur Detektion eines entstehenden Feuers, zur Alarmierung von Betroffenen und Hilfskräften sowie zur Ansteuerung von anderen Systemen wie Löschanlagen oder Aufzugsteuerungen. Der organisatorische Brandschutz ergänzt die baulichen und technischen Maßnahmen durch geeignete definierte Prozesse und Abläufe. Instandhaltung, Wartung und der richtige Umgang mit den Brandschutzeinrichtungen spielen eine wichtige Rolle.

In Bezug auf den sicheren Betrieb von Rechenzentren besteht das vorrangige Schutzziel darin, einen entstehenden Brand möglichst früh zu erkennen und zu löschen. Möglichst früh heißt: noch ehe wesentliche Teile der Hardware Schaden genommen haben. Der Fokus liegt damit auf dem anlagentechnischen Brandschutz.

Zuverlässige Brandfrüherkennung durch Ansaugrauchmelder

Ein entsprechendes Schutzkonzept muss im ersten Schritt eine zuverlässige Branderkennung gewährleisten. Rechenzentren stellen dabei allerdings spezifische Anforderungen, die Standard-Rauchmelder an ihre Grenzen führen: Es handelt sich um abgeschottete Räume mit großem Volumen, in denen durch die Lüftungssysteme eine hohe Luftzirkulation herrscht.

Die komplexen Anforderungen dieser Umgebungsbedingungen erfüllen so genannte Ansaugrauchmelder (Aspirating Smoke Detectors, ASD) wie die bewährten, VdS-zertifizierten Modelle FDA221 und FDA241 von Siemens. Sie nehmen über ein Rohrnetz permanent Luftproben und führen sie einer Messkammer zu, wo sie auf Rauchpartikel untersucht werden. Damit lassen sich auch geringste Mengen von Brandgasen detektieren.

In der Messkammer erkennen die Ansaugrauchmelder die Größe von Partikeln und deren Konzentrationen. Dabei kommt die Dual-Wellenlängen-Technologie zum Einsatz. Das heißt, die Melder nutzen zur Erkennung zwei Lichtwellenlängen – blau und infrarot. Damit können sie – anders als herkömmliche Ansaugrauchmelder – genau zwischen Rauch und Täuschungsgrößen unterscheiden. Damit werden Brände bereits in der frühen Entstehungsphase täuschungssicher erkannt.

Schonende Löschung

Haben die Ansaugrauchmelder einen Brand erkannt, wird umgehend eine automatische Löschung durch eine Löschanlage ausgelöst. Für einen optimalen Schutz sind zwei Dinge wichtig: die Methode der Löschmittelfreisetzung und die Auswahl des geeigneten Löschmittels. Wasser als Löschmittel ist in Rechenzentren aufgrund der empfindlichen IT-Infrastruktur fehl am Platz.

Eine gute Alternative bietet eine Gaslöschanlage. Sie flutet im Alarmfall den betroffenen Raum über Düsen mit einem gasförmigen Löschmittel. Dieses Mittel löscht auch verdeckte oder versteckte Brandquellen, indem es den für den Brand notwendigen Sauerstoff verdrängt. Als Löschmittel sind Inertgase oder chemische Löschmittel denkbar. Als beste Alternative für Rechenzentren hat sich dabei das chemische Löschmittel FK-5-1-12 erwiesen, das auch Sinorix-Löschanlagen von Siemens nutzen: Es ist für den Menschen unschädlich, hinterlässt keine Rückstände und wirkt auch nicht korrosiv. Die sensible Technik wird also nicht beschädigt. Und nicht zuletzt lässt sich das Löschmittel auch leicht transportieren und einfach bevorraten.

Obwohl Gaslöschanlagen die beste Wahl für den Schutz von Rechenzentren sind, bergen sie jedoch auch ein Risiko: So kann es zu Störungen bei Festplatten kommen, nachdem die Löschanlage ausgelöst wurde. Diese Probleme reichen vom automatischen Herunterfahren einer Festplatte ohne Schäden nach einem Neustart bis hin zu schwerwiegenden Störungen. Untersuchungen zeigen, dass die Hauptursache für diese Probleme das relativ hohe Geräuschniveau ist, das eine konventionelle Gaslöschanlage bei der Flutung erzeugt.

Deshalb hat Siemens die Lösung Sinorix Silent Extinguishing entwickelt. Ihr Kernstück ist die patentierte Silent Nozzle. Diese Düse ermöglicht die vergleichsweise leise und trotzdem wirksame Löschung in Rechenzentren und Serverräumen. Für eine optimierte schonende Löschung in größeren Rechenzentren kann sie mit Sinorix CDT (Constant Discharge Technology) kombiniert werden. Dabei handelt es sich eine innovative Gaslöschanlage mit konstantem Gasaustritt, die Stickstoff oder Argon als Löschmittel verwendet. Dadurch kann die Größe der Druckentlastungseinrichtung um bis zu 70% reduziert werden.

Koordinierter Schutz

Ein so umfassendes Brandschutzsystem erfordert die perfekte Koordination zwischen Branderkennung, Aktivierung der Löschanlage und Alarmierung. Eine zentrale Rolle spielen dabei Brandmeldeanlagen (BMA). Sie unterliegen normativen Vorgaben in Bezug auf die zu verwendenden Produkte, den Anlagenaufbau und den Betrieb der Anlage. Im Fokus steht dabei die DIN 14675-1, die Planung, Bau und Betrieb entsprechender Anlagen über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg regelt.

Herzstück einer BMA ist die Brandmelderzentrale (BMZ), die über eine integrierte Löschansteuerung verfügt und mit einem übergeordneten Managementsystem kommunizieren kann. Durch Konnektivität mit der Cloud ermöglicht das Brandmeldesystem Sinteso digital die Nutzung neuer digitaler Services.

Idealerweise ist das Brandschutzsystem integriert in eine Gesamtlösung, die die professionelle Steuerung und das transparente Management der komplexen Abläufe und Prozesse in der Infrastruktur eines Rechenzentrums erlaubt. Was das in der alltäglichen Praxis bringt, verdeutlicht folgendes Beispiel: Weist etwa das Energiemonitoring auf einen punktuell erhöhten Stromverbrauch hin, kann dies ein Frühindikator für eine Störung sein, die einen Brand zur Folge haben könnte. Wird dies erkannt, können Gegenmaßnahmen frühzeitig eingeleitet werden, noch bevor ein größerer Schaden entsteht.