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Umfassender Schutz für Rechenzentren setzt ganzheitliches Konzept voraus

24.06.2008
Um Risiken eines Brandes zu begegnen, sind die in Rechenzentren und IT-Räumen angewendeten Sicherheitsmaßnahmen oftmals nicht ausreichend. Gefordert ist ein Sicherheits-Gesamtkonzept, das von der Risikoanalyse über die Planung bis hin zur Realisierung von wirtschaftlichen Sicherheitslösungen dem individuellen Sicherheitsbedarf gerecht wird.

Für die gesicherte Informationstechnik (IT) eines Unternehmens bilden vier Bereiche die notwendigen Voraussetzungen: die IT-gerechte Klimatisierung, eine stabile Energieversorgung, die gesicherte Netzwerkstruktur und der Katastrophenschutz. Zum Katastrophenschutz gehört im besonderen Maße der Brandschutz. Es ist natürlich optimal, wenn ein Brand von vornherein ausgeschlossen werden kann. Denn der Wettbewerb ist erbarmungslos:

Ein Komplettausfall in einem Rechenzentrum ist in kürzester Zeit publik und bedeutet in der Regel das Aus für den betroffenen Betreiber oder das geschädigte Unternehmen.

Aufgrund der hohen Brandlast (überlastete Kabel, Netzteile, Klemmverbindungen oder defekte Monitore) besitzen Serverfarmen und Verteilerschränke ein hohes Brandrisiko.

Ein Schwelbrand, der nicht frühzeitig erkannt wird, findet ausreichend Nahrung, um sich ungestört weiter auszubreiten. Dadurch kann es zu einer starken Wärmeentwicklung kommen.

Oberstes Schutzziel ist höchste Ausfallsicherheit

Gefordert sind deshalb Brandschutzsysteme, die den vorhandenen Brandrisiken angemessen begegnen. Für Rechenzentren und IT-Räume kann das zu erreichende Schutzziel nur höchste Ausfallsicherheit lauten. Um dies im Bereich des Brandschutzes zu gewährleisten, wurden besonders in den letzten Jahren neue Systeme und Lösungen entwickelt und optimiert. Je nach individuell definiertem Schutzziel können Betreiber von Rechenzentren vom Brandschutzexperten innovative, mehrstufige Konzepte erwarten.

Beispielsweise eine Anlage zur Sauerstoffreduktion. Hauptkriterium für Entscheider bei der Wahl dieses Systems ist die Tatsache, dass es sich bei den Anlagen zur Sauerstoffreduktion um ein technisches Brandschutzkonzept handelt, mit dem ein Brand bereits präventiv und aktiv ausgeschlossen werden kann. Die Begehbarkeit der geschützten Bereiche bleibt dabei erhalten.

IT-Sicherheit unter ganzheitlicher Bedeutung setzt unter anderem Branddetektion, Brandmeldeanlagen und Brandlöschung voraus. Dabei gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, Brände zu bekämpfen. Beispielsweise mit Wassernebel oder auch mit verschiedenen Gasen, die eine unterschiedliche Löscheffizienz haben. Dadurch können Brand- und Brandfolgeschäden begrenzt werden, nicht jedoch die Schäden an den Anlagen selbst. Das eigentliche Ausmaß der Schäden und die Bedeutung für das betroffene Unternehmen werden dabei oft erheblich unterschätzt.

Gasförmige Löschmittel löschen optimal

Ein zuverlässiges System zur Brandbekämpfung ist zwar in der Lage, einen erkannten Brand schnellstmöglich zu löschen, aber nach erfolgreichem Einsatz lassen sich bei diesen Systemen sekundäre Brandschäden nicht verhindern. So kann eine IT-Anlage beispielsweise elementaren Schaden durch Löschwasser nehmen; Räume und Gebäude werden unbenutzbar. Die Konsequenz: Trotz erfolgreicher Löschung kann es zu ernsthaften Betriebsunterbrechungen kommen. Um diesem Risiko zu entgehen, verfügen viele Rechenzentren über Brandschutzsysteme mit gasförmigen Löschmitteln, um optimal löschen zu können.

Aber auch diese Maßnahme allein ist nicht zufriedenstellend, weil durch Rauch empfindliche Geräte und Maschinen zerstört werden können. Des Weiteren wird im Brandfall und nach der Evakuierung und der Auslösung der Gaslöschanlage der Bereich stromlos geschaltet und kann oft erst wieder durch die Feuerwehr freigegeben werden. Der Sicherheitsverantwortliche verliert wertvolle Zeit, die er nutzen könnte, um den entstandenen technischen Schaden zu ermitteln und zu beseitigen.

Die Brennbarkeit der meisten Feststoffe steht in direktem Zusammenhang mit der Sauerstoffkonzentration in der Umgebungsluft. Durch die Abnahme der Sauerstoffkonzentration sinkt deshalb auch die Brandgefahr. Das bedeutet, dass die Möglichkeit der Brandentstehung und das Ausmaß des Brandschadens bei einer niedrigeren Sauerstoffkonzentration geringer ist als unter Normalbedingungen.

Platinen brennen beispielsweise bei einer Konzentration von 17 Volumenprozent nicht mehr, Kabel und Gehäuse bei 16 Volumenprozent und Papier kann bei 15 Volumenprozent nicht mehr offen brennen. Damit die Ausfallzeit durch einen Brand so gering wie möglich ist, wurde ein effektives Verfahren entwickelt, das den Sauerstoffgehalt im Schutzbereich bis etwa 15 Volumenprozent absenkt und so verhindert, dass es brennt.

Hochsensible Rauchansaugsysteme überwachen Restbrandrisiko

Müssen Mitarbeiter die Schutzbereiche oft betreten, wird der Sauerstoffpegel nur bis auf 17 Volumenprozent abgesenkt. Aufgrund des bereits reduzierten Brandverhaltens ist dann bei einem eventuellen Schmorbrand von einer sehr geringen Rauchkonzentration im Schutzbereich auszugehen. Hochsensible Rauchansaugsysteme überwachen das bereits entscheidend minimierte Restbrandrisiko. Im Anwendungsfall tritt dann die Schnellabsenkung in Aktion und sorgt innerhalb kürzester Zeit für die Reduktion des Sauerstoffniveaus mithilfe eines Stickstoffreservoirs von 17 Volumenprozent auf ein sicheres Schutzniveau.

Die Sauerstoffkonzentration kann außerdem beliebig lange auf dem Vollschutzniveau gehalten werden. Der entscheidende Vorteil gegenüber anderen Brandschutzkonzepten ist, dass den Befugten der Zutritt zu den betroffenen Bereichen gewährt bleibt. Die Verfügbarkeit der Anlagen bleibt durchgängig bestehen.

Personenschutz hat höchste Priorität

Außer dem Schutz der Anlagen hat der Personenschutz die höchste Priorität. Bei der Sauerstoffkonzentration bis zu 17 Volumenprozent ist der Zugang zu den Schutzbereichen für alle Personen uneingeschränkt möglich. Der Austausch und die Zusammenarbeit von verschiedenen Experten aus dem Bereich der Arbeitsmedizin sowie der Berufsgenossenschaft führte zu dem Ergebnis, dass keine bedeutsame Einschränkung der Sauerstoffversorgung bei anwesenden Personen auftritt.

Unterhalb von 17 bis zu 13 Volumenprozent ist eine arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchung Voraussetzung zum Betreten der Bereiche. Diese Vorsorgeuntersuchung findet in Form einer Befragung und eines Bluttests statt und ist lediglich eine Vorsichtsmaßnahme, um Personen mit speziellen, nicht erkannten Vorerkrankungen keinen unnötigen Belastungen auszusetzen. Die Begehbarkeit der Bereiche, die mit Anlagen zur Sauerstoffreduzierung geschützt sind, bleibt somit für die Mitarbeiter erhalten.

Eine Anlage zur Sauerstoffreduktion besteht im Wesentlichen aus einem Kompressor zur Drucklufterzeugung und einem Stickstoffgenerator. Zusätzlich stellt eine Steuerzentrale mit entsprechender Sensorik den zuverlässigen Betrieb der gesamten Anlage sicher.

Ausgangspunkt für die Stickstoffgewinnung ist Druckluft; sie wird entweder von einer zentralen Druckluftversorgung bereitgestellt oder durch einen Kompressor erzeugt. Die Druckluft wird über einen Trockner und Filter in einen Stickstoffgenerator geführt. In diesem Stickstoffgenerator befinden sich, abhängig von der Kapazität des Generators, ein oder mehrere Module mit Hohlfasermembranen. Die verschiedenen Bestandteile der Luft, hauptsächlich Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle, diffundieren unterschiedlich schnell durch diese Membranen hindurch. Vereinfacht formuliert werden die Sauerstoffmoleküle dabei ausgefiltert. Der verbliebene Stickstoff wird dann in den Schutzbereich eingeleitet.

Sauerstoffsensoren ergänzen die Schutzanlage

Die Anlage wird ergänzt durch Sauerstoffsensoren, von denen es aus Gründen der Sicherheit immer mindestens zwei im Schutzbereich gibt, sowie einer Steuerzentrale. Die Sauerstoffsensoren erfassen permanent den Sauerstoffpegel im Schutzbereich. Wenn der Sauerstoffpegel die Obergrenze des eingestellten Regelbereichs erreicht hat, aktiviert die Steuerzentrale die Stickstofferzeugung.

Sauerstoffreduzierungsanlagen sind individuell projektierbar. Ein wichtiger Parameter für die Auslegung solcher Anlagen ist die Dichtigkeit der zu schützenden Bereiche. Leckagen führen zwangsläufig zum Anstieg der Sauerstoffkonzentration im Schutzbereich, was durch die Anlage ausgeglichen werden muss.

Die Notwendigkeit einer bestimmten Dichtheit der Schutzbereiche definiert die Haupteinsatzmöglichkeit für die Anlagen zur Sauerstoffreduktion: EDV-Anlagen und Telekommunikationseinrichtungen, elektronische Schalt- und Verteilerräume und Datenarchive. Nicht geeignet ist das innovative System für Schutzbereiche, für die keine relative Dichtheit zu generieren ist, wie offene Lagerhallen oder Räume mit starkem Publikumsverkehr.

Gefordert ist ein Sicherheits-Gesamtkonzept, das von der Risikoanalyse über die Planung bis hin zur Realisierung von wirtschaftlichen Sicherheitslösungen dem individuellen Sicherheitsbedarf gerecht wird. Eine Anlage zur Sauerstoffreduktion erfüllt den Sicherheitsanspruch im Brandschutz.

Sauerstoffreduktion bietet im Rechenzentrum viele Vorteile: Beispielsweise die flexible Begehbarkeit der Schutzbereiche bei einem hohen Brandschutzniveau und die unbegrenzte Haltezeit des Vollschutzniveaus. Technische Anlagen können so ohne zeitliche Begrenzung und ohne eine Stromlosschaltung überprüft werden. Der Zutritt zu den betroffenen Schutzbereichen ist jederzeit möglich.

Die Verfügbarkeit der Anlagen in Rechenzentren bleibt durchgängig bestehen; der Stillstand des Rechenzentrums kann mit Hilfe von Sauerstoffreduktion zuverlässig vermieden werden.

Marcus Thiem ist Produktmanager Brandvermeidungssysteme der Wagner Group GmbH in Langenhagen.

Marcus Thiem | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/betriebstechnik/arbeitsschutz/articles/125085/

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