La contención del pasillo ofrece un enfriamiento eficiente del hardware de TI, pero podría interferir con la protección contra incendios
A pesar del auge de la arquitectura en la nube, muchas empresas más grandes aún mantienen salas de servidores o centros de datos en el sitio. Y los proveedores de la nube, por supuesto, ejecutan centros de datos masivos. Como infraestructura de misión crítica, las salas de servidores y los centros de datos necesitan protección redundante para satisfacer las necesidades de los usuarios las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Esta protección incluye la refrigeración adecuada de esta maquinaria. y garantizar una protección contra incendios adecuada, dos prioridades que a veces pueden entrar en conflicto.
La informática es un trabajo bastante intenso y el personal de TI trabaja duro para mantener sus servidores refrigerados. Los centros de datos utilizan alrededor del 2% de la electricidad del mundo, y una gran parte de eso se gasta en refrigeración. Los sistemas de contención de pasillo gestionan de manera eficiente el calor en operaciones de servidores grandes al evitar que se mezclen el aire caliente y el frío. Los racks de servidores están dispuestos en filas y los espacios entre ellos (los pasillos) están aislados de su entorno.
Esta contención aumenta la eficiencia energética y «permite temperaturas de entrada de TI uniformes y elimina los puntos calientes que normalmente se encuentran en los centros de datos tradicionales sin contención».
En todos los sistemas de contención de pasillo, un controlador de aire de la sala de computadoras (CRAH) hace circular aire frío a través de los pasillos. Estos sistemas se pueden organizar de las siguientes tres maneras:
- “pasillo frio” contención, donde se introduce aire frío al pasillo contenido y sale a través de los racks de servidores al entorno.
- “pasillo caliente” contención, donde el aire frío se introduce en los alrededores y fluye a través de los racks de servidores hacia el pasillo contenido.
- “Pasillo caliente/pasillo frío (HACA)” contención, donde el aire frío se bombea a pasillos fríos dedicados (a menudo a través de un subsuelo), a través de los racks de servidores y a pasillos calientes dedicados, y luego de regreso al CRAH para volver a enfriarse.
La contención del pasillo es a menudo una modificación del mercado de accesorios para las salas de servidores, y aumenta de manera efectiva la eficiencia energética y controla la temperatura de esta maquinaria de funcionamiento en caliente. Pero podría estropear su infraestructura de protección contra incendios a menos que tome las precauciones adecuadas. La contención de pasillos requiere barreras y un flujo de aire rápido y crea altas temperaturas localizadas, tres cosas que pueden impedir que un sistema de detección y supresión de incendios funcione correctamente.
La Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) escribe códigos y normas modelo contra incendios que rigen la aplicación, instalación y mantenimiento de los sistemas de protección contra incendios. NFPA 75: Norma para la protección contra incendios de equipos de tecnología de la información (edición 2013) recomienda que las instalaciones con contención de pasillo verifiquen la eficacia de su infraestructura de protección contra incendios:
5.6.7 Cuando se instalen sistemas de contención de pasillos, los sistemas de supresión y detección existentes deberán evaluarse, modificarse y probarse según sea necesario para mantener el cumplimiento de los códigos y estándares aplicables.
Si tiene o está interesado en la contención de pasillos, es esencial evaluar cómo puede interactuar con los sistemas de protección contra incendios. Hay cuatro formas principales en que esto podría suceder:
- Las barreras podrían obstruir los sistemas de supresión de incendios.
- El alto flujo de aire podría impedir la detección de humo.
- El alto flujo de aire podría evitar que los sistemas de supresión de agentes limpios funcionen. alcanzar las concentraciones de gas necesarias.
- Él temperaturas en pasillos calientes podría ser demasiado alto para que su equipo de protección funcione correctamente.
¿La contención del pasillo está obstruyendo los rociadores o los sistemas de protección contra incendios de la sala de servidores de agentes limpios?
La extinción automática de incendios es la primera línea de defensa contra un incendio. Y una sala de servidores debe estar protegida por rociadores o sistemas de agentes limpios.
Los daños por agua pueden ser costosos, especialmente en entornos como salas de servidores. Muchas salas de servidores con sistemas de extinción de incendios a base de agua utilizan sistemas de acción previa para evitar la descarga accidental de agua.
Los sistemas de acción previa evitan la descarga accidental de agua mediante el uso de al menos dos puntos de control: un válvula de preacción controlado por algún tipo de sistema de detección separado y un elemento sensible al calor (ya sea un bulbo de vidrio lleno de líquido o un enlace de metal, ambos se encuentran en los rociadores contra incendios típicos). El agua no se puede descargar hasta que 1) se abra la válvula de preacción y 2) se active el elemento sensible al calor.
La mayoría de los sistemas vienen en variedades de «bloqueo simple» y «bloqueo doble», y ambos reducen las posibilidades de descarga accidental de agua.
En lugar de (o además de, según los requisitos locales) un sistema de rociadores de agua de acción previa, una sala de servidores puede tener un sistema de supresión de agente limpio. Los sistemas de agentes limpios liberan gases inertes (p. ej., CO2 o argón), halocarbonos (p. ej., Novec 1230 o FM-200) u otros agentes para combatir incendios mediante la absorción de calor o la privación de oxígeno. Estas descargas no requieren limpieza y no dañan los equipos informáticos, lo que las hace ideales para las salas de servidores.
NFPA 75 requiere que cada área de contención tenga sus propios rociadores o supresión gaseosa. Tenga en cuenta que los sistemas de enfriamiento HACA a menudo se agregan a las salas de servidores existentes después de que se implementa el mecanismo de protección contra incendios. Las salas de servidores adaptadas para la contención de pasillos a menudo usan paneles instalados entre la parte superior de los gabinetes de TI y el techo para separar los pasillos.
Los rociadores o los sistemas de supresión gaseosa deben proteger cada pasillo y, en el primer caso, los rociadores deben poder producir un patrón de rociado adecuado. La sección 5.6.8 de NFPA 75 requiere la modificación de los sistemas de rociadores para brindar una cobertura adecuada cuando la contención del pasillo crea obstrucciones. La forma más sencilla de hacer esto es comprender que cada pasillo es una «habitación» separada y protegerlo en consecuencia.
Sin embargo, la sección 5.6.10.1 de NFPA 75 dice que las modificaciones de los sistemas de agentes limpios no son necesarias si las obstrucciones pueden eliminarse automáticamente sin bloquear las rutas de salida y comprometer los niveles de protección.
Algunas personas han propuesto el uso de paneles desplegables sensibles al calor para eliminar las barreras y despejar el área para los rociadores. Pero esta es una mala solución porque:
- Los paneles que caen pueden bloquear las rutas de salida.
- Los paneles activados térmicamente requieren que los incendios crezcan antes de que funcionen. Incluso los incendios pequeños pueden ser extremadamente destructivos en las salas de servidores.
- Los sistemas de supresión de la sala de servidores podrían activarse antes de que se caigan los paneles. Los sistemas de agente limpio generalmente se activan con humo que se puede detectar antes de una señal térmica.
Además, NFPA 75 no permite que los paneles se utilicen de esta manera. La Sección 5.6.10.1(1) especifica que la eliminación de obstrucciones debe controlarse mediante la detección de humo en lugar de la sensibilidad al calor. La Sección 5.6.10.1(5) requiere que todos los obstáculos se eliminen automáticamente en el área de supresión simultáneamente. Esto no es posible con paneles sensibles al calor.
La eliminación de barreras mecánicas es una mejor opción. La eliminación de todas las barreras en una zona de supresión puede iniciarse mediante una señal de detector de humo y no requiere que los paneles caigan al suelo. Belden, por ejemplo, vende contención de pasillo con paneles basculantes activados eléctricamente.
Detección y contención de pasillo: ¿funcionarán sus detectores de humo?
Los sistemas de supresión de incendios en las salas de servidores a menudo dependen de detectores de humo. Tanto los rociadores de acción previa como los sistemas de agentes limpios requieren la entrada electrónica de un sensor, y ese sensor suele ser un detector de humo. Sin embargo, la contención del pasillo está básicamente garantizada para desafiar a este equipo. Si planea modernizar una sala de servidores con contención de pasillo, asegúrese de que los detectores de humo sigan funcionando correctamente.
Incluso los incendios pequeños pueden causar daños costosos en las salas de servidores, por lo que es fundamental combatirlos antes de que crezcan. Los detectores en una sala de servidores sin contención de pasillo ya tienen que detectar señales débiles. La contención del pasillo introduce turbulencia de aire, flujo de aire direccional, y alta velocidad del aire (entre 500 y 1000 cambios de aire por hora, o ACH, en ambientes HACA). Las pequeñas columnas de humo se pueden diluir y barrer rápidamente de los detectores en estos entornos.
Solo un profesional puede decirle con precisión qué configuración de detector de humo funcionaría para su instalación. Sin embargo, un sistema puede detectar humo más fácilmente si recircula el 100% de su aire. Cualquiera que sea el caso, las adaptaciones a la luz de la contención de HACA probablemente implicarán alguna combinación de lo siguiente:
- Uso de detectores de alta sensibilidad.
- Disminución del espacio entre detectores.
- Montaje de detectores en el techo o en el plenum del techo.
- Uso de detectores de humo por muestreo de aire (ASSD).
Necesita detectores de humo sensibles para proteger equipos sensibles. Esto es doblemente cierto en el entorno desafiante de la contención del pasillo. Asumiendo el uso de sensores fotoeléctricos, esto significa emplear detectores que sean sensibles a cantidades muy pequeñas de oscurecimiento por humo.
NFPA 76: Norma para la Protección contra Incendios de Instalaciones de Telecomunicaciones establece que los sistemas de detección de incendios con alerta muy temprana (VEWFD) deben dar una alerta con un oscurecimiento del 0,2 %/pie y una alarma con un oscurecimiento del 1 %/pie. FAAST tiene detectores diseñados para entornos HACA que son sensibles a un oscurecimiento de 0,00046 %/pie. Consulte con un profesional para determinar qué tan sensibles deben ser sus detectores.
La cobertura proporcionada por los detectores puntuales disminuye a medida que aumenta la ACH. NFPA 72®: Código Nacional de Alarma y Señalización de Incendios® (edición de 2019) proporciona pautas para el espaciado de los detectores en entornos de alto flujo de aire a través de la Tabla 17.7.6.3.3.2. Sin embargo, no se proporciona ninguna orientación por encima de 60 ACH (momento en el que se necesita un detector por cada 125 pies).2); es lógico que se requieran proporcionalmente más detectores en entornos con contención de pasillo. Estos dispositivos pueden necesitar una separación de 10 pies o menos entre sí para lograr una cobertura adecuada.
Los detectores de humo por aspiración (ASD), también llamados detectores de humo por muestreo de aire (ASSD), pueden ser buenas opciones para la contención de pasillos. ASSD es una detección de humo activa (en lugar de pasiva): el aire se extrae a través de una serie de tuberías de muestreo hasta un detector. Si bien ASSD no puede decirle exactamente de dónde proviene el humo, utiliza muestras representativas del aire de una habitación para detectarlo.
La ubicación de los dispositivos también es crucial en entornos de contención de pasillo. Los detectores ubicados en el CRAH fueron en su mayoría ineficaces en un estudio realizado por Fire Research Foundation. La misma investigación encontró que los detectores montados en el techo o en la cámara del techo son efectivos, y Belden se hace eco de esta opinión.
Si instaló un subsuelo con su contención de pasillo, es posible que deba colocar detectores de humo en él, especialmente si la habitación contiene cables. Sin embargo, el estudio de la Fundación de Investigación de Incendios dice que los detectores de subsuelo pueden ser ineficaces como detectores para todo el sistema sin recirculación de aire.
Contención de pasillo y concentración de agente limpio
Muchas salas de servidores utilizan sistemas de extinción de incendios con agentes limpios en lugar de (o además de) rociadores. Si bien los sistemas de acción previa de enclavamiento simple y doble requieren que se cumplan múltiples condiciones antes de que ocurra la descarga, el agua aún causa daños costosos. Por esta razón, muchas empresas optan por sistemas de supresión de agentes limpios.
Los gases emitidos por estas configuraciones alcanzan una concentración objetivo en una habitación durante un período para extinguir un incendio. Pero la circulación de aire constante y rápida en los sistemas de contención de pasillos puede impedir la capacidad de los sistemas de agentes limpios para lograr la concentración necesaria.
La edición de 2013 de NFPA 75 (sección 5.6.10) dice que se requieren modificaciones si un sistema de contención de pasillo evita que un sistema de supresión gaseoso entregue la cantidad necesaria de gas a toda el área protegida.
No debe intentar evaluar su sistema por su cuenta. Consulte con un profesional para determinar si su sistema de supresión de agente limpio funciona o funcionará con contención de pasillo modificada. Pero en todos los casos, los sistemas de ventilación deben apagarse automáticamente antes de la descarga de gas en todos los sistemas de agentes limpios, no solo donde se usa la contención de pasillo. Detener la ventilación antes de la descarga del agente elimina los problemas asociados con la contención del pasillo.
Este video de BBC Fire and Security muestra los sistemas de protección contra incendios integrados correctamente con la contención de pasillos. Los detectores de humo por aspiración detectan eficazmente el humo en el entorno de alto flujo de aire y la ventilación se apaga antes de que se libere el gas del agente limpio:
Temperaturas de pasillo caliente: ¿puede el equipo de protección contra incendios de su sala de servidores soportar el calor?
La contención de pasillo (particularmente los sistemas de pasillo caliente y HACA) concentra el aire caliente por diseño. La temperatura en un pasillo caliente puede alcanzar los 117 °F, un ambiente extremo. NFPA 75 dice:
5.5.6 Los componentes de detección y supresión dentro de los sistemas de contención de pasillos deben estar clasificados para la temperatura prevista de los pasillos calientes cuando se instalen en esos lugares.
Tenga cuidado de que los rociadores activados por calor sean sensibles a la temperatura correcta, que los detectores de humo funcionen correctamente a altas temperaturas y que los sistemas de agentes limpios puedan alcanzar las concentraciones de gas requeridas a altas temperaturas.
Rociadores sensibles al calor en el pasillo caliente
La Tabla 7.2.4.1 en NFPA 13 (edición de 2019) clasifica los bulbos sensibles al calor o los enlaces metálicos en los rociadores según su activación y las temperaturas máximas del techo. Un rociador «ordinario» tiene una temperatura de techo máxima de 100 °F y se activa entre 135 y 170 °F. Los rociadores ordinarios no están clasificados para las temperaturas extremas de los pasillos calientes. La Sección 9.4.2.2 requiere que se usen rociadores clasificados para calor más alto cuando la temperatura del techo exceda los 100 °F.
Los rociadores “intermedios” pueden hacer el trabajo. Están clasificados para temperaturas de techo máximas de 150 °F y se activan entre 175 y 225 °F, muy por fuera de los rangos de temperatura normales en pasillos calientes.
Detectores de humo y altas temperaturas
Las temperaturas extremas pueden afectar la eficacia de los detectores de humo. Cuando se espera que las temperaturas sean inferiores a 32 °F o superiores a 100 °F, la norma NFPA 72 requiere que los detectores de humo estén clasificados específicamente para las condiciones. Debido a que los pasillos calientes suelen tener temperaturas por encima de este rango, se necesitan detectores clasificados.
Concentración de gas de agente limpio a alta temperatura
Como se mencionó, los gases de agentes limpios deben alcanzar concentraciones y presiones específicas en el área de peligro para extinguir un incendio. El volumen específico (volumen producido a partir de un peso dado) de un gas aumenta a medida que aumenta la temperatura. NFPA 2001 (edición de 2018) enumera la cantidad requerida (en libras por pie cúbico en el área de peligro) de diferentes agentes limpios para diferentes temperaturas y volúmenes específicos. La buena noticia es que se necesita la cantidad de agente limpio disminuye medida que aumenta la temperatura. Un sistema de supresión de agente limpio en un pasillo caliente del mercado secundario probablemente no tendrá suficiente gas.
La mala noticia es que el la presión podría llegar a ser peligrosamente alta en la zona de peligro si se descarga demasiado agente limpio en relación con la temperatura. Las habitaciones protegidas por sistemas de agentes limpios a menudo están equipadas con respiraderos de alivio de presión para proteger la integridad estructural del edificio del aumento repentino de la presión del aire interior.
Consulte a un profesional para asegurarse de que las altas temperaturas de su sistema de contención de pasillo no creen un peligro cuando se activa el sistema de agente limpio.
No escatime en protección contra incendios en su sala de servidores
Si utiliza contención de pasillo para enfriar sus servidores, se toma en serio la TI. Por lo tanto, no se descuide cuando se trata de protección contra incendios. Es posible que una sala de servidores haya estado adecuadamente protegida antes, pero la contención de pasillo modernizada lo cambia todo. Crea nuevos espacios y barreras y cambia radicalmente el flujo de aire.
La información de este artículo está diseñada para resaltar problemas y soluciones comunes, pero está lejos de ser exhaustiva. Consulte con profesionales para asegurarse de que sus sistemas de protección y extinción de incendios funcionen correctamente.
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