Как снизить риск пожара в ЦОД с крышной солнечной фермой?

Дата-центры — крупные потребители электричества. На их долю приходится примерно 1% от общего потребления электроэнергии, производимой в мире, а также 2,7% — в Европе. Ожидается, что к 2030 году общемировой показатель вырастет до 3,2%. Это произойдет отчасти благодаря новому поколению высокоэффективных и высокопроизводительных серверов, отчасти – благодаря растущему использованию искусственного интеллекта (ИИ).

В результате отрасль ЦОД и ее субъекты удостаиваются все более пристального внимания в контексте динамики электропотребления. ЦОД подвергаются усиленному контролю со стороны природоохранных организаций и правительств, которые стремятся к сокращению «углеродного следа» экономики.

Помимо высокого энергопотребления, у ЦОД есть ряд других отличительных особенностей. Например, большинство серверных ферм оборудованы внутри невысоких зданий с плоскими крышами. Такие крыши – отличная площадка для установки солнечных панелей. Эксплуатация крышных солнечных ферм позволяет сократить расходы дата-центров на электроэнергию из центральной сети.

Зачем размещать солнечные батареи на крыше ЦОД?

• Разумное использование земли. Такой подход позволяет максимально рационально использовать выделенный под застройку участок.
• Снижение эксплуатационных расходов и зависимости от центральной электросети. Крышная СЭС снижает эксплуатационные расходы и зависимость от местной системы электроснабжения, которая не всегда отличается надежностью и низким «углеродным следом». В результате повышается устойчивость ЦОД во всех отношениях.
• Выполнение нормативных требований. Сейчас операторы ЦОД переходят на использование генерирующих мощностей на базе возобновляемых источников энергии сугубо добровольно. Но по мере ужесточения регулирующих норм, касающихся сокращения вредных выбросов, установка солнечных панелей в коммерческих зданиях, включая серверные фермы, вероятно, будет переходиться в категорию нормативных требований в Европе и других регионах мира.
• Отказ от ДГУ. Переход на возобновляемые источники энергии также может стать практичным способом сократить использование резервных дизель-генераторов. По крайней мере, если использовать условные СЭС в тандеме с массивами аккумуляторов для хранения излишков электроэнергии, генерируемых солнечными панелями днем, и передачи нагрузке накопленного электричества в ночное время / пасмурную погоду.

Риски, связанные с необходимостью повышения пожароустойчивости

Развертывание возобновляемых источников энергии влечет проблемы, связанные с конструкцией крыши. Большинство проектировщиков зданий знакомы с необходимостью увеличения несущей способности и долговечности кровли, чтобы та могла выдерживать как вес панелей, так и атмосферную нагрузку (ветер, снег, дождь, град), а также персонал, занимающийся техническим обслуживанием генерирующих мощностей. Но есть еще один источник риска, который начинает попадать в заголовки газет. Он приводит к увеличению страховых взносов из-за потенциально катастрофических последствий для дата-центров. Речь о пожаре.

Исследования показали, что ежегодно на 1ГВт генерирующих мощностей на базе солнечных панелей, размещаемых на крышах, приходится в среднем 28,9 пожаров в мире. Возьмем в качестве примера Великобританию. Учитывая мощность имеющихся там крышных солнечных ферм, страна, вероятно, столкнется с 150 пожарами на крышах в 2024 году, вызванными солнечными панелями. В целом по миру можно ожидать до 2 миллионов пожаров к 2050 году, если прогнозируемые темпы роста развертывания генерирующих мощностей на базе солнечных панелей будут реализованы.

Ущерб и сбои, вызванные пожарами, могут быть дорогостоящими и длительными. Это особенно актуально для критически важных инфраструктурных объектов. Например, для дата-центров, которые предоставляют услуги 24/7, 365 дней в году. В 2023 году 70% инцидентов, связанных с простоем ЦОД, обходились их владельцам минимум в $100 тыс. Ущерб в случае 25% инцидентов превышал $1 млн.

Страховщики обеспокоены двумя основными моментами, связанными с повышенным риском возникновения пожара из-за установки солнечных панелей на крышах коммерческих зданий. Речь про:

• источник возгорания;
• повышенную пожарную нагрузку (мера оценки потенциальной силы пожара).

Основным потенциальным источником возгорания в случае крышных солнечных панелей является отказ электропроводки. Это приводит к возникновению высоковольтной электрической дуги. Такая дуга может привести к возгоранию окружающих объектов, включая, например, расположенные послойно стройматериалы, формирующие водонепроницаемую плоскую кровлю.

Пожарная нагрузка относится к количеству горючих материалов, которые могут стать причиной пожара после возгорания. В случае крыш с солнечными панелями она включает воспламеняемость электрогенерирующего оборудования и окружающих материалов в составе крыши.

Еще один важный момент касается влияния солнечных панелей на поведение, ускорение и проникновение огня. Их высота и угол могут повлиять на то, как быстро распространяется пламя, и насколько легко его тушить.

Как снизить риск возникновения пожара?

Первоначальная цель должна заключаться в снижении вероятности неисправностей силовой инфраструктуры. Выбирайте испытанную конструкцию солнечной фермы на базе надежных компонентов от проверенных поставщиков. Убедитесь, что генерирующие мощности устанавливают обученные специалисты. Также следует соблюдать передовые методы ограничения распространения пожара, включая обеспечение правильного расстояния между солнечными панелями. Необходимо запланировать техническое обслуживание и ремонт, а также проводить их регулярно, чтобы гарантировать корректную работу компонентов.

Первоначальная цель должна заключаться в снижении вероятности электрических неисправностей. Всегда выбирайте проверенную и испытанную солнечную ферму и убедитесь, что ее устанавливают обученные специалисты.

Во-вторых, примите меры по снижению риска ущерба в случае возникновения пожара. Пожар, проникший через крышу, обойдется значительно дороже с точки зрения потерянных активов и сбоев, чем тот, который был потушен или успешно локализован на небольшой площади участка кровли. Именно по этой причине страховщики считают, что большинство потерь можно предотвратить, не устанавливая электрогенерирующие системы на горючих крышах. Нужно выбирать кровельные материалы, которые ограничивают распространение и проникновение огня.

Как ограничить ущерб от пожара?

Плоские крыши коммерческих зданий, как правило, состоят из различных компонентов, включая кровельный настил, изоляционный слой и гидроизоляцию. Эксплуатационные характеристики крыши будут зависеть от конструкции, а также качества и прочности каждого компонента, применяемых методов крепления и, если используются клеящие составы, — совместимости материалов.

Однако есть еще один ключевой компонент, который следует использовать в случае плоских крыш с солнечными панелями, — огнестойкие защитные листы / плиты. Такие материалы, в число которых входит, например, кровельная плита DensDeck, устанавливаются над слоем изоляции и под водонепроницаемой мембраной. Они имеют гипсовую сердцевину и являются негорючими, соответствуя классификации Euroclass A1. Такие листы / плиты могут предложить владельцам зданий с плоской крышей множество преимуществ, включая улучшенные огнезащитные характеристики.

Если пожар начинается снаружи крыши, наличие подходящего кровельного покрытия может снизить скорость распространения огня по поверхности гидроизоляционного слоя. Это также может повысить огнестойкость кровельной конструкции, потенциально замедляя скорость проникновения огня в здание ниже. В результате, установка специального покрытия внутри кровельной конструкции может увеличить количество времени, доступного для тушения пожара, ограничивая вероятный ущерб и финансовые потери для бизнеса.

Выводы и рекомендации

Чтобы владельцы и операторы ЦОД могли по-настоящему извлечь выгоду из преимуществ солнечных панелей, важно осознавать риски. Особенно риски, связанные с пожаром, поскольку последствия невыполнения требований в области пожаробезопасности могут быть катастрофическими.

Хорошей новостью является то, что снижение рисков, которые установка солнечных панелей вносит в конструкцию крыши, и удовлетворение запросов страховщиков может быть относительно простой задачей. Всегда выбирайте проверенное и испытанное электрогенерирующее решение, устанавливайте и обслуживайте его в соответствии с рекомендациями производителя.

Специалистам по проектированию плоских крыш в коммерческих зданиях следует выбирать покрытия, изготовленные из негорючих материалов вроде гипса, соответствующим классу пожарной опасности А1 по классификации Euroclass. Для дополнительной гарантии качества и производительности можно выбрать кровельные конструкции, имеющие сертификаты соответствии релевантным стандартам.

Помимо смягчения последствий возгорания солнечных панелей, кровельные плиты также могут улучшить акустические характеристики, обеспечить дополнительную размерную стабильность кровельной системы и повысить устойчивость гидроизоляционной мембраны к повреждениям, вызванным погодными условиями (град или ветер), а также движением персонала при техническом обслуживании и случайно упавшими инструментами.