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Sicurezza antincendio dei centri dati: sistemi automatici di estinzione a gas (AEES)

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Qual è il gemello digitale di un data center?

Ingegneria della sicurezza antincendio

Sicurezza antincendio dei centri dati: sistemi automatici di estinzione a gas (AEES)

File: applicazione di IT263 – estrazione del fumo dagli atrii

Soluzioni antincendio per centri dati

Definizione di incendio

Un incendio in un data center è un evento potenzialmente catastrofico che si verifica quando il fuoco si diffonde nell’ambiente di questi data center critici, che è altamente concentrato nelle apparecchiature e nelle connessioni IT.

Gli incendi nei data centre possono essere innescati da una serie di cause esterne e interne, come cortocircuiti elettrici, sovraccarichi, guasti ai collegamenti, temperature elevate, perdite di liquidi, errori umani, stoccaggio incauto di materiali combustibili o errori nella progettazione dei sistemi di sicurezza antincendio.

Schema di funzionamento di un raffreddatore d'aria adiabatico

Il tipo di protezione del centro dati

Nel contesto dei data center, la protezione può essere definita in tre categorie:

  • Protezione dell’edificio: La protezione dell’edificio consiste in misure complete per prevenire gli incendi e ridurre al minimo il loro impatto sulla struttura e sulle apparecchiature del data centre. Ciò comprende strategie di progettazione e costruzione come l’uso di materiali resistenti al fuoco nella struttura dell’edificio, l’installazione di sistemi di rilevamento e soppressione degli incendi e la fornitura di dispositivi di contenimento come pareti tagliafuoco, porte tagliafuoco e sistemi di ventilazione specifici per limitare la diffusione di fumo e fiamme.
  • Protezione dei locali: la protezione dei locali si concentra su aree specifiche all’interno del data center in cui si concentrano generalmente valori elevati, come le sale server, le sale di archiviazione dati e i centri di comunicazione. Questi locali possono essere dotati di sistemi specifici di rilevazione degli incendi, come rilevatori di fumo o di calore, nonché di sistemi di soppressione degli incendi adatti a spegnere rapidamente ed efficacemente qualsiasi focolaio di incendio in queste aree sensibili.
  • Protezione degli oggetti : La protezione degli oggetti riguarda la protezione individuale delle apparecchiature e dei dispositivi elettronici presenti nel data center. Si tratta di un approccio più mirato per proteggere separatamente ogni oggetto di valore. Questa protezione può essere ottenuta utilizzando casseforti ignifughe per conservare i supporti di dati critici, armadi di sicurezza per proteggere le apparecchiature sensibili dal calore o dal fumo, o utilizzando sistemi di rilevazione antincendio specifici per gli oggetti sensibili.

È importante notare che queste diverse categorie di protezione non si escludono a vicenda e possono completarsi a vicenda. In un data center è generalmente necessario adottare un approccio olistico che combini queste diverse misure di protezione per garantire la sicurezza antincendio complessiva dell’edificio, dei locali e delle apparecchiature. In questo modo si minimizza il rischio di incendio, si riducono i danni potenziali e si mantiene la disponibilità dei servizi IT essenziali anche in caso di incidente.

L'obiettivo della protezione

Gli obiettivi principali della lotta agli incendi nei data center sono tre:

  • Estinzione dell’incendio: l’obiettivo principale è quello di estinguere completamente l’incendio nel più breve tempo possibile. Ciò può essere ottenuto con sistemi di rilevamento degli incendi in grado di allertare rapidamente gli occupanti del data center e di attivare i sistemi di soppressione appropriati, come quelli a gas o a schiuma, per estinguere efficacemente le fiamme. L’obiettivo dell’estinzione è eliminare completamente la fonte di accensione e impedire che si propaghi.
  • Riduzione dell’incendio: se non è possibile estinguere completamente l’incendio immediatamente, l’obiettivo è ridurre l’intensità e la diffusione dell’incendio. Ciò può essere ottenuto con misure quali la separazione delle aree a rischio, l’uso di sistemi di contenimento e l’evacuazione degli occupanti in aree sicure. Ridurre il rischio di incendio significa limitare i danni materiali e preservare la sicurezza delle persone, consentendo alle squadre antincendio di intervenire in modo più controllato.
  • Controllo dell’incendio: una volta che l’incendio è stato messo sotto controllo o ridotto, l’obiettivo è mantenere il controllo della situazione. Ciò può comportare il monitoraggio continuo dell’area interessata, l’esecuzione di controlli per garantire l’assenza di incendi residui e la messa in atto di misure di protezione aggiuntive per evitare il ripetersi dell’incendio. Il controllo degli incendi previene il rischio di recidiva e garantisce la sicurezza continua dell’ambiente del data center.

Questi obiettivi sono strettamente collegati e costituiscono un approccio globale alla gestione degli incendi nei data center. La soppressione, la riduzione e il controllo degli incendi sono tutti elementi essenziali per ridurre al minimo i danni, preservare la sicurezza delle persone e mantenere la continuità delle attività critiche in questi ambienti sensibili.

Sistemi automatici di estinzione a gas (AEES)

Come funziona l'impianto sprinkler?

I sistemi automatici di estinzione a gas (AGES) sono sistemi di soppressione degli incendi che utilizzano gas specifici per estinguere un incendio in modo rapido ed efficace.

Queste strutture sono utilizzate nei data center per la loro capacità di spegnere gli incendi senza danneggiare le apparecchiature sensibili.

Foto di un sistema automatico di estinzione dei gas (AEES)

Il funzionamento dell’IEAG si basa su diverse fasi chiave:

  • Attivazione del sistema di spegnimento: una volta rilevato l’incendio, il pannello di controllo attiva automaticamente la procedura di spegnimento. Questa attivazione può essere effettuata anche manualmente da un operatore in una situazione di emergenza.
  • Rilevamento degli incendi: quando viene rilevato un incendio nel data center, il sistema di rilevamento degli incendi, come un rilevatore di fumo o di calore o una combinazione di questi sensori, invia un segnale di allarme al pannello di controllo centrale IEAG.
  • Rilascio di gas estinguente: quando il sistema viene attivato, le bombole di gas estinguente, come anidride carbonica (CO2), gas inerti (come azoto o argon) o altri agenti, vengono rilasciate rapidamente nell’area interessata dall’incendio. Il gas estinguente soffoca le fiamme coinvolgendo il contenuto di ossigeno nell’aria e raffreddando l’ambiente, impedendo così la combustione.
  • Dispersione del gas nell’area: il gas estinguente viene diffuso nell’area interessata attraverso bus o diffusori appositamente posizionati nel data centre. Questi dispositivi assicurano che il gas sia distribuito in modo uniforme per garantire un’estinzione efficace.
  • Soppressione dell’incendio: il gas estinguente agisce rapidamente per spegnere l’incendio privandolo dell’ossigeno necessario alla combustione e abbassando la temperatura dell’area. I gas utilizzati non danneggiano le apparecchiature elettroniche sensibili, evitando perdite di dati e interruzioni del servizio.
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Simulazione della dispersione del gas Novec in un data center: studio del superamento della soglia di estinzione

I diversi tipi di gas per la protezione antincendio

Gas inerti ≠ Gas inibitori

I gas inerti sono tipi di gas utilizzati nell’antincendio, in particolare negli impianti di estinzione automatica a gas (AGES). Questi gas sono detti inerti perché non reagiscono chimicamente con gli elementi infiammabili, a differenza dell’ossigeno, necessario per la combustione.

I diversi tipi di gas inibitore

I gas inibitori sono agenti utilizzati nell’antincendio per sopprimere la combustione riducendo al minimo la reazione chimica tra il combustibile e l’ossigeno necessario per la combustione.

Nell’ambito dei gas inibitori, esistono due famiglie distinte: gli Idrofluorocarburi (HFC), come FM200™ (HFC 227ea) o FE-13™ (HFC 23), e i Fluorocetoni (FK), come Novec™ 1230 (FK 5-1-12).

Come funzionano i gas inibitori

A differenza dei gas inerti, che funzionano in base alla concentrazione di ossigeno, i gas inibitori agiscono interrompendo la reazione chimica dell’incendio.

I gas inibitori agiscono inibendo le reazioni chimiche dell’incendio in diversi modi:

  • Interferenza con la reazione a catena: I gas inibitori possono interferire con la reazione a catena del fuoco, che è associata alla propagazione dell’incendio. Reagiscono con i radicali liberi prodotti durante la combustione, inibendo la loro capacità di reagire con altre molecole combustibili.
  • Raffreddamento: alcuni gas inibitori possono anche ridurre la temperatura dell’incendio assorbendo il calore generato dalla combustione. Ciò contribuisce a rallentare la reazione chimica e a soffocare l’incendio.
  • Diluizione dell’ossigeno: alcuni gas inibitori possono diluire il contenuto di ossigeno dell’aria ambiente, limitando così la disponibilità dell’ossigeno necessario per la combustione.

Possono essere utilizzati in applicazioni specifiche in cui il rischio di incendio è particolarmente elevato, ad esempio in impianti elettrici sensibili o in apparecchiature critiche.

EOLIOS è in grado di consigliare le soluzioni più adatte alle esigenze specifiche di ogni impianto.

Le diverse famiglie di gas inibitori

Esistono due principali famiglie di gas inibitori utilizzati nell’antincendio: gli idro-fluoro-carburi (HFC) e i fluoro-cetoni (FK).

  • Idrofluorocarburi (HFC ): gli HFC sono composti chimici contenenti idrogeno, fluoro e carbonio. Vengono utilizzati come agenti estinguenti per spegnere gli incendi. Fanno parte di questa famiglia gas come FM200™ (HFC 227ea) e FE-13™ (HFC 23). Questi gas sono incolori, inodori e non conducono elettricità. Sono efficaci per spegnere gli incendi in diverse applicazioni, compresi i centri dati. Gli HFC sono alternative più rispettose dell’ambiente rispetto agli halon, in quanto non hanno effetti sullo strato di ozono.
  • Fluorochetoni (FK): I fluorocetoni sono un’altra famiglia di gas inibitori utilizzati nella lotta antincendio. Tra questi, Novec™ 1230 (FK 5-1-12) è un esempio molto noto. Novec™ 1230 è una soluzione chimica trasparente e incolore che agisce rapidamente per estinguere gli incendi sopprimendo la reazione chimica della combustione. È considerato ecologico perché ha un basso potenziale di riscaldamento globale (GWP) e non influisce sullo strato di ozono. Inoltre, Novec™ 1230 non è elettricamente conduttivo e non danneggia le apparecchiature elettroniche sensibili.

Questi gas inibitori, sia che appartengano alla famiglia degli HFC che a quella degli FK, sono utilizzati nelle installazioni in cui la protezione antincendio è fondamentale, in particolare in ambienti sensibili come i centri dati. Caratteristiche come l’atossicità, l’azione rapida, l’assenza di residui dopo lo spegnimento e la protezione delle apparecchiature elettroniche ne fanno una scelta popolare per la sicurezza antincendio. L’uso di questi gas deve essere conforme alle normative locali e agli standard di sicurezza vigenti.

CO2

La CO2, o anidride carbonica, è un gas comunemente utilizzato come agente estinguente nella lotta agli incendi, anche nei data center. Appartiene alla categoria dei gas inibitori e viene utilizzato come gas estinguente altamente efficace.

La CO2 è un gas incolore e inodore che non conduce elettricità. In genere viene immagazzinato sotto forma di liquido pressurizzato in appositi serbatoi. Quando si attiva un sistema di estinzione a CO2, il gas viene rilasciato sotto forma di nebbia e si diffonde rapidamente nell’area interessata dall’incendio.

La CO2 agisce eliminando l’ossigeno necessario per la combustione. Riempie l’area con un’alta concentrazione di CO2, riducendo il contenuto di ossigeno e soffocando le fiamme. Inoltre, il CO2 ha un effetto di raffreddamento sulla zona dell’incendio, che aiuta a sopprimere la reazione chimica di combustione.

L’utilizzo della CO2 nei data center presenta numerosi vantaggi:

Ad azione rapida: la CO2 si diffonde rapidamente attraverso la zona dell’incendio, estinguendo l’incendio in tempi brevi.

Non lascia residui: la CO2 non lascia residui dopo l’uso, riducendo al minimo i danni alle apparecchiature elettroniche sensibili.

Non conduce l’elettricità: la CO2 è un gas non conduttore di elettricità e quindi sicuro da usare in ambienti elettrici.

Tuttavia, l’uso della CO2 presenta anche alcuni svantaggi e considerazioni importanti:

Rischio per la salute: la CO2 è un gas asfissiante che, in concentrazioni elevate, può causare problemi respiratori e perdita di coscienza. È quindi fondamentale mettere in atto procedure di evacuazione adeguate e garantire che il personale sia formato sulle misure di sicurezza associate all’uso della CO2.

Limitazioni d’uso: la CO2 deve essere utilizzata con cautela in spazi ristretti o occupati, poiché l’assenza di ossigeno può costituire un pericolo per le persone all’interno.

Necessità di un’adeguata ventilazione: dopo l’utilizzo di CO2, è importante fornire un’adeguata ventilazione per evacuare i gas residui e ripristinare le normali condizioni dell’area.

Gas antincendio pericolosi

La CO2 presenta rischi per la salute perché ad alte concentrazioni è asfissiante. L’esposizione prolungata ad alte concentrazioni di CO2 può portare a una riduzione del contenuto di ossigeno nell’aria e causare problemi di respirazione, vertigini, perdita di coscienza e persino gravi danni alla salute. È quindi essenziale adottare misure di sicurezza adeguate quando si utilizza la CO2, in particolare evacuando le persone dall’area interessata e garantendo una ventilazione adeguata per dissipare il gas dopo l’uso.

Per quanto riguarda gli inibitori, come FM200™ o Novec™ 1230, sono generalmente considerati più sicuri della CO2 perché non sono asfissianti alle normali concentrazioni di utilizzo. Questi inibitori sono progettati per l’uso in spazi occupati perché non rimuovono tutto l’ossigeno dall’aria. In questo modo si riducono al minimo i rischi per la salute degli abitanti della zona. Tuttavia, è sempre importante seguire le raccomandazioni specifiche del produttore sull’uso di questi inibitori.

Sicurezza antincendio: utilizzare la simulazione per garantire la protezione dei data center

I centri dati sono infrastrutture critiche che richiedono una particolare attenzione in termini di sicurezza antincendio. Per prevenire gli incendi e minimizzarne l’impatto, l’ingegneria antincendio, in particolare la modellazione CFD (Computational Fluid Dynamics), è uno strumento prezioso. Simulando numericamente la propagazione del fuoco e del fumo, la modellazione CFD consente di progettare e convalidare misure di sicurezza efficaci per i data center.

Grazie alla modellazione CFD, gli ingegneri possono studiare il comportamento del fuoco e del fumo in un data center. Simulando i flussi di fluidi, possono prevedere la propagazione dell’incendio, la dispersione del fumo e l’efficacia dei gas inibitori, nonché il calore generato. La modellazione CFD consente agli ingegneri di testare virtualmente diverse misure di protezione antincendio per i data center.

Simulando diversi scenari di incendio, possono valutare l’efficacia dei sistemi automatici di rilevamento e spegnimento, come i rilevatori di fumo, gli sprinkler e i sistemi di estinzione a gas.

Queste informazioni sono essenziali per progettare sistemi di rilevamento e di spegnimento automatico adeguati, nonché sistemi antincendio efficaci.

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