Stofpluim bij de sloop van een gebouw
Project · Lucht & Wind

Audit van de verspreiding van stof bij de sloop van een gebouw.

EOLIOS Ingénierie heeft een audit uitgevoerd van de omstandigheden waarin stof zich verspreidt bij de sloop met explosieven van een gebouw naast een OVHcloud-site, om het risico op stofbelasting voor de serverruimtes te beoordelen.

Project
Fijnstofmetingen
Jaar
2022
Opdrachtgever
OVHcloud
Locatie
Straatsburg
Type
Stofaudit · Externe verspreiding
Een project bespreken

Fijnstof en datacenter: een kwestie van continuïteit van de dienst

De kern. Op verzoek van OVHcloud heeft EOLIOS in realtime de stofconcentratie in de lucht rond een datacenter in bedrijf gemeten, tijdens de sloop met explosieven van een naburig gebouw. De concentratie bereikt een piek van 196 000 deeltjes bij 0,5 µm op het moment van de explosie, meer dan 130 keer het achtergrondniveau, om binnen enkele uren terug te keren naar niveaus dicht bij het normale. De audit kwantificeert de blootstelling van de serverruimtes en objectiveert het risico op deeltjescontaminatie.

Het fijnstof dat de buitenlucht meevoert, hoort bij de belangrijkste oorzaken van veroudering van IT-apparatuur: neerslag op de printplaten, dichtslibben van de filtermedia, verslechtering van de warmtewisseling. Wanneer een sloopwerf pal naast een datacenter in bedrijf plaatsvindt, wordt de beheersing van de stofbelasting een kwestie van bedrijfscontinuïteit en, in dit geval, ook een juridische kwestie.

Context: een sloop met explosieven pal naast de site

Een gebouw in de onmiddellijke nabijheid van een OVHcloud-site moest met explosieven worden gesloopt. Dat soort operatie maakt in enkele seconden een aanzienlijk volume mineraal stof vrij (beton, gips, silica) dat een dichte pluim vormt die snel door de wind wordt meegevoerd. Voor een naburig datacenter, waarvan de koeling deels op de aanvoer van buitenlucht steunt, stelt de gebeurtenis een rechtstreekse vraag: blijft de lucht die tijdens en na de sloop wordt aangezogen verenigbaar met het in stand houden van de serverruimtes?

Definitie · Fijnstof

Met « fijnstof » worden de in de lucht zwevende deeltjes bedoeld waarvan de aerodynamische diameter kleiner is dan enkele micrometers (µm). Gebruikelijk worden zij per drempel ingedeeld: PM10 (≤ 10 µm), PM2,5 (≤ 2,5 µm) en ultrafijne deeltjes (≤ 1 µm). Hoe fijner een deeltje, hoe dieper het de ventilatiecircuits binnendringt en hoe langduriger het zich op gevoelige oppervlakken vastzet.

Datacenters beheersen de stofbelasting van hun ruimtes met filtratietrappen (doorgaans ISO ePM1 / ePM2,5, tot filters met zeer hoge efficiëntie in de kritieke zones) en met een overdrukregime van de ruimtes. Een piek in de buitenconcentratie verhoogt de belasting van die filters, versnelt hun dichtslibben en kan, bij een gebrek aan luchtdichtheid, deeltjes naar de koude gangen laten doorstromen.

De sloopbedrijven niet op hun woord vertrouwen

Vóór de operatie had het sloopbedrijf de afwezigheid van stof voor de buurt gegarandeerd. De genomen maatregelen bleven echter marginaal: een eenvoudige besproeiing van de directe omgeving en van het gebouw met waterstralen tijdens de explosie. De sloper verzekerde bovendien dat er weinig fijnstof zou vrijkomen en dat de heersende wind niet in de richting van het datacenter stond, met als conclusie een « triviaal » risico.

De veldmeting vertelt een ander verhaal. Elk van die garanties is door de feiten weerlegd:

  • !

    « Geen stof voor de buurt »: een dichte pluim ontnam het zicht en bereikte de site binnen enkele minuten.

  • !

    « Weinig fijnstof »: de gemeten piek ligt meer dan 130 keer boven het achtergrondniveau bij 0,5 µm.

  • !

    « Wind van de site af »: de pluim trok juist naar het datacenter en het kanaal.

  • !

    « Triviaal risico »: de concentraties bleven meerdere uren hoog en meerdere dagen boven het achtergrondniveau.

Een filtratie die daar niet voor bedoeld is. Het datacenter is uitgerust met filters, maar niet met filters die zijn gedimensioneerd om de stofbelasting van een explosie op minder dan 100 m op te vangen. In normaal bedrijf bestaat er geen enkele reden voor zo'n capaciteit: de gebeurtenis stelt de installatie dus bloot aan een risico buiten haar ontwerpenveloppe.

De juiste reflex van de beheerder. Tegenover onverifieerbare garanties had de sitebeheerder de scherpzinnigheid om EOLIOS een opdracht tot opvolging van de verstoring toe te vertrouwen. Dat feitelijke en geijkte rapport vormt een solide juridische basis bij een algemene uitval van de servers na de explosie: een daad van anticipatie die een mondelinge belofte in een gemeten bewijs omzet.

Doelen van de meetopdracht

In een context die zowel technisch als juridisch is, heeft het team van EOLIOS zijn expertise aangeboden om de verantwoordelijken van de site te helpen begrijpen wat de sloop van het naburige gebouw voor de serverruimtes aan stofbelasting betekent.

  • 01

    Meten van de deeltjesconcentratie in de omgeving van de site en ook binnen, vóór, tijdens en na de sloop, voor meerdere deeltjesgroottes.

  • 02

    Observeren van de vorming, de dichtheid en de baan van de stofpluim die de explosie veroorzaakt.

  • 03

    Objectiveren van de blootstelling van de serverruimtes en van het contaminatierisico voor gevoelige apparatuur.

  • 04

    Documenteren van de gebeurtenis op traceerbare wijze, met geijkte apparatuur, met het oog op expertise.

Metrologie: geijkte sensoren, zowel binnen als buiten

Omdat de bepalende parameter de hoeveelheid deeltjes in de lucht is, moest die gedurende meerdere dagen en op verschillende uren in de omgeving van de site worden gemeten om de concentratie en de variabiliteit te analyseren. Meer metingen maken het mogelijk een representatieve gegevensreeks op te bouwen en de betrouwbaarheid van de resultaten te vergroten.

De metingen zijn uitgevoerd met apparatuur onder kalibratiecertificaat, wat de metrologische traceerbaarheid waarborgt die in een expertisekader onmisbaar is. Sensoren zijn buiten geplaatst, zo dicht mogelijk bij de luchtinlaten, en binnen, om de werkelijke stofbelasting van het gebouw te volgen.

6 groottes · 0,3 tot 10 µm Meetinterval · 5 min Sensoren · onder kalibratie Punten · binnen + buiten
Definitie · Achtergrondniveau

Het « achtergrondniveau » is het gebruikelijke concentratieniveau van de site, buiten een bijzondere gebeurtenis. Het schommelt in de loop van de dag (verkeer, menselijke activiteit, weer) en dient als referentie om de werkelijke omvang van een verstoring zoals een explosie te kwantificeren.

Externe stofsensor die de deeltjesconcentratie in de omgeving van de site meet
Externe stofsensor, geplaatst in de omgeving van de site
Interne stofsensor die de deeltjesconcentratie in het gebouw meet
Interne stofsensor, voor de opvolging van de stofbelasting van de site

Observatie van de verplaatsing van de stofpluim

Meerdere observaties zijn uitgevoerd vóór en na de sloop van het gebouw. Zodra de explosie wordt ontstoken, verschijnt een stofpluim, veroorzaakt door de drukgolf en het begin van het instorten van het gebouw.

Bij de volledige sloop stijgt de pluim en verspreidt zij zich: het zicht is volledig ontnomen. Dat het naburige gebouw in de wolk verdwijnt, verraadt haar hoge dichtheid. Onder invloed van ongunstige weersomstandigheden en van de wind trekt de pluim hoofdzakelijk naar het datacenter en het kanaal — precies de gevoelige zone.

Vervolgens zet een verdunning in, met een geleidelijk terugkerend zicht, maar de deeltjesconcentratie blijft hoog. Na 7 minuten is de stofwolk nog duidelijk aanwezig op de site: het datacenter blijft duidelijk blootgesteld aan een aanzienlijke stofbelasting.

Stofpluim bij de sloop met explosieven van een gebouw in de stad
Illustratie van de stofpluim bij de sloop met explosieven

Realtime meting van de stofconcentratie

Er zijn verschillende metingen uitgevoerd, vóór, tijdens en na de explosie, voor meerdere deeltjesgroottes: 0,3 µm, 0,5 µm, 1 µm, 2,5 µm, 5 µm en 10 µm. Voor de leesbaarheid betreffen de hieronder weergegeven waarden de klasse 0,5 µm, representatief voor de meest doordringende ultrafijne deeltjes.

Achtergrondniveau vóór de gebeurtenis

De metingen buiten beginnen rond 18 u, bij een beperkte menselijke aanwezigheid, vandaar een lage deeltjesconcentratie, gevolgd door een stijging door de spitsuren. Die meting legt de basislijn vast waarmee de explosie wordt vergeleken.

Gemiddelde waarde bij 0,5 µm: 10 000.

Stofmeting in normale configuratie: doorlopend achtergrondniveau
Stofmeting in normale configuratie: doorlopend achtergrondniveau

Piek tijdens de sloop

De meting van 29 oktober, vanaf 13 u uitgevoerd met een meting elke 5 minuten, dekt het vóór, het tijdens en het na. De sterke verstoring die om 15 u wordt vastgesteld, stemt overeen met het begin van de explosie, wanneer de sensor het deeltjesfront ontvangt. Sommige waarden worden dan vermenigvuldigd met een coëfficiënt van meer dan 130.

7 000
Vóór de explosie · gemiddelde bij 0,5 µm
196 000
Tijdens de explosie · piek bij 0,5 µm (× 130)
15 600
Na de explosie · gemiddelde bij 0,5 µm
Stofmeting tijdens de sloop met explosieven van het naburige gebouw
Stofmeting tijdens de sloop met explosieven van het naburige gebouw

Geleidelijke terugkeer naar het achtergrondniveau

30 minuten later blijft het deeltjesgehalte betrekkelijk gelijk, dus 2 tot 5 keer hoger dan normaal. De gemiddelden na de explosie blijven boven de mediane waarden van vóór de explosie, wat volgt uit de blijvende pluim die het onderzoeksgebied nog omvat.

Na 2 uur vindt het deeltjesgehalte in de omgeving van het datacenter grootteordes terug die dicht bij die van vóór de sloop liggen. De gemiddelde waarden blijven toch iets hoger, door de sloop en door de heropstart van de werken op de site.

Gemiddelde waarde bij 0,5 µm: 7 300.

Stofmeting na de sloop: doorlopend achtergrondniveau na de explosie
Stofmeting na de sloop: doorlopend achtergrondniveau na de explosie

De dag na de sloop wordt geen bijzondere contaminatie vastgesteld die met de aanwezigheid van niet-gestabiliseerd puin samenhangt: de waarden liggen in het gemiddelde bereik na de explosie, met een licht dalende tendens. Er zijn ook aanvullende metingen binnen uitgevoerd; die gegevens worden hier niet meegedeeld.

Interpretatie: de werkelijke blootstelling van de serverruimtes

Inzet voor het datacenter. De gemeten concentraties lagen boven de aanbevolen referentiewaarden en konden een aantasting van de microprocessors van de serverruimtes bevorderen; zij bleven meerdere dagen na de sloop boven het achtergrondniveau.

Naast de ogenblikkelijke piek weegt vooral de blootstellingsduur op de installatie. Lucht die urenlang beladen is, versnelt het dichtslibben van de filters, doet hun doorlaatbaarheid dalen en kan de overdruk van de ruimtes aantasten: het aandachtspunt verschuift dan van de piek naar de cumulatieve dosis die het luchtbehandelingssysteem ontvangt.

In dit soort situatie maken meerdere ingenieurshefbomen het mogelijk het risico te beperken:

  • 01

    De filtratie tijdelijk versterken en de vervanging van de media aan het einde van de stofrijke periode voorbereiden.

  • 02

    De koelstrategie aanpassen door de aanvoer van buitenlucht of de free cooling tijdens de piek te verminderen, ten gunste van een beheerste recirculatie.

  • 03

    De overdruk en de luchtdichtheid controleren van de gebouwomhulling om elke migratie van deeltjes naar de koude gangen te verhinderen.

  • 04

    Een controle en een schoonmaak plannen na de gebeurtenis, op basis van de concentratiemetingen.

Waarom een audit en een CFD-modellering van de stofverspreiding uitvoeren?

De audit van stof en deeltjes opent nieuwe perspectieven voor de industrie en voor de verantwoordelijken van gevoelige sites. Zij maakt het mogelijk een groot aantal risico's van een aanzienlijke stofaanvoer te meten, te begrijpen en te kwalificeren, op feitelijke en traceerbare grondslag.

Dankzij haar teams van ingenieurs modelleert EOLIOS met CFD-simulatie de verspreiding van stof, zowel binnen als buiten. De met stof belaste ruimtes worden integraal gesimuleerd, met een grote nauwkeurigheid en in korte tijd: zo kunnen scenario's worden getest (windrichting, brondebiet, positie van de luchtinlaten) die in werkelijke omstandigheden niet te reproduceren zijn. Gekoppeld aan de veldmetingen maakt de simulatie het mogelijk het model te kalibreren en de blootstelling nog vóór de gebeurtenis te voorzien.

Een diagnose van EOLIOS in uw ontwerpproces opnemen betekent een beroep doen op experts in stromingsleer, thermiek en numerieke simulatie om de goede werking van uw installaties te waarborgen. Die vakkennis vindt u terug in onze onderzoeken naar luchtverontreiniging en naar de binnenluchtkwaliteit en thermiek van datacenters.

Expertise: CFD-modellering van de verplaatsing van zand en stof
Veelgestelde vragen

Veelgestelde vragen

Fijnstof, metrologie en CFD-simulatie rond gevoelige sites.

Waarom vormt fijnstof een bedreiging voor een datacenter?

Fijne deeltjes slaan neer op de printplaten en de koellichamen, doen de inlaatfilters dichtslibben en verstoren de warmtewisseling. Bij hoge concentratie of langdurige blootstelling bevorderen zij de opwarming en de vroegtijdige veroudering van de componenten, tot het risico op uitval.

Hoe wordt de deeltjesconcentratie in de lucht gemeten?

Met optische deeltjestellers onder kalibratiecertificaat, die de deeltjes per grootteklasse tellen (hier van 0,3 tot 10 µm). Herhaalde metingen, binnen en buiten en met een fijn meetinterval (5 minuten), maken het mogelijk het achtergrondniveau van een uitzonderlijke gebeurtenis te onderscheiden.

Kan CFD de stofverspreiding van een werf voorspellen?

Ja. De numerieke simulatie (CFD) geeft het transport van de deeltjes door de lucht weer op basis van de wind, de topografie en de emissiebronnen. Gekalibreerd op veldmetingen maakt zij het mogelijk de blootgestelde zones te voorzien en de beschermingen vóór de gebeurtenis te dimensioneren.

Hoe lang blijft de lucht beladen na een sloop?

Bij deze audit valt de piek binnen enkele tientallen minuten sterk terug, waarna de lucht ongeveer 2 uur na de explosie niveaus dicht bij het normale terugvindt. Waarden die licht boven het achtergrondniveau liggen, blijven echter meerdere dagen bestaan, door de werken en het puin.

Samenvatting

Videosamenvatting van de site-audit

De site-audit die is uitgevoerd om in de lucht de stofniveaus te meten tijdens de sloop met explosieven van een gebouw, heeft een hoge deeltjesconcentratie over een korte tijdspanne blootgelegd. Er zijn realtime metingen verricht in de zone rond de site en op grotere afstand, om de concentratie en de samenstelling van de deeltjes te bepalen. De resultaten toonden dat de deeltjesconcentratie in de lucht boven de referentiewaarden lag die voor de gezondheid worden aanbevolen en een aantasting van de microprocessors van het datacenter kon veroorzaken. Er is ook vastgesteld dat de concentraties in de lucht meerdere dagen na de sloop hoger bleven.

Videosamenvatting · audit van de stofverspreiding bij een sloop met explosieven · EOLIOS Ingénierie
Andere projecten bekijken

Onze andere projecten Lucht & Wind.

Alle projecten
Ontdek het vakgebied

Laboratoria: ga verder.

CFD-expertise, opgeleverde projecten en technische dossiers: het hele vakgebied laboratoria op één plek.

CFDExpert-ingenieurs
20+Landen
R&DOnderzoek & innovatie
Contact

Een vraagstuk van stofbelasting of deeltjesverspreiding te onderzoeken?

Het eenvoudigst is om er samen over te praten. Onze ingenieurs antwoorden met een eerste technische analyse.