每当企业用户针对正在建设中的任务关键型数据中心进行审查时,无论其是处在建筑承包商建成完工交付阶段抑或是数据中心现场站点的质量验收期间,我发现,在这一过程中最容易被忽略的一个问题便是:建筑内部的防火/烟雾屏障隔离层是否存在被渗透的风险。企业数据中心对于火灾和烟雾的防控需要在相关重要区域安装实施严格的防火屏障隔离层和烟雾屏障隔离层。因为哪怕是对这些屏障隔离层存在有任何丝毫的渗透,都是潜在的安全措施方面的漏洞,或将造成生命财产方面的重大损失,故而,企业数据中心的全体人员都务必要对这一问题的严重性引起高度重视。

关于防火/烟雾屏障隔离层被渗透的简单定义

防火相关的屏障隔离层包括防火墙、防火隔板、租户分隔墙和地板/天花板等相关组件。在数据中心建筑内,任何通过管道、导管、电缆托架、母线槽等方式进入或穿过这些防火相关屏障隔离层的东西均需要仔细安装,以确保使其不会影响到隔离层的耐燃烧性,以及避免造成由高温引发的隔离层的燃烧、烟雾渗透和渗水等状况。想要实现这一点的唯一的方法是按照建筑规范或国家相关检测机构的规定来严格安装防渗透系统。而数据中心防火系统测试目前在业界则是广为人知的“防火指南”,其中包含数千种可供选择的方案。

数据中心的防火防烟屏障隔离层系统要比其他建筑类型更为复杂:首先,根据NFPA 75规范,对于“受保护性的信息技术设备”来说,防水屏障(定义为“W”等级)的安装是必要的。其次,与其他建筑物类型相比,数据中心往往在房间与房间之间的穿透性更大(这方面最佳的例子便是:建筑内部的穿透管道系统;和始于UPS电池房内,穿过电气室并最终结束于服务器机房的宽电缆托架)。第三,企业数据中心需要时不时的对服务器进行迁移(在对一些较旧的设施所进行的几次检查中,我观察到某些数据中心的墙壁上有一系列高的矩形孔洞,这些矩形孔洞与服务器机房是对齐的;它们看起来似乎是电缆托盘的开口,但相关电缆其实老早之前就已经被移走了)。

所需的相关评级

我在数据中心站点现场审核检查的过程中,所给出的三个常见解释是,防火填缝并不等于防火渗透隔离系统,其只是该系统的一个组成部分;从相关墙壁伸出的电线必须被妥善放置在经认可的导管或套管内;并且每个经测试的防火系统的大部分(就算不是全部的话)都必须安装防火渗透隔离屏障。

正如您所能够预料的那样,防火隔离系统在所需材料、每个部件的尺寸和厚度等方面均有一系列的相关规定(例如最大管道直径、钢管或铜管道材料、以及最小楼板厚度规定),但它们通常在火灾测试期间也分别需要遵从由F,T,L到W的不同评级。数据中心的建筑项目架构师们必须建立代码所需的相关参数(将其列入项目规格中),并审核项目总承包商所提交的材料,以进行进一步的双重复核,但是需要由项目总承包商向建筑架构师提交关于防火系统方面的相关建议,然后确保根据测试机构的诸多方面的要求切实到位的实施安装。

简单地说,对于上述的相关评级:F代表了以小时为计量单位对防火渗透隔离层被烧穿的时长的测量(其必须至少与被穿透的墙壁或地板的评级相匹配)。T是以小时为计量单位对燃烧时长和温度的测量(其也必须至少与被穿透的墙壁或地板相匹配);它的设计目的是为了避免由于相邻房间内的火灾过于强热,而引发的易燃物品被点燃。L是以立方英尺为测量单位,每分钟每平方英尺开口所允许的烟雾渗透量(通常,5cfm/sf为最大允许值;其旨在限制可能穿过隔离层造成耗氧的烟雾的量。而正如上文已经提到的,W代表的则是在对数据中心建筑的墙壁进行测试时,对既定墙壁漏水情况的测试,该设计用于防止水(包括来自激活的喷淋头、消防员的软管或破裂的管道)破坏在数据中心房间内的相关设备。

除上述评级外,数据中心建筑规范通常要求任何暴露在外的材料、密封剂和表面涂料的火焰蔓延指数(Flame Spread Index,FSI)均要小于25,而烟雾密度指数(Smoke Developed Index,SDI)则应小于450.此外,建筑项目的架构师也可以设定每种材料所允许的有机化合物(VOCs)的最大挥发性的具体含量,密封剂通常限制在250克/升。数据中心建筑的总承建商必须在工程项目的提交阶段将所有这些数据提交给项目架构师,然后进行穿透防火隔离系统的安装,并根据审查系统的要求执行严格的安装。

如何选择一款放火隔离系统

为了帮助选择合格的系统,UL1479标准为防火渗透隔离系统制定了一个名称(例如,系统编号“C-AJ-1473”)。因为所有的系统都需要满足项目规格从F,T,L到W的相关要求,以及防火填缝材料和其他材料在VOC,FSI和SDI方面的限制规定,所以最好的选择是首先就寻找一种含渗透剂的选择方案(例如非金属管),并且组件被穿透(例如,具备一小时额定的干式墙),然后验证该系统是否符合上述七项规定。

关于W等级,重要的是要注意一些火灾填料是水溶性的。因此,虽然其可能经过了能够抵抗火、长期的高温和烟雾测试(例如两个小时),但其无法阻止水渗透到阻火隔离屏障。一款无法达到W等级要求的系统可能会让水渗透倾倒在数据中心操作环境的地板上;而操作环境内的设备如果恰好是服务器或UPS电池,则由此所引发的故障可能会大大削弱数据中心对于关键任务的处理进程。

对于某些中小型的穿透安装而言,如直径小于6英寸的金属管穿透隔离层,防火渗透隔离系统有时只需要以防火材料填缝即可,在环形间隙矿填充渣棉或岩棉(环的定义是环形的,但其也广泛应用于任何有一定差异的形状类型)。原本火红色的填缝材料通常也可用灰色和白色的膨胀材料,当被暴露在成倍扩大的高温燃烧环境中时(约为通常操作环境温度的35倍),可以创建防止火焰和热烟渗透的更强大的密封。

穿透导管(或管道)和穿透套筒显然具有不同的防火隔离性能:导管是连续的封闭容器,其不容易传导火、烟或水,而套筒是开放式系统,如果防火材料安装不当,则具有传导性。

因此,虽然采用防火系统对于混凝土地板中的小型浇注钢或铜导管可能是不必要的,但是钻芯套管则需要在其内部的开口间隙处(套管的内表面和导管的外表面之间)以及它在地板或墙壁的穿透处安装防火隔离系统。最大的6英寸直径的套管的环形空间可以按照认可的防火系统进行填充,也可以填充混凝土、砂浆或水泥浆,用混凝土填充满整个厚度间隙空间。此要求旨在确保套管尺寸和填充材料将保持浇注组件的F,T和L等级,该系统的填隙材料将满足W等级,并且填充材料和其他组件也将同时满足VOC,FSI和SDI要求。

对于大而不规则的穿透——最常见的是电缆桥架。经认可的防火渗透隔离层系统的通常太大而使得火焰填缝材料或矿棉无法通过防火测试。膨胀型阻火枕和膨胀型阻火砖等产品可以在既定的墙壁上填充较大的穿透空间,但它们需要在托盘导管顶部仔细均匀地放置,以填充任何大的孔洞空间。然而,数据中心在使用这些产品时往往忽略了两大关键点:第一,需要在阻火枕或阻火砖之间和周围的所有空隙处使用防火填缝料,第二,需要用外罩遮挡阻火砖或阻火砖(一个宽的膨胀条或金属丝网),以保护他们在维护,修理或翻新过程中免于因不知情的而导致的未来违规行为。这种防护罩在被破坏时会提供一个视觉信号,表明穿透性防火墙可能已经损坏并需要恢复。

数据中心建筑项目的正式移交过程

创建防火渗透作业项目的正确的流程是从电气,机械和管道分包商开始的:每个团队都向数据中心建筑的总承建商发送他们打算用于穿透防火渗透系统的材料,以便将它们制作成额定的装配体。总承建商收集这些不同团队发来的系统(通常大约5到10个不同的系统)要求,检查它们是否符合项目规格,添加更正或评论,并将它们发送给项目架构师进行再一次的审核。

不幸的是,我经常发现大多数不同分包商团队所提交的防火渗透材料通常包含着用于每项工作的相同内容,并且大多所描述的各种渗透条件该团队所负责的项目并不涉及。另一方面,即使通常需要5到10个系统,我也经常接收到只有1个系统的防火渗透材料提交。对于架构师来说,接收太多或太少的系统均需要引起重视,这表明数据中心的总建设承包商只是转发给了分包商相关的标准,而并没有审查细节的适用性或合规性。

另外,最重要的是,我发现这些防火渗透提交文件很少包含一个“渗透产品时间安排表”,其代表了某些关键的信息,例如每个穿透项目(例如线缆或4英寸金属管道),打算穿透的建筑类型(如干墙墙壁或混凝土地板),建议的穿透防火系统编号及其确认信息,是否符合七项穿透要求。这样,数据中心建筑架构师才知道建筑总承包商及其分包商打算将哪个系统用于哪种具体的情况,并可根据项目规格快速了解并实施检查。

防火渗透隔离系统提示标签

最佳的项目规格要求数据中心建筑总承包商在每个符合穿透防火条件的6英寸范围内安装相关的提示标签(金属或塑料,自粘或机械固定)。大约3英寸×6英寸的标签应至少包含以下信息:

警告:防火渗透——请勿触摸!有任何损害请通知大楼管理人员“

穿透防火系统编号

总承包商的公司名称,地址和电话号码

安装人员的姓名和公司名称,以及安装的日期

总结

“一条链条的强度是由其最为薄弱的环节所决定的”。因此不适当安装或缺少穿透防火系统可能会削弱或破坏数据中心墙壁或地板的防火性能。而正是由于确保生命财产的安全是执行企业关键任务处理的数据中心最关键的因素,因此,数据中心务必需要特别注意确保每个防火屏障隔离系统的完整性。

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