Pobierz najnowszy numer

Newsletter

Zapisz się do naszego Newslettera, aby otrzymywać informacje o nowościach z branży!

Jesteś tutaj

Systemy sygnalizacji pożarowej w serwerowniach (część 4)

Printer Friendly and PDF

W pierwszej części artykułu (Zabezpieczenia nr 4/2017) wspomniałem, jak ważne jest zabezpieczenie serwerowni. W części drugiej (nr 5/2017) opisałem podstawowe źródła zagrożeń pożarowych dotyczących serwerowni, scharakteryzowałem pożary oraz przedstawiłem kwalifikację pożarową obiektu. W części trzeciej (nr 6/2017) opisałem techniki wykrywania pożaru w serwerowniach. Niniejsza część dotyczy ochrony obiektów, od których zależy właściwe zasilanie serwerowni w energię – akumulatorni, nastawni, rozdzielni i stacji transformatorowych.

Jak napisałem w poprzednich artykułach, obiekty serwerowni wymagają pewnego, praktycznie bezprzerwowego źródła zasilania. W związku z tym w okresie, w którym nie ma zasilania podstawowego, uruchamiane są zespoły prądotwórcze, do których odnoszą się bardzo wysokie wymagania eksploatacyjne dotyczące urządzeń klasy G3 (określonej w normie PN-ISO8528-1). Zespół prądotwórczy powinien być odpowiednio dobrany do rodzajów obciążenia, powinien być zsynchronizowany z ogólną siecią zasilającą i mieć zapas paliwa wystarczający na 30 h nieprzerwanej pracy (wymaganie dotyczące instalacji przeciwpożarowych w obiekcie).

W czasie, w którym dokonuje się wymaganych przełączeń i uruchamia zespoły prądotwórcze, energia elektryczna jest pobierana z baterii akumulatorów kwasowych, a następnie przetwarzana za pomocą systemów falowników na wymagane napięcie. Odpowiednio dobrana pojemność baterii akumulatorów pozwala na podtrzymanie zasilania najważniejszych obiektów serwerowni przez kilkadziesiąt minut.

Fot. 1. Widok czujki gazu zainstalowanej pod stropem akumulatorni

 

Akumulatornia

Wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy i instalowania akumulatorów są zawarte w normie PN-EN62485-3:2014. W praktyce należy przyjąć, że ładowanie akumulatorów kwasowych, nawet żelowych lub AGM, może wytworzyć mieszaninę wybuchową wskutek wydzielania się wodoru. Dolna granica wybuchowości dla wodoru wynosi 4%. Ilość wytwarzanego w tym procesie wodoru jest zależna od liczby i typu ogniw w bateriach, a także od parametrów pracy systemu ładowania akumulatorów. Podstawowym warunkiem bezpieczeństwa jest zastosowanie odpowiednio wydajnej wentylacji obniżającej koncentrację wodoru, chłodzącej ogniwa, a także usuwającej skutki mogącego wystąpić przeładowania ogniw. Oczywiście wymagany jest również system wykrywania niebezpiecznych stężeń tego gazu. Dlatego w pobliżu stropu powinny być zainstalowane detektory, tak jak na fot. 1.

Warunki środowiskowe, występujące zagrożenia

Środowisko korozyjne jest w przypadku zastosowania akumulatorów o tradycyjnej budowie. W normalnych warunkach normalnych nie ma silnej wentylacji. Temperatura jest większa niż 0°C. Źródłem pożaru może być niesprawna instalacja elektryczna.

Sposób nadzoru

Pomieszczenie należy nadzorować za pomocą rozproszeniowych czujek optycznych przy założeniu zasięgu 6,2 m (zgodnie z Fpr CEN/TS54-14:2015). Czujki powinny być rozmieszczone z uwzględnieniem sposobu wentylacji pomieszczenia. Na zewnątrz, nad drzwiami pomieszczenia, powinien być wyprowadzony wskaźnik zadziałania.   

Fot. 2. Pomieszczenie z aparaturą kontrolną

 

Nastawnie, rozdzielnie niskiego napięcia, pomieszczenie z falownikami

Warunki środowiskowe, występujące zagrożenia

W nastawni, rozdzielni niskiego napięcia lub pomieszczeniu z falownikami, w szeregach znajdujących się pod ścianami szaf, zainstalowana jest aparatura elektryczna służąca do rozdziału energii elektrycznej i sterowania elementami rozdzielni. Przewidywana wczesna faza pożaru to rozkład termiczny oraz tlenie się izolacji aparatury elektrycznej lub elektronicznej. Istnieje możliwość wystąpienia pożaru płomieniowego w przypadku wyładowań łukowych. Pomieszczenie jest suche. Nie ma silnej wymiany powietrza w przestrzeni głównej oraz w przestrzeni podpodłogowej (<10 wymian/h, v<10 m/s). Środowisko nie zagraża powstawaniem korozji. Obudowy szaf aparaturowych silnie ograniczają możliwość wskazania miejsca wystąpienia zagrożenia pożarem. Powolna wymiana powietrza w szafie także utrudnia wykrycie pożaru z wymaganą czułością.

Fot. 3. Oznaczenia miejsca instalowania czujek

 

Nadzór pomieszczenia

Do nadzoru pomieszczenia należy zastosować umieszczone na stropie punktowe czujki pożarowe, dymowe, optyczne rozproszeniowe, pracujące przy długości fali promieniowania wynoszącej ok. 400–470 nm. Maksymalny zasięg pojedynczej czujki nie powinien przekraczać 6,2 m wg Fpr CEN/TS54-14:2015 (fot. 2).

Przestrzeń podpodłogowa, przestrzeń międzystropowa

Przestrzeń podpodłogowa i przestrzeń międzystropowa jest nadzorowana za pomocą optycznych czujek rozproszeniowych. Jeżeli przestrzeń podpodłogowa występuje pod całym pomieszczeniem, to powierzchnia objęta dozorem przez czujkę powinna być dwukrotnie mniejsza niż powierzchnia dozorowania przyjmowana dla czujek instalowanych na stropie. Jeżeli kable są rozprowadzane tylko w duktach kablowych pod szafami, to czujki należy rozmieszczać wzdłuż duktów co 5 m (wg Fpr CEN/TS54-14:2015).

Instalując czujki w przestrzeniach międzystropowych oraz podpodłogowych, należy pamiętać o oznakowaniu miejsc instalacji, a także o zastosowaniu wskaźników zadziałania niezależnie od ewentualnego adresowania elementów liniowych zastosowanego systemu wykrywania pożaru. Na fot. 3 pokazano przykładowe oznakowanie.

Nadzór szaf

W zależności od tego, czy zastosowane szafy są wyposażone w indywidualny system wymuszonej wentylacji, należy dobrać skuteczny sposób ich nadzoru.

Jeżeli obudowa urządzenia (szafa) ma otwory wentylacyjne (a także wewnętrzny system wentylacyjny), istnieje możliwość dozorowania urządzenia poprzez kontrolę powietrza wyrzucanego na zewnątrz obudowy przez wentylator. W pomieszczeniach o długości większej niż 10 m, z dużą liczbą szeregowo ustawionych szaf można nad każdym szeregiem zastosować czujkę liniową umieszczoną w odległości nieprzekraczającej jednego metra od szafy. Takie rozwiązanie umożliwia zrezygnowanie z nadzorowania pozostałej części pomieszczenia za pomocą czujek punktowych. Jeżeli czujki punktowe są zainstalowane na stropie w odległości nie większej niż jeden metr od szafy, to powierzchnia nadzorowana przez czujkę nie powinna przekraczać 15 m2 (wg CRP. Electronic data processing installations and similar facilities. Planning of fire detection systems. Doc. e592a. Edition 02.92. CERBERUS).

Jeżeli szafy nie są wyposażone w systemy wentylacji wymuszonej, to praktycznie nie jest możliwe skuteczne wykrycie pożaru aparatury elektrycznej zainstalowanej w szafie. Jedynym prawidłowym i skutecznym rozwiązaniem jest zastosowanie systemu zasysającego nadzorującego poszczególne szafy za pomocą rurek próbkujących.

Jeżeli w górnej części szafy jest otwór wentylacyjny bez wentylatora, to skuteczny nadzór zapewni czujka zasysająca zainstalowana na stropie, nad szeregiem szaf. Jednocześnie istnieje możliwość nadzoru pozostałej części pomieszczenia – pod warunkiem, że odległość między punktem zasysającym a dowolnym miejscem na stropie nie przekracza 6,2 m.

Zabezpieczenie stacji transformatorowych

Zgodnie z §182 rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, pomieszczenie stacji transformatorowej może być usytuowane w budynku o innym przeznaczeniu, jeżeli spełnione są warunki określone w §96 tego rozporządzenia oraz zostanie zachowana pozioma i pionowa odległość od pomieszczeń przystosowanych do stałego pobytu ludzi wynosząca co najmniej 2,8 m, a ściany i stropy będą stanowiły oddzielenia przeciwpożarowe i będą miały zabezpieczenia przed przedostawaniem się cieczy i gazów.

Odpowiednio zaprojektowane pomieszczenia mogą stanowić stacje transformatorowe, w których instalowane są transformatory olejowe, żywiczne, suche. W zależności od zastosowanego transformatora mogą występować różne zagrożenia pożarowe.

W przypadku transformatora olejowego głównym problemem jest zawarta w kadzi transformatora duża ilość oleju, który ma bardzo dobre właściwości izolacyjne i bardzo dobrze odprowadza ciepło, ale ma niską temperaturę zapłonu. W przypadku wyładowania łukowego między zwojami transformatora nastąpi intensywny rozkład termiczny, powstaną palne gazy powodujące silny wzrost ciśnienia w kadzi, a w konsekwencji nastąpi wyrzut gorącego oleju na zewnątrz.

Suche transformatory żywiczne, w których uzwojenia są zalewane lub impregnowane żywicą epoksydową, są przeznaczone przede wszystkim do zastosowań wnętrzowych. Charakteryzują się odpornością na korozyjność środowiska E2, odpornością na szoki termiczne C2 i odpornością ogniową F1, a więc są trudno zapalne lub niepalne. W czasie palenia się w małym stopniu wydzielają się trujące gazy.

Problemy związane z zastosowaniem czujek pożarowych
  • utrudniony dostęp do punktowych czujek pożarowych w celu ich czyszczenia i konserwacji ze względu na występujące wysokie napięcie,
  • silne zakłócenia elektromagnetyczne podczas przeprowadzania operacji załączania i wyłączania instalacji,
  • zagrożenie dla środowiska w przypadku uwolnienia czynnika chłodzącego transformator (dotyczy to przede wszystkim transformatorów olejowych).
 

Fot. 4. Transformator suchy nieskutecznie nadzorowany za pomocą uszkodzonego, zwisającego systemu zasysającego

 

Nadzorowanie komory transformatora – przykładowe rozwiązania

Do nadzoru może być wykorzystany system zasysający. W takim przypadku rury z otworami próbkującymi powinny zostać zainstalowane bezpośrednio nad transformatorem. Transformator wytwarza duże ilości ciepła. Dym występujący na początku rozkładu termicznego jest szybko unoszony w kierunku otworów próbkujących. Zainstalowana na zewnątrz pomieszczenia jednostka pomiarowa czujki umożliwia łatwy dostęp w celu serwisowania. System zasysania ma bardzo małą podatność na wpływ zakłóceń elektromagnetycznych. W przypadku występowania różnic ciśnień w pomieszczeniach należy wykonać rurowe połączenie wyrównawcze. W żadnym razie nie należy stosować rurek przewodzących, metalowych, charakteryzujących się małą podatnością na wyboczenia w przypadku podwyższonej temperatury. Na fot. 4 pokazano przykładowe zabezpieczenie transformatora suchego za pomocą systemu zasysającego, w którym prawidłowo zastosowano nieprzewodzące rurki z tworzywa sztucznego, jednak zbyt mała liczba elementów przymocowujących rurki do stropu spowodowała uszkodzenie instalacji.

Do nadzoru może służyć zespolona czujka liniowa na światło przechodzące. Takie rozwiązanie umożliwia odpowiednie serwisowanie instalacji w przypadku, w którym długość (lub szerokość) pomieszczenia jest większa niż 10 m.

Niezależnie od rodzaju zastosowanych czujek w pomieszczeniu powinien znajdować się przycisk pożarowy ROP umieszczony w miejscu umożliwiającym bezpieczne wykonywanie czynności serwisowych. W przypadku komór transformatorowych przycisk pożarowy należy zainstalować na zewnątrz.

Do skutecznej ochrony obiektów, w których znajdują się źródła zasilania, potrzebne są samoczynne systemy gaszenia (podobnie jak w przypadku przestrzeni roboczej w serwerowni). Do gaszenia powinno się stosować gazowe środki gaśnicze lub mgłę wodną.

Aby zastosować samoczynne systemy gaśnicze, należy zadbać o prawidłową organizację alarmowania. W przypadku czujek punktowych, które umożliwiają precyzyjną lokalizację wykrytego alarmu, niezbędne jest zapewnienie koincydencji, czyli równoczesnego pobudzenia co najmniej dwóch czujek umieszczonych w sąsiedztwie tak, by uruchomienie systemu gaśniczego następowało w wyniku zadziałania czujek, a nie przypadkowego impulsu. W przypadku zastosowania drugiego, równoległego systemu zasysającego należy ustawić różne poziomy czułości w taki sposób, aby system równoległy potwierdzał wykrycie pożaru. Poza tym w systemach samoczynnych należy zastosować przyciski uruchamiające procedurę gaszenia, przyciski blokujące procedurę gaszenia, a w przypadku gaszenia wodą należy zapewnić jej odpływ do studzienki.

Podsumowanie

Nie sposób w krótkim, czteroczęściowym artykule opisać uniwersalny sposób projektowania systemu wykrywania pożaru w obiektach serwerowni. Podano więc jedynie bardzo ogólne zasady i wskazówki dotyczące postępowania w trakcie projektowania. Każdy z wymienionych wcześniej obiektów powinien być dokładnie sprawdzony pod kątem:

  • panujących warunków środowiskowych, a więc wibracji, drgań, wahań temperatur, przepływów powietrza, różnic ciśnień występujących w poszczególnych pomieszczeniach i częściach pomieszczeń,
  • możliwości wystąpienia oddziaływań elektromagnetycznych (przewodzonych i polowych),
  • występowania nadmiernej wilgoci lub atmosfery grożącej korozją,
  • możliwości zakłócania przez instalację sygnalizacji pożarowej prawidłowego działania aparatury pracującej w obiekcie,
  • konfiguracji architektonicznej poszczególnych pomieszczeń.

Mając potrzebne informacje, można dobrać właściwy sposób nadzoru poszczególnych obiektów na podstawie opracowanego scenariusza pożarowego. Dominującym systemem wykrywania pożaru w głównych obiektach serwerowni jest niewątpliwie system zasysający. Jego najważniejsze cechy to bardzo wysoka czułość i zarazem – w przypadku systemów wykorzystujących kilka długości fal promieniowania – duża odporność na czynniki środowiskowe, np. kurz, zapylenie, mgłę i parę wodną. Główną wadą jest brak możliwości określenia miejsca zagrożonego pożarem. Projektant musi więc odpowiednio zaprojektować orurowanie i zastosowanie niestandardowego sposobu alarmowania.

mgr inż. Jerzy Ciszewski
IBP NODEX

Bibliografia

  1. R. Chybowski, Zabezpieczenia przeciwpożarowe transformatorów energetycznych, elektro.info nr 10/2010.
  2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z 2002 r., nr 75, poz. 690 z późn. zm.).
  3. CRP. Electronic data processing installations and similar facilities. Planning of fire detection systems. Doc. E592A Edition 02.92. CERBERUS.
  4. CRP. Telecommunications equipment. Planning of fire detection systems. Doc. E803. Edition 12.90. CERBERUS.
  5. Applications Guide. Aspirating Smoke Detection. FAAST. System Sensor. 800/736-7672. 2015.
  6. FHSD700. Air Sampling Pipe Networks. Installation and design manual. GE Security. Version 1-1/January 2005.
  7. BS 6266:1992 (i następne). Code of practice for fire protection for electronic data processing installations.
  8. PN-ISO 8528-1. Zespoły prądotwórcze prądu przemiennego napędzane silnikiem tłokowym. Zastosowanie, klasyfikacja i wymagania eksploatacyjne.
  9. PN-EN 62485-3:2014. Wymagania bezpieczeństwa dotyczące akumulatorów i ich instalowania. Część 3: Akumulatory trakcyjne.
  10. PKN-CEN/TS54-14:2004. Systemy sygnalizacji pożarowej. Część 14: Wytyczne planowania, projektowania, instalowania, odbioru, eksploatacji i konserwacji.
  11. FprCEN/TS54-14:2015. Systemy sygnalizacji pożarowej. Część 14: Wytyczne planowania, projektowania, instalowania, odbioru, eksploatacji i konserwacji.

 

Zabezpieczenia 3/2018

Wszelkie prawa zastrzeżone. Kopiowanie tekstów bez zgody redakcji zabronione / Zasady użytkowania strony