Пожары в ЦОД: причины возникновения и меры защиты

Почему горят ЦОД? Можно ли защитить их от возгорания? Специалист дата-центра излагает свой взгляд на эти вопросы и рассказывает, какие меры противопожарной безопасности существуют и как они реализуются в его организации.

ЦОД-"погорельцы"

Основываясь на аналитических исследованиях Uptime Institute по отказам в ЦОД¹, можно сказать, что пожар является самой тяжелой категорией по серьезности последствий. В среднем возгорания случаются реже раза в год². В большинстве случаев инциденты удалось прервать в самом начале развития, но в некоторых случаях огонь все же выходил из-под контроля.

21 мая 2023 г. огонь нарушил работу ЦОД LAX12 компании Digital Realty и привел к приостановке обслуживания части клиентов в округе Лос-Анджелес. По имеющимся данным, пожарным пришлось закрыть два зала для колокейшн-клиентов.

15 октября 2022 г. произошел пожар в дата-центре неподалеку от Сеула. Южнокорейская компания Kakao заявила, что причиной возгорания в дата-центре SK C&C Data Center стали литийионные аккумуляторы дочерней компании SK Group. В результате перестало работать KakaoTalk, приложение для обмена сообщениями, которое используют около 90% местного населения. Отключились также другие службы Kakao, включая платежную платформу KakaoPay, почтовую службу, такси и пр. Данный инцидент, возможно, стал самым масштабным в мире ЦОД, поскольку в результате пожара были одновременно остановлены 32 тыс. серверов.

В марте 2021 г. почти полностью сгорел один из дата-центров OVH. Это самая крупная авария последних лет, ведь OVH – один из крупнейших хостинг-провайдеров Европы. Пожар был настолько сильным, что практически уничтожил дата-центр SBG2. Около 15 тыс. серверов и другое оборудование полностью разрушено и не подлежит восстановлению.

Факторы, повлиявшие на возникновение пожаров

По анализу отказов в ЦОД следует сделать вывод, какие факторы повлияли на возникновение данных чрезвычайных ситуаций.

Вот самые существенные:

• отсутствие технологических карт на техническое обслуживание электрооборудования;
• отсутствие контроля за качеством выполнения технического обслуживания подрядными организациями;
• отсутствие плана ликвидации аварийных ситуаций на оборудовании.

Я считаю, что в ходе эксплуатации оператор ЦОД должен регулярно проводить обучение дежурного персонала мерам ликвидации аварийных ситуаций на всем оборудовании инженерной инфраструктуры. 

Магистральный трубопровод внутри ЦОД для автоматической системы газового пожаротушения

Установка комплексной автоматической системы пожаротушения на базе ТРВ

Почему происходят возгорания?

Центр обработки данных – это объект, насыщенный большим количеством серверов, а также оборудованием инженерной инфраструктуры, таким как электрические щиты, трансформаторы, ИБП, дизель-генераторные установки, которые обеспечивают стабильную и безотказную работу сетевого оборудования. Оборудование и кабельные линии в ходе работы выделяют большое количество тепла, таким образом они являются потенциальным источником возгорания.

Пожарная сигнализация – это ядро всех систем противопожарной защиты, поэтому к ней предъявляются особые, повышенные требования отказоустойчивости и максимальной надежности.

Рассмотрим наиболее частые причины возникновения пожара при эксплуатации центра обработки данных:

• несоблюдение норм противопожарной безопасности при проведении работ;
• невыполнение планового технического обслуживания на электрооборудовании;
• внешний фактор, например поджог, теракт и т.д.

Классификация систем и оборудования. Типы/примеры использования

Защита помещения ЦОД в обязательном порядке предполагает активацию системы пожаротушения в случае фиксации задымления. Для этого используются следующие противопожарные системы:

1. Система раннего обнаружения пожара (аспирационная система).

Как правило, они имеют модульную архитектуру, которая позволяет адаптировать систему к конкретным условиям эксплуатации и планировке здания. Основные компоненты такой системы – трубопровод для забора воздуха из контролируемой области и сам извещатель, который можно разместить в любом месте внутри защищаемого помещения или вне его.

2. Система автоматической пожарной сигнализации.

Она разделяется на следующие типы:

• адресная;
• пороговая;
• адресно-опросная система сигнализации.

По опыту эксплуатации ЦОД могу с уверенностью сказать, что адресно-опросная система сигнализации предпочтительнее для ЦОД, так как является самым современным типом пожарной сигнализации. Она позволяет точечно определить место возгорания.

Прибор работает по  приемно-контрольному принципу и круглосуточно опрашивает подключенные периферийные устройства с целью анализа периодически регистрируемых и передаваемых извещателями значений.
ППК дает возможность контролировать работоспособность каждого извещателя по состояниям "норма", "неисправность", "пожар".

Системы пожаротушения, применяемые в ЦОД, также делятся в соответствии с используемым тушащим веществом на следующие:

• система газового пожаротушения;
• система порошкового пожаротушения;
• система аэрозольного пожаротушения;
• система пожаротушения тонкораспыленной водой высокого давления.

Автоматическая станция газового пожаротушения

Противопожарные системы в дата-центрах IXcellerate

В IXcellerate установлена система автоматической пожарной сигнализации адресно-опросного типа. Центральные приемно-контрольные приборы состоят из модульных устройств с полным аппаратным резервированием электронных компонентов. ППК управляют установками пожаротушения и другими противопожарными системами.

Шлейфы системы АПС реализованы кольцевой топологией с возможностью включения в них до 250 разных устройств (извещателей, модулей ввода-вывода и т.д.). Система АПС осуществляет управление смежными установками комплексной системы противопожарной автоматики (СПА). Она обеспечивает резервирование каналов при потере связи по обходному пути, переключение интерфейсной линии происходит на аппаратном уровне без вмешательства дежурного, соответственно человеческий фактор при чрезвычайной ситуации сводится к минимуму.

В отдельных помещениях инфраструктуры ЦОД используется система пожарной сигнализации, принимающая решение о пожаре на основании разных факторов возникновения пожара, применяя разные типы извещателей, установленных в одном помещении:

• дымовые извещатели;
• тепловые извещатели;
• датчики пламени.

В дата-центрах IXcellerate применяются системы газового и водяного пожаротушения тонкораспыленной водой высокого давления. Они одновременно эффективные и безопасные для сотрудников. У данных систем есть свои особенности, но все они хорошо зарекомендовали себя на практике. В рамках услуг Colocation наша компания предоставляет индивидуальные возможности размещения  серверного и телекоммуникационного оборудования в машинных залах ЦОД с установленной по выбору заказчика автоматизированной системой пожаротушения.

Исходя из своего опыта эксплуатации ЦОД, могу сказать, что при выборе аспирационных систем следует обращать внимание на следующие параметры:

• настраиваемая чувствительность;
• патентованный способ фильтрации частиц, динамическая компенсация чувствительности в зависимости от запыленности потока;
• сертификация приборов;
• высокопроизводительная аспирация;
• низкий уровень шума;
• функция автоподстройки к окружению.

Все отделочные материалы, утеплители, составы для металлических изделий, используемые в строительстве, в соответствии с требованиями управления Государственной противопожарной службы ГО МЧС проходят сертификацию по пожарной безопасности.

Обучение по мерам пожарной безопасности сотрудников нашей компании, клиентов и сотрудников подрядных организаций занимает важное место в обеспечении необходимого уровня готовности к тушению возгорания и эвакуации людей из здания.

Цель обучения по пожарной безопасности – это своевременная реакция сотрудников на возникающую опасность связанную с возгораниями и задымлениями, а также опасными факторами пожара. На территориях наших кампусов регулярно проводятся тренировки по эвакуации сотрудников и клиентов из всех зданий. Мы также проводим два раза в год практические занятия с  применением первичных средств пожаротушения с использованием модульных очагов возгорания. Важно, что обучение по мерам пожарной безопасности наших сотрудников начинается с первого дня работы и продолжается на всем протяжении трудовой деятельности.

При проведении работ в наших кампусах все сотрудники подрядных организаций проходят вводный инструктаж, в ходе которого мы напоминаем им о необходимости безопасного проведения выполняемых работ и обучаем правильному использованию первичных средств пожаротушения, с использованием макетов огнетушителей.

Результатом совместных тренировок является отсутствие пожаров и травмирования сотрудников от опасных факторов пожара.
Немаловажно, что выработанные навыки и умения сотрудники смогут применить и повседневной жизни (дома или в общественном месте).

Используем отечественные решения

Изменения, произошедшие в мировой экономике в 2022 г., простимулировали структурную перестройку российского рынка ЦОД на фоне поиска новых инженерных и ИТ-решений, а также наращивание локальной экспертизы и создание центров R&D.

Компания IXcellerate в связи с уходом большинства зарубежных производителей противопожарных систем с российского рынка активно рассматривает и внедряет в своих дата-центрах продукцию отечественных производителей противопожарных систем. Совместно с партнером "Пожтехника", например, мы тестируем аналоги, которые прошли сертификацию и, как показала практика, работают не хуже зарубежных производителей.

Тенденции развития и инновации

В связи с активным развитием робототехники и искусственного интеллекта актуальные задачи более точного и быстрого обнаружения угрозы возгорания помогают решать нейросети с помощью анализа больших данных.

Можно выделить несколько тенденций.

1. Внедрение видеокамер со встроенным искусственным интеллектом – нейронной сетью, которая по заданным алгоритмам анализирует изображение и на порядок быстрее, чем это сделал бы человек, определяет источник возгорания и сообщает об этом на центральный пульт. Скорость и точность таких систем с искусственным интеллектом существенно выше, чем у обычного датчика дыма.
2. Беспроводные системы сигнализации: беспроводные сенсоры устанавливаются в труднодоступных местах и транслируют данные о состоянии окружающей среды на центральный пульт по радиоканалу.
3. Современная инновация, усиливающая защиту людей от пожаров, – эвакуация людей при участии искусственного интеллекта. Нейронная сеть отправляет сообщения напрямую на телефоны людей, находящихся в здании, и координирует эвакуацию с помощью цифрового двойника объекта. Нейросеть выстраивает модель развития пожара в зависимости от очага возгорания и за минуты определяет самые безопасные пути эвакуации для людей.

Заключение/выводы

Пожар – этот одна из самых тяжелых категорий отказов в ЦОД, он влечет за собой серьезные последствия. Поэтому при выборе оборудования противопожарных систем нужно предъявлять повышенные требования к максимальной надежности, безопасности и отказоустойчивости. Компания IXcellerate как оператор ЦОД активно внедряет новые разработки в области противопожарных систем и находит сбалансированные решения для реализации той или иной задачи.

Иллюстрации предоставлены автором.

Опубликовано в каталоге "Пожарная безопасность"

¹ https://uptimeinstitute.com/uptime_assets/5f40588be8d57272f91e4526dc8f821521950b7bec7148f815b6612651d5a9b3-annual-outages-analysis-2023.pdf

² https://journal.uptimeinstitute.com/major-data-center-fire-highlights-criticality-of-it-services/