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Kein Feuer ohne genügend Sauerstoff

Brandschutz im Rechenzentrum - Ein Brandereignis in einem Serverraum oder Rechenzentrum bringt verheerende Konsequenzen mit sich. Der Brand selbst verursacht zunächst immense Schäden an der Infrastruktur, die durch den Einsatz konventioneller Brandbekämpfungssysteme noch vergrößert werden. Das führt neben dem eigentlichen Materialschaden zu langen Betriebsausfällen. Aber warum überhaupt einen Gedanken an die Folgen eines Feuers verschwenden, wenn man es auch gar nicht so weit kommen lassen kann?

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Foto: ©AdobeStock/afishman64

Die sicherste Methode, um Schäden durch Feuer zu vermeiden, ist die aktive Brandvermeidung mittels Sauerstoffreduktion. Eine Brandvermeidungsanlage reduziert den Sauerstoffgehalt permanent, kontrolliert und reguliert die Atmosphäre in einem oder mehreren definierten Schutzbereichen automatisch und verhindert, dass ein Brand entstehen kann.

Im IT-Bereich beschränkt sich der Schaden, den ein Brandereignis auslösen kann, nicht nur auf den Materialwert der Geräte und Gebäude. Viel schwerer kann ein Ausfall der Server wiegen, wenn der Kontakt mit zusammenhängenden Systemen, Maschinen und vor allem zum Kunden verloren geht. Warenwirtschaftssysteme, Onlineshops, Maschinensteuerung – die Server sind oft das Gehirn des Unternehmens. Je mehr Server, desto höher auch das Brandrisiko und die Brandlast. In Rechenzentren, die Anforderungen an die Hochverfügbarkeit stellen, kann selbst ein kleiner Brandschaden massive wirtschaftliche Folgen nach sich ziehen. In keinem anderen Bereich innerhalb eines Unternehmens ist ein Ausfall der Infrastruktur, verursacht durch einen Brandschaden, so kritisch wie in der IT.

Wasser ist auch keine Lösung

Löschwasser aus Sprinkleranlagen kann elektrische Geräte beschädigen und führt im schlimmsten Fall zum vollständigen Verlust des Funktionsumfangs. Sprinkler reagieren erst, wenn ein Feuer bereits ausgebrochen ist. In den meisten Fällen ist es dann schon zu spät. Der Server ist nicht mehr intakt, und die technische Infrastruktur steht still. Zusätzlich muss
bei einem Löschvorgang beachtet werden, dass der Raum stromlos geschaltet wird. Wenn das nicht passiert, kommt es in vielen Fällen durch den Lichtbogen eines Kurzschlusses zum Wiederentzünden des gelöschten Brandes. Mit der Technologie der Sauerstoffreduktion ist das Stromlosschalten hinfällig. Es kann sich keine  Flamme bilden – auch nicht durch stark erhitzte Kabel oder Platinen. Eine Überhitzung durch einen Kurzschluss kann zwar einzelne Bauteile beeinträchtigen, jedoch nicht mehr zu einem Brandereignis führen. Ein längerer Ausfall der Server aufgrund eines Brandereignisses ist ausgeschlossen.

Das Prinzip der Brandvermeidung

Damit ein Feuer entstehen kann, sind drei  Komponenten erforderlich: Ein brennbarer Stoff, eine genügend hohe Zündtemperatur und ein ausreichender Sauerstoffanteil in der Umgebungsluft. Fehlt eine dieser Zutaten oder stimmt das Gemisch nicht, kann sich keine Flamme bilden. Dieses Prinzip macht sich die Brandvermeidung zunutze: Durch Reduktion des Sauerstoffgehaltes in einem definierten Schutzbereich kann ein Brandereignis nicht mehr entstehen.

Die brandvermeidende Atmosphäre wird erschaffen, indem Stickstoff mit geeigneten technischen Anlagen aus der Umgebungsluft gewonnen wird. Die Umgebungsluft wird dadurch weder verschlechtert noch manipuliert. Jedes ausgesonderte Stickstoffmolekül, das in den Schutzbereich gelangt, kehrt je nach Dichtheit des Schutzbereiches früher oder später wieder dahin zurück, wo es hergekommen ist. Um den in der Luft reichlich vorhandenen Stickstoff auszusondern, braucht es nichts weiter als (Luft)-Druck und einen Filter. Hierfür stehen drei unterschiedliche Methoden beziehungsweise Techniken zur Verfügung:

  • Membrantechnik
  • Pressure-Swing-Adsorption-(PSA)-Technik
  • Vacuum-Pressure-Swing-Adsorption-(VPSA)-Technik

Alle drei Verfahren wurden speziell dazu entwickelt, Stickstoff aus der Umgebungsluft herauszufiltern. Die Unterschiede im Energiebedarf sind allerdings beträchtlich. Darüber hinaus ist nicht jede Methode für jede Anwendung gleichermaßen geeignet. Im Vorfeld der Anschaffung einer Sauerstoffreduktionsanlage sollte daher gründlich geprüft werden, welcher Anlagentyp für den gewünschten Einsatz der Richtige ist.

Die Sauerstoffmessung erfolgt mithilfe einer Steuerzentrale und optischer Sensoren. Sie erfassen die Konzentration des Luftgemisches mit maximaler Präzision.

Je dichter der Raum, desto zuverlässiger der Brandschutz

Damit der Sauerstoffgehalt auch unter wirtschaftlichen Aspekten erfolgreich reduziert und aufrechterhalten werden kann, ist es notwendig, den Luftaustausch im Raum so niedrig wie möglich zu halten. Gleiches gilt im Übrigen auch bei der Verwendung von Gaslöschanlagen – die Haltezeit des Löschgases im Raum nach Auslösen der Löschanlage muss über eine definierte Zeit gewährleistet sein. Was trotz ordnungsgemäßer Einrichtung des Schutzbereichs passieren kann: Über die Jahre können Risse in Wänden und Decken entstehen. Es können sich Setzfugen bilden. Vor allem aber nachträgliche Installationen von Kabeln und Leitungen führen zu Veränderungen der Raumdichtigkeit. Bei einer Gaslöschanlage können diese Änderungen gravierend sein: Ist die Haltezeit nicht mehr gewährleistet, ist die Löschfunktion nicht gegeben.

Der entscheidende Vorteil der Brandvermeidung: Bereits unmittelbar nach der Inbetriebnahme der Anlage kann jeder Betreiber Veränderungen an der Raumdichtigkeit feststellen, denn die Laufzeit der Anlage ist abhängig von der Luftaustauschrate. Da die Laufzeit der Anlage im Vorhinein berechnet und definiert wird, sind Veränderungen an der Laufzeit somit ein klares Signal für eine veränderte Raumdichtigkeit.

Bild: © Wichmann Brandschutzsysteme GmbH & Co. KG

Für einen Brand braucht es einen brennbaren Stoff, eine genügend hohe Zündtemperatur und einen ausreichenden Sauerstoffanteil in der Umgebungsluft. Fehlt davon etwas, kann sich keine Flamme bilden.

Michael Sauerwald

Michael Sauerwald, Leitung Technik & Projektmanagement bei der Wichmann Brandschutzsysteme GmbH & Co. KG.

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