數(shù)據(jù)中心的火災(zāi)風(fēng)險為帶電火災(zāi)，用水來滅火有短路和觸電風(fēng)險，且水漬對數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)造成的損害幾乎等同于火災(zāi)可能造成的損害。

一 火三角與燃燒四面體

火災(zāi)是失去控制的燃燒現(xiàn)象。燃燒的三要素，又稱火三角（見圖1），是可燃物、助燃劑（氧化物）和引火源（熱量）。燃料以氣態(tài)、液態(tài)或者固態(tài)形式存在。引火源需要將燃料溫度升到其燃點。氧氣是最常見的助燃劑，氧氣濃度一般需要達到15%以支持燃燒，而空氣中氧氣濃度為20%-21%。當(dāng)燃燒發(fā)生時，上述三個條件必須同時具備，如果有一個條件不具備，那么燃燒就不會發(fā)生。移除火三角中的任意一邊，火災(zāi)就被撲滅了。移除可燃物就是隔離滅火，例如森林火災(zāi)中通過伐木建立隔離帶;移除助燃劑就是窒息滅火，例如廚房油鍋起火后用鍋蓋蓋住油鍋;移除引火源（熱量）就是冷卻滅火，例如最常見的用水來冷卻。

大部分燃燒的發(fā)生和發(fā)展除了具備上述三個條件以外，其燃燒過程中還存在未受抑制的自由基作中間體。多數(shù)燃燒反應(yīng)不是直接進行的，而是通過自由基團和原子這些中間產(chǎn)物在瞬間進行的循環(huán)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。自由基的鏈鎖反應(yīng)是這些燃燒反應(yīng)的實質(zhì)，光和熱是燃燒過程中的物理現(xiàn)象。因此，大部分燃燒發(fā)生和發(fā)展需要四個必要條件，即可燃物、助燃劑、引火源和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)自由基，燃燒條件可以進一步用著火四面體來表示（見圖2）。

二 化學(xué)滅火

利用滅火劑與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的中間自由基反應(yīng)，使燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中斷，燃燒無法繼續(xù)就是化學(xué)滅火。

三 數(shù)據(jù)中心滅火

數(shù)據(jù)中心的火災(zāi)風(fēng)險為帶電火災(zāi)，用水來滅火有短路和觸電風(fēng)險，且水漬對數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)造成的損害幾乎等同于火災(zāi)可能造成的損害。數(shù)據(jù)中心火災(zāi)風(fēng)險不適合采用水基自動滅火系統(tǒng)來防護，一般采用氣體滅火系統(tǒng)來防護。

四 氣體滅火

氣體滅火系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。

1第一個階段

上世紀八十年代以前，鹵代烷（哈龍）以其價格低廉并能通過阻斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)撲滅大部分火災(zāi)的特性被認為是超級滅火藥劑。哈龍1301和哈龍1211是最常見的滅火劑，然而哈龍物質(zhì)對大氣臭氧層的破壞作用非常強烈。哈龍滅火劑在滅火時會分解生成的氯、溴原子，它們能催化活潑的臭氧分子分解成為穩(wěn)定的氧分子。只要數(shù)月時間，僅一個氯離子或溴離子，就能使十萬個臭氧分子消失。

1976年，聯(lián)合國環(huán)境署（UNEP）理事會第—次討論了臭氧層破壞問題。在UNEP和世界氣象組織（WMO）設(shè)立臭氧層協(xié)調(diào)委員會（CCOL）定期評估臭氧層破壞后，1977年召開了臭氧層專家會議。1981年開始就淘汰破壞臭氧層物質(zhì)的國際協(xié)議進行政府間的內(nèi)部討論，并于1985年3月制訂了《保護臭氧層維也納公約》鼓勵政府間在研究、有計劃地觀測臭氧層、監(jiān)督CFCs的生產(chǎn)和信息交流方面合作。

《維也納公約》簽署2個月后，英國南極探險隊隊長J.Farman宣布，自從1977年開始觀察南極上空以來，每年都在9到11月間發(fā)現(xiàn)有“臭氧空洞”。這個發(fā)現(xiàn)引起舉世震驚。1985年9月，為制定實質(zhì)性控制措施的議定書，UNEP組織召開了專題討論會。同年10月，決定成立保護臭氧層工作組，從事制定議定書的工作。

2第二個階段

聯(lián)合國為了避免工業(yè)產(chǎn)品中的氟氯碳化物對地球臭氧層繼續(xù)造成惡化及損害，承續(xù)1985年保護臭氧層維也納公約的大原則，于1987年9月16日邀請所屬26個會員國在加拿大蒙特利爾所簽署了《蒙特利爾破壞臭氧層物質(zhì)管制議定書》。該公約自1989年1月1日起生效。中國于1991年正式加入《蒙特利爾議定書》根據(jù)蒙特利爾議定書我國應(yīng)于2010年前逐步停止使用鹵代烷（哈龍）滅火劑。我國在1992年編制了《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國家方案》并逐步淘汰了哈龍。哈龍開始淘汰后，氣體滅火技術(shù)的演進出現(xiàn)了兩個方向：

（1）惰性氣體滅火系統(tǒng)：惰性氣體滅火藥劑（氮氣、氬氣、氦氣）從空氣中提取，臭氧層消耗潛力值（ODP）為零，全球變暖潛力值（GWP）也為0。但是惰性氣體滅火僅靠窒息滅火，設(shè)計濃度高，鋼瓶數(shù)量多，鋼瓶間占地面積大，儲存壓力和管網(wǎng)壓力高。而且惰性氣體滅火系統(tǒng)因為壓力過高，噴放產(chǎn)生的噪聲大，頻率正好會和數(shù)據(jù)存儲硬盤產(chǎn)生共振，噴放時會損壞硬盤，這點西門子、泰科等廠商已經(jīng)有大量實驗數(shù)據(jù)證實，F(xiàn)MGlobal保險公司也單獨在其防損數(shù)據(jù)表4-9《潔凈氣體滅火系統(tǒng)》的3.8章節(jié)指出應(yīng)注意惰性氣體滅火系統(tǒng)噪聲對硬盤的損害。

（2）氫氟烴HFCs：以七氟丙烷和六氟丙烷為代表的氫氟烴HFCs的滅火機理同哈龍一樣，主要為阻斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，滅火濃度較低，滅火效率高于惰性氣體滅火。雖然氫氟烴的ODP為零，但其大氣留存時間較長，GWP很高，大量使用會引起全球氣候變暖，只能作為過渡性哈龍?zhí)娲铩Ｆ叻榈腉WP高達3350，七氟丙烷在大氣中產(chǎn)生的溫室效應(yīng)相當(dāng)于同重量二氧化碳的3350倍。一噸七氟丙烷的排放相當(dāng)于3350噸二氧化碳排放當(dāng)量，而且七氟丙烷的大氣留存時間高達34年。

3第三階段

《聯(lián)合國氣候公約》之《京都議定書》規(guī)定了締約方限制和減少溫室氣體排放的義務(wù)。氫氟烴HFCs（包括七氟丙烷HFC227-ea）在附錄A中被列為溫室氣體。

中國于1998年5月簽署并于2002年8月核準(zhǔn)了《京都議定書》。2016年10月，盧旺達首都基加利市舉行的《蒙特利爾議定書》第28次締約方大會上，《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》之《基加利修正案》獲得通過，將18種氫氟烴（HFCs）列入受控物質(zhì)清單，旨在在未來幾十年內(nèi)逐步減少氣候變暖。締約國中的發(fā)達國家被要求自2020年1月1日起全面禁止生產(chǎn)、銷售或使用氫氟烴，并逐步以締約方核準(zhǔn)的技術(shù)對氫氟烴進行銷毀。中國于2021年4月16日決定接受《基加利修正案》，加強氫氟烴等非二氧化碳溫室氣體管控。作為《基加利修正案》中發(fā)展中國家的第一組，中國全面禁用七氟丙烷等氫氟烴的義務(wù)可延遲到最晚2024年12月31日（參見圖3）。

2021年中國政府工作報告已明確提出，“十四五”時期單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放當(dāng)量分別降低13.5%、18%。二氧化碳排放當(dāng)量力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。

“雙碳”背景下，七氟丙烷和六氟丙烷為代表的氫氟烴滅火劑退出歷史舞臺進入倒計時。哈龍永久替代物全氟己酮進入我們的視線。全氟己酮屬于氟化酮（FluorinatedKetone）類，化學(xué)名稱為十二氟-2-甲基-3-戊酮，分子式為CF3CF2C（O）CF（CF3）2，CASNo.：756-13-8，ISO命名：FK-5-1-12，氟原子取代了酮上部分氫原子。

20世紀70年代，前蘇聯(lián)的科學(xué)家就已經(jīng)合成出了全氟己酮作為中間體，但并沒有大規(guī)模生產(chǎn)能力。2001年5月美國3M公司發(fā)明了大規(guī)模合成全氟己酮的方法，并將全氟己酮作為新型潔凈型滅火劑推向市場。3M公司命名為Novec1230，其中Novec為3M公司注冊商標(biāo)。

五 全氟己酮氣體滅火劑

全氟己酮在常溫下是一種清澈、無色、微味、容易氣化的液體滅火劑（沸點49.2℃），不屬于危險物品，釋放后不留殘余物，且完全絕緣。該滅火劑既不屬于氫氟烴，也不屬于惰性氣體類。目前已在美國、加拿大、澳大利亞、日本、韓國等國和歐洲地區(qū)注冊使用，得到了美國環(huán)保署（EPA）的認可并列入了美國環(huán)保署重要新替代物政策（SNAP，重要新替代物政策）。

全氟己酮氣體滅火劑含有溴、氯元素，滅火后不破壞臭氧層，其臭氧消耗潛能值為零。且與七氟丙烷（HFC227-ea）為代表的氫氟烴類滅火劑不同，全氟己酮的全球變暖潛能值GWP極低，GWP《1，低于二氧化碳，而且全氟己酮的大氣留存時間（ALT）很短，只有4到5天在大氣中就完全降解。

全氟己酮不破壞臭氧層且溫室效應(yīng)極低，因而其從根本上解決了哈龍滅火劑和氫氟烴類（HFCs）滅火劑所帶來的環(huán)境污染問題。歐美發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家已經(jīng)用全氟己酮氣體滅火系統(tǒng)大量替代氫氟烴氣體滅火系統(tǒng)和惰性氣體滅火系統(tǒng)。

“雙碳”背景下，數(shù)據(jù)中心建設(shè)也在積極探索節(jié)能減排。如果采用釋放后對大氣層產(chǎn)生持久且大量溫室效應(yīng)的七氟丙烷作為數(shù)據(jù)中心滅火藥劑，顯然與綠色減排的方向背道而馳。在“碳達峰”和“碳中和”的背景下，以全氟己酮替代七氟丙烷是數(shù)據(jù)中心氣體滅火技術(shù)的大勢所趨。

全氟己酮的滅火濃度低，人員安全性高。全氟己酮的滅火機理為冷卻和阻斷鏈?zhǔn)交瘜W(xué)反應(yīng)。同樣體積的保護區(qū)，所需要的全氟己酮藥劑量和鋼瓶數(shù)僅為惰性氣體滅火劑的七分之一左右。根據(jù)NFPA2001，其固體火災(zāi)與帶電火災(zāi)的滅火濃度為3.5%，但NFPA2001之5.4.2.4條款規(guī)定固體火災(zāi)的設(shè)計濃度必須至少為正庚烷的最低滅火濃度，即4.5%。同時NFPA2001之5.4.2.5條款規(guī)定帶電火災(zāi)的最低設(shè)計濃度為固體火災(zāi)的最低設(shè)計濃度乘以安全系數(shù)1.35，即6.075%。而全氟己酮的無不良反應(yīng)濃度（NOAEL）為10%。采用全氟己酮滅火劑，對人員而言安全余量大。

2021年12月8日，國家發(fā)改委等四部門印發(fā)《貫徹落實碳達峰碳中和目標(biāo)要求推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》。《方案》提出，到2025年，數(shù)據(jù)中心和5G基本形成綠色集約的一體化運行格局。

由于全氟己酮對環(huán)境友好，對人員安全，不具有導(dǎo)電性，滅火后無殘留，不會損害精密設(shè)備，并且擁有優(yōu)良的滅火性能，因此它是名副其實的綠色環(huán)保滅火劑（見圖4）。在貫徹落實“碳達峰”和“碳中和”目標(biāo)的征程中，全氟己酮氣體滅火技術(shù)的應(yīng)用必將為綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)起到事半功倍的推動作用。

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審核編輯 ：李倩