центров обработки данных (ЦОД), электронных библиотек, серверных

М.В.Рукин
Член Комитета по безопасности Торгово-промышленной палаты РФ
Генеральный директор Компании «ЭРВИСТ»

Цифровизация общества прежде всего затронула практически все отрасли бизнеса. Хранение информации перешло на новый уровень, который предполагает применение современной и зачастую весьма сложной аппаратуры. За последнее десятилетие резко возросло число хранилищ информации - помещений с компьютерной техникой, включающих серверные стойки, массивы жестких дисков, сетевые коммутаторы, устройства распределения интернет-траффика; дата-центров – которые могут представлять собой как масштабные сооружения с большим количеством помещений, так и отдельны стойки с одним-двумя серверами. Все эти решения предполагают обеспечение непрерывной работы с поддержанием постоянного температурного режима, а самое главное – обеспечение физической сохранности аппаратуры. Эти вопросы уже изначально заложены в конструктивных решениях серверов и подобной техники, однако иногда в силу различных причин, могут произойти экстремальные ситуации с пожарами, которые могут привести к невосполнимым потерям информации, а значит, к краху бизнеса.

Здесь на первый план выходит решение задачи сверхраннего обнаружения возгораний на объектах обработки данных. На рынке существует большое количество предложений и литературы по данному вопросу. Практически в каждой разработке отмечается, что согласно данным статистки, пожары на объектах обработки и хранения информации крайне редки (хотя и приносят большой вред). К сожалению, многие бизнесмены, глубоко не вникая в вопрос, принимают решения по «оптимизации» расходов на пожарную безопасность, устанавливая более дешевое оборудование. Здесь необходимо помнить о том, что, приняв решение об экономии средств, можно впоследствии столкнуться с огромными потерями, которые вызывают пожары в центрах хранения и обработки данных – как в финансовом, так и в информационном плане. Мы надеемся, что настоящая разработка поможет принять верное решение в вопросах физической безопасности данных.

Основные понятия. Терминология.

В настоящей работе мы не ставим перед собой цель подробно описать рассматриваемую отрасль. Однако, для более полного понимания рассматриваемых вопросов, приведем краткую характеристику объектов зашиты.

Для целей настоящей статьи под Центром обработки данных (ЦОД) мы понимаем:

• помещение с компьютерной техникой: серверные стойки, массивы жестких дисков, сетевые коммутаторы, устройства распределения интернет-траффика;
• дата-центры;
• аппаратные;
• помещения с телекоммуникационным оборудованием.

Согласно аналитическим исследованиям, глобально рост числа и размера центров обработки данных обусловлен следующими факторами:

• Все больше предприятий предпочитают передавать необходимые им ИТ услуги сторонним поставщикам — это позволяет в большей степени использовать современные технологии и уменьшить инвестиции в инфраструктуру.
• Современные дата-центры специализируются на обработке значительных объемов трафика с минимальным временем простоя – это необходимо для поддержки облачных сервисов, включая обработку и хранение.
• Развитие Интернета вещей (IoT), как ожидается, приведет к почти 20 млрд. подключенных устройств к 2020 году – возрастет спрос на ИТ-инфраструктуры, которые могут поддержать сбор данных и обмен информацией

Масштабы существующих ЦОД самые разнообразные – от гипермасштабируемых (в которых работает более 5 тыс. серверов) до модульных (менее 4 серверов на одной стойке).

Пока еще в глобальном масштабе Россия занимает довольно скромное место (рис.1)

Рисунок 1. Данные Uptime Institute по сертифицированным ЦОД в мире и позиция России [11]

Основными игроками на рынке услуг ЦОД в России являются ГК «Ростелеком ЦОД», DataLine, Selectel[12].

Рисунок 2. ИКС Консалтинг: Основные игроки на рынке ЦОД России [12]

Согласно рейтингу крупнейших поставщиков услуг ЦОДов, составленному CNews Analytics, в 2018 году по сравнению с 2017-м количество запущенных в эксплуатацию коммерческих стойко-мест у 20 крупнейших ЦОД-провайдеров выросло на 19% до 26,7 тыс. Эксперты отмечают, что рост является рекордным за последние годы — в 2017-2018 гг. свои площадки расширили сразу несколько крупных операторов («Ростелеком», DataLine, IXcellerate). Основными потребителями услуг коммерческих дата-центров в РФ являются госкомпании и ведомства, иностранные компании. [13]

ЦОД как объект пожарной защиты

Общая характеристика

Компания Utilex приводит схему классификации ЦОД [14], которая на наш взгляд полезна для рассматриваемого нами вопроса (Рис.3)

Общий вид типичной компоновки оборудования ЦОД представлен в работе Ю. Шельпук [15]

Рисунок 4. Общий вид типичной компоновки оборудования ЦОД [15]

ООО «ТелекомКонсалтинг» приводит следующую информацию по классификации ЦОД [16]:

Современные требования к надежности центров обработки данных регламентируются международным стандартом TIA-942 на инфраструктуру дата центров. Дата центры, можно условно разделить на несколько видов:

• крупные Дата центры - имеют свое здание, сконструированное и построенное для обеспечения максимально удобных условий размещения. (4,3 уровень надежности по стандарту TIA-942);
• средние Дата центры - арендуют на длительный срок помещение или здание, не приспособленное изначально для размещения оборудования и реконструируют его под свои нужды. (2,3 уровень надежности по стандарту TIA-942);
• малые Дата центры - размещаются в неприспособленных помещениях. (1 уровень надежности по стандарту TIA-942).

В общем случае, функциональные требования к помещениям центра обработки данных имеют четыре аспекта:

1. Обеспечить безопасное и надежное место для размещения критически важного оборудования
2. Обеспечить достаточную мощность питания для поддержания критической нагрузки.
3. Обеспечить надлежащий экологический контроль, включая охлаждение и пожарную безопасность, для эксплуатации в пределах рабочих параметров критических нагрузок
4. Обеспечить коммуникационные связи как внутри, так и вне пространства

Пожарная опасность ЦОД

Мы не будем рассматривать подробно общие требования пожарной безопасности к ЦОД – отошлем читателей к разработке компании ProfitDom [17], в которой, в частности рассмотрены:

• Пожаротушение в серверной: нормы
• Категория серверной по взрывопожарной и пожарной опасности
• Требования к помещению серверной
• Пожарная сигнализация в серверной
• Нужно ли в серверной устанавливать систему пожаротушения
• Нужна ли противопожарная дверь в серверной
• Правила пожарной безопасности для серверных

Материальные угрозы для ИТ-оборудования ЦОД включают: неисправности систем питания и охлаждения, ошибочные или преднамеренные действия персонала, пожар, протечки и загрязнение воздуха. Большая часть таких угроз контролируется и управляется с помощью оборудования, установленного в зданиях ЦОД в соответствии со строительные нормами и правилами. Они уже заложены в строение и не требуют специальных расходов и знаний, специфических для ЦОД. В настоящей работе мы рассмотрим характерные риски, обусловленные ИТ-оборудованием и его эксплуатацией, а также предложим решения для предотвращения критических пожарных ситуаций.

Рисунок 5. Угрозы безопасности в ЦОД [18]

Риск возникновения пожаров в цифровом оборудовании ЦОД очень низок, поскольку в оборудование само по себе не накапливает энергии, в нем мало горючих материалов. Некоторые внутренние компоненты нагреваются из-за их высокой плотности размещения и высокой тактовой частоты, причем большинство из них установлены на радиаторах или других устройствах, а некоторые включают отдельные вентиляторы для улучшения охлаждения.

Во многих случаях эти компоненты включают в себя встроенные устройства для измерения температуры, такие как термисторы, которые могут отключить оборудование до того, как чрезмерная температура вызовет неисправность компонента. Такой подход к работе приводит к отключению оборудования до возможного момента воспламенения (если присутствовал горючий материал), он практически исключает риск возникновения пожара. Многие производители оборудования в настоящее время применяют процедуры проектирования бездымных устройств, которые сводят к минимуму возможность возникновения дыма при любых неисправностях.

Исключение составляют блоки питания (в том числе ИБП), которые имеют гораздо более высокий потенциал отказа, вызванного перегревом. Для достижения оптимальной эффективности большинство источников питания работают от источников переменного тока и предназначены для работы в районе максимальной номинальной выходной мощности. Источники питания (в том числе ИБП) могут быть оснащены внутренними датчиками температуры, способными отключать перегреваемое оборудование, но накопленная энергия может привести к пожару при некоторых условиях. Секции питания серверов или аналогичного оборудования разделены внутренними кожухами или другими барьерами, чтобы предотвратить распространение пожара внутри устройства.

Внутренние датчики температуры, предназначенные для отключения перегреваемого оборудования, иногда конфигурируются для предоставления предупреждающего сообщения операторам, чтобы можно было предпринять соответствующие шаги до упорядоченного отключения. Эти устройства предназначены для защиты оборудования и предотвращения пожаров, но они как правило не подключены к системе пожарной сигнализации.

В работе [19] рассмотрены типичные сценарии возникновения пожара в ЦОД:

• Сценарий №1: тление (проводов или микросхем). Выделяемый дым присутствует в воздухе в минимальной концентрации. Пожар на этом этапе сможет обнаружить аспирационная система раннего обнаружения возгорания. Так как ущерб электронике часто наносит не пламя, а выделяющийся при тлении и горении газ, который окисляет электронные контакты.
  Решение: Современные ЦОДы используют газоанализаторы, встроенные в систему раннего обнаружения пожара.
• Сценарий №2: сильное задымление стоечного пространства. Задымлённость обнаруживают неадресные датчики дыма, установленные внутри стоек. Отправляемые ими сигналы обрабатывает программа мониторинга серверного оборудования, установленного в дата-центре.
  Решение: Датчики используют в качестве источника дополнительной информации для контроля всех систем данного объекта. Иногда — для активации системы пожаротушения отдельной стойки.
• Сценарий №3: сильное задымление помещения ЦОД. Выявляется благодаря адресным или неадресным датчикам общей системы пожарной сигнализации, установленных внутри помещения дата-центра. Пожарные панели, выступающие в качестве центрального приемно-контрольного оборудования, при обнаружении возгорания автоматически запускают системы активного пожаротушения.
  Решение: Процесс тушения охватывает уже всё пространство ЦОДа. В зависимости от особенностей помещений используются разные пожаротушащие вещества.

С точки зрения пожарной безопасности, необходимо обратить внимание на следующие особенности использования электропитания:

• Цифровая электроника работает на низких напряжениях (1-5 В постоянного тока)
• Высокая плотность схем и частота синхронизации приводят к значительному нагреву и рассеиванию тепла, которое может и не устранятся при недостаточном уровне охлаждения
• Высокое напряжение присутствует только в ИБП/блокe питания в нижней части стойки
• Основным источником огня является изоляция проводов - горит медленно, но производит едкий дым

Следует обратить внимание на дискуссию экспертов по пожарной безопасности проведенную журналом «ТБ-ФОРУМ» [30]:

«Специфика обеспечения пожарной безопасности в ЦОДах (дата-центрах) заключается в следующем:

• работающее оборудование находится под опасным напряжением;
• оборудование содержит данные, накопленные в вычислительных системах и системах хранения, которые могут быть потеряны при пожаре;
• само по себе это оборудование достаточно дорогостоящее.

… аспирационные системы сверхраннего обнаружения. Хотя они относятся к пожарному оборудованию, но по факту способны выявить запах изоляции, когда кабель только начинает перегреваться. Получив предупреждение своевременно, можно с помощью тепловизора найти и ликвидировать проблему, не доводя до отключения систем и пожара.

В основном применяются технологии обнаружения задымления с помощью адресных оптико-электронных извещателей и аспирационных систем, которые способны точно определить местоположение с высокой достоверностью и малой инерционностью.»

Причины и источники возникновения пожаров

Как это обычно распространено среди российских предпринимателей, многие из них уделяют минимальное внимание пожарной безопасности. Поэтому одной из главных причин возникновения пожаров в ЦОД можно назвать отсутствие системы обнаружения пожара.

Раннее обнаружение является единственным способом гарантировать, что небольшие источники пожара могут быть потушены с использованием ограниченного количества огнетушащих веществ на начальной стадии развития пожара.

Одной из наблюдаемых тенденций развития ИТ-индустрии является уменьшение размеров помещений, занимаемых аппаратурой, при одновременной увеличении ее компактности и мощности. В результате, увеличивается плотность размещения как самого оборудования, так и его кабельных систем. Это ведет к повышению количества источников возникновения пожара вследствие нагрева аппаратуры.

Результатом высокой плотности размещения техники в ЦОД является необходимость создания более обширной инфраструктуры системы охлаждения, элементы которой могут мешать другим аппаратам. Повышение мощности устройств приводит к необходимости увеличения протяженности кабелей питания – это приводит к забиванию подпольного пространства – риск возникновения возгорания. Все перечисленные факторы в сумме приводят к значительному увеличению вероятности отказов и возгораний. Таком образом, при проектировании систем пожарной безопасности ЦОД необходимо учесть их интегрирование с общими системами электропитания и проводки, водоснабжения и пожаротушения.

Таблица 1 Основные причины возникновения пожаров в ЦОД

Следует обратить внимание на риск, связанный с выделением водорода из аккумуляторных батарей. В процессе зарядки через клапан может выделяться водород, который при определенных условиях способен привести к взрыву.

Журнал «ЦОДы РФ» обращает внимание [20] на следующий момент:

«…есть риск, связанный с выделением водорода из аккумуляторных батарей. Ведь на самом деле герметичных АКБ на основе свинца не существует — в лучшем случае они герметизированные. В процессе зарядки через клапан может выделяться водород, который при определенных условиях способен привести к взрыву, а от него даже пожаротушение не защитит. Если же будут использоваться литий-ионные батареи, то ситуация становится еще более непредсказуемой. Производители таких АКБ всегда вынуждены искать оптимум между безопасностью, энергоэффективностью и стоимостью, и не всегда находят. Некоторые батареи самопроизвольно взрываются, а другие горят…»

ЗАО «ДатаДом» приводит следующую иллюстрацию об ущербе от пожаров, ссылаясь на данные Ассоциации защиты информации США [22].

Рисунок 6. Статистика потерь от пожаров в ЦОД (ЗАО «ДатаДом» [22])

Технические решения систем противопожарной защиты

К системам противопожарной защиты ЦОД, в целом, предъявляются общие требования, аналогичные для опасных производств. Прежде всего они должны иметь стационарную систему противопожарной защиты, которая активируется в минимально короткие сроки – в течение нескольких секунд – и удовлетворяет следующим требованиям:

• Быстро определять потенциальные пожары и внедрять контрмеры
• Обеспечить надежную защиту и иметь минимально допустимые расходы на обслуживание

Рекомендуем воспользоваться разработкой Дмитрия Мацкевич «Руководство Система физической безопасности в ЦОД» [22]:

• Руководство содержит уникальные сведения, которые собраны и переработаны из следующих стандартов: европейских стандартов EN 50600-2-5 и EN 50600-3-1; американских стандартов — TIA/EIA-942-B, ANSI/BICSI 002.
• Приводятся требования и рекомендации стандартов к серверным и другим помещениям, территориям.
• Приведена классификация зон (помещений и территорий) ЦОД по физической безопасности, классификация зон защиты по внешним и внутренним событиям (воздействиям).
• Приводится таблица по уровням надежности ЦОД согласно требованиям и рекомендациям стандарта TIA/EIA-942-B к системе безопасности, помещениям и площадкам.

Uptime Institute разработал рекомендации, согласно которым выделяются четыре уровня отказоустойчивости ЦОД - от Tier 1 до Tier 4 и три уровня рейтинга (Gold - Золотой, Silver - Серебряный и Bronze - Бронзовый).

Подробно особенности систем противопожарной защиты ЦОД уровня надежности Tier III рассмотрены в работе Людмилы Селецкой [23]:

«Основная система выполнена с применением оборудования ADT - мирового лидера в производстве систем адресно-аналоговой сигнализации. Это позволило иметь распределенную структуру, в которой части (СПС, СГПТ, СОиУЭ) в случае аварии могут работать самостоятельно, что является требованием российских нормам, но в целом представляют собой единый комплекс однотипного оборудования с одним информационным центром, а не наборы оборудования от различных производителей, сращенные с помощью реле и «сухих» контактов, как зачастую бывает на российских объектах.

Аспирационная система раннего обнаружения дыма VESDA - наличие такой подсистемы в составе пожарной сигнализации датахоллов дает возможность обнаружения не только дыма, но даже и первых признаков перегрева - еще до того, как начнется тление.

Кроме этого, эта же аспирационная система выполняет функции предупреждения о необходимости проведения профилактических работ по оборудованию, находящемуся в датахоллах. Датчики Vesda в этом ЦОДе настроены на сверхчувствительный режим, в котором при появлении точек с температурой выше 60-70° C выдается соответствующий сигнал на пульт управления. Дежурный оператор в плановом режиме делает заявку обслуживающей организации, которая также без спешки выезжает и проводит профилактические работы для обнаружения мест и устранения причин перегрева. Такая система позволяет планировать заказы оборудования и кабельной продукции, необходимых для замены. При этом в целом все системы продолжают работать в штатном режиме.

В случае с ЦОДом уровня Tier 3 архитектура аспирационной системы также оказалась не совсем обычной: для повышения надежности каждое помещение датахолла контролируется не одним, а двумя датчиками Vesda -опять же в соотвтетствии с ТЗ, составленным с учетом стандарта Tier 3.

В целом, система пожарной сигнализации объекта насчитывает 4500 адресов, система интегрирована в BMS (Building Management System), в случае реализации определенных сценариев, связанных со срабатыванием пожарной сигнализации, система выдает сигналы на модули управления различными инженерными системами.»

Рассмотрим отдельные элементы систем.

Линейные тепловые извещатели. Отлично подходят для защиты ключевых зон риска. Сенсор прочный, позволяет быстро обнаружить тепло и идеально подходит для многих применений пожарной сигнализации в защите оборудования. Преимуществами этих систем являются их высокая степень гибкости, а также то, что они предотвращают ложные тревоги и не подвержены помехам, вызванным электрическими полями. Однако, для больших залов ЦОД, линейные датчики тепла устанавливаются на потолке, они будут реагировать на изменение температуры только после того, как на высоте потолка накапливается достаточное количество тепла. Следует отметить, что для срабатывания необходимо, чтобы пламя было существенным и большим.

Обычные детекторы дыма и тепловые извещатели точечного типа вполне подходят для ЦОД.

Детекторы обнаружения пламени являются одним из самых надежных решений для обнаружения пожара в ЦОД. Они быстро реагируют на пылающий огонь (хотя вообще не обнаружат дыма) в пределах 25-метрового поля зрения. Необходимо выбрать детектор, подходящий для конкретного предприятия.

Видео обнаружение дыма (VSD) использует программное обеспечение для видеоаналитики в сети камер для обнаружения следов дыма, который является предшественником пожара во многих применениях.

Технология аспирационного обнаружения дыма. Аспирационная система активно отбирает пробы воздуха из зоны мониторинга и анализирует наличие в нем частиц дыма. Такие системы имеют высокий уровень защиты от ложных срабатываний, небольшое время простоя и низкую стоимость обслуживания.

Типичная система состоит из корпуса детектора и одной или двух сетей пробоотборных труб. Трубы имеют несколько отверстий для отбора проб, размеры которых сконструированы таким образом, чтобы в каждом забиралось одинаковое количество воздуха. Трубы для отбора проб могут быть I-, U-, T-, H- или E-образны. Система постоянно контролирует состояние на обрыв трубы и на предмет загрязнения отверстий забора. Высокопроизводительный вентилятор засасывает воздух или объект контролируется через линию отбора проб в блок процессора оценки, для контроля датчиками дыма.

Важной особенностью данного решения является тот факт, что датчики дыма не поставляются в серийном исполнении системы: их подбор осуществляется для каждого конкретного проекта.

Блоки аспирационной системы обеспечивают сверхраннее предупреждение для обнаружения продуктов сгорания в начальной стадии роста огня. Система имеет существенные преимущества по сравнению с традиционной точечной системой обнаружения дыма:

1. Электроника может различать пыль, частицы грязи и частицы дыма, что повышает надежность и уменьшает вероятность ложных срабатываний
2. Блоки системы достаточно чувствительны, чтобы обнаружить частицы дыма в начальной стадий огня - они могут обнаруживать пожары до того, как пламя становится видимым, из-за активного обнаружения и программируемой чувствительности уровня тревоги.

Некоторые практические рекомендации

Компания «ЭРВИСТ» предлагает оборудование для создания и модернизации систем раннего и сверхраннего обнаружения пожаров на объектах ЦОД.

Совместно с компаниями-партнерами, ведущими российскими производителями, успешно разработаны и активно внедряются аналоги приборов иностранного производства в области противопожарной защиты, сигнализации и автоматики пожаротушения, систем видеонаблюдения и газоанализа для равнозначной замены оборудования иностранного производства.

В настоящее время при поддержке Торгово-Промышленной Палаты РФ компания «ЭРВИСТ» поставила и обеспечивает успешную эксплуатацию российских приборов на объекты ОАО «Газпром», ОАО «НК «Роснефть», ОАО «РЖД», ОАО «Транснефть», в другие крупные российские предприятия и на объекты ВПК.

Рекомендации общего плана

В списке литературы [1-10] приведен перечень основополагающих российских документов для организации пожарной защиты ЦОД.

Рассмотрим некоторые вопросы, которые необходимо учитывать, для корректного выбора системы раннего и сверхраннего обнаружения пожара для рассматриваемых объектов.

Прежде всего, перед тем, как осуществить выбор технологии и конкретных устройств, следует провести анализ рисков, среди них:

• Вероятные причины возникновения критичных событий
• Используемые на объекте отходы, сырьевые материалы, побочные и окончательные продукты

Полученные результаты анализа и вариантов минимизации последствий служат основой для разработки требований к всеобъемлющей системе раннего и сверхраннего обнаружения пожара. При этом следует иметь в виду необходимость регулярного обновления и пересмотра вариантов минимизации последствий. Все элементы оптимальной системы раннего и сверхраннего обнаружения пожара должны быть взаимоувязаны.

В общем, мы рекомендуем использование следующих видов техники:

• Линейные тепловые извещатели для обнаружения перегрева оборудования.
• Системы инфракрасного обнаружения пламени на больших расстояниях для общего пространства больших по площади помещений ЦОД.
• Аспирационные системы обнаружения дыма на всей территории ЦОД.

В опросе, проведенном журналом «ЦОДы.РФ» [29] выяснилось, что большинство дата-центров используют точечные дымовые извещатели либо комбинированные решения. Наиболее эффективные аспирационные системы упомянуты менее чем в 5 % случаев. Очевидно, здесь свою роль вновь играет стоимость этих относительно новых решений.

Рис. 7. Типы пожарных извещателей, используемых в системах пожаротушения российских дата-центров («ЦОДы.РФ» [29])

Компания APC предлагает следующие варианты установки сенсоров в ЦОД [24]

Таблица 2. Варианты установки сенсоров в ЦОД [24]

При разработке систем противопожарной защиты для ЦОД необходимо учитывать особенности для каждого объекта:

• Особенности строения и пути эвакуации
• Возможные варианты зажигания и пожарные нагрузки
• Варианты электропитания
• Система вентиляции
• Количество сотрудников/частота посещений ЦОД

При проектировании следует также обратить внимание и на общие требования:

• Информационные знаки, указывающие на действия в чрезвычайной обстановке, всегда должны быть заметными.
• Система охранной сигнализации всегда должна состоять из многоступенчатой сигнализации (предварительная сигнализация, основная тревога).
• Для обеспечения бесперебойной работы все электрические компоненты должны быть легко доступны.
• Не допускать в ЦОД накопления отходов и мусора.

Предъявляются также и аппаратные требования [25]:

• Нежелательное повреждение приборов из-за дороговизны и риска утраты хранимой информации.
• Аппаратура должна быть чувствительна к механическим, термическим, климатическим влияниям, к излучению.
• Обнаружение возгораний на ранних этапах особо важное; датчик температуры, иные детекторы подбирают комбинированной конструкции, реагирующие на совокупность факторов, что уменьшает риск ложных активаций, поскольку настройку делают на максимум чувствительности;
• при тушении часть оборудования может работать.

Требования в зависимости от конструктивных особенностей ЦОД:

• Характеристики воздушного потока и скорость воздухообмена в помещении.
• Зона покрытия на один детектор или точку забора.
• Необходимое значение чувствительности для каждой точки отбора проб.
• Размер и характеристики помещения - фальшпол, высокие потолки и т. д.
• Порядок оповещения систем аварийного реагирования.
• Порядок активации механических систем управления, таких как системы вытяжки и подавления воздуха.
• Система обнаружения должна быть спроектирована для условий, когда система обработки воздуха работает или не работает.

Компания «Астерос» обращает внимание [26] на следующие требования к системам пожаротушения ЦОД:

• Скорость реагирования автоматической системы пожаротушения. Датчики возгорания должны срабатывать заблаговременно, еще на этапе тления воспламеняющегося объекта.
• Система должна позволять оперативно проводить диагностику всего комплекса, получать на постоянной основе актуальную информацию о боевой готовности всех элементов пожарной безопасности и необходимости проведения профилактических мероприятий.

Установка дымовых пожарных извещателей для обнаружения пожара в помещениях с вычислительной техникой, радиоаппаратурой, АТС, серверных, Data и Call центрах, центрах обработки данных производится в соответствии с п. 5 приложения М СП 5.13130.2009 [27]. В нем определено:

• 13.1. Общие положения при выборе типов пожарных извещателей для защищаемого объекта
• 13.2. Требования к организации зон контроля пожарной сигнализации 13.3. Размещение пожарных извещателей
• 13.4. Точечные дымовые пожарные извещатели 13.5. Линейные дымовые пожарные извещатели
• 13.6. Точечные тепловые пожарные извещатели
• 13.7. Линейные тепловые пожарные извещатели
• 13.8. Извещатели пламени
• 13.9. Извещатели пожарные аспирационные дымовые
• 13.10. Газовые пожарные извещатели 13.11. Автономные пожарные извещатели
• 13.12. Проточные пожарные извещатели
• 13.13. Ручные пожарные извещатели 13.14. Приборы приемно-контрольные пожарные, приборы управления пожарные. Оборудование и его размещение. Помещение дежурного персонала

При проведении расчетов необходимо получить следующие исходные данные [28]:

• Местоположение и полное описание объекта.
• Категорию пожароопасности помещений и классы зон по ПУЭ.
• Присутствие в помещениях людей и пути их эвакуации.
• Планы и разрезы защищаемых помещений с указанием наличия фальшполов и фальшпотолков.
• Расположение инженерных коммуникаций, планы светильников в помещениях, сведения о наличии постоянно открытых проемов в ограждающих конструкциях.
• Сведения о типе дверей и окон с указанием возможности их открытия.
• Местоположение поста охраны с постоянным присутствием дежурного
• персонала с указанием трассы и способа прокладки до него кабеля.
• Для централизованной установки пожаротушения должно быть указано
• помещение, выделенное под станцию пожаротушения и соответствующее
• требованиям СП 5.13130.2009.
• Местоположение распределительного щита с указанием трассы прокладки кабеля до него.
• Сведения о наличии на объекте действующей или проектируемой системы пожарной сигнализации и системы оповещения и управления эвакуацией при пожаре с указанием типа применяемого оборудования и его
• Производителя.
• Сведения по отключению действующего оборудования (вентиляции,
• системы кондиционирования и т. п.) с указанием точек отключения.
• Сведения о необходимости интеграции с системами диспетчеризации
• объекта и т. п.

Пожарный тепловой линейный извещатель 132-1-Р «ЕЛАНЬ»

Представляет собой одно из самых эффективных решений для раннего обнаружения пожара.

Самым главным преимуществом извещателя 132-1-Р «ЕЛАНЬ» является применение неэлектрических средств измерения – невозможность возникновения искр и источников взрыва. В основе работы лежит открытие лауреата Нобелевской премии по физике 1930 г. профессора Рамана – изменение рассеяния света в зависимости от окружающей температуры.

Чувствительным элементом извещателя является оптоволоконный кабель, который прокладывается в контролируемых зонах – его можно проложить в непосредственном контакте с защищаемым оборудованием, в любых труднодоступных местах. Эксплуатация возможна в условиях воздействия солевого тумана, влаги, пыли, агрессивных сред, вибрации. Особенностью и важным преимуществом извещателя является то, что даже при повреждении чувствительного элемента в условиях взрывоопасной атмосферы извещатель абсолютно безопасен и его использование не приведет к взрыву.

Возможности:

• Обеспечивает 8000 метров контроля, что в итоге заменяет 2000 тепловых точечных пожарных извещателей
• Не только идентифицирует факторы пожаров, но и определяет расстояние до них и, что немаловажно, может использоваться в системах с любыми типами приемно-контрольных приборов.
• Длина линейного оптоволоконного кабеля – 8000 м, разделенного на зоны контроля длиной 4 м
• Количество зон контроля:
• Максимальное – 2000
• Минимальное - 25

Потребитель может легко программировать извещатель, устанавливать любой температурный класс (порог) извещателя от A1 до G и от A1R до G1R

Внешняя оболочка чувствительного элемента извещателя (оптического кабеля) защищает его от влияния окружающей среды, агрессивных, внешних механических воздействий.

Представляет собой одно из самых эффективных решений для раннего обнаружения пожара.

Самым главным преимуществом извещателя 132-1-Р «ЕЛАНЬ» является применение неэлектрических средств измерения – невозможность возникновения искр и источников взрыва. В основе работы лежит открытие лауреата Нобелевской премии по физике 1930 г. профессора Рамана – изменение рассеяния света в зависимости от окружающей температуры.

Чувствительным элементом извещателя является оптоволоконный кабель, который прокладывается в контролируемых зонах – его можно проложить в непосредственном контакте с защищаемым оборудованием, в любых труднодоступных местах. Эксплуатация возможна в условиях воздействия солевого тумана, влаги, пыли, агрессивных сред, вибрации. Особенностью и важным преимуществом извещателя является то, что даже при повреждении чувствительного элемента в условиях взрывоопасной атмосферы извещатель абсолютно безопасен и его использование не приведет к взрыву.

Возможности:

• Обеспечивает 8000 метров контроля, что в итоге заменяет 2000 тепловых точечных пожарных извещателей
• Не только идентифицирует факторы пожаров, но и определяет расстояние до них и, что немаловажно, может использоваться в системах с любыми типами приемно-контрольных приборов.
• Длина линейного оптоволоконного кабеля – 8000 м, разделенного на зоны контроля длиной 4 м
• Количество зон контроля:
• Максимальное – 2000
• Минимальное - 25

Потребитель может легко программировать извещатель, устанавливать любой температурный класс (порог) извещателя от A1 до G и от A1R до G1R

Внешняя оболочка чувствительного элемента извещателя (оптического кабеля) защищает его от влияния окружающей среды, агрессивных, внешних механических воздействий.

Посмотрите видео о ИП 132-1-Р Елань

Аспирационные системы WAGNER

Аспирационные системы компании WAGNER работают по простому принципу и имеют модульную структуру. Благодаря этому они могут быть спроектированы в соответствии с индивидуальными потребностями заказчика и оптимально адаптированы к условиям конкретного помещения. Это позволяет заказчику платить только за тот функционал, который ему нужен.

Дымовые аспирационные системы состоят из следующих компонентов: аспирационного пожарного дымового извещателя TITANUS, который может быть установлен вне защищаемого помещения, трубной системы с нормированными воздухозаборными отверстиями в зоне защиты и различных дополнительных аксессуаров для расширения функционала и предотвращения факторов при сложных условиях применения.

Аспирационные извещатели TITANUS несут в себе самый большой на рынке потенциал, допущенный нормами EN 54-20. До 64 воздухозаборных отверстий и система труб длиной до 560 м демонстрируют технологическое превосходство в обнаружении пожара и образуют основу для гибкого проектирования. Это стало возможным, благодаря превосходным свойствам детектирования, которыми обладают сверхъяркие источники света TITANUS HPLS, применяемые в детекторных модулях, а также использованию мощного вентилятора, создающего разрежение до 560 Па. Этим решается задача по реализации требуемой цели защиты с использованием по возможности наименьшего количества аспирационных извещателей.

Предлагаем ознакомиться с видеозаписью вебинара на тему "Аспирационные дымовые извещатели Wagner Titanus" от 31 октября 2017

TITANUS RACK SENS 2U - автономное устройство пожаротушения для серверных стоек и шкафов управления

Концепция противопожарной защиты TITANUS RACK SENS 2U заключается в следующем: высокочувствительная система отбора проб воздуха способна обнаружить очень малое количество дыма, которое образуется на самых ранних стадиях возникновения возгорания, что дает драгоценное время, необходимое для принятия мер ("мягкое" отключение питания, перемещение данных, выборочное отключение или тушение).

Модули автономного газового пожаротушения марки TITANUS RACK SENS 2U применяются для противопожарной защиты серверных, телекоммуникационных шкафов, шкафов управления и слаботочных стоек шириной 482,6 мм (19”) в торговых, логистических и IT компаниях, Центрах Обработки Данных (ЦОД), архивах, библиотеках, банках и т.п.

Видеозапись вебинара 19 февраля 2018. Тема вебинара - Titanus Rack-Sens 2U - автоматическая установка раннего обнаружения и тушения возгораний для серверных стоек и шкафов управления (Компания WAGNER)

ПРЕИМУЩЕСТВА

• Высокотехнологичная система противопожарной защиты высотой 88,9 мм (2U)
• Максимально раннее обнаружение дыма с помощью аспирационной системы классов А,В и С по ГОСТ 53325-2009
• Высокая устойчивость к ложным срабатываниям, благодаря интеллектуальной обработке сигналов
• Сетевые возможности по Ethernet для VisuLAN, SNMP, Web-интерфейс, OPC-сервер
• Интерактивные средства диагностики позволяют проводить обслуживание без остановки работы
• Модульное построение системы с возможностью расширения
• В качестве огнетушащего вещества применяется газ Novec 1230 компании 3M
• Простота установки и ввода в эксплуатацию

Тепловизионный индикатор критических состояний - ТИКС «СНЕГИРЬ»

ТИКС «Снегирь» – это стационарный прибор, который обеспечивает непрерывное автоматическое тепловизионное наблюдение за объектом на протяжении нескольких лет. С интервалом 1,3 секунды автоматически получает и анализирует термограмму. Если будут найдены признаки критического состояния, то прибор передаст сигнал о тревоге. Признаком критического состояния является порог температуры, превышение которого означает тревогу. Порог температуры устанавливается при инсталляции ТИКС «Снегирь». В поле зрения могут находиться объекты, у каждого из которых может быть свой порог критической температуры. Идеальное решение для складирования отходов.

Посмотрите видео о ТИКС «СНЕГИРЬ»

ТИКС «Снегирь» с интервалом 1,3 секунды автоматически получает и анализирует термограмму. Если будут найдены признаки критического состояния, то прибор передаст сигнал о тревоге. Признаком критического состояния является порог температуры, превышение которого означает тревогу. Порог температуры устанавливается при инсталляции ТИКС «Снегирь».

В поле зрения могут находиться объекты, у каждого из которых может быть свой порог критической температуры. Например, в комнате может находиться чайник, для которого поверхностная температура +80°С – это нормальная рабочая температура, в той же комнате может быть розетка, для которой поверхностная температура +60° – это уже явно ненормальная температура.

При настройке ТИКС можно указать до 8-ми зон, очертив их контуры на термограмме сервисной программы, для каждой из которой можно указать свой порог критической температуры. Зоной может быть как площадь внутри контура (контур включения), так и площадь за пределами контура (контур исключения). Для предыдущего примера можно исключить чайник из анализа, поместив его в контур исключения, ТИКС не будет реагировать на чайник при любой его температуре. А для розетки – установить порог критического состояния +40°С, поместив её в контур включения. Поскольку ТИКС ищет критическое состояние, то анализируемая температура критического состояния цели составляет от 20 до 230°С Так как тревожный сигнал формируется автоматически, то ТИКС должен иметь очень малую частоту ложных тревог. Для этого используется алгоритм, который в термограмме выделяет пиксели с температурой не ниже установленного порога критического состояния, в последующих кадрах анализирует их поведение (сохранились, расширились, исчезли) и, на основании этого, ТИКС принимает решение о выдаче тревожного сигнала.

Тепловизионный индикатор ТИКС может быть установлен в различных местах, в том числе труднодоступных. Поэтому, при необходимости поверки, это может вызывать серьёзные проблемы доступа и замены на время поверки. ТИКС не имеет метрологических параметров точности измерения температуры и не подлежит поверке за всё время службы.

По этим же причинам компьютер со служебной программой может подключаться к ТИКС по беспроводному каналу. Собственно канал обмена нужен весьма редко: при наладке или при считывании кадра тревожной термограммы из памяти устройства. Беспроводной канал связи позволяет не прокладывать кабель для столь редких нужд. Для повышения точности измерения тепловизионными приборами нужно учитывать меняющиеся параметры, такие как солнечная радиация, резкие перепады окружающего воздуха, порывы ветра. В целях упрощения, ТИКС предназначен для работы внутри строительных конструкций, в которых относительно медленно меняется температура воздуха и сила воздушных потоков, отсутствует прямое солнечное излучение.

ЭКСПЕРТ-ЩИТ - извещатель пожарный комбинированный для электрошкафов, щитовых, серверных

Извещатель Эксперт-Щит реагирует на факторы пожара, извещает об этом внешний приемно-контрольный прибор и самостоятельно инициирует отключение силовых цепей энергопотребления или иных средств автоматики. Тем самым достигается обесточивание электрооборудования на ранних стадиях развития пожара, что приводит к минимизации ущерба от возгорания. Извещатель может устанавливаться в силовой электрический щит, шкаф, стойку с электротехническим или электронным оборудованием, сервер, компьютер на общую для всех устройств щита DIN-рейку и соединяться с цепями питания и управляемыми устройствами. Обнаруживаемые факторы пожара - окись углерода (угарный газ СО) и тепло.

Поскольку СО образуется при горении практически всех полимеров, то появление СО можно интерпретировать как появление пожара.

Повышение температуры гарантировано при горении полимерной оболочки кабеля.

Таким образом, по выбранным факторам пожара извещатель Эксперт-Щит обнаруживает пожар по превышению порога СО (от 21ppm до 80ppm) или порога температуры (по выбранному температурному классу А2 или В) согласно ГОСТ Р 53325-2009.

Извещатель Эксперт-Щит имеет в своем составе несколько видов групп контактов:

• контакты «ПКП» - для подключения к ППКОП;
• контакты «Дифф. автомат» / «УЗО» / «Расцепитель»- для снятия нагрузки с электрооборудования;
• контакты «~220В» - для подачи напряжения питания на Эксперт-Щит;
• контакты «ВУОС» - для подключения выносного устройства оптической сигнализации.

Заключение

Несмотря на относительно небольшую вероятность возникновения пожаров в ЦОД, такое событие приносит огромный ущерб бизнесу – теряется самое ценное – массивы данных. Мы рассмотрели основные характеристики этих объектов, причины и ход возникновения аварийных ситуаций – все элементы, необходимые для грамотного решения задач проектирования систем пожарной безопасности. Предложения, приведенные в настоящей работе, могут послужить первоначальной основой для дальнейшего планирования работы по совершенствованию существующих и созданию новых систем раннего обнаружения аварийных ситуаций на рассматриваемых объектах в целом и пожаров в частности.

В самых общих чертах мы показали существующие разработки, которые позволяют организовать повседневную работу: извещатель пожарный тепловой линейный «ЕЛАНЬ», аспирационные системы WAGNER, TITANUS RACK SENS 2U системы WAGNER - автономное устройство пожаротушения для серверных стоек и шкафов управления, Тепловизионный индикатор критических состояний - ТИКС «СНЕГИРЬ», Аспирационные пожарные извещатели и ЭКСПЕРТ-ЩИТ - извещатель пожарный комбинированный для электрошкафов, щитовых, серверных. Все они сертифицированы государственными органами и имеют необходимые разрешения и документацию. Такие наработки не только эффективны с точки зрения выполняемых задач – они находятся на уровне с мировыми решениями, а в некоторых элементах, превосходят их.



Литература

1. Федеральный закон от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ (ред. от 29.07.2017 г.) "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" (с изм. и доп., вступ. в силу с 31.07.2018 г.);
2. Постановление Правительства РФ от 25.04.2012 г. № 390 "О противопожарном режиме";
3. Федеральный закон от 21.12.1994 г. № 69-ФЗ "О пожарной безопасности";
4. Федеральный закон от 06.05.2011 г. № 100-ФЗ "О добровольной пожарной охране";
5. Постановление Правительства РФ от 12.04.2012 г. № 290 "О федеральном государственном пожарном надзоре";
6. Постановление Правительства РФ от 20.06.2005 г. № 385 "О федеральной противопожарной службе Государственной противопожарной службы";
7. Постановление Правительства РФ от 7 апреля 2009 г. № 304 "Об утверждении Правил оценки соответствия объектов защиты (продукции) установленным требованиям пожарной безопасности путем независимой оценки пожарного риска";
8. Постановление Правительства РФ от 30.12.2011 г. № 1225 "О лицензировании деятельности по монтажу, техническому обслуживанию и ремонту средств обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений";
9. Постановление Правительства РФ от 31.01.2012 г. № 69 "О лицензировании деятельности по тушению пожаров в населенных пунктах, на производственных объектах и объектах инфраструктуры";
10. Приказ МЧС России от 30.10.2017 г. № 478 "Об утверждении минимального перечня оборудования, инструментов, технических средств, в том числе средств измерения, для выполнения работ и оказания услуг в области пожарной безопасности при осуществлении деятельности";
11. Uptime Institute Tier and Stamp Issued Awards
12. IKS CONSULTING. Рыночные перспективы российской отрасли ЦОД и облачных услуг
13. TAdviser. ЦОД (рынок России). Коммерческие дата-центры.
14. UTILEX. Что такое модульный ЦОД? Что такое мобильный ЦОД?
15. Юрий ШЕЛЬПУК. Архитектурная стадия проектирования СКС и инженерных систем зданий. Журнал «Сети и бизнес», № 3 (июнь-июль) 2006
16. Проектирование датацентров, ЦОД. «ТелекомКонсалтинг»
17. Требования пожарной безопасности к серверным помещениям: системы пожаротушения, нормы и правила. ProffiDom.
18. Monitoring Physical Threats in the Data Center, Revision 3. by Christian Cowan and Chris Gaskins, Schneider Electric – Data Center Science Center
19. Сценарии возникновения пожара в ЦОД. Защита от возгораний в дата-центрах, или как обеспечивается сохранность данных.
20. Пожаротушение в ЦОДе: а нужно ли? Журнал «ЦОДы РФ» Выпуск №17 ноябрь 2016 г.
21. ЗАО «ДатаДом». Центр Обработки Данных (ЦОД) Технические рекомендации по проектированию и устройству.
22. Дмитрий Мацкевич. Руководство «Система физической безопасности в ЦОД»
23. Людмила Селецкая, Avtoritet.net 16.12.201. Особенности систем противопожарной защиты ЦОД уровня надежности Tier III
24. Monitoring Physical Threats in the Data Center. White Paper 102. Revision 3 by Christian Cowan and Chris Gaskins. Schneider Electric
25. ProffiDom.ru. ребования пожарной безопасности к серверным помещениям: системы пожаротушения, нормы и правила
26. С.А. Волков. Противопожарная защита ЦОД. Опыт системного интегратора. Журнал "Системы безопасности" #1, 2011
27. СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования
28. Построение системы автоматического газового пожаротушения в ЦОДе. Елена ОСИНИНА, ведущий проектировщик ООО «ТЕХНОС-М+» ЦОДы.РФ май 2014
29. Газовое пожаротушение в ЦОДах: российские реалии. ЦОДы.РФ. Выпуск №17 ноябрь 2016 г.
30. Ольга Иншакова. Пожарная безопасность дата-центров. Мнения экспертов. Журнал ТБ- Форум