根據國內規范《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045——95，2005年版）、《建筑設計防火規范》（GB50016——2006）、《電子信息系統機房設計規范》（GB50174—2008）和國外相關規范，如美國通信工業協會（T認）標準《數據中心的通信基礎設施標準》（Telecommunications infrastructure standard for datacenters）相關要求，一個大型數據中心應設置自動滅火系統（含氣體自動滅火系統）。數據中心的機房、電池電力室、變配電房、介質室等不適宜用水滅火的地方，必須采用自動滅火系統保護。

氣體滅火系統在滅火時不會對設備造成損害，現階段已成為保護這種場所最常見的自動滅火系統，也是最重要的系統之一。

1.系統選型

現階段可選擇的用于數據中心機房的氣體滅火系統有七氟丙烷、IG一541、二氧化碳滅火系統。由于二氧化碳有窒息作用，噴射時會對停留在保護區域的人員造成嚴重傷害，甚至死亡，只能用于無人場所。數據中心機房屬于經常有人維護的場所，不可選用二氧化碳滅火系統。IG一541滅火系統相比七氟丙烷滅火系統，具有以下優點：

（1）IG一541由自然存在于大氣中的惰性氣體組成，對環境無害，可長期使用。

（2）在規定的滅火濃度下對人體無害，可在有人工作的場所安全使用。

（3）火災高溫時惰性氣體不會產生任何酸性化學分解物，無腐蝕作用。

（4）不會在保護區域內產生大量白色濃霧，影響人員及時疏散。

因需處理大量的數據，數據中心機房生產核心區的布置與普通計算機房有本質的區別。此外，為了便于網絡連接、設備布置等，其億恩科技主機房、輔助機房采用大開間，以滿足日后功能區域靈活調整的要求。所以，單個數據中心機房的面積和容積越來越大，近年來，新建大型單個數據中心機房的面積多為500～1000㎡，2007年竣工的某銀行上海數據中心，最大的一個機房的面積為1677m2，層高為6.5m，容積達到l0900.5m3.

IG一541滅火系統對于遠距離輸送氣體具有較大優勢，應為數據中心首選的氣體滅火系統。備壓式七氟丙烷滅火系統將滅火劑和動力氣體分別儲存于不同容器內，在噴放滅火劑時，把動力氣充入滅火劑儲存鋼瓶，使滅火劑容器內的壓力迅速升高，推動滅火劑高速通過管網系統，實施噴放滅火，大大提高了滅火劑輸送距離，最遠可達150m.

目前上海市針對該系統頒布了建筑產品推薦地方標準——《海盾外貯壓式七氟丙烷滅火系統技術規程》，但國家相關消防規范沒有提及該系統，其管網計算缺少相關條文作為依據，因此，應盡快完善相關規范的編制，讓設計、施工等建設環節有法可依。

2.系統設計相關問題分析

目前，氣體滅火系統的設計主要執行《氣體滅火系統設計規范》（GB50370——2005），筆者針對氣體滅火系統的一些設計誤區進行分析，供設計探討。

2.1“Sandwich（三文治）”式平面布置防護區范圍由于數據中心機房機架發熱量巨大，空調機房需要與數據中心機房形成“Sandwich（三文治）”式的平面布置（見圖1），即數據中心機房夾在兩個空調機房中間，這樣才可有效降溫。空調機房的面積占10％——15％，一般采用下送風、上回風系統，并且空調機房與數據中心機房通過下送風管道和回風口、回風管連通。空調機房和數據中心機房之間的隔墻需布置大量的回風口。

圖1“Sandwich（三文治）”式的平面布置示意圖

根據以往工程經驗，采用空調機房和數據中心機房合為一個防護區較為合理，優點是無需安裝大量防火閥，易出故障的聯動設備少，可有效提高滅火可靠性，同時確保昂貴的空調設備得到可靠保護，增加了機房使用面積。

2.2下送風風道氣體滅火管網處理

因數據中心多數采用下送風方式（見圖2），一般會有500～700mm高的下送風風道，氣體滅火系統應如何考慮此部分容積和管網布置。

圖2 數據中心空調送風系統剖面

機房一般布置為下送風、下走線和下送風、上走線兩種方式。下送風、下走線方式風道及強弱電纜均布設在活動地板下，需在活動地板下設置氣體滅火系統探測器和噴嘴。下送風、上走線方式，下送風風道由于沒有其他可燃物，只是送風功能，發生火災概率極低，可不設置氣體滅火系統探測器和噴嘴。值得注意的是，由于下送風風道與機房空間通過送風口相連，下送風風道容積需計人機房容積。這也符合《氣體滅火系統設計規范》（GB50370——2005）3.2.4條規定“防護82給水排水區劃分應符合下列規定：防護區宜以單個封閉空間劃分；同一區間的吊頂層和地板下需同時保護時，可合為一個防護區。”這樣可確保機房內滅火濃度，滅火可靠性得到保證。

2.3泄壓裝置

泄壓口的設置是氣體滅火系統設計最易遺漏的部分之一，《氣體滅火系統設計規范》實施前，大多數防護區未設泄壓口。其原因有設計單位的失誤，如某些設計人員認為機房采用了不上鎖的可外開彈簧門，可不設泄壓口；也有消防工程施工單位偷工減料的原因，他們認為這屬于土建施工單位的工作范圍，不屬于消防工程。但基于以下原因：①機房內所有孔洞均應采用防火材料進行嚴密封堵；②機房基本采用上鎖的防火門，不采用不上鎖的可外開彈簧門；③IG一541滅火系統噴放時，滅火濃度約為37.5％，經計算此時防護區的正壓值達到0.6～0.8MPa.所以，防護區必須設置泄壓口。事實證明，在全國范圍也發生多起防護區未設泄壓口，氣體噴放時造成了圍護結構倒塌的事件。《氣體滅火系統設計規范》關于泄壓口的設置有以下規定：3.2.7條（強制性條文）“防護區應設置泄壓口，七氟丙烷滅火系統的泄壓口應位于防護區凈高的2／3以上。”3.2.8條“防護區設置的泄壓口，宜設在外墻上。

泄壓口面積按相應氣體滅火系統設計規定計算。“3.2.9條”噴放滅火劑前，防護區內除泄壓口外的開口應能自行關閉。“條文對泄壓口的設置高度、大小、開口時間作了規定，但沒提及泄壓口在平時是否開啟。一般數據機房大面積防護區泄壓口總面積超過0.5m2，如果泄壓口平時保持開啟，必將帶來防水、防泄漏冷氣、防火、防塵等系列問題。泄壓口平時關閉，僅在氣體噴放前打開泄壓。這就需要采用泄壓裝置，下面簡單介紹兩種常見的泄壓裝置：

（1）自動泄壓閥（見圖3）。工作原理：氣體噴放后，防護區壓力達到設定值時，測壓裝置發出動作信號，迅速將葉片從關閉狀態轉變為開啟狀態，快速釋放防護區內的超壓空氣。當空氣壓力下降至設定值后，測壓裝置再次發出動作信號，葉片關閉。

圖3 自動泄壓裝置安裝不意

（2）機械式開啟泄壓裝置。工作原理：平時關閉，當發生火情滅火系統釋放滅火劑時，滅火區域氣壓升高，泄壓裝置窗葉內外形成氣壓差，當達到一定確定值時推動開啟窗葉，既維持了滅火區域一定的滅火濃度，又保護維護結構免遭破壞。

2.4災后通風系統設置

災后通風系統是氣體滅火系統設計必不可少的一個子系統，屬于空調專業完成的內容，但某些設計單位由于缺少專業間配合或沒有這方面的設計經驗，常常忽視這方面的設計。《氣體滅火系統設計規范》6.0.4條規定，“滅火后的防護區應通風換氣，地下防護區和無窗或設同定窗扇的地上防護區，應設置機械排風裝置，排風口宜設在防護區的下部并應直通室外。通信機房、電子計算機房等場所的通風換氣次數應不小于每小時5次。”

數據中心機房對于災后恢復有很嚴格的時間規定，一些企業在數據中心操作規程中明確規定，一旦氣體滅火系統啟動后，維護人員應在5min內到達現場確認火災是否撲滅，確認沒有火災后，進入火災現場進行災后恢復生產。在人員進入機房前，機房內應進行充分的通風換氣。

災后通風系統的設計應注意以下兩點：

（1）設計執行“通風換氣次數應不小于每小時5次”的規定，考慮一定安全系數，建議選取風機時宜按換氣次數每小時6次進行計算。

（2）風口的設置。由于IG一541氣體密度比空氣大，為達到更好的通風效果，宜通過風管把風口伸至地面處排氣，風口處安裝防火閥，見圖4.

圖4 氣體防護區災后通風翻面

3.結語

完善上述幾個問題，并加強相關專業配合，可有效提高氣體滅火系統滅火效率及大型數據中心的可靠性。

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