Обеспечение противопожарной безопасности в современных дата-центрах

Новая эра для центров обработки данных

Современные центры обработки данных – это «фабрики данных», которые сооружаются с нуля как отдельные здания или комплексы, оснащенные современной инфраструктурой и интегрированными системами технического обслуживания. Значительный всплеск строительства новых центров обработки данных начался примерно в 2015 году, что было обусловлено развитием технологий больших данных и облачных вычислений. Спрос на данные и цифровые услуги быстро возрос. К примеру, в 2016 году средний объем потребления данных пользователем смартфона составлял 1,9 ГБ в месяц; к 2022 году это потребление выросло более чем в пять раз и продолжает расти. По прогнозам, к 2029 году использование данных может составить 32 ГБ в месяц.

Однако настоящий бум спроса на вычислительную мощность и центры обработки данных произошел примерно в 2020 году, благодаря стремительному развитию искусственного интеллекта. С того момента – в дополнение к стримингу, онлайн-играм, облачным сервисам, Интернету вещей (IoT), базам данных, электронной коммерции и финтех – мы стали свидетелями появления искусственного интеллекта. Принцип работы ИИ, особенно современных моделей, нелинейный. Это означает, что миллионы вычислений производятся одновременно на огромных наборах данных. Это требует огромной вычислительной мощности, где главным движителем являются графические процессоры (GPU), на которые приходится в среднем 40% от общего потребления энергии. По оценкам, сейчас более половины вычислительной мощности центров обработки данных приходится на искусственный интеллект.

Согласно сообщениям, в Польше прогнозируемая мощность центров обработки данных к 2030 году должна вырасти почти до 500 МВт. Сейчас она составляет около 200 МВт, из которых около 147 МВт приходится только на Варшаву. Большая вычислительная мощность требует больше энергии. К примеру, к 2030 году ожидается, что глобальное потребление энергии центрами обработки данных достигнет примерно 945 ТВтч в год, что эквивалентно общему потреблению электроэнергии Японией. Большие объемы мощности и энергии приводят к образованию большего количества тепла, что, в свою очередь, приводит к большим потребностям в охлаждении и, как следствие, резкому увеличению плотности тепловой нагрузки. Это представляет собой прямую проблему для систем обнаружения и тушения пожаров.

Пожар в центре обработки данных

Хотя пожары в центрах обработки данных в последние годы случаются редко, именно они являются причиной некоторых из самых дорогих простоев в истории ИТ. Например: пожар, вспыхнувший 26 сентября 2025 года в центре обработки данных в Южной Корее, вызвал паралич 647 цифровых услуг — от массового сбоя сотен правительственных систем и государственных служб до перебоев в работе служб экстренной помощи и администрации, а также длительной недоступности ключевых цифровых услуг, что повлияло на граждан. В Европе одним из крупнейших инцидентов стал пожар 2021 года в центре обработки данных в Страсбурге, который вызвал недоступность услуг для примерно 120 000 клиентов (около 3,6 миллиона веб-сайтов) и финансовый ущерб, оцененный примерно в 105 миллионов евро.

Пожар в таких объектах связан не только с финансовыми потерями, но и риском парализации цифровых и административных служб, от которых зависит стабильность целой страны. Это приводит к необходимости особой защиты таких «фабрик данных», в частности в сфере противопожарной вентиляции. Чтобы лучше понять ее роль, следует упомянуть, как строятся современные центры обработки данных, и определить их специфические характеристики.

Общие технические характеристики центров обработки данных и основные пожарные риски

Современные центры обработки данных, как правило, представляют собой объекты со сложной инфраструктурой и подсистемами технического обслуживания, объединенными в единую целостную систему. В них применяются такие решения, как:

повышенные полы, подвесные потолки и кабельные лотки;
зоны локализации горячих и холодных проходов;
Закрытые коридоры;
Эффективные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) и охлаждения, включая CRAC/CRAH, а также все более распространенное жидкостное охлаждение;
Отдельные помещения для источников питания, аккумуляторов или генераторов;
Противопожарные перегородки и стены с соответствующим классом огнестойкости;
Системы пожаротушения.

Основой для проектирования современных центров обработки данных являются стандарты и нормативные акты, в частности европейский стандарт EN 50600, национальные законы и постановления, американские стандарты NFPA 75/76 (которые, хотя и не являются обязательными в Польше, повышают качество и обеспечивают конкурентные преимущества), а также дополнительные стандарты1, такие как EN0 с пожарной безопасностью), или EN 54 относительно систем обнаружения пожаров. Нельзя также забывать об экологических стандартах или директивах по энергоэффективности, таких как Директива об энергоэффективности (EED).

К основным пожарным рискам в центре обработки данных относятся:

Неисправности в системах аварийного электроснабжения: прежде всего ИБП (источники бесперебойного питания) и аккумуляторы – особенно литий-ионные аккумуляторы и большие аккумуляторные батареи. В упомянутых выше пожаре неисправность в этой сфере была определена как непосредственная причина.
Перегрузка электросети: в дата-центрах электрические нагрузки очень высоки; в случае дата-центров, ориентированных на искусственный интеллект, они могут достигать 40-50 кВт или даже 80 кВт на стойку. Это может привести к перегрузке цепей, чрезмерному нагреву кабелей и плавлению их изоляции, риску возникновения электрических дуг и, наконец, к коротким замыканиям, возгоранию и пожару. Это одна из самых серьезных угроз в таких объектах.
Термическая перегрузка: горячие компоненты, такие как видеокарты, генерируют огромное количество тепла. Внутри или вокруг стойки образуются зоны со значительно повышенной температурой – так называемые «горячие точки», которые могут перегревать блоки питания, силовые секции и кабельные соединения. Именно эти компоненты, а не сами карты или процессоры, могут испытать термический выход из строя и стать фактическим источником короткого замыкания, вспышки дуги или пожара.
Короткое замыкание в кабельных сетях: особенно при поднятом полу и шкафах питания.
Отказы систем охлаждения.
Человеческая ошибка: например, при настройке системы или технического обслуживания, таких как неправильная затяжка разъема.
Рост плотности оборудования: что приводит к повышенному риску перегрева и отказу электроустановок.

Эта комбинация специфических строительных особенностей и условий, преобладающих в таких объектах, имеет прямое влияние на дым, упомянутый в заглавии. Почему?

Дым в центре обработки данных

«Пожары, охватывающие электрическое и электронное оборудование, в том числе кабели и изоляцию, сопровождаются образованием большого количества густого токсичного дыма, насыщенного частицами и вредными химическими газами, которые оседают на устройствах и повышают риск их повреждения». Дым в помещении центра обработки данных характеризуется, прежде всего, своей тяжестью, густотой и высокой токсичностью. Это своеобразный коктейль из коррозионных химических веществ, среди которых хлорид водорода, цианистый водород, диоксид серы и диоксид азота. Такой дым, даже после тушения пожара, оставляет осадок, и на металлических поверхностях появляются микропиттинги. В реакции с влагой в воздухе происходит коррозия, что приводит к неисправностям и, наконец, к износу оборудования. В серверных стойках может происходить явление «тления» — медленно начинающееся горение без пламени, сопровождающееся выбросом микроскопических частиц дыма и отсутствием немедленной тепловой реакции.

Кроме того, специфические условия внутри объекта и примененные конструктивные решения (подвесные полы, горячие/холодные проходы, эффективная вентиляция) могут вызвать:

Разбавление дыма: высокий поток воздуха через системы, подающие охлаждающий воздух, одновременно разбавляет дым. (Несмотря на все более широкое использование жидкостного охлаждения или гибридных систем, по состоянию на 2023 г. воздушное охлаждение использовалось в 43% ЦОДов во всем мире).
Стратификация: дым может подниматься неравномерно из-за колебаний температуры, плотно упакованных стеллажей и упомянутой циркуляции воздуха.

Эти факторы делают дым сложным противником как для обнаружения, так и для преодоления, что в случае его возникновения может привести к таким угрозам, как простои.

Дым в ЦОД против простоя

Основными задачами эксплуатации центров обработки данных являются:

Обеспечение бесперебойности бизнеса: обеспечение доступности ИТ-инфраструктуры даже в случае внешних перебоев с электроснабжением или стихийных бедствий.
Поддержание охлаждения на безопасном уровне: предотвращение повреждения дорогостоящего оборудования. По оценкам отраслевых источников стоимость только ИТ-оборудования составляет примерно 50–60 % от общей стоимости центра обработки данных. Учитывая 61 млрд долларов, инвестированных в ЦОД в 2025 году, это иллюстрирует огромный объем капитала, подверженного риску в случае пожара.
Бесперебойная работа: обеспечение непрерывной доступности услуг и приложений 24/7.

Эти цели являются вызовом, а простои в центре обработки данных могут привести к серьезным последствиям. Для центров обработки данных наиболее признанным стандартом является классификация TIER, разработанная Uptime Institute, определяющая уровень доступности инфраструктуры. Современные центры обработки данных чаще всего проектируются по стандартам TIER III или TIER IV, что обеспечивает высокую надежность и минимальное время простоя. Чтобы проиллюстрировать высокие требования: в самом высоком классе (TIER IV) доступность должна составлять 99,995% в год, что позволяет… менее 26 минут простоя в год! На этом уровне используются такие решения, как 2N (полная избыточность) и/или отказоустойчивые системы. Если добавить к этому бизнес-контракты SLA (Service Level Agreement), планка во избежание простоя устанавливается очень высоко. Для компаний любой простой может также означать финансовые последствия или потерю репутации, что неприемлемо для крупнейших игроков – так называемых гипермасштабовщиков.

Изменение подхода к безопасности

В течение лет подход к безопасности претерпел изменения. Первоначально главной целью при проектировании и строительстве была защита оборудования; стоимость компьютерного оборудования превышала потенциальные потери данных. По мере расширения ИТ-инфраструктуры и роста важности доступности услуг, подход эволюционировал в сторону обеспечения безопасности процессов — поддержание бесперебойной работы ИТ-систем и услуг. На этом этапе защита данных стала приоритетом. В настоящее время центры обработки данных используют сочетание обоих подходов, одновременно защищая критически важное оборудование и обеспечивая бесперебойное функционирование процессов. Это можно описать как «комбинацию безопасности оборудования и процессов», обеспечивающую как физическую, так и операционную защиту.

Возрастающие требования рынка и более сложные технические характеристики ЦОД заставляют производителей в различных отраслях – от систем охлаждения до противопожарной вентиляции – адаптировать свои решения. В сфере пожарной сохранности это отлично иллюстрирует эволюция систем пожаротушения. В первых центрах использовались классические системы на водной основе, где главной целью было защитить людей и здание.

В 1990-х и начале 2000-х годов большее внимание уделяли предотвращению случайного повреждения оборудования водой, что привело к расширению этих систем за счет обнаружения пожара; система требовала обнаружения пожара (например, с помощью датчиков дыма) перед активацией спринклеров. Именно тогда приобрели широкое использование системы ASD (Aspirating Smoke Detection) — раннее обнаружение дыма — несмотря на то, что эта технология была разработана еще в 1980-х годах.

В последующие годы появились системы на основе инертных газов или чистых агентов, не повреждающих оборудование и тушащих пожары путем снижения уровня кислорода. Однако этого все еще было недостаточно. Больший акцент был сделан на более раннем обнаружении, даже на уровне стеллажей. Сегодня стандартом становится многоуровневый подход, включающий:

Очень раннее обнаружение (высокочувствительное ASD);
локальное обнаружение (например, внутри самих стоек);
Интеграция с системами FAS, BMS и DCIM;
Резервирование систем обнаружения и гашения;
Быстрые, точные системы тушения, адаптированные к конкретным зонам.
Возникает вопрос: какое место в этом занимает противопожарная вентиляция?

Безопасность и роль противопожарной вентиляции

Классическая функция противопожарной вентиляции — удаление дыма и снижение температуры, прежде всего для обеспечения эвакуации и работы аварийных служб. Это остается главным приоритетом. Однако в случае пожара в центре обработки данных к этому прилагается еще и функция контроля. Регулируя поток воздуха во время пожара, системы противопожарной вентиляции поддерживают системы обнаружения и тушения, чтобы не влиять негативно на их эффективность — например, разбавляя гасячье средство или удаляя его слишком быстро из зоны пожара. Кроме того, только после ликвидации угрозы используется контролируемая вентиляция для очистки помещения. Это гарантирует, что противопожарная вентиляция не является отдельной «единицей», действующей автономно, а часть большей, интегрированной системы.

Целью такой интеграции является взаимодействие систем в пожарных сценариях для минимизации влияния дыма и огня на бесперебойность работы ЦОД. Следует добавить, что специфику этих объектов и их взаимодействие с другими системами необходимо учитывать на этапе проектирования. В ЦОД, особенно уровня TIER III/IV, система противопожарной вентиляции должна работать даже при выходе из строя одного компонента. Аналогичные требования к надежности и резервированию содержатся в стандарте EN 12101.

Хотя противопожарная вентиляция прямо не упоминается в законах о критической инфраструктуре, специфика центров обработки данных TIER III/IV делает ее функцию критическим элементом системы. С коммерческой точки зрения, я часто сталкиваюсь с убеждением, что противопожарная вентиляция служит только для выполнения законодательных требований. Однако изменение этой точки зрения и рассмотрение противопожарной вентиляции как неотъемлемой части критической инфраструктуры позволяет эффективно защищать людей и оборудование одновременно повышая надежность и коммерческую ценность всего объекта.

Роль компании Mercor Light&Vent sp. z o.o. в защите центров обработки данных

Компания Mercor уже много лет активно участвует в строительстве центров обработки данных как для небольших, так и для крупных игроков-«гиперскейлеров», оказывая поддержку в проектировании и поставляя оборудование. Начиная с этапа проектирования, например с помощью CFD-моделирования, мы помогаем клиентам правильно спланировать и подобрать отдельные устройства или системы. Учитывая системы охлаждения и вентиляции, мы можем предугадать поведение дыма во время пожара. На этом этапе часто возникает вопрос: как разрешить конфликт между высокими воздушными потоками и необходимостью ограничить перенос дыма и сохранить огнетушащее вещество? Наши проектировщики оказывают помощь и поддержку в решении таких проблем.

Кроме поддержки проектирования, мы предлагаем:

Противопожарные заслонки (например, mcr WIP PRO): изолирующие зоны пожара, контролирующие распространение дыма и горячих газов, а также взаимодействующие с дымоотводными вентиляторами и системами пожаротушения. Все дымовые заслонки Mercor также предназначены для систем пожаротушение инертным газом.
Вентиляторы дымоудаления и наддува (например, mcr MONSUN-T): обеспечивают безопасные условия эвакуации, ограничивают влияние высоких температур на техническую инфраструктуру и реализуют сценарии пожаротушения для ИТ-зон с высокой плотностью.
Блоки питания и управления mcr Omega PRO: ключевые элементы систем пожарной безопасности в дата-центрах. Они обеспечивают необходимое питание и позволяют управлять и интегрировать заслонки и вентиляторы с другими системами HVAC, FAS, BMS или DCIM в зависимости от сценария пожара.