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

郑美英

(北京电信规划设计院有限公司，北京 100048)



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

数据中心机房灾后排尾气风机控制系统设计

郑美英

(北京电信规划设计院有限公司，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，在数据中心机房的消防灭火系统设计中应用最多的是气体灭火系统，气体灭火系统一般分为以CO2、IG541等惰性气体类物理灭火系统和以七氟丙烷、气体溶胶等卤代氢类化学灭火系统两大类。灭火剂平时以液体、液化气体或气体状态存贮于压力容器内，灭火时以蒸汽、气雾状态作为喷射形式，在规定的时间内,将形成的浓度均匀的气体在防护区空间内的各个方向喷射，并保持该灭火浓度达到规范规定的浸渍时间，实现扑灭该防护区内火灾的目的。

为保障人身安全并快速恢复秩序，GB 50370-2005《气体灭火系统设计规范》第6.0.4条规定：灭火后的防护区应通风换气，地下防护区和无窗或设固定窗扇的地上防护区，应设置机械排风装置，排风口宜设在防护区的下部并应直通室外。通常，通风专业在气体灭火保护区均设有灾后排尾气风机，期望在灭火结束后能将机房内积存的尾气尽快排出，同时，在某些需要平时排风的机房除设置排尾气风机外，还需设置平时排风机，通常通风专业将这两种排风合并为一台风机，因此，风机控制系统也较为复杂。

设计人员在做数据中心机房排尾气风机控制系统设计时，通常只绘制一次系统图，二次控制原理图由生产厂家配套。因目前并没有相应的国标图集可以引用，生产厂家又对数据中心机房排尾气系统不甚了解，不少厂家将排尾气风机当做排烟风机来制作，如果设计人员不能对生产厂家提出正确的控制要求，排尾气风机在需要时很难真正发挥其应有的作用。因此，探究数据中心机房排尾气风机控制系统的设计方法是十分必要的。

1 排尾气风机配电系统设计

1.1 负荷等级的确定

根据GB 50174-2008《电子信息机房系统机房设计规范》第3.1条对机房等级的规定以及JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》第3.2.1条对建筑用电负荷等级的规定可知，数据中心按照其使用性质、管理要求及在社会经济中的重要性划分为A、B、C三个等级,数据中心用电负荷应根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度分为一级负荷、二级负荷及三级负荷,A 级数据中心为一级特别重要负荷，B级为一级负荷，C级为二级负荷。

为尽快灭火，一旦机房内发生火灾，气体灭火系统会立即启动,并以最快速度向着火区域喷射灭火介质，直到火灾被扑灭。灭火结束后机房内充斥着大量具有腐蚀性的氢氟酸类气体,此时排尾气风机能否及时有效地排除机房内的有害气体将直接影响到后续通信生产恢复正常的等待时间和事故损失情况。因此，对连续运行要求较高的、B级以上的机房灾后排尾气风机应按照一级负荷进行供电，C级机房应按照二级负荷供电。

1.2 配电方式

依据JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》第3.2.8条规定：一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。因此，B级以上机房的排尾气风机应当采用双路电源供电，并宜在最末一级配电箱处设置双电源转换装置；C级机房的排尾气风机应当采用双路电源供电，并宜在适当位置设置双电源转换装置。

1.3 配电线缆的选择

排尾气风机虽然不属于消防设备，且应该在释放气体灭火时关闭，但其却与消防密切相关，是灭火结束后需要启用的设备，所以其安全等级较高，配线电缆的耐火等级应按建筑消防设备配线电缆的要求进行选择，采用矿物绝缘类耐火电缆或低烟无卤耐火阻燃电缆。

2 排尾气风机控制系统设计

对于不同类别的数据中心机房而言，通风专业对排尾气系统的设置也是不同的，下面对常见的几种情况分别进行讨论。

2.1 每个气体灭火分区单独设置排尾气风机

通常，对附设在一般公共建筑内的小规模数据中心机房，排尾气风机的设置一般按每个气体灭火分区单独设置。

风机的布置及配电平面图如图1所示，风机控制箱箱门及机房外设手动启/停控制、风道上的远控多叶排烟口平时常闭。释放灭火气体时，风机关闭；灭火结束后，按下机房外的手动启/停按钮，并联动打开远控多叶排烟口，在收到远控多叶排烟口打开的反馈信号后联动打开排尾气风机，并将远控多叶排烟口70℃阀熔断关闭信号送至消防中控室。风机控制二次原理图参见图2。

图1 风机布置及配电平面图

图2 风机控制二次原理图(每个气灭区单独设置排尾气风机)

2.2 多层机房共用一台排尾气风机

对于面积>10 000m2的大型数据中心专用建筑，排尾气风机一般集中设置在屋面，在各层机房的下部设置远控多叶排烟口，在屋面设置排尾气风机，通过垂直贯通的风道将尾气排至室外。通风系统的布置及配电平面图如图3所示。

图4 风机控制二次原理图(多层机房共用一台排尾气风机)

图3 通风系统的布置及配电平面图

风机控制箱就近设在屋面风机旁，要求箱门及每层机房外均设置手动启/停控制、风道上的远控多叶排烟口平时常闭。发生火灾后气体释放时，风机关闭；灭火结束后，按下需要排尾气的机房外的手动启/停按钮，先联动打开相应层远控多叶排烟口，在收到远控多叶排烟口打开的反馈信号后联动打开排尾气风机。控制箱箱门上的启/停按钮仅作为远控多叶排烟口联动风机失效时的应急启动风机按纽，按下控制箱箱门上的启/停按钮前应先打开需要排尾气的机房远控多叶排烟口，后将远控多叶排烟口70℃阀熔断关闭信号送至消防中控室。风机控制二次原理图参见图4。

2.3 多层机房共用一台排风兼排尾气风机

排尾气系统在数据中心的应用中还有一种更为复杂的情况，就是在气体灭火防护区除了设置排尾气系统外，还需要设置平时排风系统，通常通风专业会用一台排风机完成所有功能，但控制系统的设计会更为复杂一些，这种情况通常应用在电力电池室。

在各层机房的上部设电动风阀及70℃电动防火阀，下部设远控多叶排烟口，屋面设置平时排风兼排尾气风机，排风与排尾气共用垂直风道，实现平时排风、火灾后排尾气的功能，通风系统的布置及配电平面图如图5所示。

风机控制箱就近设在屋面风机旁，要求箱门及每层机房外均设置手动启/停控制、风道上的电动风阀平时常闭、70℃电动防火阀平时常开、远控多叶排烟口平时常闭。在平时排风(设DDC控制)时，通过DDC启动或者按下机房外平时排风启动按钮，先打开相应层的电动风阀，待收到电动风阀打开的反馈信号后启动风机进行排风；在火灾发生时，由消防联动停止排风，关闭70℃电动防火阀，保证气体释放时风机关闭，气体灭火防护区为一个密闭的空间，利于火灾扑灭；在灭火结束后，按下需要排尾气层机房外排尾气手动启/停按钮，先联动打开相应层远控多叶排烟口，待收到远控多叶排烟口打开的反馈信号后再联动打开排尾气风机，控制箱箱门上的启/停按钮仅作为电动风阀或远控多叶排烟口联动风机失效时的应急启动风机，按下控制箱箱门上的启/停按钮前应先打开需要排尾气的机房远控排尾气系统的远控多叶排烟口不同于一般消防排烟系统的远控多叶排烟口，消防排烟系统的远控多叶排烟口在确认火灾发生后，通过消防控制模块将其开启，并经信号模块反馈开启信号；而排尾气系统的远控多叶排烟口平时常闭，在进行灭火时也不打开，因此无需设消防控制模块，仅设一个信号模块反馈70℃防火阀熔断关闭的信号即可。

图5 通风系统的布置及配电平面图

多叶排烟口，随后再将远控多叶排烟口70℃阀熔断关闭信号送至消防中控室。风机控制二次原理图参见图6。

图6 风机控制二次原理图(多层机房共用一台排风机兼排尾气风机)

3 排尾气风机的消防联动设计

排尾气专用风机在平时及火灾后灭火时都应是关闭的，无需设置消防联动，平时排风兼排尾气风机。在平时排风时开启，火灾后灭火时关闭，因此需要设置消防联动，值得注意的是，因灭火结束后要启动排尾气风机，此风机不应做成消防切电的形式，而应做成消防联动停止排风的形式。

4 结束语

灾后排尾气风机作为数据中心机房重要的安全保障设施，是否在需要时真正发挥其设计功能，其配电、控制及消防联动系统的设计至关重要。笔者根据多年在数据中心机房设计工作的实际经验，总结了灾后排尾气风机控制系统的设计方法，与同行们分享，欢迎大家批评指正。

[1] 宋广瑞，但学文，刘静.气体灭火系统[M].成都:西南交通大学出版社, 2015.

Zheng Meiying

对数据中心机房气体灭火系统中排尾气系统的设置形式及工作原理进行剖析，总结了排尾气系统的供电、控制及消防联动的设计方法。

气体灭火系统 排尾气风机 配电 消防联动