Brandschutz für Serverräume und Rechenzentren

Brandschutz in Rechenzentren

Unzählige Hochleistungsgeräte untergebracht auf engstem Raum, 24/7 in Betrieb. Reibungslose Abläufe haben oberste Priorität. Datenverluste, Rufschädigung, Ausfälle kosten oft Millionen. Feuer wird noch vor Viren als das größte Risiko für Serverräume und Rechenzentrum gehandelt. Das wissen auch Versicherer. Effektiver und ganzheitlicher Brandschutz ist gefordert, um mögliche Schäden auf ein Minimum zu reduzieren. Die Herausforderung: Viele Brandschutzmaßnahmen verursachen ähnlich große Schäden wie das Feuer selbst.

Vorgaben zum Brandschutz

Welche konkreten Brandschutzmaßnahmen in Serverräumen und Rechenzentren umzusetzen sind, kann nur in einer individuellen Gefährdungsbeurteilung herausgefunden werden. Aus dieser wird dann das Brandschutzkonzept erstellt. Hinzu kommen die eventuellen Vorgaben von Versicherern und eigene Wunschmaßnahmen des Betreibers. Nicht selten stellen diese Vorgaben Betreiber von Serverräumen und Rechenzentren vor große wirtschaftliche Herausforderungen. Eine ganzheitliche Betrachtung des Brandschutzes ist unabdingbar, um Wirtschaftlichkeit und optimalen Schutz zu vereinen.

Ganzheitlicher Brandschutz für Serverräume

Risiken

Ursachen für die Brandentstehung in Serverräumen und Rechenzentren gibt es viele. Neben externen Brandgefahren, durch beispielsweise Arbeiten am Gebäude, oder Brände, die durch Lüftungssysteme in die Serverräume gelangen, sind vor allem die Geräte selbst Hauptgefahrenquelle. Brandentstehung- und Verhalten sind dabei wie normale Elektrobrände zu betrachten, zurückzuführen auf lose Leitungsverbindungen, defekte Bauteile, Hitzestau- und Entwicklung oder Überspannung.

Herausforderungen

Die Herausforderungen bei Brandschutzmaßnahmen in Serverräumen sind vor allem die hohe Sensibilität der Geräte und die Notwendigkeit von Störungsfreiheit. Temperatur und Luftfeuchtigkeit sollten 18-22°C und 40-50% nicht über- oder untersteigen. Stromausfälle dürfen nicht zum Absturz des Systems führen, sondern mindestens über Batteriespeicher abgefedert werden, damit die Server ordnungsgemäß herunter gefahren werden können. Oftmals sind Batteriespeicher oder Notstromaggregate sogar so groß dimensioniert, um das System auch bei längeren Stromausfällen weiter betreiben zu können. In jedem Fall gehören zu einem ganzheitlichen Brandschutzkonzept für Serverräume und Rechenzentren deutlich mehr Faktoren, als nur der Schutz der Server selbst.

Lösungen

Ein optimales Schutzkonzept betrachtet sowohl den baulichen, anlagentechnischen als auch organisatorischen Brandschutz und beschränkt sich nicht nur auf den Serverraum an sich, sondern behandelt auch die Klimaanlagen und Notstromversorgung. Im besten Fall kann durch entsprechende Maßnahmen ein Brandfall verhindert werden. Dennoch bleibt immer ein Restrisiko, dass trotz aller Vorsicht ein Brandherd entsteht. In diesem Fall ist eine frühzeitige und zuverlässige Branderkennung, sowie automatische Löschung des Feuers von höchster Priorität.

Branderkennung

Wie kann ein Brandherd in einem Serverraum oder Rechenzentrum frühzeitig und zuverlässig erkannt werden?
Um diese Frage zu beantworten, muss man sich vor Augen führen, wie ein solches System aufgebaut ist. Unabhängig von Größe und Kapazität des Rechenzentrums ist der grundsätzliche Aufbau doch immer gleich. Ein oder mehrere Geräte sind eingebaut in einen Schrank, welcher in einem Raum steht. Hinzu kommen oftmals Zwischenböden- und Decken für Leitungswege. Da bei einer Löschung immer Kosten und Aufwand entstehen ist es sinnvoll die Löschbereiche so klein wie möglich zu halten. So kann es enorm sinnvoll sein in jedem Serverschrank eine eigene Branddetektion zu verbauen und im Falle einer Auslösung nur den einzelnen Schrank zu löschen, bevor der gesamte Raum inklusive Zwischendecken- und Böden mit Löschmittel geflutet wird.

Um das zu gewährleisten gibt es verschiedene Möglichkeiten.

Thermische Auslösung

Die erste Auslösemöglichkeit beruht auf dem Temperaturanstieg, der zwangsläufig während eines Feuers entsteht. Vorteil ist hier der Preis. Thermische Auslösemöglichkeiten sind meistens nicht mit hohen Kosten verbunden. Der große  Nachteil ist allerdings die große Trägheit. Denn bis die Temperatur einen bestimmte Schwellenwert überschritten hat, bei dem Zuverlässig ausgelöst wird muss ein Feuer schon eine gewisse Zeit in Gange sein. Dies wird unter Umständen noch durch Klimaanlagen verzögert, die den Temperaturanstieg ausgleichen wollen.

Raucherkennung

Eine bessere Möglichkeit ist die Raucherkennung. Hierbei werden Rauchmelder im Dach des Serverschranks und im Raum verbaut. Da schon bei kleinsten Brandherden Rauch entsteht ist eine Auslösung deutlich früher möglich.

Rauchansaugsysteme

Noch genauer sind so genannte Rauchansaugsysteme (RAS-Systeme).  RAS-Systeme sind Mehrpunkt-Aktivmelder, die über ein Rohrleitungsnetz ständig Luft ansaugen und in einer Messkammer mit einem Rauchmelder auf Rauchpartikel überprüfen. Durch das aktive Ansaugen von Luft können Rauchpartikel noch früher erkannt werden. Löschungen könnten so schon in der frühsten Entstehungsphase des Brandes erfolgen.

Brandbekämpfung

Automatische Löschanlagen

Gas-Löschanlagen

Unter den Gas-Löschanlagen gibt es drei verschiedene Kategorien: Inertgase, CO² und chemische Löschmittel. Alle Gas-Löschanlagen haben gemein, dass sie nur in geschlossenen Serverräumen eingesetzt werden können und mit hohem Druck in den Raum gedrückt werden. Dabei entziehen sie dem Feuer entweder Wärme oder verdrängen den Sauerstoff. Mit letzterem geht eine entsprechende Gefährdung für Menschen einher, weshalb CO²-Löschanlagen heutzutage nicht mehr gerne verbaut werden.

Wasser-Löschanlagen

Unter den Wasserlöschanlagen gibt es vor allem Sprinkler und Wassernebelsysteme. Wasser entzieht dem Feuer dabei die Energie und kühlt es aus bis es erlischt. Wassernebelanlagen erzeugen deutlich kleinere, dafür mehr Wasserpartikel als Sprinkleranlagen und können dadurch die gleiche Löschwirkung bei bedeutend weniger Wassereinsatz erreichen.

Aerosol-Löschanlagen

Aerosol Löschanlagen werden direkt im Schutzbereich installiert und fluten den Raum bei Auslösung mit einem Kaliumaerosol, welches in die Kettenreaktion des Feuers eingreift. Das Feuer wird so innerhalb weniger Sekunden gelöscht, sekundär entsteht ein Kühleffekt, da dem Feuer schlagartig die Energie entzogen wird. Die Löschgeneratoren gibt es verschiedenen Größen und unterschiedlichen Auslösemöglichkeiten, was sie sowohl für die Raum- als auch Schranklöschung geeignet macht.

Schranklöschung, Raumlöschung oder beides?

Die Frage ob einzelne Serverschränke oder immer der gesamte Raum gelöscht werden soll kann nicht pauschal beantwortet werden. Je früher ein Brand jedoch erkannt und gelöscht werden kann, desto geringer ist der Schaden den das Feuer bereits anrichten konnte, und desto geringer sind die Kosten durch die Auslösung der Löschanlage. Oftmals geht die Brandgefahr im Raum auch nur von einem einzelnen Schrank in einem Raum aus. In diesem Fall macht es aus wirtschaftlichen Gründen oft Sinn, nur den Schrank zu löschen und nicht den gesamten Raum. Die Beschaffenheit und Dichtigkeit des Serverschranks spielt dabei ebenfalls eine entscheidende Rolle. Nicht selten würde ein Löschmittel, welches den Raum flutet gar nicht bis ins Innere des Schranks gelangen, um dort einen Brand zu bekämpfen. In größeren Serverräumen und Rechenzentren muss außerdem das Lüftungs- und Klimakonzept beachtet werden. Unterschiedlichste Konzepte erfordern entsprechend flexible Löschanlagen, um den komplexen Anforderungen gerecht zu werden.

Skalierbarkeit

Ein weiterer Faktor in der Brandbekämpfung für Serverräume ist die Skalierbarkeit der Löschanlage. Durch die steigenden Anforderungen an die Kapazität von Rechenzentren, werden diese oft erweitert, verlegt oder sogar zerlegt, um eine Redundanz zu gewährleisten. Eine stationäre Löschanlage, welche z.B. Rohrleitungen benötigt (bspw. Gas- oder Wasserlöschanlagen) verursachen hier schnell hohe Kosten, da sie sich nicht ohne weiteres an räumliche Veränderungen anpassen lassen. Hier haben Aerosol Löschgeneratoren oder Gas-Ampullen einen entscheidenden Vorteil.

Fazit

Brandschutz für Serverräume und Rechenzentren stellen Betreiber immer wieder vor Herausforderungen. Dem eigentlichen Schutzziel stehen Wirtschaftlichkeit und Folgeschäden einer Auslösung gegenüber. Auch das Thema Umweltfreundlichkeit von Löschmitteln bekommt einen immer größeren Stellenwert bei der Auswahl geeigneter Löschanlagen. Gaslöschanlagen haben lange Zeit den Markt für Serverräume und Rechenzentren dominiert. Aufgrund der hohen Kosten, schlechten Skalierbarkeit und oftmals gefährlichen und umweltschädlichen Löschmittel entscheiden sich immer mehr Betreiber für Aerosol Löschsysteme oder Gas-Ampullen-Lösungen für die Löschung einzelner Schränke.

 

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