Infrastructure

Betrachtung der Technischen Infrastruktur in den Datacentern: Gebäude

von Wolfgang Heinhaus

Anknüpfend an unseren ICT-Newsletter Nr. 29 vom 20.07.2012 möchten wir Ihnen heute das Thema „Gebäude für Hochverfügbarkeits-Datacenter“ näher bringen.

Datacenter sind oft in Gebäuden untergebracht, die eigentlich für eine andere Nutzung zur Verfügung stehen, z.B. Bürogebäude, Lagerhallen, Produktionshallen. Diese existierenden Gebäude entsprechen oft nicht den Anforderungen an ein hochverfügbares Datacenter. Ein hochverfügbares Datacenter sollte in einem eigenständigen Gebäude untergebracht sein.

Vor der Planung und Auslegung des Gebäudes sind Analysen hinsichtlich der Risikobewertung und Standortauswahl des Gebäudes unerlässlich. Dazu zählen insbesondere mögliche Arealrisiken, Hochwassergefahr, Sturm, Blitzeinschlag oder Erdbeben. Außerdem die Übertragung von Erschütterungen von der Straße aus, von benachbarten Produktions-Betrieben, Einwirkung von Starkstromleitungen sowie nachbarliche Gefährdungen von feuergefährdeten Betriebsstätten wie Tankstellen und Chemiekalienlagern. All diese Faktoren können Einfluss auf die Wahrscheinlichkeit eines Datacenter-Ausfalls haben.

Beim Neubau eines Gebäudes sind folgende Anforderungen zu berücksichtigen, die auch bei Betrachtung einer Bestandsimmobilie wichtig sind:

  • Massivbauweise, Systemprüfung des baulichen Brandschutzes, Wände, Boden, Decken nach EN1047-2, Schutz gegen Rauchgas und Spritzwasser für 60 Minuten
  • Idealerweise fensterlos
  • Keine ständigen Büroräume vorhanden
  • Türen sind rauchdicht, selbstschließend, entsprechen der Feuerwiderstandsklasse T90 und der Einbruchwiderstandsklasse WK4
  • Sensible Gebäudeteile im Gebäudeinneren liegend
  • Einrichten von Sicherheitszonen, siehe untenstehende Grafik „Beispiel Datacenter-Design“
  • Separation und Abschottung der Sicherheitszonen
  • Absicherung durch Zaun und Tor
  • Schutz vor Sabotage
  • Störmeldeüberwachung von Energieversorgung, Klima und Leckage
  • Abdichtung gegen eindringendes Grundwasser, Überschwemmungsschutz
  • Konzept des äußeren Blitzschutzes, im Gebäudeinneren Schutz durch Potenzial-Ausgleich
  • EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) für den IT-Bereich prüfen, Gutachten von einem Sachverständigen
  • Brandschutzgutachten von einem Sachverständigen
  • Überspannungsableiter (grob, mittel, fein)
  • Aufteilung des Grundrisses in logische Brandabschnitte
  • Kabelkanäle zum IT-Raum nach Feuerwiderstandsklasse E 90 sichern
  • Kabel bestehen aus brandhemmendem Material
  • Bei Leitungen, die durch Wände geführt werden, sind die Durchführungen feuer- und rauchfest zu verschließen
  • Bauliche Erweiterungsmöglichkeiten vorsehen, ohne den IT Betrieb zu gefährden

 

Um die Sicherheit zu gewährleisten, wird das Gebäude in Sicherheitszonen eingeteilt, siehe untenstehende Grafik „Beispiel Datacenter-Design“. Wichtig ist eine klare Isolation bzw. Trennung innerhalb der Sicherheitszonen, um eine gegenseitige Beeinflussung auszuschließen. Wie in der Grafik dargestellt, befinden sich die hochsensiblen IT-Räume im Gebäudeinneren (roter Bereich). Die passive Netzwerkverkabelung ist in separaten Räumen redundant aufgelegt, im Bild als TK-Räume 1 und 2 dargestellt (roter Bereich). Die Technische Infrastruktur ist losgelöst von den IT-Räumen in einem eigenen Sicherheitsbereich untergebracht (blauer Bereich in der Grafik).

Anliefern und Auspacken von Materialen erfolgt ausschließlich in einem separaten Raum. Zu verhindern sind Staubentwicklung und Zutritt von Fremdpersonal in den IT-Räumen. Ersatzsysteme, Ersatzteile und Patch-Kabel sind in einem separaten Spare-Part-Raum unter Verschluss zu halten (gelber Bereich in der Grafik).

Zu den einzelnen Räumen haben nur autorisierte Personen Zutritt. Ein Wartungstechniker für Klima hat nur Zutritt zu den Klimageräten (blau), nicht aber zu den Räumen der IT-Infrastruktur (rot). Die Absicherung erfolgt mittels eines geeigneten Zutrittkontrollsystems.

In dem vorstehenden Design-Beispiel ist das Rechenzentrum in drei Chamber für die IT-Devices und drei separate Klimaspangen aufgeteilt. Diese Aufteilung hat den Vorteil, dass nur so viel Energie und Kühlung verbraucht wird, wie in dem aktiven Chamber auch benötigt wird.

Im Rahmen der Inbetriebnahme des Rechenzentrums werden die IT-Devices in Chamber 1 installiert. Kommt es zu einem Austausch der IT-Infrastruktur, werden die neubeschafften Systeme in Chamber 2 installiert. Energie und Klimageräte für diesen Bereich werden gegebenenfalls beschafft und aktiviert. Erst wenn die neuen Systeme produktionsbereit sind, werden die Altsysteme in Chamber 1 demontiert, die Energie- bzw. Klimaversorgung für diesen Raum wird abgeschaltet. Der Raum ist damit für die nächste IT-Generation vorbereitet. Der aktuelle Betrieb bleibt während dieser Maßnahmen davon unberührt. Aus Sicherheitsgründen sollte vor Inbetriebnahme des Chamber 2 eine Feinstaubreinigung durch einen Fachbetrieb vorgenommen werden, denn die IT-Systeme sind sehr empfindlich, und Staub kann Bauteile oder Festplatten zerstören. Chamber 3 ist Reserve für die Zukunft und kann zunächst im Rohbauzustand verbleiben.

Vorteile des Chamber-Konzepts:

  • Durch die Parzellierung der Räume wird weniger Energie benötigt
  • Durch die separate Klimaspange benötigt der Techniker keinen Zutritt zu den IT-Räumen (oft sind die Klimageräte in den IT Räumen untergebracht)
  • Bei Generationswechsel der IT-Devices erfolgt keine Störung des laufenden Betriebs
  • Es hält sich kein Fremdpersonal während der Umbauphase im Bereich des laufenden Betriebs auf
  • Keine Staubeinflüsse durch den Umbau im Bereich des laufenden Betriebs

 

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