Sicherheit im Rechenzentrum Wer will schon mit Wasser löschen?

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VON ZUR MÜHLEN'SCHE GmbH

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EPS Rechenzentrum Infrastruktur GmbH

Wenn es im Rechenzentrum brennt, zählt jede Sekunde. Doch Wasser als Löschmittel kann die Schäden an der IT-Infrastruktur erheblich vergrößern. Gaslöschanlagen bieten eine Alternative, bringen aber eigene Herausforderungen mit sich.

Rechenzentren werden mit einem enormen Aufwand geplant, gebaut und instandgehalten. Neben den klassischen Serverracks tragen auch weitere Systeme und Komponenten, wie Klimaanlagen, Stromschienen, Stromverteilungen, die Gebäudeleittechnik sowie sicherheitstechnische Anlagen, wesentlich zur Hochverfügbarkeit bei.

Schadensrisiken bei Rechenzentren steigen, warnt Allianz

Datacenter-Brände treiben Versicherungskosten

Brandschutz im Rechenzentrum

Brandschutz ist ein wichtiges Thema. Branddetektion, Alarmierung und Brandlöschung gehören ohne Ausnahme in ein hochverfügbares Rechenzentrum.

Bei der Planung von anlagentechnischem Brandschutz, stellen wir uns immer die Frage: Welches Schutzziel haben wir? Neben Schutzzielen wie der Vermeidung von Brandentstehung, der Begrenzung der Brandausbreitung, der Rettung von Menschen und Tieren und Gewährleistung wirksamer Löscharbeiten, wird in Rechenzentren riesengroßer Wert auf Maßnahmen gegen Betriebsunterbrechung und Totalausfall gelegt.

Auch wenn sehr hohe Standards gewählt und beste Materialien verbaut werden, kann nicht zu 100 Prozent verhindert werden, dass es zu einem Brand kommt. Baurechtlich gehen wir davon aus, dass ein Brand jede Sekunde ausbrechen kann.

Sollte es jedoch zu einem Brand kommen, werden grundsätzlich vollautomatische stationäre Feuerlöschanlagen vorgesehen. Feuer kann prinzipiell gelöscht werden, indem man eine der drei Komponenten, die Zündquelle (Wärme/Energie), den Sauerstoff oder das brennbare Material, die ein Feuer benötigt, entfernt.

Zwei dieser Bedingungen können durch verschiedene Typen von Feuerlöschanlagen relativ schnell entzogen werden. Die Wärme oder die Energie kann mit einer Sprinkleranlage oder Wasserlöschanlage wie Hoch- oder Niederdruckwassernebelanlagen, entzogen werden. Gaslöschanlagen, wie zum Beispiel Inertgaslöschanlagen, entziehen dem Feuer, durch die Flutung des Schutzbereichs mit Inertgas den Sauerstoff. Das Feuer löscht sich praktisch von selbst.

Zu den Gaslöschanlagen zählen auch Anlagen, die CO₂ als Löschmittel für den Sauerstoffverdrängung verwenden oder Halogencarbon-Gaslöschanlagen mit dem Löschmittel FK5‑1‑12. Diese entziehen dem Feuer, ähnlich wie wasserbasierte Anlagen, die Wärme beziehungsweise Energie.

Im Grunde tragen alle vorgenannten Feuerlöschanlagen dazu bei, einen Brand zu löschen. Manche greifen bereits in der Brandentstehungsphase ein, andere erst dann, wenn der Brand eine gewisse Intensität oder Temperatur erreicht hat.

Kleiner Brand im großen Rechenzentrum

Feuer bei Global Switch in London

Schadenverhütung

Welche Anlage tatsächlich eingesetzt wird, hängt maßgeblich von den jeweiligen Schutzzielen ab. Sprinkler- und Wasserlöschanlagen schützen seit über 150 Jahren Menschen, Sachwerte und Existenzen vor den Folgen von Bränden. Doch diese Anlagen haben alle einen Haken: Wasser. Genau das Medium, das den Brand löscht, kann sich negativ auf Bereiche auswirken, die vom Brand selbst nicht beschädigt wurden.

Im Hinblick auf die Schadenverhütung ist es unser Ziel, in hochverfügbaren Umgebungen mögliche Brandschäden auf ein Minimum zu begrenzen.

Gaslöschanlagen sind im Vergleich mit herkömmlichen Sprinkleranlagen oder Wasserlöschanlagen, nach der Auslösung rückstandsfrei. Durch die Sauerstoffverdrängung hört das Feuer selbstständig auf zu brennen. Allerdings gibt es auch hier einen Nachteil: die Personengefährdung durch den reduzierten Sauerstoffgehalt während und nach dem Löschvorgang, der meist unter 14 Volumenprozent liegt.

Rechenzentren und andere hochverfügbare Umgebungen werden grundsätzlich von wenigen bis gar keinen Personen frequentiert, da nach der Inbetriebnahme die meisten Arbeiten per Remote-Zugriff an den Systemen durchgeführt werden. Nur in seltenen Fällen sind Eingriffe wie beispielsweise ein Hardwaretausch erforderlich.

Muss jedoch eine aufwendigere Tätigkeit in einem durch Gaslöschanlagen mit Sauerstoffverdrängung geschützten Bereich durchgeführt werden, beispielsweise unterhalb des Doppelbodens oder auf einem Gerüst, also eine Tätigkeit, bei der eine Flucht innerhalb der vorgesehenen Zeit nicht gewährleistet werden kann, wird die Löschanlage in den betroffenen Schutzbereichen blockiert.

Viele fragen sich jetzt, was passiert, wenn während der Arbeiten im geschützten Bereich wirklich ein Feuer ausbricht. Die Frage ist sehr wohl berechtigt und dafür gibt es einen Kompromiss, den viele Betreiber nicht kennen. Die automatische Aktivierung durch die Brandmeldeanlage, also der sogenannte Löschbefehl, wird elektronisch verhindert. Zusätzlich wird die Anlage mittels eines Kugelhahns (mechanische Blockierung) gesperrt, sodass der Steuerdruck unterbunden wird. Somit haben wir eine gesicherte Abschaltung der Löschanlage, sowohl elektrisch als auch mechanisch. Gleichzeitig besteht ein hundertprozentiges Risiko für den Betreiber.

Hier kommt der Kompromiss ins Spiel, in dem die Anlagen in den manuellen Betrieb versetzt werden. Das bedeutet, dass die automatische Branderkennung (Löschbefehl) verhindert wird, aber eine Auslösung der Anlage über die Handauslösung weiterhin zur Verfügung steht. Damit wird das Personal im Schutzbereich praktisch zu lebenden „Brandmeldern“, die sich im Falle eines Brandausbruchs selbstverständlich selbst in Sicherheit bringen, aber auch die an jedem Ausgang platzierte Handauslösung betätigen können. Dadurch sinkt das Risiko für den Betreiber erheblich, während die Personengefährdung durch den Mangel an Sauerstoff nahezu ausgeschlossen wird.

Dennoch werden Gaslöschanlagen nach strengen Normen und Richtlinien geplant und errichtet. Dazu gehören auch eine der jeweiligen Gefährdungsklasse entsprechende Alarmierung sowie die erforderlichen Verzögerungsarten. Alle Personen, die in diesen Bereichen tätig sind, müssen gemäß DGUV Information 205 026 unterwiesen werden.

Brandbekämpfung ausgerechnet per Brennstoffzelle

Wer heute noch löscht, steht auf dem Schlauch

Unabhängig vom eigentlichen Brandschaden macht es einen großen Unterschied, ob ein Feuer in einem Serverraum mit Wasser oder Gas gelöscht wird. Gaslöschanlagen werden in der Regel bereits in der Brandentstehungsphase eingesetzt, also zu einem Zeitpunkt, an dem häufig noch keine sichtbaren Flammen vorhanden sind.

Bei Gaslöschanlagen ist das Ziel, den Brand möglichst frühzeitig zu bekämpfen und zu löschen. Sprinkleranlagen oder Wasserlöschanlagen werden hingegen meist erst aktiv, wenn tatsächlich ein Feuer entstanden ist. Dies hängt wiederum mit den unterschiedlichen Folgeschäden zusammen, die durch die jeweiligen Löschmittel verursacht werden können.

Umwelt

Seit vielen Jahren werden neue Produkte und Arbeitsverfahren entwickelt, um die Herstellung von Material, deren Transport und den Bau selbst von Rechenzentren weniger umweltbelastend zu machen. Manche Betreiber wählen bewusst deren Standorte, um zum Beispiel mit dem kalten Rheinwasser die Server abzukühlen oder die Energie in das Fernwärmenetz einzuspeisen.

Wie nachhaltig ist ein Rechenzentrum, in dem eine Sprinkleranlage oder eine Wasserlöschanlage eingebaut ist? Ist dabei der mögliche Umweltschaden in den Bilanzen bereits einkalkuliert? Abgesehen von der durchaus, je nach Standort, lästigen Löschwasserentsorgung bleibt nach einem Löschvorgang mit Wasser oftmals ein großer Haufen Elektroschrott zurück.

Ich kenne einige Fehlauslösungen bei Gaslöschanlagen. Aufgrund der umweltfreundlichen Löschmittel, wie beispielsweise Stickstoff, der bereits zu knapp 78 Prozent in unserer Atmosphäre enthalten ist, bleiben die Folgen in erster Linie eine monetäre Angelegenheit, nämlich der Austausch der Gasflaschen. Der Betrieb kann anschließend genauso weiterlaufen wie vor der Auslösung.

In der Praxis werden Wassernebelanlagen durch Fehlauslösungen nur sehr selten aktiviert, da sie bewusst so konzipiert sind, dass sie nicht zu schnell auslösen. Genau das würde mir persönlich Sorgen bereiten.

Energie für die KI, Teil 1

Der Trend zur Selbstversorgung mit Biogas und Brennstoffzellen

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