陳碧云，馮智彬

1.廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司，廣東 廣州 510000 2.廣州市優(yōu)筑建筑設計咨詢有限公司，廣東 廣州 510000

由于數(shù)據(jù)中心內(nèi)儀器精密，價格高昂，且其服務器儲存著大量重要數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)丟失或突然停止運行，將會給企業(yè)及社會帶來不可估量的經(jīng)濟損失，因此國家為保障數(shù)據(jù)中心的正常運行，制定了一系列標準，且將數(shù)據(jù)中心建筑列為重要建筑。

1 工程概況

案例項目位于廣州市中新知識城南起步區(qū)ZSCN-D4-1地塊內(nèi)，具體位置在KS2號路以南，永九快速路以東。該工程地塊占地面積為134999.2m2，擬規(guī)劃建設數(shù)據(jù)中心、科研樓以及綜合樓，規(guī)劃建筑面積為358887m2，其中數(shù)據(jù)中心占地面積不少于13.25萬m2。電信南方基地A3、A4棟通信機樓土建項目位于地塊西南角，建筑規(guī)模約為6.8萬m2，包括2棟10層數(shù)據(jù)中心和1個連通地上2棟建筑的地下室，建成后數(shù)據(jù)中心可容納約10000個機架，IT功率平均密度將達到5k/機架以上，電信南方基地A3、A4棟通信機樓土建項目作為中國電信集團的重點項目之一，將覆蓋大灣區(qū)的IDC業(yè)務。

2 數(shù)據(jù)中心的建筑消防設計要點

消防包括消滅火災和預防火災兩種。消滅火災就是在火災發(fā)生之后，依靠不同設備救火，是一種主動防火的手段；預防火災則是在未發(fā)生火災事故前，把引火源與可燃物、助燃物進行物理隔離，控制火災不蔓延的一種方法，是一種被動防火的手段。除此之外，被動防火還跟耐火極限、燃燒性能、火災性能、疏散距離、疏散門等有關，下面以電信南方基地A3、A4棟通信機樓土建項目為例進行說明。

2.1 數(shù)據(jù)中心的耐火等級

數(shù)據(jù)中心是一種特殊的建筑，它可以是工業(yè)建筑，也可以為民用建筑。當數(shù)據(jù)中心位于工業(yè)用地時，它執(zhí)行建筑設計防火規(guī)范的廠房建筑部分；當其位于其他用地時，它執(zhí)行民用建筑設計防火規(guī)范。該項目位于科研用地，屬于民用建筑，因此按建筑設計防火規(guī)范的民用建筑部分執(zhí)行。

《建筑設計防火規(guī)范（2018年版）》（GB 50016—2014）（以下簡稱《防火規(guī)范》）將工業(yè)和民用建筑耐火等級分為四級。耐火極限時間最長的為一級，通?？梢赃_到3h；耐火極限時間最短的為四級，通常為0.25～0.5h。只有民用建筑的地下室或半地下室和一類高層建筑的耐火等級規(guī)定為不應低于一級，其他一般根據(jù)建筑物的高度、使用功能、重要性和火災撲救難度來確定。數(shù)據(jù)中心的耐火等級不應低于二級。廠房和民用建筑二級耐火等級建筑構(gòu)件的耐火極限和燃燒性能見表1。

表1 廠房和民用建筑二級耐火等級建筑構(gòu)件的耐火極限和燃燒性能

由表1可知，耐火極限是從建筑的柱、承重墻→梁→樓板→隔墻→裝飾逐漸縮減的，與蓋樓的順序相反，其目的是保證支撐房屋的承重構(gòu)件不易被破壞，房屋不易坍塌。目前相關規(guī)范只要求鋼筋的最小保護層厚度應為20mm，然而火場的溫度極高，顯然這個厚度并不能滿足火災發(fā)生時鋼筋所需的厚度要求，因此在設計階段應考慮火災帶來后果的嚴重程度，適當增加鋼筋保護層的厚度，或者采用耐火砂漿進行墻面抹灰。數(shù)據(jù)中心的耐火極限最低要求應按表1執(zhí)行。然而，耐火極限為2.5h時也遠遠不足以保護精密儀器，因此在設計建筑防火時要合理考慮建筑的平面布局，確保能夠有效阻止火勢蔓延。與平面布局有關的參數(shù)包括防火分區(qū)、層數(shù)、安全疏散、功能布局和疏散門的數(shù)量。

2.2 數(shù)據(jù)中心的防火分區(qū)和層數(shù)

民用建筑中單或多層一、二級耐火極限的防火分區(qū)允許面積為2500m2，高層民用建筑的防火分區(qū)最大允許面積為1500m2。應用在工業(yè)建筑的數(shù)據(jù)機房應按丙類廠房一、二級要求：單層廠房建筑的防火分區(qū)不限，多層廠房建筑每個防火分區(qū)的最大允許面積為6000m2（一級耐火等級）或4000m2（二級耐火等級），高層廠房每個防火分區(qū)的最大允許面積為3000m2。當建筑內(nèi)設置自動滅火系統(tǒng)時，均可按規(guī)定值增加1倍面積，局部設置時，防火分區(qū)的增加面積可按局部面積增加1倍計算。因此，在考慮數(shù)據(jù)中心平面規(guī)模時應考慮防火分區(qū)因素，以盡量接近防火分區(qū)的規(guī)范值為優(yōu)。電信南方基地A3棟通信機樓總高度為60m，屬于一類高層建筑，建筑內(nèi)全部增設自動滅火系統(tǒng)，項目單層面積為2927m2，按1個防火分區(qū)計算，其優(yōu)點是平面內(nèi)不需要增加防火墻、安全出口，也不需要增設滅火設備系統(tǒng)等。

2.3 數(shù)據(jù)中心的安全疏散

數(shù)據(jù)中心單層面積都比較大，多層的數(shù)據(jù)中心平面面積約4988m2，剛好為1個分區(qū)面積。根據(jù)《防火規(guī)范》要求，建筑內(nèi)每個防火分區(qū)或1個防火分區(qū)的每個樓層，其安全出口的數(shù)量應經(jīng)過計算確定，且不應少于2個。每個安全出口都有規(guī)定的距離，對于民用建筑和高層工業(yè)建筑，布置在兩個安全出口之間的房間門距離安全出口的直線距離不應大于40m；對于單層工業(yè)建筑，該距離不應大于80m；對于多層工業(yè)建筑，該距離不應大于60m。從房間內(nèi)部任一點到房間門口的疏散距離應該等于袋形走道的疏散距離，而且只要建筑內(nèi)部全部設置自動噴淋系統(tǒng)，則該距離應增加25%，相當于從房間內(nèi)到房間門再到疏散樓梯的距離，單、多層民用數(shù)據(jù)中心的該疏散距離不應超過67.5m，高層民用數(shù)據(jù)中心的該疏散距離不應超過65m。當數(shù)據(jù)機房內(nèi)設置高靈敏度的吸氣式煙霧探測火災報警系統(tǒng)時，該機房內(nèi)任一點到最近安全出口的直線距離可增加50%，因此一個經(jīng)濟的平面布置首先要滿足消防要求，其次要節(jié)省交通面積。

2.4 數(shù)據(jù)中心的功能布局

一般情況下，數(shù)據(jù)中心的使用功能都是比較單一的，但當與數(shù)據(jù)中心不相關的其他功能房間也在同一個建筑內(nèi)時，數(shù)據(jù)中心與其他功能房間應采用耐火極限不低于2.0h的防火隔墻和1.5h的樓板隔開，防火隔墻上的門應采用甲級防火門。建設在工業(yè)用地上的數(shù)據(jù)中心，當室內(nèi)有辦公、值班等類似功能房間時，應采用耐火極限不低于2.5h的防火隔墻和1.0h的樓板與其他部分分隔，并應至少設置1個獨立的安全出口，隔墻上應設置乙級防火門。

3 數(shù)據(jù)中心氣體滅火系統(tǒng)的選擇

主動防火是通過設置具體的消防設施來減輕火災發(fā)生后造成的后果，如設置自動噴水滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、可燃氣體探測報警系統(tǒng)、電氣設備監(jiān)控系統(tǒng)、消防控制室等。數(shù)據(jù)中心的消防設施通常使用管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng)、水霧滅火系統(tǒng)、火災探測器，以及具有滅火系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動功能的火災報警系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)中心中的主機房區(qū)域的滅火系統(tǒng)應從可靠性、綠色環(huán)保性、節(jié)能性、通用性及經(jīng)濟性等多方面進行綜合分析，大多選擇氣體滅火系統(tǒng)。用于主機房和配電房時可選擇七氟丙烷滅火系統(tǒng)、IG-541氣體滅火系統(tǒng)和二氧化碳滅火系統(tǒng)。

二氧化碳的滅火機理是窒息和冷卻，它會對停留在保護區(qū)域中的人員造成嚴重傷害，甚至死亡，而且它并不是一種綠色環(huán)保的材料，還會加重溫室效應，只能用于無人場所，而數(shù)據(jù)機房平時經(jīng)常有人檢修和維護，因此不推薦使用二氧化碳滅火系統(tǒng)。IG-541是氮氣、氬氣、二氧化碳混合而成的氣體，主要滅火機理是物理滅火，對人體安全無害，滅火劑用量大、系統(tǒng)壓力高、儲瓶數(shù)量多，其管網(wǎng)造價相對較高。七氟丙烷滅火劑價格是三者中最高且需要定期更換的，后期運維費用較大，但由于火災時噴射劑量少、系統(tǒng)壓力低，其設備造價和管網(wǎng)造價也相對較低。國產(chǎn)的IG-541氣體滅火系統(tǒng)與外貯壓式七氟丙烷滅火系統(tǒng)的綜合造價基本上沒有差別。另外，采用七氟丙烷滅火系統(tǒng)時，由于其氣瓶間的面積約為IG-541系統(tǒng)的一半，這樣就可以增加數(shù)據(jù)機房的利用面積，從而可以放置更多的機架，數(shù)據(jù)機房的利用率及機架的收益也會明顯增多。因此，經(jīng)過綜合分析比較后建議采用七氟丙烷滅火系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)中心中的公共區(qū)域，除了不宜用水撲救的部位，均設置預作用自動噴水滅火系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由火災自動報警系統(tǒng)自動開啟雨淋報警閥，配水管道開始充水時，干式系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成濕式系統(tǒng)，待噴頭自動爆裂后立即噴水。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，預作用閥及其補氣裝置、控制屏等設備應由同一廠家配套提供。

4 結(jié)束語

無論是數(shù)據(jù)中心還是大型酒店或住宅的建設，建設單位都應該把安全放在第一位，把“消”和“防”作為建筑設計的重點。對此，相關工作人員應根據(jù)不同類型建筑的實際情況，科學開展消防設計工作，努力貫徹落實消防法，進一步做好建筑消防設計工作。