数据中心设计如何防火

3.1 园区规划

（1）防火间距

多栋数据中心的防火措施主要是加大建筑物之间的间距。防火间距主要是指防止着火建筑在一定时间内引燃相邻建筑。规范规定的防火间距如下图所示：

（2）储油罐

控制燃油闪点（丙类）、容量和总储量，直埋地下。埋地油罐与建筑之间的防火间距：单罐容量不大于50立方米、总储量不大于200立方米时与建筑物和园区道路最小间距如下图：

大于200m³埋地油罐，分组布置满足间距不小于20米。

（3）消防车道

占地面积大于3000平米的丙类厂房、高层民用建筑、高层工业建筑均应设置环形消防车道。

高层建筑应至少沿一个长边或周长1/4且不小于一个长边设置消防车登高场地。

3.2 建筑耐火

耐火极限：建筑构件受到火灾作用时，到失去承载力、完整性、隔热性所用的时间。

数据中心的耐火等级不应低于二级。

3.3 建筑室内装修的防火

数据中心主机房的顶棚、壁板和隔断应为不燃烧体（A级），且不得采用有机复合材料。地面及其他装修应采用不低于（难燃 ）B1级的装修材料。当数据中心与其他功能用房在同一个建筑内时，数据中心与建筑内其他功能用房之间应采用耐火极限不低于2.0h的防火隔墙和1.5h的楼板隔开,隔墙上开门应采用甲级防火门。

由《建筑防火通用规范》GB55037-2022可知前室、楼梯间、配电间、消防水泵房等设备房间的墙顶地应采用A级材料。规范条文如下：

6.5.3下列部位的顶棚、墙面和地面内部装修材料的燃性能均应为A级：

1.避难走道、避难层、避难间；

2.疏散楼梯间及其前室；

3.消防电梯前室或合用前室。

6.5.4消防控制室地面装修材料的燃烧性能不应低于B1级，顶棚和墙面内部装修材料的燃烧性能均应为A级。下列设备用房的顶棚、墙面和地面内部装修材料的燃烧性能均应为A级：

1.消防水泵房、机械加压送风机房、排烟机房、固定灭火系统钢瓶间等消防设备间；

2.配电室、油浸变压器室、发电机房、储油间；

3.通风和空气调节机房；

4.锅炉房。

设置区域图片示意如下：

而对于楼梯间、前室的内墙粉刷材料而言，《建筑内部装修设计防火规范》第3.0.6条规定：施涂于A级基材上的无机装修涂料，可作为A级装修材料使用；施涂于A级基材上，湿涂覆比小于1.5kg/m²，且涂层干膜厚度不大于1.0mm的有机装修涂料，可作为B1级装修材料使用。无机装修涂料施涂于A级基材上，可达到A要求。所以，所有建筑的交通核及设备房的顶棚和内墙，若使用涂料时，需选用“无机装修涂料”。

因此，对于涂料的使用：

1.所有的交通核门厅、设备房、地下车库等公共空间的顶棚和内墙，必须使用无机装修涂料；

2.对于公共建筑，几乎所有建筑的顶棚和部分墙面，也都必须使用无机装修涂料。

3.4 建筑内防火分区

建筑内阻止火灾蔓延的有效方法之一就是在建筑内划分防火分区。

建筑内划分防火分区面积如下表所示：

（1）工业建筑防火分区面积：（当建筑物内设置自动灭火系统时，防火分区面积可增加一倍。）

民用建筑防火分区面积：（当建筑物内设置自动灭火系统时，防火分区面积可增加一倍。）

3.5 建筑疏散设计

当建筑着火的时候建筑疏散设计的要点之一就是安全出口（楼梯、首层门）足够近。

当数据中心按照厂房进行设计时，数据中心的火灾危险性分类应为丙类，数据中心内任一点到最近安全出口的直线距离不应大于表 13.2.2的规定。当主机房设有高灵敏度的吸气式烟雾探测火灾报警系统时,主机房内任一点到最近安全出口的直线距离可增加50%。

当数据中心按照民用建筑设计时，直通疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的直线距离不应大于表 13.2.3-1的规定各房间内任一点至房间直通疏散走道的疏散门的直线距离不应大于表 13.2.3-2的规定。建筑内全部采用自动灭火系统时，采用自动喷水灭火系统的区域，安全疏散距离可增加25%。

建筑面积大于120平米的主机房，疏散门不应少于两个，并应分散布置。建筑面积不大于120平米的主机房或位于袋形走道尽端、建筑面积不大于200平米的主机房，且机房内任一点至疏散门的直线距离不大于15m，可设置一个疏散门，疏散门的净宽度不应小于1.4m。主机房的疏散门应向疏散方向开启，应自动关闭，并应保证在任何情况下均能从机房内开启。走廊、楼梯间应畅通，并应有明显的疏散指示标志。

3.6 结构防火设计

（1）钢筋混凝土材料和砌体材料

根据不同耐火等级，要求结构构件具有不同的燃烧性能和耐火极限。具体如下图所示：

混凝土材料和砌体材料自身的燃烧性能和耐火极限见下图：

（2）钢结构防火

1.防火设计：钢结构应按结构耐火承载力极限状态进行耐火验算和防火设计。可采用耐火极限法、承载力法或临界温度法。通俗讲，就是采用计算耐火时间不小于设计耐火时间、计算火灾下构件的承载力不小于设计荷载或火灾下构件的最高温度不高于构件临界温度的方法实现钢结构的防火满足设计要求。

2.防火保护措施和构造措施：可采用下列措施的一种或几种组合：喷涂（抹涂）防火涂料、包覆防火板、包覆柔性毡状隔热材料、外包混凝土、金属网抹砂浆或砌筑砌体。室内隐蔽构件，宜选用非膨胀型防火涂料；设计耐火极限大于1.5h的构件，不宜选用膨胀性防火涂料。非膨胀防火涂料图层的厚度不应小于10mm。膨胀型的产品采用有机树脂、发泡剂等制作而成；非膨胀型的产品采用的难燃或不燃的无机绝热材料制作而成。膨胀型的产品遇火会膨胀，通过膨胀后的多空炭质层进行隔热防火；非膨胀型的产品遇火不膨胀，是通过本身的隔热涂层进行隔热防火。一般膨胀型的产品耐火性为1-2小时，非膨胀型的为2-3小时。

3.7 电气防火设计

电气防火措施主要有：数据中心会在机房内设置动力环境监控系统，通过模块跟传感器实时监测配电柜、UPS机柜及空调等设备的状态，及时发现问题，通知相关人员处理。在储油间设置可燃气体探测器，实时监测空气中的可燃气体浓度。

安装感烟和感温火灾探测器：既可以检测烟雾，也可以检测温度变化，需要安装在房间的高处或中部，以便能够检测到烟雾和温度的变化。在机房内设置吸气式感烟火灾探测器，是一种能够在火灾发生早期阶段识别和报警的设备它通过非常敏感的光学传感器来监测空气中的微小烟雾颗粒。这种系统的工作原理是采集空气样本，并对样本中的烟雾颗粒进行分析，从而探测任何可能的火灾。

设置消防电源监控，监测消防设备供电的交流或直流电源(包括主、备电)发生过压、欠压、缺相、过流、中断供电故障时，消防电源监控器进行声光报警、记录，设置电气火灾监控，对电气线路及设备中的剩余电流等电气参数等，信息进行采集、分析、判断，同时发出报警信号并存储、打印报警信息等基本功能。

3.8 防雷设计

接地系统：数据中心应建立完善的接地系统，包括工作接地、保护接地和防雷接地等。接地电阻应符合相关规定，以确保雷电流能够顺利导入地下。接地线应有足够的截面积和绝缘耐压强度，同时应采取多重备份和相互冗余的设计，以确保系统的稳定性和可靠性

防雷设备：数据中心应安装避雷针、避雷带、避雷网等防雷设备，以防止直接雷击对建筑物和设备造成损害。防雷设备的规格和型号应符合相关标准和规定，同时应具备合格证书和检测报告。

防雷保护：数据中心应采取多级防雷保护措施，包括电源系统和信号线路的防雷保护。各形成完整的防雷系统。对于重要设备和线路，应采取更加严级防雷设备之间应相互配合格的防雷措施，如加装浪涌保护器等。

防雷检测和维护：数据中心应定期进行防雷检测和维护，检查接地电阻、防雷设备的工作状态等，以确保防雷系统的可靠性和有效性。对于发现的问题和故障，应及时进行修复和处理，避免影响数据中心的正常运行。

3.9 防静电设计

地板：数据中心的地板应具备导静电性能，可以有效释放和导走静电。地板可以采用防静电地板或导静电活动地板，材料应具备足够的机械强度和化学稳定性。地板的表面电阻值应符合相关规定，以满足防静电的要求。

墙面：数据中心的墙面应采用不易产生静电的材料，如采用抗静电涂料等。同时，墙面应具备防尘性能，以保持清洁和良好的工作环境。

设备：数据中心的设备应具备接地功能，可以将静电导入地下。设备的外壳应采用导静电材料，以防止静电在设备表面积累。设备的接地电阻值应符合相关规定，以确保静电能够顺利导入地下。

人员：数据中心的工作人员应穿着防静电工作服和防静电鞋，以防止人体带电对设备造成损害。同时，工作人员应定期进行防静电培训，了解防静电知识和操作规程。

湿度控制：数据中心应保持适当的湿度范围，一般为40%-60%。湿度过高会导致设备受潮损坏，湿度过低则容易引起静电积累。

监控系统：数据中心应建立完善的静电监控系统，对各区域的静电情况进行实时监测和记录，一旦发现异常情况，应及时采取措施进行处理。

3.10 防烟设计

建筑物内的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室、避难层中的避难区域与连接走道、避难间、避难走道、专用消防通道等，都是建筑物着火时的安全疏散、救援通道。火灾时，可通过开启外窗等自然排烟设施将烟气排出，亦可采用机械加压送风的防烟设施，使烟气不致侵入疏散通道或疏散安全区内。

3.11 排烟设计

除不适合设置排烟设施的场所、火灾发展缓慢的场所可不设置排烟设施外，工业与民用建筑的下列场所或部位应采取排烟等烟气控制措施：建筑面积大于300m²，且经常有人停留或可燃物较多的地上丙类生产场所，丙类厂房内建筑面积大于300m²，且经常有人停留或可燃物较多的地上房间；除高温生产工艺的丁类厂房外，其他建筑面积大于5000m²的地上丁类生产场所；建筑面积大于1000m²的地下或半地下丁类生产场所；建筑面积大于300m²的地上丙类库房；建筑高度大于32m的厂房或仓库内长度大于20m的疏散走道，其他厂房或仓库内长度大于40m的疏散走道，民用建筑内长度大于20m的疏散走道。

3.12 设备防火设计

机房应采用非燃或难燃材料，材料燃烧性能应符合GB50222-1995《建筑内部装修设计防火规范》的有关规定。《建筑防火设计规范》9.3.14规定了通风、空调系统的风管应采用不燃材料，通常采用镀锌钢板。采用难燃材料作为风管材质，通常为复合材料风管，为保证复合材料风管整体性能达到Ａ级不燃。9.3.15规定设备和风管的绝热材料宜采用不燃材料；用于加湿器的加湿材料、消声材料及其粘结剂，宜采用不燃材料，确有困难时，可采用难燃材料。