Ein Feuer im Rechenzentrum kann sehr schnell zu einem kompletten Stillstand aller IT-Systeme führen. Was Hitze und Gase nicht schon direkt zerstören, nimmt spätestens durch das Löschwasser Schaden. Dagegen hilft eine Brandfrüherkennung mit Aktivlöschsystem, das Entstehen eines größeren Feuers frühzeitig zu verhindern. Passende Lösungen arbeiten bereits auf Rack-Ebene und sind daher auch für kleine IT-Umgebungen eine wichtige Komponente des Sicherheitskonzepts.

Kommt es im Rechenzentrum zu einem Feueralarm, sind es häufig kleine Schwelbrände, die durch defekte Kondensatoren, Netzteile oder sonstige Kurzschlüsse entstehen. Dies spiegelt sich auch in der Brandursachenstatistik des Instituts für Schadenverhütung und Schadenforschung (www.ifs-ev.org) wider, laut der elektronische Komponenten mit knapp über 30 Prozent Hauptverursacher für Brände aller Art sind.

Bei der Entwicklung eines Brandschutzkonzepts ist zunächst zu klären, ob ein Löschsystem für den gesamten Technikraum benötigt wird oder ob eine Lösung auf Rack-Ebene ausreicht. Raumlösungen ziehen Folgeinvestitionen nach sich: Soll zum Beispiel ein Raum mit Stickstoff geflutet werden, ist eine zusätzliche Druckentlastung nötig, und es sind Maßnahmen für den Personenschutz zu treffen. Bei kleinen IT-Anwendungen mit einer geringen Anzahl an Server-Schränken ist es sinnvoll, den Brandschutz auf Ebene der IT-Racks zu implementieren. Dafür sind eine Reihe von Brandmelde- und Löschsystemen zum Einbau in geschlossene Server-Schränke auf dem Markt verfügbar, zum Beispiel die Rittal-Produktfamilie DET-AC III. Diese Lösungen bestehen meist aus einer Brandfrüherkennungsanlage sowie einem Aktivlöschsystem und lassen sich in der 19-Zoll-Ebene des IT-Racks montieren.

Gefahren rasch erkennen

Um einen Entstehungsbrand frühzeitig zu erkennen, sind hochsensible Rauchmelder und ein aktives Rauchansaugsystem notwendig. Die Lösung sollte in der Lage sein, die Luft aus dem gesamten Server-Schrank zu überwachen. Dies geschieht durch eine Brandfrüherkennungsanlage, die die Luft kontinuierlich über ein integriertes Rohrsystem ansaugt und über die Rauchmelder führt. Dazu dient ein im Server-Schrank verlegtes und mit mehreren Bohrungen versehenes Rohrsystem. Die Verlegung des Rohres und die Positionierung der Bohrungen sind in Abhängigkeit zu der Luftzirkulation im Server-Schrank auszuführen.

Wer auf ein aktives Rauchansaugsystem verzichtet, erkennt den Brand erst in einem fortgeschrittenen Stadium. Erzeugt die Kühlung des Server-Schranks zum Beispiel eine horizontale Luftführung innerhalb des Racks, kann es etwas länger dauern, bis ein entstehender Rauch tatsächlich am Rauchmelder ankommt und einen Alarm erzeugt.

Nicht mit Wasser löschen

Um die IT nach dem Löschen wieder schnell verfügbar zu haben, darf das verwendete Löschmittel die Elektronik nicht beeinträchtigen. So darf das Löschmittel nicht leitend sein und keine Rückstände hinterlassen. Wasser oder Aerosollöschmittel erfüllen diese Anforderungen nicht. Im Rechenzentrum kommen daher meist Inertgase wie Argon oder Stickstoff oder chemische Löschmittel wie Novec 1230 zum Einsatz, die ihre Löschwirkung durch die Verdrängung des Sauerstoffes erzielen. Letzteres entzieht der Flamme Wärme und ist dabei weder korrosiv noch elektrisch leitend. Zudem ermöglicht Novec 1230 eine Bevorratung auf kleinem Raum im IT-Rack.

Damit der Brandschutz auch bei und nach einem Stromausfall noch aktiv ist, sollte die Lösung über eine eingebaute Notstromversorgung mit Akkus verfügen. Die Produktfamilie DET-AC III von Rittal enthält sowohl Brandmelde- als auch Aktivlöschsysteme und überbrückt bis zu vier Stunden ohne Netzspannung. Bild: Rittal

Neben einer ausreichenden Menge an Löschmittel muss das IT-Rack selbst auch ausreichend dicht sein. Sowohl der Server-Schrank als auch eventuell angereihte Kühleinheiten sollten keine Öffnungen aufweisen. Dafür müssen Kabel- und Rohreinführungen ebenso abgedichtet sein wie eingelegte Bodenelemente. Es dürfen nur Kühllösungen zum Einsatz kommen, die keine Luft mit der Umgebung austauschen. Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, dass die zum Löschen notwendige Konzentration von Novec 1230 im Schrank erreicht und für den vorgegebenen Zeitraum gehalten wird.

Beispielsweise enthält das DET-AC III zwei Liter des Löschmittels in einem 19-Zoll-Einschub mit nur einer Höheneinheit. Diese Menge reicht, um ein Volumen von 2,8 m³ zu löschen. Dies hat der VdS, eine Prüfinstitution mit den Schwerpunkten Brandschutz und Sicherheit, geprüft und bestätigt.

Löschen und Stromabschaltung

Da eine vollständig hermetische Abdichtung eines IT-Racks in der Praxis meist nicht umgesetzt ist, fällt die Konzentration des Löschmittels im IT-Schrank nach einer gewissen Zeit wieder ab. Da das Löschmittel eine höhere Dichte als Luft hat, sinkt die Konzentration zuerst im oberen Bereich des Schranks.

Innerhalb der Haltezeit – die Zeit, in der eine löschfähige Konzentration innerhalb des gesamten Schutzbereiches aufrecht zu erhalten ist – müssen daher die elektrischen Komponenten von der Energieversorgung getrennt sein. Dies kann automatisiert mit einer schaltbaren Power Distribution Unit (PDU) in Kombination mit einem Monitoring-System erfolgen. Geschieht dies nicht, kann es zu einem erneuten Entfachen eines Brands kommen.

Kriterien für eine Kaufentscheidung

Auf was sollten IT-Verantwortliche beim Kauf einer Brandschutzanlage noch achten? Beispielsweise ist eine eingebaute Notstromversorgung mit Akkus sinnvoll, denn so bleibt der Brandschutz auch während und nach einem Stromausfall aktiv. Ein modernes System überbrückt bis zu vier Stunden ohne Netzspannung. Darüber hinaus sollte das Rauchansaugsystem zweistufig ausgelegt sein, um die Sicherheit zu steigern und Fehlalarme zu vermeiden. In der ersten Stufe erkennen hoch empfindliche optische Sensoren frühzeitig kleinste Rauchpartikel und lösen einen Voralarm aus. Verfügbare Lösungen arbeiten zum Beispiel mit einem Wert ab 0,25 Prozent Lufttrübung/m, um eine mögliche Brandentwicklung zu entdecken. Erfasst auch der zweite Melder dann Rauch, kommt es zum Hauptalarm und zur automatischen Löschung.

Wichtig ist zudem, ein Brandmeldesystem an bestehende Alarmierungssysteme im Rechenzentrum anzubinden. Auch sollte die Integration in die Haustechnik möglich sein, zum Beispiel über eine CAN-Bus-Schnittstelle. Relevante Protokolle aus der IT und der Haustechnik sind beispielsweise HTTP, SNMP, Modbus, TCP und OPC-UA. Für die Wartung der Löschanlage ist es zudem hilfreich, wenn ein Service-Techniker über eine USB-Schnittstelle bequem und ohne Ausbau des 19-Zoll-Einschubs auf die Komponenten zugreifen kann.

Physischen Schutz erhöhen

Unternehmen können jedoch auch innerhalb des Rechenzentrums auf Rack-Ebene den Schutz der IT-Komponenten weiter erhöhen, indem sie Sicherheitssafes verwenden. Diese Safes bieten eine zusätzliche Schutzhülle um einen Server-Schrank und steigern so den physischen Schutz. Im Fall eines Brandes an anderer Stelle im Rechenzentrum lassen sich damit beispielsweise die Server vor Löschwasser, Rauch und Hitze zusätzlich schützen.

Ein moderner Server-Schrank ermöglicht durch die integrierte CAN-Bus-Schnittstelle eine direkte Anbindung an das Monitoring-System. Bild: Rittal

Abhängig von der Sicherheitsklasse schützt der Safe die IT-Komponenten vor äußeren Einflüssen und unbefugtem Zugriff. Die auf dem Markt verfügbaren Lösungen bieten ganz unterschiedliche Ausstattungen für Klimatisierung, Energieversorgung, Brandfrüherkennung und Löschsystem. Für Unternehmen ist es wichtig, die Tragfähigkeit des Gebäudes am gewünschten Stellplatz zu beachten, da diese Systeme den Boden mit bis zu 1.000 kg belasten können. Außerdem bieten einige Hersteller auch eine nachträgliche Sicherung bestehender IT-Racks durch eine zusätzliche Schutzhülle an. Einer der Anbieter von IT-Sicherheits-Safes ist Rittal: Die Lösung Micro Data Center ist in verschiedenen Sicherheitsstufen verfügbar und ermöglicht es, die IT in einem Schutzraum bis zur Widerstandsklasse 4 zu betreiben. Das Umhausungssystem richtet einen vollständigen Sicherheitsbereich um ein 19-Zoll-Rack ein.

Darin findet IT-Hardware auf 42 oder 47 Höheneinheiten ihren Platz. Im Fall eines Feuers werden die garantierten Brandschutzwerte von 90 Minuten nach DIN 4102 (F90) damit eingehalten. So steigt die Innentemperatur dieses Kleinst-RZs innerhalb der ersten 30 Minuten um maximal 50 Grad, und die relative Luftfeuchte bleibt unter 85 Prozent. Darüber hinaus widersteht die Lösung Staub sowie starkem Strahlwasser (IP 56) und bietet einen wählbaren Einbruchschutz, der in Anlehnung an die DIN EN 1627 getestet ist. Rauchgase, die etwa beim Löschen eines Brands rund um das Micro Data Center entstehen, können damit nicht eindringen.

Business Continuity sicherstellen

Die auf Ebene der IT-Racks erreichbare Sicherheit inklusive Brandschutz ist eine zentrale Komponente innerhalb eines übergreifenden Security-Konzepts. Wer ein noch weitergehendes Hochsicherheitskonzept benötigt, betreibt seine Rechenzentren an zwei getrennten, nicht öffentlich erkennbaren Standorten mit Mindestentfernungen und gespiegelten Komponenten. Zusätzlich ist der Betrieb des Rechenzentrums durch ein umfassendes Business-Continuity-Management abgesichert, um gegen Ausfallzeiten gewappnet zu sein.

Mit solchen Ansätzen erreichen IT-Organisationen einen extrem hohen Grad an Ausfallsicherheit und sichern den laufenden operativen Betrieb aller IT-Arbeitsplätze im Unternehmen.

Bernd Hanstein ist Hauptabteilungsleiter Produkt-Management IT bei Rittal. Christian Abels ist dort Referent Produktkommunikation, www.rittal.de.