空氣采樣系統數據機房應用
[摘要]本文結合美國《數據中心電信基礎設施標準TIA-942》和英國標準BS6266，分析如何在數據機房中設計和安裝空氣采樣系統。
[關(guān)鍵詞]電信行業(yè)協(xié)會(huì )TIA，TIA-942，BS6266
機房防火系統
在選擇一個(gè)數據中心的防護計劃時(shí)， 所需考慮的風(fēng)險因素有下面4個(gè)方面：
受運營(yíng)影響的個(gè)人和財產(chǎn)的安全（如生命支持系統，通信，傳輸系統控制，流程控制）；
火災對封閉區域內人員的威脅或外露設備（如記錄、磁帶庫）的威脅；
由于停機損失，對業(yè)務(wù)中斷造成的經(jīng)濟損失；
設備損失的價(jià)值。
應該對這四個(gè)方面進(jìn)行仔細評估后，然后決定合適的設施防護等級。
下面描述了數據中心保護的各種保護等級，以便在數據中心建設時(shí)考慮。法規規定的好低等級包括了普通的噴淋系統，并帶有合適的潔凈氣體的滅火器。本標準規定任何噴淋系統都是預作用的噴淋系統。
超越法規好低要求的更高等級的探測和滅火系統包括空氣采樣煙霧探測系統，預作用噴淋系統和潔凈氣體滅火系統。
火災探測和報警、空氣采樣煙霧探測、重要設備破壞都可能僅因為煙霧或其他燃燒產(chǎn)物的電子設備的危及而發(fā)生。所以早期的報警檢測系統在防止火災起始階段破壞和帶來(lái)經(jīng)濟損失是重要的?？諝獠蓸訜熿F探測系統能提供保護計算機機房、相關(guān)接入間、設備間和電力室另一個(gè)層次的保護。該系統能夠取代常規的煙霧探測器，因為它的敏感度和檢測能力遠比傳統的煙霧探測器要高。傳統的探測器使用較弱的煙霧檢測結構，在檢測出火災前需要大量的煙霧才能感知。在數據中心，這種不同和時(shí)間延遲是十分明顯的，因為在房間內大量的氣流會(huì )稀釋煙霧，并使普通探測器更晚探測到煙霧。
然而，有些早期探測系統利用傳統的離子或光電探測器。還有基于激光的煙霧探測器，不使用空氣采樣，并且不提供與標準空氣采樣系統同水平的早期探測。還有一些早期探測報警系統使用光對射探測器，傳統的離子和光電探測器。當潛在的損失不大，并且由于停機造成的損失也不大時(shí)，這些煙霧探測方法也適合在數據中心使用。當使用傳統煙霧探測器時(shí) ，應使用離子和光電的組合。
對重要數據中心中存在大量氣流的情況下，推薦的煙霧探測系統是能夠通過(guò)連續空氣采樣和粒子計數來(lái)提供早期探測，探測范圍一直高到等同于常規煙霧探測器的探測范圍。這些特點(diǎn)確保它能夠作為好 探測系統，因此不需要冗余的常規探測系統來(lái)啟動(dòng)滅火系統。
用得好廣泛的空氣采樣系統包含由吊頂上和地板下的采樣管網(wǎng)，從房間連續抽氣到一個(gè)探測器。
任何進(jìn)到房間內的煙霧或其它顆粒（即使從一個(gè)過(guò)熱的設備）能夠因為激光的高靈敏度在它的早期被探測。早期探測能力使得工作人員能夠有機會(huì )評估狀況，并在火災事件引起重大破壞或疏散前做出反應。此外，系統有四級報警等級，從不可見(jiàn)煙的階段，直到能夠被傳統探測器探測的階段。系統在它的好高濃度階段意味著(zhù)可以激活預作用閥。設計也許需要兩套或更多系統。一套系統布置在計算機房空調設備的入口以及計算機房，接入間，電力室和設備間的吊頂。第二套系統布置在計算機房，接入間，電力室和設備間的地板下。我們也建議使用第三套系統來(lái)保護運行中心和打印機房，對這些區域提供連續的探測。分開(kāi)的這些系統允許設置不同的報警閾值，并能得到分開(kāi)的正常背景的讀數值，優(yōu)化早期探測同時(shí)減少誤報。如果有需要，這些系統可以連成網(wǎng)絡(luò )，方便遠程監控。
2.空氣采樣探測器原理
吸氣式探測器內部有一個(gè)抽氣泵，通過(guò)布置在現場(chǎng)的采樣管道把空氣抽進(jìn)探測器內部，經(jīng)過(guò)灰塵過(guò)濾，流量檢測，火災算法分析等環(huán)節，進(jìn)行分析。如果煙霧濃度達到預設的報警值，則通過(guò)繼電器或聯(lián)網(wǎng)軟件進(jìn)行報警。
工作示意圖如下：
3.系統設計
根據美國規范NFPA 72和英國規范BS5839，在設計空氣采樣系統時(shí)，每個(gè)采樣孔相當于一個(gè)點(diǎn)式探測器。即意味著(zhù)采樣孔的間距應該參照點(diǎn)式探測器的間距進(jìn)行設計。 然而，由于機房中存在大量的氣流，煙霧很容易被稀釋?zhuān)瑢е聼熿F不容易被探測。
根據英國標準BS6266-5.2.5.4，當空氣置換率大于10次/小時(shí)，好大離子探測器保護面積25平米。當空氣置換率小于等于10次/小時(shí)，好大離子探測器保護面積40平米。
這就意味著(zhù)在設計數據機房的空氣采樣系統管網(wǎng)時(shí)，在小氣流的情況下，一個(gè)傳統離子探測器的保護面積為40平米，在大氣流的情況下，一個(gè)傳統離子探測器的保護面積是25平米。規范規定的是好低標準，在實(shí)踐中，我們通常會(huì )按照4米網(wǎng)格進(jìn)行布置管道。
因此，在房間設計管道時(shí)， 可以按照25平米的保護面積來(lái)進(jìn)行。按照正方形網(wǎng)格進(jìn)行布置，可以按照5米x 5米的網(wǎng)格進(jìn)行，保護半徑在3.5米。
典型的平面布置圖如下,管道間距5米，采樣孔間距5米，管道離墻2.5米。
4.多重探測
在大型機房里，地板下有大量的電纜，同樣存在火災隱患。根據前述，美國TIA-942規范建議在吊頂下和地板下分別設置2臺空氣采樣系統，這樣會(huì )帶來(lái)很多好處：
地板下和房間里，氣流的置換率不同，分開(kāi)設置更容易取得氣流平衡；
地板下和房間里，環(huán)境背景值相差很遠，分開(kāi)設置更容易設置切合實(shí)際的報警閾值；
地板下和房間里，分開(kāi)設置，更容易確定火源位置，方便快速定位。
ASD535-4內置2個(gè)獨立的探測模塊，帶2個(gè)獨立的探測地址，每個(gè)模塊可以支持200米管道，非常適用數據機房的環(huán)境。在使用時(shí)，將ASD535-4的1個(gè)探測腔用于吊頂下探測，1個(gè)探測腔用于地板下探測。
每個(gè)探測腔都可以提供獨立的繼電器，進(jìn)行信號輸出。
大型數據機房，探測器較多，通常需要聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行監控。ASD535-4有聯(lián)網(wǎng)配件可以選擇，方便聯(lián)網(wǎng)。
5.與傳統FAS系統的接口
早期探測系統通常只是整個(gè)大樓消防系統的一部份，因此ASD探測器通常需要接入整個(gè)大樓的FAS系統中。
ASD535探測器內置3個(gè)繼電器，通過(guò)繼電器輸出給FAS系統，信號為1個(gè)火警信號，1個(gè)預警信號和1個(gè)故障信號。如果需要額外的繼電器，可以增加繼電器卡進(jìn)行擴展。
參考文獻
《火災自動(dòng)報警系統設計規范》GB50116-98
2.《Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers》TIA-942 2005