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Raumlufttechnischen Anlagen im Datacenter Frische Luft im Rechenzentrum - muss das sein?

| Autor / Redakteur: Christoph Riedel* / Ulrike Ostler

Brauche ich eigentlich Frischluft im Rechenzentrum? Handelt es sich bei einem Rechenzentrum um einen ständigen Arbeitsplatz? Brauche ich eine Raumlufttechnische Anlage (RLT-Anlage)? Und welche Luftqualität wird überhaupt benötigt? All diese Fragen beantwortet Christoph Riedel, Sicherheitsberater bei VZM.

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Gefährdet ein Mangel an frischer Luft die Mitarbeiter im Datacenter? Welche Vorschriften regeln das?
Gefährdet ein Mangel an frischer Luft die Mitarbeiter im Datacenter? Welche Vorschriften regeln das?
(Bild: jacqueline macou auf Pixabay )

Frischluft im Rechenzentrum, zugeführt über eine RLT-Anlage, wird von vielen als selbstverständlich angesehen. Dabei steht bei der Planung nur noch die Frage des Luftwechsels im Vordergrund. Temperatur- und Feuchtebereiche sind gemäß ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) oder auch der aktualisierten VDI 2054 (08/2019) bereits vorgegeben.

Doch müssen Rechenzentren tatsächlich über eine RLT-Anlage verfügen, um einen definierten Mindestaußenluftvolumenstrom sicherzustellen? Was besagen die Normen und Regelwerke, aus denen sich das Erfordernis einer RLT-Anlage (eventuell) ableiten lässt?

DIN EN 16798-3 – Lüftung von Nichtwohngebäuden

Direkt in der Einleitung steht dort: „Diese Europäische Norm gilt für die Planung (…) und Ausführung von Lüftungs- und Klima-Anlagen (…) in Nichtwohngebäuden, die für den Aufenthalt von Menschen bestimmt sind; Anwendungen in der Industrie- und Prozesstechnik sind dabei ausgeschlossen.“

Dass ein Datacenter für den Aufenthalt von Menschen bestimmt ist, lässt sich direkt verneinen. Vielmehr handelt es sich um Prozesstechnik, das ist spätestens nach der Aussage des Deutschen Instituts für Bautechnik bekannt, der in seinem Newsletter DiBt-Newsletterschreibt, dass Zonen in Rechenzentren, die ausschließlich der Aufstellung von Servern dienen, als industrielle oder gewerbliche Prozesse anzusehen sind ().

Die DIN EN 16798-3 ist also auf Rechenzentren nicht anzuwenden, zumindest nicht auf die reinen Server-Räume.

VDI 2054 – Raumlufttechnik – Datenverarbeitung

Während in der alten VDI-Fassung der Norm 2054 aus dem Jahr 1994 (bestätigt im Januar 2000) noch ein Personenaufenthalt berücksichtigt war - „Mindest-Außenluftrate gemäß DIN 1946 Teil 2“ -, besteht in der aktuellen Version eine Abgrenzung auf reine Maschinenräume. Konkret bezieht sich der Anwendungsbereich auf „Maschinenräume ohne ständige Arbeitsplätze.“ Und unter dem Punkt 8.3 heißt es dort: „Ein Mindestaußenluftvolumenstrom ist für den Betrieb der DV-Anlagen nicht erforderlich.“

Ergo: In der VDI 2054 sind also keine Anforderungen bezüglich eines Mindestaußenluftvolumenstroms im Rechenzentrum definiert.

DIN EN 50600 – Informationstechnik – Einrichtungen und Infrastrukturen von Rechenzentren – Teil 2-3: Regelung der Umgebungsbedingungen

Auch die Europäische Rechenzentrumsnorm DIN 50600 macht keinerlei Angaben bezüglich eines benötigten Außenluft- oder Frischluftanteils aufgrund von Personen. Die Regelung eines Außenluftanteils wird dort lediglich im Zusammenhang mit der Regelung der Umgebungsbedingungen genannt, B.6, Anteil der Außenluft.

In der Zusammenfassung bisheriger Erkenntnisse lässt sich festhalten, dass aus den genannten Richtlinien und Normenwerken keine Anforderungen an einen Mindestaußenluftvolumenstrom bestehen. Die Installation einer RLT-Anlage in einem Datacenter zur Sicherstellung eines Mindestaußenluftvolumenstroms ist bis hier hin also unnötig.

Arbeitsstättenverordnung

Doch was sieht die Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV) vor? Die ArbStättV hat das Ziel, den Schutz der Gesundheit von Beschäftigten in Arbeitsstätten sicherzustellen. Jeder Arbeitgeber ist gut beraten sich daran zu halten.

Aber die ArbStättV verlangt nicht, dass am Arbeitsplatz („Arbeitsplätze sind Bereiche, in denen Beschäftigte im Rahmen ihrer Arbeit tätig sind“) ausreichend Frischluft vorhanden sein muss. Vilemehr muss in Arbeitsräumen gesundheitlich zuträgliche Atemluft vorhanden sein (Punkt 3.6: „In Arbeitsräumen, Sanitär-, Pausen- und Bereitschaftsräumen ( … ) muss unter Berücksichtigung ( … ) der Anzahl der Beschäftigten ( … ) während der Nutzungsdauer ausreichend gesundheitlich zuträgliche Atemluft vorhanden sein").

Arbeitsräume sind laut ArbStättV jedoch Räume, „in denen Arbeitsplätze innerhalb von Gebäuden dauerhaft eingerichtet sind“ (§2). Das bedeutet im Umkehrschluss, gemäß Arbeitsstättenverordnung ist ausreichend gesundheitlich zuträgliche Atemluft nur in den Bereichen sicherzustellen, in denen auch dauerhaft eingerichtete Arbeitsplätze vorhanden sind.

Technische Regel für Arbeitsstätten

Die Technische Regel für Arbeitsstätten (ASR) konkretisiert noch einmal die Anforderungen der ArbStättV. Bei Anwendung der Technischen Regeln kann der Arbeitgeber davon ausgehen, dass die Anforderungen der Arbeitsstättenverordnung erfüllt werden. Bezüglich Lüftung ist die ASR A3.6 heranzuziehen.

Anwendung findet die ASR A3.6 jedoch nur bei „Arbeitsplätzen in umschlossenen Arbeitsräumen“. Die Vorschrift kommt also ebenfalls nur zur Anwendung, wenn dauerhaft eingerichtete Arbeitsplätze vorhanden sind (Definition Arbeitsraum gemäß ArbStättV).

Aus keiner der hier genannten Vorschriften und Richtlinien lässt sich die Erforderlichkeit eines Mindestaußenluftvolumenstroms im Rechenzentrum herleiten, sofern wir dort keine dauerhaft eingerichteten Arbeitsplätze haben. Trotzdem muss der Betreiber vor Aufnahme von Arbeiten eine Gefährdungsbeurteilung erstellen (§3 ArbStättV). Er muss darin beurteilen, „ob die Beschäftigten Gefährdungen […] ausgesetzt sind oder ausgesetzt sein können“.

Und trotzdem....

Und auch wenn ArbStättV und ASR lediglich „gesundheitlich zuträgliche Atemluft“ für dauerhaft eingerichtete Arbeitsplätze fordert, sollte eine entsprechende Luftqualität auch an Orten herrschen, an denen zwar gearbeitet wird, jedoch keine dauerhaften Arbeitsplätze eingerichtet sind. Es stellt sich also abschließend die Frage, was denn „gesundheitlich zuträgliche Atemluft“ ist.

TRGS 900

Um dazu eine Aussage treffen zu können, muss man sich die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) gemäß TRGS 900 (Technische Regel für Gefahrstoffe – Arbeitsplatzgrenzwerte) anschauen. Unter der Annahme, dass im Rechenzentrum keine Stofflasten durch die installierte Gerätetechnik oder den Baukörper austreten, verändert sich die Atemluftqualität lediglich durch den Aufenthalt von Personen.

Durch die Atmung nimmt der Mensch Sauerstoff (O) auf und gibt Kohlenstoffdioxid (CO2) ab. Und die CO2-Konzentration ist ein anerkanntes Maß für die Bewertung der Luftqualität. Der AGW für CO2 ist in der TRGS 900 mit 5.000 Mililiter pro Kubikmeter (ml/m³ (parts per million, ppm) definiert.

Unter der Annahme, dass der Mensch pro Minute sechs Liter Luft ein und ausatmet und die Luft beim Ausatmen einen CO2-Anteil von vier Prozent hat,braucht es etwas mehr als 20 Minuten, um den obengenannten Grenzwert von 5.000 ppm zu überschreiten.

Nimmt man die ASR A3.6 zu Vergleichszwecken mit einem CO2-Grenzwert von 2.000 ppm als Grundlage, können hier etwa acht Minuten angesetzt werden – pro Kubikmeter Raumvolumen. Bei einem rechenzentrum von 100 Quadratmetern mit einer Raumhöhe von vier Metern kann sich ein Mensch also etwa 53 Stunden darin aufhalten, bevor durch die eigene Atmung der Grenzwert von 2.000 ppm überschritten wird.

Wird darüber hinaus die ohnehin vorhandenen Luftundichtigkeiten im Raum beziehungsweise in der Gebäudehülle inklusive der Türöffnungen bei Zu- und Austritten einbezogen, wirkt sich diese Tatsache noch positiv auf die Luftqualität aus. Somit sollte der normale (natürliche) Luftaustausch in einem Rechenzentrum vollkommen ausreichen, um dort dauerhaft gesundheitlich zuträgliche Atemluft sicherzustellen.

Der Autor, Christoph Riedel, ist Diplom-Ingenieur (FH), Security-Engineer (BdSI), Fachingenieur Gebäudeautomation (VDI).
Der Autor, Christoph Riedel, ist Diplom-Ingenieur (FH), Security-Engineer (BdSI), Fachingenieur Gebäudeautomation (VDI).
(Bild: Von Zur Mühlen‘sche (VZM) GmbH )

Gerlernt

Keine der hier genannten Vorschriften, Richtlinien oder Verordnungen verlangt einen definierten Mindestaußenluftanteil oder Frischluft in einem Rechenzentrum, sofern dort keine dauerhaft eingerichteten Arbeitsplätze vorhanden sind. Die Installation einer RLT-Anlage zur Einbringung von Frischluft ist dann also überflüssig. Und auch die Sicherstellung gesundheitlich zuträglicher Atemluft lässt sich, durch die natürliche Luftwechselrate über die Gebäudehülle und den Zu- und Austritt, als ausreichend erachtet, so dass keine zusätzliche mechanische Be- und Entlüftung notwendig wird.

Anders sieht in Bereichen aus, in denen die Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) oder die Netzersatzanlage (NEA) untergebracht sind. Diese Bereiche müssen, nicht zuletzt aufgrund der dort entstehenden Schadstoffe, separat betrachtet werden.

* Christoph Riedel ist Sicherheitsberater bei der Von Zur Mühlen'sche GmbH, (VZM).

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