Datacenters optimal absichern Rechenzentren aktiv und passiv gegen Brände schützen

Anbieter zum Thema

VON ZUR MÜHLEN'SCHE GmbH

Data Center Group – Büro Köln

EPS Rechenzentrum Infrastruktur GmbH

Moderne Rechenzentren sind zwar imposant, aber gleichzeitig auch sehr sensibel. Die umfangreiche und vielschichtige Infrastruktur birgt Risiken: So entfallen allein sechs Prozent aller Datacenter-Ausfälle auf Brände. Diese sind mit intelligenter Planung und Wartung aber vermeidbar, wie High Knowledge im folgenden Fachbeitrag erklärt.

Ein Rechenzentrum ist ein hochsensibles Gebilde. In den über 3.000 Zentren mit mehr als 40 kW IT-Anschlussleistung in Deutschland werden Millionen von Websites sowie immens hohe Datenmengen verarbeitet. Ein Rechenzentrum beherbergt aber nicht nur Rechentechnik, also Computer, Speicher oder Netzwerkkomponenten, sondern auch Infrastruktur wie Stromversorgung, Kühlaggregate oder Zutrittsschutz. Dies alles sind empfindliche und störungsanfällige Strukturen. Darum sind Rechenzentren auch besonderen Risiken ausgesetzt: Cyberangriffe, Vandalismus, Diebstahl, Zerstörung von Servern oder Brandstiftung. Aber auch Wetterrisiken wie Überschwemmungen, Erdbeben oder Hitzewellen sind nicht zu unterschätzende Risiken.

Die gravierendste Gefahr geht aber in erster Linie von Elektrobränden aus. Laut statistischen Zahlen stehen sechs Prozent der Infrastrukturausfälle in Rechenzentren mit Feuer in Verbindung. So geht etwa auch der Großbrand in einem Straßburger Rechenzentrum im März 2021 auf Sicherheitsmängel zurück. Allein durch die komplette Zerstörung durch das Feuer wurden über 3,6 Millionen Websites für immer gelöscht. In erster Linie handelte es sich dabei um Elektrobrände, die mit einer durchdachten Planung und regelmäßigen Wartung in vielen Fällen hätten vermieden werden können.

Kleine Ursache, verheerende Wirkung

In einem Rechenzentrum herrscht eine sehr hohe Energiedichte. Diese umfasst nicht nur die erzeugte Abwärme der Server, sondern vor allem den verwendeten Strom für die RZ-Hardware. So kann ein kleiner Kabelbrand oder eine defekte Platine verheerende Auswirkungen haben. Kleine Brände, die nicht schnell genug erkannt werden, können sich zu einem Flächenbrand ausbreiten. Diese schlicht mit Wasser zu löschen wäre alles andere als probat, da dies weiteren Schaden an den elektronischen Bauteilen nach sich zöge.

Ein weiteres Sicherheitsrisiko sind Dieselaggregate mit großen Tanks, die wie ein Brandbeschleuniger wirken. Auch Notstromaggregate mit Batterien können Feuer verstärken. Dabei lässt sich ein Rechenzentrum so strukturieren, dass die Brandgefahr immens vermindert wird. „Alle Komponenten und Systeme in einem Rechenzentrum müssen vernünftig geplant und angeordnet werden. Dann reicht auch ein Feuerlöscher, um einen entstehenden Brand schnell und sicher zu löschen“, sagt Martin Vogt Leiter Technik bei High Knowledge. Das Kölner Beratungsunternehmen hat sich auf die Planung und Inbetriebnahme von nachhaltigen und klimaneutralen Rechenzentren spezialisiert. „Projektierung und Wartung von Rechenzentren sowie der Rechenzentrumsinfrastruktur müssen den Brandschutz von Anfang mitdenken“, so Vogt weiter und er fügt hinzu: „Mit einem durchdachten Brandschutzkonzept, das passive und aktive Brandschutzlösungen intelligent vereint, sind Rechenzentrums-Betreiber auf der sicheren Seite.“

Brandschutz gliedert sich in passive und aktive Bestandteile

Dafür braucht es neben der Planung und Anordnung des Rechenzentrums auch ein Brandschutzkonzept, das ständig auf dem aktuellen Stand gehalten wird. Dazu gehört eine lückenlose und dauerhafte Wartung sämtlicher Komponenten, wenn die Einrichtung in Betrieb ist. Vorher gilt es aber in der Planung, alle aktiven und passiven Brandschutzlösungen zu implementieren. „Wichtig ist, dass alle Räume im Rechenzentrum voneinander abgegrenzt sind. Insbesondere F90-Brandschutzwände und –türen müssen zu diesem Zweck eingeplant und verbaut werden“, so Vogt. Werden Kabel durch die einzelnen Räume gezogen, muss sichergestellt sein, dass Schotte und Kanäle absolut dicht sind. Das muss nicht nur bei der Planung bedacht, sondern später auch im Betrieb immer gewissenhaft kontrolliert werden. „Ganz entscheidend ist auch der menschliche Faktor“, mahnt Vogt. „So dürfen Türen beispielsweise nicht durch Keile offengehalten werden. Es muss stets dafür Sorge getragen werden, dass Türen geschlossen bleiben und kein Durchzug entsteht, der möglichen Bränden ihren benötigten Sauerstoff zuführt.“ Spezielle Alarmsysteme melden so z.B., wenn im Rechenzentrum eine Tür nicht geschlossen ist, um die Risiken von Durchzug zu unterbinden.

Daneben gehört zu den aktiven Brandschutzlösungen ein vorausschauendes Kältekonzept, das auch bestimmte elektrische Anlagen bei einem Feuer ausschalten kann, wie etwa die Umluftzirkulation. Weiter werden eine Lösch- und eine Brandmeldeanlage verbaut. Diese technischen Systeme müssen jedoch durchgehend überwacht und gewartet werden. „Durch ein ständiges Monitoring wird die Brandgefahr entscheidend gemindert“, so Vogt.

Durchdacht planen und sicher ausführen

Die Planung und Installation einer effektiven Brandschutzanlage für Rechenzentren sollte nur von geschultem Personal übernommen werden. Denn nur wer nach DIN 14675 in Deutschland zertifiziert ist, darf solche Arbeiten durchführen. Es ist wichtig, dass bei der Planung nicht nur der reine IT-Raum in die Überlegungen miteinbezogen wird, sondern auch alle angrenzenden Räume. Dadurch steigt auch die Zahl der Brandmelder und das gesamte Rechenzentrum kann in drei sogenannte Überwachungszonen eingeteilt werden:

• Zone 1 beinhaltet zur Beobachtung den IT-Raum selbst, also den Serverraum

• Zone 2 deckt sämtliche Nebenräume des Serverraums ab

• Zone 3 überwacht die Räume unterhalb und oberhalb des IT-Raums

Zudem müssen sämtliche Rauchmelder spätestens nach acht Jahren komplett ausgetauscht werden um zu verhindern, dass sie beispielsweise durch Staub verschmutzt werden, wodurch sie nicht mehr einwandfrei funktionieren. „Der bloße Ersatz der Melder stellt dabei jedoch eine erhebliche Umweltbelastung dar, wenn die alten Melder entsorgt werden“, weist Vogt auf die damit verbundenen Konsequenzen hin. Stattdessen sollten Brandmelder komplett gereinigt werden, um sie nachhaltig und störungsfrei wieder einsetzen zu können.

BMZ als Herz des Brandschutzes

Das Herz eines effizienten Brandschutzes in einem Rechenzentrum bildet die Brandmeldezentrale (BMZ). Diese muss intelligent aufgestellt werden - am besten zentral am Eingang des Gebäudes, um der Feuerwehr bei einem Brand eine direkte Anlaufstation zu bieten. Diese Zentrale sollte darüber hinaus modular aufgebaut sein, sodass sie stetig erweitert und modernisiert werden kann. Denn ein Rechenzentrum kann über die Jahre aufgrund der stetigen Nachfrage nach höherem Datenvolumen wachsen und die Brandmeldezentrale muss daher neue Systeme und Räumlichkeiten erfassen.

Im bestmöglichen Fall muss die Feuerwehr jedoch gar nicht erst zum Einsatz eilen, wenn dank durchdachter Brandschutzlösungen kleinere Brände bereits schnell erkannt und selbst gelöscht werden können. Dazu muss allerdings immer ein geschulter Mitarbeiter vor Ort sein, der eigenständig die richtigen Entscheidungen sicher treffen kann. Trotzdem ist ein enger Austausch mit der Feuerwehr wichtig. So muss unter anderem das Brandmeldeanlagenkonzept von der Feuerwehr geprüft und freigegeben werden. „Unter dem Strich sollte aber immer stehen, dass sich das Rechenzentrum praktisch selbstständig löschen kann“, unterstreicht Harry Knopf, Geschäftsführer von High Knowledge.

Das richtige Löschmittel

Planung und Installation müssen für ein durchdachtes Konzept daher den Brandschutz bereits als relevanten Teil mit einschließen. Die Planungsmethodik BlueDC von High Knowledge bezieht den effektiven Brandschutz aus diesem Grund automatisch ein. Hier gehören zum Beispiel Sauerstoffreduktionsanlagen zum Repertoire, die bereits bei Brandentwicklung auf die erkannte Gefahr reagieren und dem Entstehungsraum den Sauerstoff entziehen, sodass der Brand erstickt. „Diese Anlagen sorgen dafür, dass der Sauerstoffgehalt in den Räumen bei unter 15 Prozent liegt. So kann ein Feuer gar nicht erst entstehen", so Knopf.

Darüber hinaus werden Systeme eingerichtet, die etwa elektrische Störlichtbögen sofort erkennen und unterbinden. Bei der Wahl der Löschmittel führt außerdem an effizienten Löschgasen kein Weg vorbei. „In erster Linie kommen hierbei Novec, FM 200 oder Stickstoff zum Einsatz. Auch hier ist immer darauf zu achten, dass die Räume absolut dicht sind. Nur so kann das Löschmittel effektiv den Brand ersticken und eine größere Ausbreitung wird vermieden“, so Vogt. Die verwendeten Gase müssen umweltverträglich und nicht gesundheitsschädlich sein; Kontaminationen mit belastenden Stoffen nach einem gelöschten Brand werden somit ebenfalls verhindert. Nach einem Brand können die Räumlichkeiten daher unmittelbar wieder in vollem Umfang und uneingeschränkt genutzt werden.

Fazit

Effektiver Brandschutz muss integraler Bestandteil des Betriebs von Rechenzentren sein. Aufgrund der hochsensiblen Infrastruktur kann durch einen Kabelbrand schnell ein Feuer ausbrechen, das sich zu einem gefährlichen Flächenbrand ausbreiten kann. Da das Löschen eines Brandes selbst Schäden verursachen kann, müssen die Verhinderung von Bränden und schadensfreie sowie kontaminationsfreie Löscharten Vorrang haben. Schon bei der Planung müssen darum alle Komponenten eines Rechenzentrums nicht nur energieeffizient angeordnet, sondern auch der Brandschutz muss zwingend konzeptionell durchdacht werden.

Auch im weiteren Betrieb müssen alle Elemente ständig gewartet werden, sodass ein Rechenzentrum einen Brand im besten Fall bereits von selbst löschen kann. Externe Partnerunternehmen wie High Knowledge unterstützen Rechenzentrums-Betreiber mit nachhaltigen Strategien, um Schäden und Ausfälle an Rechenzentren durch Feuer zuverlässig zu vermeiden.

(ID:49503123)