Brandbeveiligingsoplossingen voor datacenters
Definitie van een brand
Een brand in een datacenter is een potentieel catastrofale gebeurtenis, wanneer het vuur zich uitbreidt in een omgeving met een hoge concentratie kritieke IT-apparatuur.
Branden kunnen door allerlei externe en interne oorzaken ontstaan: elektrische kortsluiting, overbelasting, slechte verbindingen, hoge temperaturen, vloeistoflekkages, menselijke fouten, nalatigheid bij de opslag van brandbaar materiaal of ontwerpfouten in de brandbeveiliging.
Het beschermingsniveau van datacenters
Bescherming van het gebouw
- Algemene maatregelen: brandwerende materialen, branddetectie en blussing, brandwerende wanden en deuren, specifieke ventilatie om de uitbreiding van rook en vlammen te beperken.
Bescherming van de ruimtes
- Gevoelige ruimtes (serverruimtes, opslag, communicatie): specifieke detectie (rook, warmte) en aangepaste blussing om elke beginnende brand snel te doven.
Bescherming van objecten
- Individuele bescherming van apparatuur: brandwerende kluizen, veiligheidskasten en specifieke detectie voor gevoelige objecten.
Deze categorieën sluiten elkaar niet uit maar vullen elkaar aan: in een datacenter waarborgt een holistische aanpak die deze maatregelen combineert de algehele veiligheid van gebouw, ruimtes en apparatuur: minder risico, minder schade en behoud van de beschikbaarheid van essentiële IT-diensten.
Het beschermingsdoel
De brand doven
- Eerste doel: volledig doven van de brand, zo snel mogelijk (snelle detectie + blussing met gas of schuim), om de bron weg te nemen en uitbreiding te voorkomen.
De brand beperken
- Als onmiddellijk doven niet mogelijk is: intensiteit en uitbreiding beperken (scheiding van risicozones, insluiting, evacuatie) om de schade te beperken.
De brand onder controle houden
- Zodra de brand beheerst is: de controle behouden (continue bewaking, controle op resterende brandhaarden, aanvullende maatregelen) om herontsteking te voorkomen.
Deze doelen vormen samen een integrale aanpak van brandbeheersing: doven, beperken en beheersen zijn alle drie essentieel om de schade te minimaliseren, de veiligheid van personen te waarborgen en de continuïteit van kritieke activiteiten te behouden.
Automatische gasblussystemen
Hoe werkt de installatie?
De gasblussystemen zijn blussystemen die specifieke gassen gebruiken om een brand snel en effectief te doven. Ze worden in datacenters toegepast omdat ze branden kunnen doven zonder de gevoelige apparatuur te beschadigen.
De belangrijkste stappen in de werking
- Detectie van de brand: een detector (rook, warmte of een combinatie) stuurt een alarmsignaal naar de centrale brandmeldcentrale.
- Activering van het systeem: de centrale start de blusprocedure automatisch (handmatige activering blijft mogelijk in een noodgeval).
- Vrijgeven van het gas: de gascilinders (CO₂, inerte gassen zoals stikstof of argon, of andere blusstoffen) worden snel in de betrokken zone geloosd.
- Verspreiding in de zone: het gas wordt ingebracht via nozzles en verdeelmonden, geplaatst voor een homogene verdeling.
- Blussing van de brand: het gas ontneemt het vuur de zuurstof en verlaagt de temperatuur, zonder de elektronica te beschadigen (geen dataverlies en geen onderbreking van de dienst).
De verschillende gassoorten voor brandbeveiliging
Inerte gassen ≠ chemische blusgassen
De inerte gassen heten zo omdat ze chemisch niet reageren met de brandbare stoffen, in tegenstelling tot de zuurstof die nodig is voor de verbranding. De chemische blusgassen, daarentegen, zijn blusstoffen die de verbranding onderdrukken door de chemische reactie tussen brandstof en zuurstof zo klein mogelijk te maken.
Binnen de chemische blusgassen bestaan twee families: de fluorkoolwaterstoffen (HFK) — zoals FM200™ (HFK 227ea) of FE-13™ (HFK 23) — en de fluorketonen (FK), zoals Novec™ 1230 (FK 5-1-12).
Werking van de chemische blusgassen
In tegenstelling tot inerte gassen, die op de zuurstofconcentratie inwerken, werken chemische blusgassen door de chemische reactie te verstoren van de brand:
Drie mechanismen
- Verstoring van de kettingreactie: reactie met de vrije radicalen die bij de verbranding ontstaan, waardoor ze niet meer met andere brandbare moleculen kunnen reageren.
- Koeling: opname van de warmte die bij de verbranding vrijkomt, waardoor de reactie vertraagt.
- Verdunning van de zuurstof: verlaging van het zuurstofgehalte in de omgevingslucht.
De families van chemische blusgassen
fluorkoolwaterstoffen (HFK)
- Samengesteld uit waterstof, fluor en koolstof (FM200™ HFK 227ea, FE-13™ HFK 23).
- Kleurloos, geurloos, niet geleidend; effectief in datacenters.
- Milieuvriendelijker alternatieven voor halonen (zonder effect op de ozonlaag).
fluorketonen (FK)
- De Novec™ 1230 (FK 5-1-12): heldere, kleurloze blusstof die snel werkt.
- Milieuvriendelijk: laag aardopwarmingsvermogen, zonder effect op de ozonlaag.
- Niet geleidend; beschadigt de gevoelige elektronica niet.
Deze chemische blusgassen (HFK of FK) worden gebruikt waar brandbeveiliging voorop staat, met name in gevoelige omgevingen zoals datacenters: geen toxiciteit, snelle werking, geen residuen na de blussing en bescherming van de elektronica. Het gebruik moet in overeenstemming zijn met de plaatselijke regelgeving en de geldende veiligheidsnormen.
CO₂ en de gevaren van blusgassen
CO₂ als blusstof
De CO₂ (kooldioxide) wordt vaak als blusstof gebruikt, ook in datacenters. Het hoort bij de chemisch werkende blusgassen en is zeer effectief. Kenmerken: kleurloos, geurloos, niet elektrisch geleidend, meestal opgeslagen als vloeistof onder druk; vrijgegeven als nevel verspreidt het zich snel. Werkingsprincipe: het verdringt de zuurstof die nodig is voor de verbranding door de zone met een hoge CO₂-concentratie te vullen, en heeft een koelend effect.
Voordelen van CO₂
- Snelle werking: verspreidt zich snel en dooft het vuur snel.
- Geen residu: beperkt de schade aan gevoelige apparatuur tot een minimum.
- Niet geleidend: veilig in een elektrische omgeving.
Nadelen & voorzorgen
- Gezondheidsrisico: verstikkend gas (ademhalingsproblemen, bewustzijnsverlies bij hoge concentratie).
- Gebruiksbeperkingen: voorzichtigheid in besloten of bezette ruimtes.
- Voldoende ventilatie is na gebruik nodig om de restgassen af te voeren.
Gevaren van blusgassen
De CO₂ brengt risico's mee omdat het bij hoge concentratie verstikkend werkt: langdurige blootstelling kan het zuurstofgehalte verlagen en leiden tot ademhalingsproblemen, duizeligheid, bewustzijnsverlies en zelfs ernstige schade. Het is dus essentieel passende maatregelen te nemen: evacuatie van personen en voldoende ventilatie na gebruik.
De chemisch (FM200™, Novec™ 1230) zijn over het algemeen veiliger dan CO₂ omdat ze bij normale gebruiksconcentraties niet verstikkend zijn: ontworpen voor bezette ruimtes, nemen ze niet alle zuurstof weg, waardoor het risico voor aanwezige personen beperkt blijft. Het blijft altijd belangrijk de aanbevelingen van de fabrikant te volgen.
De bescherming van datacenters waarborgen met simulatie
Datacenters zijn kritieke infrastructuur die bijzondere aandacht voor brandveiligheid vraagt. Om branden te voorkomen en de gevolgen te beperken is brandveiligheidsengineering, en met name CFD-modellering, een waardevol instrument: door de uitbreiding van vuur en rook numeriek te simuleren kunnen effectieve veiligheidsmaatregelen worden ontworpen en gevalideerd.
Met CFD-modellering kunnen ingenieurs het gedrag van vuur en rook in een datacenter onderzoeken: door de stromingen te simuleren voorspellen ze de uitbreiding van het vuur, de verspreiding van de rook, de effectiviteit van de chemische blusgassen en de vrijgekomen warmte. Met CFD kunnen virtueel verschillende beschermingsmaatregelen worden getest.
Door verschillende brandscenario's te simuleren kunnen ze de effectiviteit van detectie- en automatische blussystemen beoordelen (rookdetectoren, sprinklers, gasblussystemen). Die inzichten zijn essentieel om detectie-, blus- en brandbestrijdingssystemen te ontwerpen die passend en effectief zijn.
Gasblussing, gasverspreiding, kritieke scenario's, RWA: onze FDS/CFD-ingenieurs begeleiden u.
