互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）機(jī)房的消防設(shè)計(jì)與火災(zāi)防范對(duì)策

張韡

（上海消防總隊(duì)寶山支隊(duì)防火監(jiān)督處監(jiān)督管理科，上海）

摘要：隨著我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的機(jī)房是常年運(yùn)行不停息的，其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)、提供的服務(wù)對(duì)社會(huì)建設(shè)和人民生活發(fā)揮著重要作用，機(jī)房的消防安全工作已成為重中之重。筆者結(jié)合工作實(shí)際，淺議數(shù)據(jù)中心機(jī)房的火災(zāi)危險(xiǎn)性、主要隱患、消防設(shè)計(jì)與火災(zāi)防范對(duì)策，以防微杜漸，減少損失，更好地為我國(guó)加速信息化建設(shè)保駕護(hù)航。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心；火災(zāi)；消防設(shè)計(jì)；防火對(duì)策

1　引言

隨著計(jì)算機(jī)科技、網(wǎng)絡(luò)通訊、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)電商企業(yè)紛紛涌現(xiàn)。筆者在檢查中發(fā)現(xiàn)，阿里巴巴互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC-Internet Data Center）機(jī)房搬遷到了寶山區(qū)羅涇鎮(zhèn)寶之云IDC園區(qū)內(nèi)。

園區(qū)占地2.82km²，未來(lái)將建成擁有30000個(gè)機(jī)柜規(guī)模的IDC園區(qū)，是亞洲單體機(jī)柜密度最大的IDC。園區(qū)電力容量充沛，水力資源豐富（自備水廠），可滿足數(shù)據(jù)中心獨(dú)立的供電及供水要求。

一期已建成的數(shù)據(jù)中心擁有4000個(gè)4.5kW機(jī)柜，全部為阿里巴巴提供網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)托管業(yè)務(wù)。阿里巴巴旗下的淘寶天貓的交易數(shù)據(jù)和訪問(wèn)頁(yè)面的緩存全儲(chǔ)存于此。

在2014年11月11日購(gòu)物狂歡節(jié)當(dāng)天，淘寶網(wǎng)開(kāi)場(chǎng)僅38分鐘28秒之后，交易額便沖到了100億元；全天交易額達(dá)571億元。網(wǎng)絡(luò)電商的數(shù)百億交易額全部?jī)?chǔ)存在支付寶內(nèi)，而支付寶的實(shí)體即為寶之云機(jī)柜的硬盤(pán)。

筆者結(jié)合工作實(shí)際，淺議數(shù)據(jù)中心機(jī)房的消防設(shè)計(jì)與火災(zāi)防范對(duì)策，以防微杜漸，減少損失。不當(dāng)之處望各位領(lǐng)導(dǎo)、戰(zhàn)友批評(píng)指正。

2　數(shù)據(jù)中心機(jī)房火災(zāi)的危險(xiǎn)性

先看幾個(gè)案例。

2014年4月21日，三星位于首爾市郊區(qū)的數(shù)據(jù)中心發(fā)生了火災(zāi)，導(dǎo)致三星服務(wù)宕機(jī)。起火的是數(shù)據(jù)中心的四樓，火勢(shì)蔓延速度較快，很快波及建筑物頂端，室外管道可能是引發(fā)火災(zāi)的主要原因。火災(zāi)造成了數(shù)據(jù)中心數(shù)小時(shí)的停電，從而影響了全球用戶的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，甚至三星官網(wǎng)也出現(xiàn)了短暫的無(wú)法訪問(wèn)。

2009年7月6日，位于美國(guó)西雅圖的Fisher Plaza數(shù)據(jù)中心的變壓器起火造成火災(zāi)，中斷了一些服務(wù)器的供電，其中包括微軟Bing Travel網(wǎng)站使用的一些服務(wù)器以及Authorize.net網(wǎng)站和其他一些網(wǎng)站使用的服務(wù)器。

2004年03月10日，廣東省清遠(yuǎn)市氣象局辦公大樓五層280多平方米的電腦主控機(jī)房發(fā)生特大火災(zāi)。這次火災(zāi)燒毀的一批氣象設(shè)備價(jià)值約500萬(wàn)元，氣象觀測(cè)和氣象日?qǐng)?bào)工作癱瘓，其主要原因是電線老化。

2002年5月27日，江蘇省泗陽(yáng)縣電信局?jǐn)?shù)據(jù)機(jī)房由于外部強(qiáng)電侵入，突發(fā)火災(zāi)，造成全縣12萬(wàn)戶程控電話癱瘓。

此類(lèi)事故在業(yè)界掀起軒然大波，雖然沒(méi)有人員傷亡，但人們開(kāi)始關(guān)注服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心的安全問(wèn)題。隨著信息化時(shí)代的高速發(fā)展，大大小小各式各樣的計(jì)算機(jī)機(jī)房在我們周?chē)焖俚慕ㄔO(shè)著，這些機(jī)房規(guī)模有的很小，但其中設(shè)備非常昂貴，一旦發(fā)生火災(zāi)，其損失是機(jī)房整個(gè)消防投資的上百倍，而且儲(chǔ)存其中的數(shù)據(jù)的信息價(jià)值也是無(wú)法估計(jì)和無(wú)法挽救的。

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016—2014）3.1.1條火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)可燃固體較多，其火災(zāi)危險(xiǎn)性應(yīng)為丙類(lèi)廠房，火災(zāi)危險(xiǎn)性僅次于甲乙類(lèi)生產(chǎn)廠房^［3］。主要表現(xiàn)如下。

（1）數(shù)據(jù)中心機(jī)房使用大量的木材、膠合板、及塑料板等可燃物進(jìn)行裝修，通風(fēng)管道使用可燃材料保溫，致使建筑物的耐火等級(jí)降低，一旦發(fā)生火災(zāi)，燃燒猛烈，蔓延迅速，釋放出大量有毒氣體，容易造成人員的中毒或窒息死亡。

（2）機(jī)房?jī)?nèi)電氣設(shè)備多，線路復(fù)雜，致災(zāi)因素多。

3　數(shù)據(jù)中心機(jī)房發(fā)生火災(zāi)的常見(jiàn)原因

IDC數(shù)據(jù)中心機(jī)房的服務(wù)器設(shè)備造價(jià)比較高，一旦發(fā)生火災(zāi)會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，其常見(jiàn)火災(zāi)原因如下。

（1）靜電產(chǎn)生火災(zāi)。服務(wù)器設(shè)備的運(yùn)行及工作人員所穿的衣服等都能產(chǎn)生靜電。如果機(jī)房接地處理不當(dāng)，形成高電位，就會(huì)發(fā)生靜電導(dǎo)電現(xiàn)象，極易產(chǎn)生火花并引燃周?chē)扇嘉锇l(fā)生火災(zāi)。

（2）引燃可燃材料。機(jī)房?jī)?nèi)使用或存在的可燃材料被點(diǎn)燃導(dǎo)致火災(zāi)。比如，用過(guò)的紙張、清洗劑等可燃物品未能及時(shí)清理，或使用易燃清洗劑擦拭服務(wù)器設(shè)備及地板等，遇到電氣火花、靜電放電火花等火源而起火。

為保持機(jī)房的恒溫與潔凈，通常采用相當(dāng)數(shù)量的木材、膠合板及塑料板等可燃性材料建造或裝飾，從而使建筑物本身的可燃物增多，耐火性能相應(yīng)降低。

空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)管道使用聚苯乙烯泡沫塑料等可燃材料進(jìn)行保溫時(shí)，如果保溫材料靠近電加熱器，長(zhǎng)時(shí)間受熱就會(huì)起火。

（3）電氣線纜故障。機(jī)房?jī)?nèi)電氣設(shè)備和電路很多，如果電氣設(shè)備和電線選型不合理或安裝質(zhì)量差；違反規(guī)程亂拉臨時(shí)電線或任意增設(shè)電氣設(shè)備；日光燈鎮(zhèn)流器和悶頂或活動(dòng)地板內(nèi)的電氣線路缺乏檢查維修；電纜線與主機(jī)柜的連接松動(dòng)，造成接觸電阻過(guò)大，或者其他短路、過(guò)載等現(xiàn)象都可能引起火災(zāi)。

（4）其他設(shè)備故障。由于機(jī)房?jī)?nèi)的服務(wù)器、硬盤(pán)和空調(diào)始終處于24小時(shí)的工作狀態(tài)，容易疲勞和老化。機(jī)房?jī)?nèi)配電系統(tǒng)、用電設(shè)備、電腦、UPS系統(tǒng)、空調(diào)等設(shè)備故障都可能引發(fā)火災(zāi)。

（5）人為原因。每個(gè)機(jī)房工程雖然或多或少都安裝了消防設(shè)施，但平時(shí)疏于管理和維保，真正在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能否起到作用，能否正確操作，大多數(shù)機(jī)房工作人員心里都無(wú)法百分百保證。

（6）外部因素。數(shù)據(jù)中心機(jī)房的電纜豎井、電纜管道及通風(fēng)管道等系統(tǒng)未按規(guī)定獨(dú)立設(shè)置或未進(jìn)行防火分隔，易導(dǎo)致外部火災(zāi)的引入或內(nèi)部火災(zāi)的蔓延。

（7）雷擊。雷擊等強(qiáng)電侵入導(dǎo)致火災(zāi)。

4　數(shù)據(jù)中心機(jī)房的消防設(shè)計(jì)與火災(zāi)防范對(duì)策

4.1　建筑構(gòu)造

（1）機(jī)房防火門(mén)設(shè)計(jì)。機(jī)房防火門(mén)是指在一定時(shí)間內(nèi)能滿足耐火穩(wěn)定性、完整性和隔熱性要求的門(mén)（有的機(jī)房大量采用防火玻璃門(mén)既美觀又達(dá)到防火要求），主要用于建筑防火分區(qū)的防火墻開(kāi)口、樓梯間出入口、疏散走道、管道井口等處，平常用于人員通行，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)可起到阻止火焰蔓延和防止燃燒煙氣流動(dòng)，并在正送風(fēng)系統(tǒng)工作時(shí)起密封的作用。

（2）疏散逃生門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)。門(mén)禁產(chǎn)品目前被大量使用在機(jī)房安全系統(tǒng)中，一旦發(fā)生火災(zāi)機(jī)房的門(mén)應(yīng)該處于斷開(kāi)狀態(tài)，以便人員順利撤離現(xiàn)場(chǎng)。但有的業(yè)主選用的門(mén)禁產(chǎn)品并無(wú)此功能，或者業(yè)主為防盜目的根本就不讓火警信號(hào)接入，非常不可取。火災(zāi)狀態(tài)下人的驚惶程度差異非常大，開(kāi)關(guān)就在手跟前，但就是找不到，造成對(duì)人員的危害。007電影中，我們經(jīng)常看到邦德啟動(dòng)噴淋或按下手報(bào)來(lái)釋放門(mén)禁，金蟬脫殼，反映出西方國(guó)家主流安全觀：消防安保等級(jí)永遠(yuǎn)處于第一級(jí)。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016—2014）6.2.9條規(guī)定：建筑內(nèi)的電梯井等豎井應(yīng)符合下列規(guī)定，即建筑內(nèi)的電梯井等豎井應(yīng)在每層樓板處采用不低于樓板耐火極限的不燃材料或防火封堵材料封堵，建筑內(nèi)的電梯井、管道井與房間、走道等相連通的孔隙應(yīng)采用防火封堵材料封堵^［3］。

（3）防火封堵措施。因此，數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)各通信要害部位的所有孔洞都要進(jìn)行防火封堵處理。機(jī)房建筑內(nèi)的電纜井、管道井應(yīng)在每層樓板處用阻燃材料密封，通向其他房間的地槽、墻上孔洞、已裝放電纜的墻體孔隙要采用阻燃材料封隔。且凡近期不使用的孔洞均應(yīng)用阻燃材料封閉。

4.2　消防氣體自動(dòng)滅火設(shè)施

（1）氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)的選擇。《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50174—2008）13.1.2條規(guī)定：A級(jí)電子信息系統(tǒng)機(jī)房的主機(jī)房應(yīng)設(shè)置潔凈氣體滅火系統(tǒng)。B級(jí)電子信息系統(tǒng)機(jī)房的主機(jī)房，以及A級(jí)和B級(jí)機(jī)房中的變配電、不間斷電源系統(tǒng)和電池室，宜設(shè)置潔凈氣體滅火系統(tǒng)，也可設(shè)置高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。

這里“潔凈氣體滅火系統(tǒng)”是指無(wú)腐蝕作用的氣體自動(dòng)滅火裝置，其氣體滅火裝置的滅火性能要可靠，不損壞電子設(shè)備，采用暗管布置方式安裝，不影響機(jī)房整體效果。

機(jī)房滅火目前采用的滅火劑大多是七氟丙烷或混合氣體，二氧化碳肯定不合適數(shù)據(jù)中心機(jī)房，因?yàn)闇亟禃?huì)對(duì)發(fā)熱的電子設(shè)備造成損壞。七氟丙烷在機(jī)房滅火中通常采用有管網(wǎng)全淹沒(méi)滅火形式和無(wú)管網(wǎng)全淹沒(méi)滅火形式，兩種形式可在具體工程中進(jìn)行投資比較后選定出一種方式。

混合氣體滅火系統(tǒng)在機(jī)房滅火中的應(yīng)用也很多，大多數(shù)采用有管網(wǎng)滅火形式，缺點(diǎn)是同樣大小的機(jī)房所用高壓瓶數(shù)量七氟丙烷要比混合氣體少一半左右（需考慮機(jī)房面積一般都有限）；混合氣體做無(wú)管網(wǎng)形式時(shí)，無(wú)管網(wǎng)箱體數(shù)量會(huì)比較多；而且啟動(dòng)電流也是個(gè)潛在隱患。

七氟丙烷（HFC-227ea）氣體滅火系統(tǒng)是美國(guó)消防協(xié)會(huì)和中國(guó)消防總局重點(diǎn)推薦使用的，可取代哈龍1211、1301的潔凈氣體滅火系統(tǒng)，目前在我國(guó)及世界各地其他地區(qū)已廣泛應(yīng)用。

同時(shí)，根據(jù)機(jī)房的特殊性和氣體滅火的要求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)需配備其他輔助電氣設(shè)備^［4］：①設(shè)置兩組聲光報(bào)警器和氣體噴放指示燈，分別安裝在滅火區(qū)域內(nèi)、外；②設(shè)置一個(gè)氣體緊急啟動(dòng)停止按鈕，安裝在滅火區(qū)域外墻上，其他報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)備如手動(dòng)報(bào)警按鈕、消防警鈴等，應(yīng)按照消防規(guī)范來(lái)設(shè)置。

（2）氣體滅火系統(tǒng)的防護(hù)設(shè)計(jì)。

①對(duì)于地下無(wú)管路下送風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)，在滅火區(qū)域墻下安裝電動(dòng)防火閥，防火閥平時(shí)常開(kāi)，以保證機(jī)房的空調(diào)送風(fēng)量，在滅火時(shí)，全部關(guān)閉，以保證滅火區(qū)域的藥劑不向外泄。

②安裝在滅火系統(tǒng)區(qū)域的門(mén)，必須全部往外開(kāi)啟且安裝閉門(mén)器。

③穿越滅火區(qū)域空調(diào)管路，在兩邊都安裝電動(dòng)防火閥。

④及時(shí)檢查氣體滅火系統(tǒng)的鋼瓶壓力是否在正常的范圍內(nèi)，及時(shí)補(bǔ)充藥劑。

4.3　電氣

（1）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)中心機(jī)房中使用的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，必須是極早期型的，這樣可以早點(diǎn)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，以降低損失^［1］。因此在機(jī)房中空氣采樣式極早期感煙探測(cè)器，可以將采樣探測(cè)系統(tǒng)接入到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器，一旦探測(cè)到有煙霧產(chǎn)生，可以將信號(hào)反饋到控制器，從而啟動(dòng)聲光報(bào)警，警示相應(yīng)區(qū)域人員撤離。當(dāng)紅外探測(cè)系統(tǒng)確認(rèn)相應(yīng)保護(hù)區(qū)無(wú)人員存在時(shí)，啟動(dòng)氣體滅火系統(tǒng)進(jìn)行滅火，防止造成人員傷亡。

（2）UPS設(shè)備與線纜定期檢查與換新。UPS機(jī)房需定期進(jìn)行檢查，一些服役多年老化的UPS更是要多加防范，不時(shí)就要進(jìn)行UPS電池正常運(yùn)行的監(jiān)控工作。要提前設(shè)置好監(jiān)控機(jī)房?jī)?nèi)UPS電源正常輸入、輸出電壓、電流、頻率等各項(xiàng)參數(shù)，設(shè)置報(bào)警參數(shù)范圍，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障或達(dá)到報(bào)警參數(shù)設(shè)置范圍，可發(fā)出警告。

機(jī)房里面的線纜更是不能亂拉亂扯，要定期進(jìn)行梳理。裸露的線要及時(shí)換掉，避免火災(zāi)的發(fā)生，應(yīng)采用阻燃型或耐火型的電源線，并加護(hù)套保護(hù)，穿越機(jī)房的管線應(yīng)穿管敷設(shè)。電源線與信號(hào)線不能同槽或交叉敷設(shè)。

（3）靜電防護(hù)。《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50174—2008）8.3.1條規(guī)定：主機(jī)房和輔助區(qū)的地板或地面應(yīng)有靜電泄放措施和接地構(gòu)造，防靜電地板、地面的表面電阻或體積電阻值應(yīng)為2.5×10⁴～1.0×10⁹Ω，且應(yīng)具有防火、環(huán)保、耐污耐磨性能^［2］。其他應(yīng)該遵守的防靜電措施如下。

①主機(jī)房和輔助區(qū)中不使用防靜電活動(dòng)地板的房間，可鋪設(shè)防靜電地面，其靜電耗散性能應(yīng)長(zhǎng)期穩(wěn)定，且不應(yīng)起塵。

②主機(jī)房和輔助區(qū)內(nèi)的工作臺(tái)面宜采用導(dǎo)靜電或靜電耗散材料。

③主機(jī)房?jī)?nèi)所有設(shè)備的金屬外殼、各類(lèi)金屬管道、金屬線槽、建筑物金屬結(jié)構(gòu)等必須進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)并接地。

④靜電接地的連接線應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，宜采用焊接或壓接。當(dāng)采用導(dǎo)電膠與接地導(dǎo)體粘接時(shí)，其接觸面積不宜小于20cm²。

（4）防止外電侵入。強(qiáng)化預(yù)防外部強(qiáng)電、雷電侵入和內(nèi)部產(chǎn)生的靜電引發(fā)火災(zāi)，經(jīng)常檢查，加強(qiáng)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故苗頭，及時(shí)排除隱患。

4.4　其他防火對(duì)策

（1）在室內(nèi)附設(shè)交、直流雙電源應(yīng)急燈、火災(zāi)事故廣播，119專(zhuān)線電話、火災(zāi)報(bào)警按鈕等消防設(shè)施。

（2）機(jī)房的裝修材料應(yīng)符合有關(guān)防火規(guī)范的要求。

（3）做好人員防護(hù)，配備消防防毒面具、口罩和濕毛巾。機(jī)房起火時(shí)除發(fā)生熱和煙外，機(jī)房?jī)?nèi)會(huì)釋放出腐蝕性氣體和有毒氣體，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)服務(wù)器和硬盤(pán)的塑料外盒焚燒時(shí)產(chǎn)生的是酚性氣體。而機(jī)房?jī)?nèi)聚氯乙烯絕緣材料焚燒時(shí)也會(huì)釋放出很多氯化氫氣體，吸入肺中對(duì)人體有害，它與水分子連系構(gòu)成鹽酸，鹽酸是一種腐蝕電子元件接線端子和電路板的強(qiáng)腐蝕性試劑，也將危及設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5　結(jié)論

數(shù)據(jù)中心的機(jī)房是常年運(yùn)行不停息的，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，此類(lèi)機(jī)房作為信息化社會(huì)的樞紐，其消防安全工作已成為重中之重。類(lèi)似的場(chǎng)所還有：總部設(shè)在上海的金磚銀行的數(shù)據(jù)中心、各大金融機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心、社保基金數(shù)據(jù)中心和滬港通股市、期貨交易市場(chǎng)的數(shù)據(jù)中心等。一旦發(fā)生火災(zāi)，將導(dǎo)致整個(gè)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，造成無(wú)法想象的財(cái)產(chǎn)損失和社會(huì)影響。只有提高對(duì)火災(zāi)的防范意識(shí)，落實(shí)各項(xiàng)防范措施，才能有效避免這類(lèi)火災(zāi)事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

［1］　GB 50462—2008.

［2］　GB 50174—2008.

［3］　GB 50016—2014.

［4］　GB 50370—2005.