4.3.2系统组成
　　
　　数据中心自动喷水、喷雾、雨淋灭火系统是由多种部件构成的控制系统,包括湿式报警阀、封闭喷嘴、流向指示灯、调节闸门、末端试水装置、管路和给排水设备,能够有效地检测和控制火灾发生,一旦发生火灾,喷嘴会立即喷水,以确保安全。
　　
　　利用消防控制装置,能够实现对数据中心自动喷淋管理系统的监控,以及对喷淋泵的启停。此外,该控制系统还能够利用信号输入功能,将流量指示灯、信号阀、水压控制器以及灭火水池水位信息接入数据中心火灾自动报警控制系统,一旦上述信息发生,控制系统就会经过逻辑处理,自动启动喷淋泵,以确保安全。
　　
　　当进入输出模块接收到报警信息时,即可转换功能,使喷淋泵开启。同时也能够利用多线控制盘进行操控喷淋泵,并利用继电器开关接口,以电压控制器的方式发出开启泵的信息,如图4所示。KA1触头受压力开关的限制,当压力开关变化时,KA1触头会自动闭合,而当压力开关恢复正常时,KA1触头会自动断开。
　　
　　(1)将手动控制器QF1、QF2和QS合上,将SA调节至“1号泵自动运行,”2号泵后备,供电闪烁亮起,喷淋泵处在预备状态。
　　
　　(2)当火灾事故出现时,由于环境温度提高,喷头喷水,管网中的水压降低,气压控制器起动,使中央变压器KA1触点封闭,时间断路器KT3导线接上,中央继电器KA导线导电,接触器KM1导线接上,1号喷淋泵马达M1开始加压,信号灯HL1亮,表示1号泵马达运转,并且使KT3失电释放。随着电压的增加,压力开关被重置,KA1触点被重置,KA失去电源,KM1失去电源,1号泵电动机终止运转。
　　
　　(3)当发生火灾时,一旦1号泵电机未能启动,时间继电器KT1线圈将会被触发,随后接触器KM2线圈将会被触发,从而使后备2号泵电动机M2能够自动投入运转。
　　
　　(4)当SA位于“手动”方位时,通过按SB1～SB4的顺序,可以手动控制1号(2号)喷淋泵电机,以确保系统的正常运行。
　　
　　4.3.3数据中心消防供水系统
　　
　　(1)消防水池
　　
　　为了保障水池的合理容积,应根据灭火技术规范的需要,在火灾发生后的一段时间内解决数据中心消防用水的需求。如果消防水池的容积达到1000m3,应将其划成二个部分。针对层高达到24m的数据中心,如果总容积达到500m3,应将其分为二个独立的部分,并采用自动补水保护措施。
　　
　　同时,为了防止灭火游泳池受到冻害,应采用防冻措施。
　　
　　(2)消防水箱
　　
　　为了确保数据中心灭火供水的要求,容量必须满足以下条件:蓄水池间的主体道路长度不得低于1.0m,钢板蓄水池四周的检修道路长度不得低于0.7m,蓄水池顶至结构中心点的净距不得低于0.6m,应设置温度指示灯,并设置补给保护措施(除连接消防给水系统外),以防止失火时消防管网提供的灭火使用流入地下室；当灭火供水与其他供水联合时，应采取预防措施，确保灭火供水不被滥用。
　　
　　(3)气压给水装置
　　
　　为了确保气动水罐的安全性和可靠性,应该在其上安装安全阀、水压表、泄水管、温度指示灯,并在进出水和膨胀罐上装设停止阀和限制闸门,膨胀管上还应安装安全阀和压差表,以确保气压给水装置的调节温度不低于450L,并且使用消防电源,装置周边净空间不应低于0.7m,罐顶至工程构造中心点的间距不应低于1.0m,外表应完整无损,以确保气动罐的可靠性和可用性。
　　
　　4.3.4数据中心室内消火栓系统
　　
　　(1)消火栓箱体
　　
　　应当在数据中心消火栓箱体上标注“消火栓”字样,并且不能被隐藏或伪装;箱子内部结构应坚固完整,打开灵巧,并采取防腐蚀保护措施;箱门的打开高度不能低于175°。
　　
　　(2)消火栓组件
　　
　　最佳布局距离应设定在数据中心内便于取用的地点,如走道、电梯周围等。所有消火栓的水带宽度应按照保护半径进行选择,一般为20m或25m。消防水枪的长度不得超过25m,灭火卷盘的栓口尺寸应不低于25mm,配用的胶带内径不得低于19mm,灭火卷盘喷头口径不得低于6.0mm,卷盘部分应便于取用,以确保消防安全。
　　
　　(3)消防水泵性能
　　
　　在数据中心室内,灭火栓的静水压力不应超过0.80MPa,如果超过了这个值,应该采用分区给供水。如果灭火栓的出水压力达到了0.50MPa,应该设有降压安装来降低压力。
　　
　　4.4数据中心气体灭火系统设计
　　
　　4.4.1灭火剂选择
　　
　　根据数据中心机房的特点,选择七氟丙烷作为灭火剂。七氟丙烷灭火系统在灭火过程中,不会对设备和人员造成危害,可以快速灭火,且不会留下任何残留物。七氟丙烷是一种无色、无味、无毒、不导电、不腐蚀的气体,具有快速灭火、无残留物、不会对设备造成损害等特点。因此,七氟丙烷灭火系统被广泛应用于数据中心、电信机房、计算机房等场所。
　　
　　根据机房的布局,设计灭火系统的布局。在机房内的天花板上安装七氟丙烷灭火喷头,将灭火剂均匀喷洒到机房内。
　　
　　4.4.2系统检查
　　
　　数据中心机房的气体灭火系统设计时应符合下列规定:
　　
　　(1)灭火剂储存容器内的压力,不得小于设计储存压力的90%。
　　
　　(2)气动驱动装置的气动源的压力,不得小于设计压力的90%。
　　
　　(3)应对每根高压软管进行水压强度和气压严密性试验，来确定高压软管无老化、裂纹及变形。
　　
　　4.4.3系统要求
　　
　　当火灾报警信号由防护区(机房)内感烟或感温火灾探测器发出后,数据中心控制室内部的控制设备应接收并发出报警信号(声、光)并显示火灾探测器对应位置;并在30s延时后,气体灭火装置自动启动并开始喷撒灭火气体,在延时阶段,相关的防火门、窗、卷帘、通风空调系统及防火阀等应自动关闭,控制室消防控制设备应有各部位动作信号显示。同时防护区外气体释放灯点亮,消防控制室消防控制设备应有气体释放的反馈信号显示。
　　
　　4.4.4数据中心机房布置
　　
　　下面举例用数据中心机房的总建筑面积约为60m2,其中计算机网络地区和服务器设施配置地区占据了大部分空间,为了确保安全,必须在核心设备地区配置一套完善的七氟丙烷自动灭火系统,以确保中心机房的安全性和可靠性。对该中央机房周围的隔墙和吊顶上面的耐火板进行全密闭。此外,七氟丙烷自动灭火系统的消防剂具备无色、无味、洁净、低毒、不导电、电绝缘性好、能快速散逸、消防后无污渍、灭火效率高、扑救快速、对大气环境臭氧层无污染效果,在消防含量为10%以内时,对人身基本无害。可以在常温下低压液化保存,这样可以有效减少灭火剂的用量,同时也可以节省储存容器的占地面积,从而提高灭火剂的安全系数。机房平面布置图如图5所示。
　　
　　4.4.5数据中心气体灭火联动设计
　　
　　自动联动方式联动逻辑流程如下
　　
　　(1)当数据中心防护区域内的感烟火灾探测器发出第一个联动信号时,火灾报警控制器将接收到第一个报警信号,并发出联动请求到气体灭火控制器,启动声光火警器。
　　
　　(2)当感温探测器或手动火灾报警按钮发出第二个报警信号时,火灾报警控制器将再次联动数据中心气体灭火控制器,启动声光火警器,并执行关闭排风设备、电源和防火设备等相应措施。
　　
　　(3)延时30s后,系统自动开启气体启动钢瓶上的电磁阀,通过传动管,启动气体开启数据中心相关区域的选择阀并且打开对应的FM200钢瓶组,区域内进行气体喷洒,有回答信号出现在气体传送管道上的压力开关上,同样区外的“放气勿入”指示灯点亮;气体释放的信息反馈到火灾报警控制器上。详见图6所示。
　　      
　　4.5 数据中心防排烟系统设计
　　
　　4.5.1机械防烟系统设计
　　
　　(1)加压送风口的位置、结构和功能。
　　
　　数据中心楼梯加压送风口宜每隔2--3层设一个前室加压送风口应每层设一个。进气口应选用自垂式、常开启型或正压送风阀,以确保空气流通和安全性。风口宜设在靠近地面的墙上。
　　
　　(2)送风口
　　
　　风道应采用不燃材料制作。为了防止烟雾对电梯间和使用前房造成危害,应该单独设计送风系统。如果需要使用一个控制系统,应该在通向合用前室的支风管上安装压差自动调控设备。
　　
　　(3)正压值
　　
　　防烟楼梯间:40pa至50pa。
　　
　　前室的压力范围在25pa至30pa之间,可以用于合用前室和消防电梯间。
　　
　　封闭避难层(间):25pa至30pa。
　　
　　数据中心的防烟楼梯间和消防电梯间的前房,如果有可打开的外窗,可以天然排出。但如果没有这样的要求,前室或合用前室应该安装部分正压送风系统,以确保正压值符合要求。详见图7所示。
　　
　　4.5.2机械加压风机
　　
　　使用轴流风机或中、低温离心力风机可以有效地提高机器加压送风的效率。应根据电力供应情况、风量分配均衡性、新风入口的安全性以及可能存在的火灾和烟雾等因素来确定风机的位置。风机应有主备电源,且切换正常。在切换主备电源后,风机应该保持稳定的运行状态。在中控室和风机房,风机应能够正常启动,并且运行良好,具有状态显示功能。
　　
　　4.5.3机械加压送风风速
　　
　　在使用金属风道时,风速应该保持在20m/s以下。当使用非金属风道,如内表面平滑的数据中心时,风力应该保持在15m/s以下。送风口的风速不宜大于7m/s。
　　
　　4.5.4机械排烟系统设计
　　
　　(1)排烟口位置及形式
　　
　　应将排烟口安装在数据中心屋顶或其附近的墙壁上。
　　
　　排出口应安装在顶棚上,且与易燃物之间的高度不得少于1.00m。
　　
　　在防烟分区内,排烟口应尽量保持在30m以内,并且应设置一个能够在空气热量达到280℃时自行封闭的排烟防火闸门,以确保安全。
　　
　　为了确保安全,排烟口应该定期封闭,并配有手动和自动开启设备。手动装置应设置在醒目的地方,以便在火灾发生时快速操作。此外,手动和自动开启设备应具有灵活性和可靠性。
　　
　　(2)机械排烟量
　　
　　当数据中心某个房间的净空高度超过6.00m,且该房间没有划分防烟分区时,排出机组的排出量应当根据每平方m建筑面积不低于60m3/h的标准来计量。
　　
　　当排出机组负责多个防烟分区时,应根据每平方m最大防烟分区范围(不低于120m3/h)来测算排烟量,以确保安全排放。
　　
　　当中庭容积小于17000m3时,应按每小时换气6次计算排出量;而当中庭容积超过17000m3时,应按每小时换气4次计入排出量,但最低排出量不得低于10200m3/h。
　　
　　在装有机器排烟控制系统的地下室建筑中,应当一并考虑输送控制系统,且送风速应不低于排出量的50%。
　　
　　单个排烟口的排烟量按下式计算:
　　
　　Q=3600V.Fm
　　
　　式中:
　　
　　Q—单个排烟口排烟量m3/h
　　
　　V—平均排烟风速m/s
　　
　　Fm—单个排烟口的有效流通面积m²
　　
　　(3)排烟管道
　　
　　为了确保安全,数据中心的排气管道需要使用不易燃的材质制造。安置在吊顶内的排气管道,其热绝缘层应使用耐火材料做成,并且与可燃物维持至少150mm的间距。
　　
　　机械排烟控制系统应与通气和空调调节控制系统分别设定。如果需要使用,应采用安全可靠的防火措施,并确保排烟系统符合要求。
　　
　　系统风量应满足排烟量。烟气不能通过任何形式的设备，例如后过滤网或保温器，以保证安全性。
　　
　　风管的保温材料必须采用不易燃的材料,并且必须符合排烟系统的标准。
　　
　　(4)排烟防火阀的设置
　　
　　在排出机组的入口处或分区支管处,应设置一个能够在空气工作温度达到280℃时自行闭锁的预火阀,以确保安全。
　　
　　为了防止火灾,排烟管道应该配备一个能够在温度超过280℃时自动关闭的排烟阀。
　　
　　(5)机械排烟风速
　　
　　在数据中心使用金属风道时,风速应该保持在20m/s以下。
　　
　　当数据中心使用非金属风道,如内表面平滑的水泥时,风力应该保持在15m/s以下。
　　
　　在一个排烟分区内,排烟口的风速应该保持在10m/s以内,以确保空气流动的均衡性。
　　
　　(6)机械排烟风机
　　
　　可以选择离心式或轴流式排烟风机来实现排烟目的。
　　
　　为了确保排烟风机能够在280℃的环境下连续运行30min，应该配备主备电源，并确保其正常工作。
　　
　　在切换主备电源后，风机应该保持稳定的运行状态。在中控室和风机房，风机应能够正常启动和停止，并且运行良好。当排出口或排出阀被打开时，排出机组应该能够自行开启，以确保安全的排放。
　　
　　(7)空气调节系统
　　
　　在风机的安装、风道材料的选择和风口的布置、防火阀的安装以及空气调节系统与火灾自动报警系统的联动性测试中,应当进行精确的检查。
　　
　　4.6数据中心应急照明及疏散指示系统设计
　　
　　4.6.1应急疏散照明设置
　　
　　在这个设计中,紧急灯光和疏散指示灯被安置在数据中心的通道、电梯的水平位置和拐角处。它们被固定在离地面1m的墙壁上,并且通道的指示灯之间的间距为20m。拐角处的指示灯的方向与出口的方向一致。
　　
　　当火灾发生时,紧急照明灯和撤离指示标志的蓄燃料电池会自动释放,以便当作后备供电,并且能够持续供电20min,以确保安全。
　　
　　4.6.2应急照明设置要求
　　
　　(1)应急照明控制体系在数据中心发生火灾撤离时,其最低光照应不小于0.5LX,以确保安全疏散。
　　
　　(2)数据中心的消防控制室、灭火水泵室、防烟排烟机房、供电室、自备发电机房、电话总机房或者任何可能存在火灾危险的区域,都应当设置火灾应急照明,以确保照明能够正常运行。
　　
　　(3)为了确保安全,数据中心的撤离道路应在墙体或顶棚上设置紧急灯具。撤离道路的指挥标识应设立在道路的转角处,距离场地不应超过1m。撤离道路的指示灯之间的距离不应超过20m。
　　
　　(4)数据中心应急照明灯和疏散指示标识应采用玻璃或不易燃材料制成,以确保安全。
　　
　　(5)为了保证火灾应急照明和撤离指令标识的有效性,建议使用蓄燃料电池作为后备电源,并且持续用电时限不得低于20min,特别是层高达到100m的数据中心,持续用电时限更应该不低于30min。
　　
　　作者简介
　　
　　王龙:中测信通科技发展有限公司总经理，高级工程师，中国智慧工程研究会大数据教育专业委员会副秘书长。自2010年进入数据中心行业。已经有十余年。多次在行业高端论坛上做《数据中心全生命周期管理》、《数据中心质量基础-数据中心验证及认证》的主题演讲，为数据中心新基建建设、测试和运维管理及认证的相关标准、规范的推广做了大量工作。现主要从事数据中心建设咨询、检测评估、验证测试及认证，为数据中心基础设施高质量交付和绿色低碳运营出谋划策，贡献力量。
　　
　　(连载完)
　　
　　编辑：Harris