Защита Edge-дата-центров: газовое пожаротушение для распределенной инфраструктуры

Компактные размеры, удалённое расположение и отсутствие постоянного персонала делают газовое пожаротушение единственным практически применимым решением, однако проектирование систем для распределённой инфраструктуры сопряжено с уникальными инженерными компромиссами: от выбора огнетушащего вещества до организации удалённого мониторинга.

Чем Edge-дата-центр отличается от классического ЦОД с точки зрения пожарной безопасности?

Периферийный дата-центр --- это компактный вычислительный узел мощностью 10--100 кВт, размещённый максимально близко к источникам данных: базовым станциям 5G, торговым объектам, промышленным площадкам. В отличие от классических ЦОД (центров обработки данных) с централизованной инженерной инфраструктурой, Edge-объекты функционируют автономно и, как правило, без постоянного присутствия персонала.

Ключевая особенность распределённой инфраструктуры --- множественность объектов защиты. Вместо одного крупного машинного зала проектировщик работает с десятками компактных помещений площадью 15--50 м², разнесённых географически. Каждый узел требует собственной системы пожаротушения, что кардинально меняет экономику проекта: стоимость единицы защищаемой площади возрастает, а возможности для унификации решений --- снижаются.

Удалённое расположение создаёт дополнительные ограничения. Время прибытия пожарных расчётов может измеряться часами, что делает автоматическое пожаротушение критически важным элементом защиты. Контейнерные серверные представляют собой характерный пример Edge-инфраструктуры с особыми требованиями к пожарной безопасности. Модульные и контейнерные Edge-решения российского рынка уже на этапе производства комплектуются системами газового пожаротушения и раннего обнаружения. Монтаж систем на таких объектах упрощается благодаря заводской интеграции оборудования.

Почему альтернативы газовому пожаротушению неприменимы в дата-центрах?

Выбор в пользу ГОТВ (газовых огнетушащих веществ) продиктован не маркетинговыми соображениями, а физико-химическими ограничениями альтернативных методов. Водяные системы создают риск короткого замыкания и коррозии электронных компонентов --- повреждение оборудования происходит даже при успешной локализации возгорания. Порошковые составы проникают в вентиляционные тракты серверов, оседают на платах и, абсорбируя влагу, образуют агрессивные щелочные соединения. Практика показывает, что серверное оборудование, подвергшееся воздействию порошка, подлежит списанию независимо от того, было ли оно затронуто огнём.

Аэрозольные генераторы, при всей компактности, образуют токопроводящий осадок из оксидов щелочных металлов. Для серверных помещений, где оборудование находится под напряжением круглосуточно, такой метод тушения эквивалентен гарантированному выводу техники из строя.

Газовые огнетушащие вещества лишены этих недостатков: они не проводят электрический ток, не оставляют осадка и не вступают в химические реакции с материалами электронных компонентов при нормальных условиях эксплуатации.

Совет от Олега Скотникова, эксперта по газовому пожаротушению: При проектировании Edge-объектов закладывайте модульные системы газового пожаротушения с автономным запуском. Централизованные станции экономически оправданы для классических ЦОД, но в распределённой инфраструктуре каждый узел должен обеспечивать защиту независимо. Отказ центрального узла управления не должен блокировать пожаротушение на периферии.

Какие ГОТВ применяются в российской практике?

Современная нормативная база --- СП 485.1311500.2020 с изменениями --- допускает к применению широкий перечень газовых огнетушащих веществ. Для дата-центров практический интерес представляют три категории: хладоны (галогенированные углеводороды), фторкетоны и инертные газы.

Хладон-227ea (гептафторпропан) остаётся наиболее распространённым решением в отрасли. Огнетушащая концентрация составляет 7,2% объёма. Коэффициент безопасности между огнетушащей и физиологически значимой концентрацией приводится в справочных целях, однако независимо от его значения требуется обязательная эвакуация персонала перед срабатыванием системы. Время выпуска --- 10 секунд, озоноразрушающий потенциал (ODP, Ozone Depletion Potential) равен нулю. Основной недостаток --- высокий потенциал глобального потепления (GWP, Global Warming Potential) около 3350, что в перспективе Кигалийской поправки делает этот агент предметом регуляторного давления.

Хладон-125 (пентафторэтан) --- экономически привлекательный вариант. Его огнетушащая концентрация составляет 9,8%. Применение ограничено помещениями, где обеспечена гарантированная эвакуация персонала до момента выпуска газа.

Фторкетон ФК-5-1-12 обладает наилучшим экологическим профилем: GWP ≤ 1, время существования в атмосфере --- 5 суток. Огнетушащая концентрация --- 4,2%. Агрегатное состояние при нормальных условиях --- жидкость с температурой кипения +49°C; при отрицательных температурах испаряемость снижается, что требует учёта в климатических расчётах. Независимо от типа ГОТВ, во всех случаях требуется эвакуация людей из защищаемого помещения до момента выпуска газа.

Сравнительные характеристики хладонов и фторкетонов

Инертные газы --- азот (IG-100), аргонит (IG-55), инерген (IG-541) --- представляют собой смеси атмосферных газов с нулевыми ODP и GWP. Огнетушащий эффект достигается снижением концентрации кислорода до уровня, не поддерживающего горение. Требуемая концентрация составляет 36--43% объёма, что в 5--10 раз превышает показатели хладонов и обуславливает значительно большие объёмы хранения. Давление в баллонах --- 200--300 бар, время выпуска --- 60 секунд. Для Edge-объектов с ограниченным пространством инертные газы создают логистические затруднения: батарея баллонов может занимать площадь, сопоставимую с защищаемым помещением. Эвакуация персонала перед срабатыванием системы обязательна из-за критического снижения концентрации кислорода.

Сравнение инертных газов

Как изменились технологии за последние 10--15 лет?

Современный ландшафт газового пожаротушения сформирован двумя регуляторными вехами: Монреальским протоколом 1987 года и Кигалийской поправкой 2020 года. До середины 1990-х годов золотым стандартом был хладон-13B1 (трифторбромметан) --- агент с огнетушащей концентрацией 5--7% и высочайшей эффективностью. Запрет производства в 1994 году в связи с озоноразрушающим потенциалом (ODP = 12) инициировал переходный период, растянувшийся на десятилетие.

Ранние заменители --- хладоны 125 и 227ea --- решили проблему озонового слоя, но унаследовали высокий GWP. Параллельно развивались технологии инертных газов, изначально воспринимавшиеся как нишевое решение из-за громоздкости оборудования. К началу 2010-х годов инерген и аргонит заняли устойчивые позиции в сегменте крупных объектов.

Появление фторкетона ФК-5-1-12 в середине 2000-х годов ознаменовало качественный скачок: впервые удалось совместить низкую огнетушащую концентрацию с околонулевым воздействием на климат. Первые промышленные внедрения в России --- объекты Росэнергоатома в 2012--2014 годах. Принятие Россией Кигалийской поправки в марте 2020 года задало вектор поэтапного сокращения высоко-GWP хладонов до 15% от уровня 2011--2013 годов к 2039 году.

Совет от Олега Скотникова, эксперта по газовому пожаротушению: Выбирая ГОТВ для нового объекта, учитывайте не только текущие нормативы, но и регуляторный горизонт. Системы на хладоне-227ea, введённые сегодня, могут столкнуться с ограничениями на заправку через 10--15 лет. Для объектов с длительным жизненным циклом рассмотрите ФК-5-1-12 или инертные газы --- их регуляторный статус наиболее устойчив.

Какие нормативные документы определяют требования к газовому пожаротушению в 2025 году?

Базовый документ --- Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.07.2008 --- устанавливает общие требования к автоматическим системам пожаротушения. Технические требования к проектированию содержатся в СП 485.1311500.2020, который в 2021 году заменил СП 5.13130.2009 в части установок пожаротушения.

Смежные документы включают СП 484.1311500.2020 (системы пожарной сигнализации), СП 486.1311500.2020 (перечень объектов, подлежащих защите) и ГОСТ Р 53281-2009 (модули и батареи газового пожаротушения). Для систем оповещения и эвакуации применяется СП 3.13130.2009.

Системы, спроектированные по СП 5.13130.2009 до 1 марта 2021 года, не подлежат обязательной модернизации по новым стандартам. Однако при реконструкции или расширении Edge-инфраструктуры требуется соответствие актуальным редакциям нормативных документов. Конкретные требования и их актуальность необходимо уточнять в действующих версиях документов на момент проектирования.

Особенности проектирования для Edge-инфраструктуры

Компактность Edge-объектов упрощает расчёт концентрации ГОТВ --- малые объёмы требуют меньшего количества огнетушащего вещества. Однако обратная сторона --- повышенные требования к герметичности: параметр негерметичности помещения определяется согласно СП 485.1311500.2020. В модульных и контейнерных конструкциях эти параметры обеспечиваются на этапе производства; при размещении оборудования в существующих помещениях требуется дополнительная герметизация.

Удалённое расположение диктует необходимость интеграции с системами мониторинга. Современные модульные системы оснащаются датчиками давления и массы, передающими телеметрию по IP-протоколам. Аспирационные дымовые извещатели рекомендованы для помещений с интенсивным воздухообменом --- стандартные точечные извещатели могут не обеспечить раннее обнаружение в условиях постоянной циркуляции воздуха.

Требование резерва ГОТВ, установленное СП 485.1311500.2020, в распределённой инфраструктуре может реализовываться различными способами: локальный резерв на каждом объекте, централизованный склад с гарантированными сроками доставки или комбинированная схема. Выбор определяется проектом с учётом логистической доступности объектов. Перезарядка модулей и переосвидетельствование баллонов в распределённой инфраструктуре требуют продуманной логистики.

Совет от Олега Скотникова, эксперта по газовому пожаротушению: Для Edge-объектов без постоянного персонала рассмотрите хладон-125 --- он дешевле 227ea и ФК-5-1-12 при сопоставимой эффективности. Ограничение по присутствию людей в данном случае не является препятствием, поскольку гарантированная эвакуация обеспечивается отсутствием персонала, а экономия на ГОТВ при масштабировании до десятков объектов становится существенной.

Технические характеристики основных ГОТВ

FAQ: ответы на практические вопросы

Требуется ли газовое пожаротушение для Edge-объекта площадью менее 24 м²?

Согласно СП 486.1311500.2020, серверные помещения площадью от 24 м² подлежат оборудованию автоматическими установками пожаротушения. Для меньших площадей решение принимается на основании технико-экономического обоснования и оценки рисков.

Можно ли использовать одну батарею модулей для защиты нескольких смежных помещений?

Технически допустимо при условии соблюдения расчётных концентраций в каждом защищаемом объёме. Распределительная сеть и побудительные устройства должны обеспечивать направление ГОТВ в конкретное помещение. Конфигурация определяется проектом.

Как обеспечивается безопасность персонала при техническом обслуживании Edge-объекта?

Перед входом в защищаемое помещение система переводится в режим блокировки автоматического пуска. Процедура регламентируется инструкцией по эксплуатации и требует документального оформления. Любые работы в помещении должны проводиться только при заблокированной системе автоматического запуска.

Какой интервал технического обслуживания систем газового пожаротушения?

Периодичность определяется регламентом производителя и условиями эксплуатации. Типичный интервал для модульных систем --- ежеквартальная проверка с ежегодным комплексным обслуживанием. Для удалённых объектов критически важен удалённый мониторинг состояния системы.

Влияет ли срабатывание газового пожаротушения на работоспособность серверного оборудования?

Сертифицированные ГОТВ не оказывают повреждающего воздействия на электронные компоненты. Оборудование может оставаться под напряжением во время и после выпуска газа. Однако продукты термического разложения хладонов при контакте с открытым пламенем включают фтороводород --- коррозионно-активное соединение. Минимизация времени свободного горения до срабатывания системы снижает этот риск.

Как выбрать между хладоном-227ea и ФК-5-1-12?

При прочих равных условиях ФК-5-1-12 предпочтителен для объектов с длительным жизненным циклом. Хладон-227ea остаётся рациональным выбором при ограниченном бюджете и эксплуатации в условиях положительных температур. Окончательное решение принимается согласно расчёту с учётом климатических условий, режима эксплуатации и регуляторных перспектив. Независимо от выбранного ГОТВ, во всех случаях требуется обеспечение эвакуации персонала до момента срабатывания системы.

Требуется ли сброс избыточного давления при использовании инертных газов?

Выпуск больших объёмов инертного газа создаёт избыточное давление, способное повредить строительные конструкции и препятствовать открыванию дверей. Устройства сброса давления обязательны; их параметры определяются проектом в зависимости от объёма помещения и характеристик ГОТВ.