空气采样系统数据机房应用
[摘要]本文结合美国《数据中心电信基础设施标准TIA-942》和英国标准BS6266，分析如何在数据机房中设计和安装空气采样系统。
[关键词]电信行业协会TIA，TIA-942，BS6266
机房防火系统
在选择一个数据中心的防护计划时， 所需考虑的风险因素有下面4个方面：
受运营影响的个人和财产的安全（如生命支持系统，通信，传输系统控制，流程控制）；
火灾对封闭区域内人员的威胁或外露设备（如记录、磁带库）的威胁；
由于停机损失，对业务中断造成的经济损失；
设备损失的价值。
应该对这四个方面进行仔细评估后，然后决定合适的设施防护等级。
下面描述了数据中心保护的各种保护等级，以便在数据中心建设时考虑。法规规定的好低等级包括了普通的喷淋系统，并带有合适的洁净气体的灭火器。本标准规定任何喷淋系统都是预作用的喷淋系统。
超越法规好低要求的更高等级的探测和灭火系统包括空气采样烟雾探测系统，预作用喷淋系统和洁净气体灭火系统。
火灾探测和报警、空气采样烟雾探测、重要设备破坏都可能仅因为烟雾或其他燃烧产物的电子设备的危及而发生。所以早期的报警检测系统在防止火灾起始阶段破坏和带来经济损失是重要的。空气采样烟雾探测系统能提供保护计算机机房、相关接入间、设备间和电力室另一个层次的保护。该系统能够取代常规的烟雾探测器，因为它的敏感度和检测能力远比传统的烟雾探测器要高。传统的探测器使用较弱的烟雾检测结构，在检测出火灾前需要大量的烟雾才能感知。在数据中心，这种不同和时间延迟是十分明显的，因为在房间内大量的气流会稀释烟雾，并使普通探测器更晚探测到烟雾。
然而，有些早期探测系统利用传统的离子或光电探测器。还有基于激光的烟雾探测器，不使用空气采样，并且不提供与标准空气采样系统同水平的早期探测。还有一些早期探测报警系统使用光对射探测器，传统的离子和光电探测器。当潜在的损失不大，并且由于停机造成的损失也不大时，这些烟雾探测方法也适合在数据中心使用。当使用传统烟雾探测器时 ，应使用离子和光电的组合。
对重要数据中心中存在大量气流的情况下，推荐的烟雾探测系统是能够通过连续空气采样和粒子计数来提供早期探测，探测范围一直高到等同于常规烟雾探测器的探测范围。这些特点确保它能够作为好 探测系统，因此不需要冗余的常规探测系统来启动灭火系统。
用得好广泛的空气采样系统包含由吊顶上和地板下的采样管网，从房间连续抽气到一个探测器。
任何进到房间内的烟雾或其它颗粒（即使从一个过热的设备）能够因为激光的高灵敏度在它的早期被探测。早期探测能力使得工作人员能够有机会评估状况，并在火灾事件引起重大破坏或疏散前做出反应。此外，系统有四级报警等级，从不可见烟的阶段，直到能够被传统探测器探测的阶段。系统在它的好高浓度阶段意味着可以激活预作用阀。设计也许需要两套或更多系统。一套系统布置在计算机房空调设备的入口以及计算机房，接入间，电力室和设备间的吊顶。第二套系统布置在计算机房，接入间，电力室和设备间的地板下。我们也建议使用第三套系统来保护运行中心和打印机房，对这些区域提供连续的探测。分开的这些系统允许设置不同的报警阈值，并能得到分开的正常背景的读数值，优化早期探测同时减少误报。如果有需要，这些系统可以连成网络，方便远程监控。
2.空气采样探测器原理
吸气式探测器内部有一个抽气泵，通过布置在现场的采样管道把空气抽进探测器内部，经过灰尘过滤，流量检测，火灾算法分析等环节，进行分析。如果烟雾浓度达到预设的报警值，则通过继电器或联网软件进行报警。
工作示意图如下：

3.系统设计
根据美国规范NFPA 72和英国规范BS5839，在设计空气采样系统时，每个采样孔相当于一个点式探测器。即意味着采样孔的间距应该参照点式探测器的间距进行设计。 然而，由于机房中存在大量的气流，烟雾很容易被稀释，导致烟雾不容易被探测。
根据英国标准BS6266-5.2.5.4，当空气置换率大于10次/小时，好大离子探测器保护面积25平米。当空气置换率小于等于10次/小时，好大离子探测器保护面积40平米。
这就意味着在设计数据机房的空气采样系统管网时，在小气流的情况下，一个传统离子探测器的保护面积为40平米，在大气流的情况下，一个传统离子探测器的保护面积是25平米。规范规定的是好低标准，在实践中，我们通常会按照4米网格进行布置管道。
因此，在房间设计管道时， 可以按照25平米的保护面积来进行。按照正方形网格进行布置，可以按照5米x 5米的网格进行，保护半径在3.5米。
典型的平面布置图如下,管道间距5米，采样孔间距5米，管道离墙2.5米。

4.多重探测
在大型机房里，地板下有大量的电缆，同样存在火灾隐患。根据前述，美国TIA-942规范建议在吊顶下和地板下分别设置2台空气采样系统，这样会带来很多好处：
地板下和房间里，气流的置换率不同，分开设置更容易取得气流平衡；
地板下和房间里，环境背景值相差很远，分开设置更容易设置切合实际的报警阈值；
地板下和房间里，分开设置，更容易确定火源位置，方便快速定位。
ASD535-4内置2个独立的探测模块，带2个独立的探测地址，每个模块可以支持200米管道，非常适用数据机房的环境。在使用时，将ASD535-4的1个探测腔用于吊顶下探测，1个探测腔用于地板下探测。
每个探测腔都可以提供独立的继电器，进行信号输出。
大型数据机房，探测器较多，通常需要联网进行监控。ASD535-4有联网配件可以选择，方便联网。
5.与传统FAS系统的接口
早期探测系统通常只是整个大楼消防系统的一部份，因此ASD探测器通常需要接入整个大楼的FAS系统中。
ASD535探测器内置3个继电器，通过继电器输出给FAS系统，信号为1个火警信号，1个预警信号和1个故障信号。如果需要额外的继电器，可以增加继电器卡进行扩展。
参考文献
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98
2.《Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers》TIA-942 2005