Design of Tail Gas Discharge Ventilator Control System of the Date Center Room after the Disaster

鄭美英

(北京電信規劃設計院有限公司，北京 100048)

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Design of Tail Gas Discharge Ventilator Control System of the Date Center Room after the Disaster

數據中心機房災后排尾氣風機控制系統設計

鄭美英

(北京電信規劃設計院有限公司，北京 100048)

The set form and operational principle of the discharge tailing gas system which is belong to gas fire extinguishing system in date room are analyzed, and the design method of the power supply, control and fire control linkage of the discharge tailing gas system are summed up.

gas extinguishing system， tail gas discharge ventilator， power supply， fire control linkage

0 引言

目前，在數據中心機房的消防滅火系統設計中應用最多的是氣體滅火系統，氣體滅火系統一般分為以CO2、IG541等惰性氣體類物理滅火系統和以七氟丙烷、氣體溶膠等鹵代氫類化學滅火系統兩大類。滅火劑平時以液體、液化氣體或氣體狀態存貯于壓力容器內，滅火時以蒸汽、氣霧狀態作為噴射形式，在規定的時間內,將形成的濃度均勻的氣體在防護區空間內的各個方向噴射，并保持該滅火濃度達到規范規定的浸漬時間，實現撲滅該防護區內火災的目的。

為保障人身安全并快速恢復秩序，GB 50370-2005《氣體滅火系統設計規范》第6.0.4條規定：滅火后的防護區應通風換氣，地下防護區和無窗或設固定窗扇的地上防護區，應設置機械排風裝置，排風口宜設在防護區的下部并應直通室外。通常，通風專業在氣體滅火保護區均設有災后排尾氣風機，期望在滅火結束后能將機房內積存的尾氣盡快排出，同時，在某些需要平時排風的機房除設置排尾氣風機外，還需設置平時排風機，通常通風專業將這兩種排風合并為一臺風機，因此，風機控制系統也較為復雜。

設計人員在做數據中心機房排尾氣風機控制系統設計時，通常只繪制一次系統圖，二次控制原理圖由生產廠家配套。因目前并沒有相應的國標圖集可以引用，生產廠家又對數據中心機房排尾氣系統不甚了解，不少廠家將排尾氣風機當做排煙風機來制作，如果設計人員不能對生產廠家提出正確的控制要求，排尾氣風機在需要時很難真正發揮其應有的作用。因此，探究數據中心機房排尾氣風機控制系統的設計方法是十分必要的。

1 排尾氣風機配電系統設計

1.1 負荷等級的確定

根據GB 50174-2008《電子信息機房系統機房設計規范》第3.1條對機房等級的規定以及JGJ 16-2008《民用建筑電氣設計規范》第3.2.1條對建筑用電負荷等級的規定可知，數據中心按照其使用性質、管理要求及在社會經濟中的重要性劃分為A、B、C三個等級,數據中心用電負荷應根據供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響的程度分為一級負荷、二級負荷及三級負荷,A 級數據中心為一級特別重要負荷，B級為一級負荷，C級為二級負荷。

為盡快滅火，一旦機房內發生火災，氣體滅火系統會立即啟動,并以最快速度向著火區域噴射滅火介質，直到火災被撲滅。滅火結束后機房內充斥著大量具有腐蝕性的氫氟酸類氣體,此時排尾氣風機能否及時有效地排除機房內的有害氣體將直接影響到后續通信生產恢復正常的等待時間和事故損失情況。因此，對連續運行要求較高的、B級以上的機房災后排尾氣風機應按照一級負荷進行供電，C級機房應按照二級負荷供電。

1.2 配電方式

依據JGJ 16-2008《民用建筑電氣設計規范》第3.2.8條規定：一級負荷應由兩個電源供電，當一個電源發生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。因此，B級以上機房的排尾氣風機應當采用雙路電源供電，并宜在最末一級配電箱處設置雙電源轉換裝置；C級機房的排尾氣風機應當采用雙路電源供電，并宜在適當位置設置雙電源轉換裝置。

1.3 配電線纜的選擇

排尾氣風機雖然不屬于消防設備，且應該在釋放氣體滅火時關閉，但其卻與消防密切相關，是滅火結束后需要啟用的設備，所以其安全等級較高，配線電纜的耐火等級應按建筑消防設備配線電纜的要求進行選擇，采用礦物絕緣類耐火電纜或低煙無鹵耐火阻燃電纜。

2 排尾氣風機控制系統設計

對于不同類別的數據中心機房而言，通風專業對排尾氣系統的設置也是不同的，下面對常見的幾種情況分別進行討論。

2.1 每個氣體滅火分區單獨設置排尾氣風機

通常，對附設在一般公共建筑內的小規模數據中心機房，排尾氣風機的設置一般按每個氣體滅火分區單獨設置。

風機的布置及配電平面圖如圖1所示，風機控制箱箱門及機房外設手動啟/停控制、風道上的遠控多葉排煙口平時常閉。釋放滅火氣體時，風機關閉；滅火結束后，按下機房外的手動啟/停按鈕，并聯動打開遠控多葉排煙口，在收到遠控多葉排煙口打開的反饋信號后聯動打開排尾氣風機，并將遠控多葉排煙口70℃閥熔斷關閉信號送至消防中控室。風機控制二次原理圖參見圖2。

圖1 風機布置及配電平面圖

圖2 風機控制二次原理圖(每個氣滅區單獨設置排尾氣風機)

2.2 多層機房共用一臺排尾氣風機

對于面積>10 000m2的大型數據中心專用建筑，排尾氣風機一般集中設置在屋面，在各層機房的下部設置遠控多葉排煙口，在屋面設置排尾氣風機，通過垂直貫通的風道將尾氣排至室外。通風系統的布置及配電平面圖如圖3所示。

圖4 風機控制二次原理圖(多層機房共用一臺排尾氣風機)

圖3 通風系統的布置及配電平面圖

風機控制箱就近設在屋面風機旁，要求箱門及每層機房外均設置手動啟/停控制、風道上的遠控多葉排煙口平時常閉。發生火災后氣體釋放時，風機關閉；滅火結束后，按下需要排尾氣的機房外的手動啟/停按鈕，先聯動打開相應層遠控多葉排煙口，在收到遠控多葉排煙口打開的反饋信號后聯動打開排尾氣風機。控制箱箱門上的啟/停按鈕僅作為遠控多葉排煙口聯動風機失效時的應急啟動風機按紐，按下控制箱箱門上的啟/停按鈕前應先打開需要排尾氣的機房遠控多葉排煙口，后將遠控多葉排煙口70℃閥熔斷關閉信號送至消防中控室。風機控制二次原理圖參見圖4。

2.3 多層機房共用一臺排風兼排尾氣風機

排尾氣系統在數據中心的應用中還有一種更為復雜的情況，就是在氣體滅火防護區除了設置排尾氣系統外，還需要設置平時排風系統，通常通風專業會用一臺排風機完成所有功能，但控制系統的設計會更為復雜一些，這種情況通常應用在電力電池室。

在各層機房的上部設電動風閥及70℃電動防火閥，下部設遠控多葉排煙口，屋面設置平時排風兼排尾氣風機，排風與排尾氣共用垂直風道，實現平時排風、火災后排尾氣的功能，通風系統的布置及配電平面圖如圖5所示。

風機控制箱就近設在屋面風機旁，要求箱門及每層機房外均設置手動啟/停控制、風道上的電動風閥平時常閉、70℃電動防火閥平時常開、遠控多葉排煙口平時常閉。在平時排風(設DDC控制)時，通過DDC啟動或者按下機房外平時排風啟動按鈕，先打開相應層的電動風閥，待收到電動風閥打開的反饋信號后啟動風機進行排風；在火災發生時，由消防聯動停止排風，關閉70℃電動防火閥，保證氣體釋放時風機關閉，氣體滅火防護區為一個密閉的空間，利于火災撲滅；在滅火結束后，按下需要排尾氣層機房外排尾氣手動啟/停按鈕，先聯動打開相應層遠控多葉排煙口，待收到遠控多葉排煙口打開的反饋信號后再聯動打開排尾氣風機，控制箱箱門上的啟/停按鈕僅作為電動風閥或遠控多葉排煙口聯動風機失效時的應急啟動風機，按下控制箱箱門上的啟/停按鈕前應先打開需要排尾氣的機房遠控排尾氣系統的遠控多葉排煙口不同于一般消防排煙系統的遠控多葉排煙口，消防排煙系統的遠控多葉排煙口在確認火災發生后，通過消防控制模塊將其開啟，并經信號模塊反饋開啟信號；而排尾氣系統的遠控多葉排煙口平時常閉，在進行滅火時也不打開，因此無需設消防控制模塊，僅設一個信號模塊反饋70℃防火閥熔斷關閉的信號即可。

圖5 通風系統的布置及配電平面圖

多葉排煙口，隨后再將遠控多葉排煙口70℃閥熔斷關閉信號送至消防中控室。風機控制二次原理圖參見圖6。

圖6 風機控制二次原理圖(多層機房共用一臺排風機兼排尾氣風機)

3 排尾氣風機的消防聯動設計

排尾氣專用風機在平時及火災后滅火時都應是關閉的，無需設置消防聯動，平時排風兼排尾氣風機。在平時排風時開啟，火災后滅火時關閉，因此需要設置消防聯動，值得注意的是，因滅火結束后要啟動排尾氣風機，此風機不應做成消防切電的形式，而應做成消防聯動停止排風的形式。

4 結束語

災后排尾氣風機作為數據中心機房重要的安全保障設施，是否在需要時真正發揮其設計功能，其配電、控制及消防聯動系統的設計至關重要。筆者根據多年在數據中心機房設計工作的實際經驗，總結了災后排尾氣風機控制系統的設計方法，與同行們分享，歡迎大家批評指正。

[1] 宋廣瑞，但學文，劉靜.氣體滅火系統[M].成都:西南交通大學出版社, 2015.

Zheng Meiying

對數據中心機房氣體滅火系統中排尾氣系統的設置形式及工作原理進行剖析，總結了排尾氣系統的供電、控制及消防聯動的設計方法。

氣體滅火系統 排尾氣風機 配電 消防聯動