Planung und Sicherheit im Rechenzentrum

Verfügbarkeit im Serverraum: Rechenzentrums-Norm EN50600

Unser Kollege Peter Reisinger leitete zahlreiche RZ (Rechenzentren)-Projekte. Was in den Vorgesprächen mit den Kunden in Bezug auf Planung und Sicherheit besonderes Augenmerk erfordert, erzählt er uns im Interview. Nicht nur die Vorplanungsphase ist wichtig, sondern auch die technische Umsetzung: Jürgen Grubmüller, unser technischer Leiter, erklärt uns mit seinem Know-how das Thema Batteriemanagement.

Peter, was kannst du aus deiner Erfahrung mit RZ-Projekten erzählen? Welche Rolle spielt die Größe eines Serverraums?

Peter: Die Größe an sich spielt in Bezug auf Sicherheit und Verfügbarkeit keine Rolle. Es kommt immer auf die Bedürfnisse des Kunden an. Das Herzstück einer Serverraumplanung besteht darin, nach der Geschäfts-, Ereignis- und Risikoanalyse die notwendige Verfügbarkeitsanforderung und die künftige Rechenzentrumsleistung zu analysieren.

Wenn die nötige Verfügbarkeit feststeht, beginnt die Planungsphase nach den aktuellen Normen und Standards der Rechenzentrums-Norm EN50600. Diese Norm betrachtet 4 Klassen, wobei Klasse 1 die geringste und die Klasse 4 die höchste Verfügbarkeit erfordert. Je nach Klasse gibt es Anforderungen in der Stromversorgung, Klimatisierung, Sicherheitstechnik usw. zu befolgen.

Daraus ergibt sich auch die notwendige Fläche des Serverraums. Bei kleineren Leistungen kommen unsere Rack-RZ Minirechenzentren bzw. Edge-Rechenzentren zum Einsatz. Wichtig ist dabei, dass die wirtschaftliche Verhältnismäßigkeit zu den erzielbaren Verbesserungen berücksichtigt wird.

 

Welche Rechenzentrumslösungen bietet EPS?

Peter: Wir planen und errichten schlüsselfertige Rechenzentrumsgesamtlösungen.

Hier gibt es je nach Anforderungen verschiedene Möglichkeiten wie Inhouse-Rechenzentren oder modulare Data Center Outdoor Container. Hierbei wird darauf geachtet, dass die gesamte Rechenzentrumsfläche, bestehend aus IT- und Technikbereichen, in separate Brandabschnitte untergebracht wird.

Bei geringerem Platzbedarf empfehlen wir unsere kompakten und skalierbaren Rack-RZ Mini-Rechenzentren. Diese bestehen aus einem oder mehreren Rack-Kombis inklusive USV-Stromversorgung samt Stromverteilung mit externem Bypass-Schaltung, sowie In-Rack Klimatisierung und Brandlöschanlagen. Der Trend in Richtung Miete mit einem Managed-Service-Paket ist klar erkennbar. Der Vorteil für den Kunden: wir übernehmen die 24*7 Überwachung und Wartung der Data Center Infrastruktur zum monatlichen Fixpreis. Der Kunde kann sich dadurch auf seine Kernaufgaben konzentrieren.

 

Effizienzsteigerung ist ein Schlüsselwort bei Rechenzentren. Kann man sie messen?

Peter: Ein energieeffizienter Betrieb sowie Energieeffizienzziele sind in einem Rechenzentrum unabdingbar. Deshalb wird empfohlen, den Energieverbrauch permanent zu messen und zu analysieren.

In der DIN EN50600 werden drei Granularitätsniveaus definiert. Diese geben vor, an welchen Stellen und wie genau gemessen wird. Das gilt für die Gewerke RZ-Stromversorgung und RZ-Klimatisierung. Hierbei sollte eine stätige Effizienzsteigerung der Gesamtlösung angestrebt und erzielt werden. Bei der Rechenzentrumskühlung ist das größte Potential, Energie einzusparen. Bei der Raumkonditionierung des Serverraums setzen wir auf Kälteerzeugung mit Free Cooling. Die Kaltluftzuführung zu den IT-Equipment erfolgt über unsere RCS-Serverracks. Somit findet eine gezielte und regulierbare Entwärmung statt. Dabei setzen wir auf CO2 neutrale, HFKW freie Kältemittel, bzw. Wasser (R718) oder Propan (R290) als echte naturfreundliche Alternativen. Dadurch fallen diese Kältemittel nicht in die F-Gas Verordnung, und eine künftige Betriebssicherheit ist garantiert.

Ich lese immer wieder die Abkürzung PUE. Wofür steht sie?

Peter: Der PUE Wert bedeutet Power Usage Effectiveness. Dabei handelt es sich um den Wert, der die Effizienz eines Serverraums ganzheitlich bewertet. Dabei wird die gesamte benötigte Energie eines Serverraums (total facility power) im Verhältnis zum Energieverbrauch der Server (IT Equipment Power Consumption) verglichen. Wenn der Wert 1 oder 1,5 anzeigt, spricht man von einem energieeffizienten Serverraum. Wenn möglich sollte auch auf regenerative erneuerbare Energie gesetzt werden.

Unterbrechungsfreie Stromversorgung ist bei EPS das Kerngeschäft – welche Geräte garantieren eine Unterbrechungsfreie Stromversorgung?

Peter: In einem Rechenzentrum muss der Strom ohne Unterbrechung 24*7 verfügbar sein. Kleinste Netzprobleme könnten einen Serverraumausfall und somit einen Datenverlust verursachen. Um das zu verhindern, verwenden wir skalierbare und modulare USV-Systeme mit stationären Batterieanlagen (Blei oder Li-Ionen Batterien), die eine unterbrechungsfreie Stromversorgung garantieren. Weiters achten wir auf ein 2-pfadiges A+B System, d.h. beide Servernetzteile werden jeweils mit einer eigenen USV-Anlage geschützt. Bei der Unterbringung der Batterieanlage achten wir auf die aktuellen Anforderungen der DIN EN IEC 62485-2.

Jürgen, was kannst du den Lesern zum Thema Batterie empfehlen? Kannst du Tipps und Tricks verraten?

Jürgen: Tipps und Tricks kann ich im Rechenzentrum leider nicht anbieten. Hier gelten nur Zahlen und Fakten 😊. Wir gehen nach der Norm DIN EN 62485-1 vor, die die Unterbringung und den Betrieb von Batterien regelt. Demnach werden Batterien im eigenen Raum und in eigenen Abschnitten aufgebaut, und ihre Temperatur regelmäßig überprüft. Die Belüftung, die Temperatur der Batterien, die Zellenspannung, die Trennfunktionen von Batterien und Schaltern, den Abstand zum Boden, spielen auch eine Rolle. Einzelbatterien gelten präventiv zu überwachen, denn defekte Batterien sind bekanntlich eine der größten Brandursachen.

Wie sieht eine normgerechte Unterbringung von Batterien aus?

Jürgen: In der Norm DIN EN 62485-1 wird beim Umbau oder der Modernisierung eines Rechenzentrums eingefordert, die Batterien immer in einem eigenen Brandabschnitt zu stellen. F90 Wände, mit Brandmelder und Einzelüberwachung ausgestattet, steigern die Sicherheit zusätzlich. Die Anzahl und die Stärke (kVA) der USV-Anlage sind maßgebend, weil entsprechende Batteriemodule vorhanden sein müssen.

Wie schützt man Serverräume vor Feuer, Luft, Staub oder Wasser?

Jürgen: Am besten wird die Stromversorgung mit einem A/B ausfallsicheren Mehrpfad-Stromversorgungssystem in eigenen Räumen aufgestellt. Niederspannungsverteilungen in eigenen Brandabschnitten sind ebenfalls notwendig. Dichte Türen schützen zusätzlich vor Staub und Dämpfen, hochqualitative Schotts müssen richtig verlegt werden. Die Modulbautechnik hat sich dabei sehr bewährt. Bei Umbauten ist die Evaluierung von bestehenden Wasser-, Gas- oder Stromleitungen durchzuführen. Eingebaute Leckwarnsysteme schlagen bei Auftreten eines Lecks frühzeitig Alarm.

Was gehört außer der USV zu einer sicheren Stromversorgung dazu?

Jürgen: Alles beginnt mit der Schnittstelle zum öffentlichen Netz. Auch hier verfahren wir zwei fädig: wir verlegen 2 Trafos für das A- und das B-Stromversorgungssystem, damit die Stromversorgungsleitungen nicht gemeinsam durch einen Raum gehen, wo ein Brand ein ganzes Rechenzentrum gefährden kann. Dann kommt die USV ins Spiel, und zum Schluss auch eine Netzersatzanlage (NEA), die längerfristig bei Stromausfall die Energieversorger im Rechenzentrum schützt. Bei einer NEA benötige ich größere Tanks, um auch im Notfall mehrere Tage oder sogar ein paar Wochen Strom zu sichern.

Wie beurteilt ihr die Zukunft des Serverraums?

Peter: Cloud-Lösungen und Colocation Serverracks werden weiterhin bestehen. Wichtige Daten werden allerdings On Site, d.h. in der eigenen Firma, bleiben. Gerade die Corona-Pandemie hat uns gezeigt, wie wichtig es ist, immer und überall Zugang zu essentiellen Daten zu haben. Die Bandbreite ist auch zukünftig ein Thema, und Mini-RZ-Lösungen werden zunehmen.

Wie können Rechenzentren zur Energiewende beitragen?

Jürgen: Das größte Einsparungspotential bietet die Klimatisierung mit Free Cooling System, welches keine mechanischen Kälteerzeuger, z.B. energiefressende Kompressoren, einsetzt, sondern die Außenluft. Rechenzentren in kühleren oder höher gelegenen Regionen zu bauen ist eine Alternative. Serverräume können sogar PV-(Photovoltaik) Anlagen versorgen, aber nicht zwecks einer sicheren Stromversorgung, sondern zum Abdecken und Reduzieren des Strombezugs aus dem öffentlichen Netz.

Peter und Jürgen, vielen Dank für eure Zeit!

Ein energieeffizienter Betrieb sowie Energieeffizienzziele sind in einem Rechenzentrum unabdingbar. Deshalb wird empfohlen, den Energieverbrauch permanent zu messen und zu analysieren. In der DIN EN50600 werden drei Granularitätsniveaus definiert. Diese geben vor, an welchen Stellen und wie genau gemessen wird. Das gilt für die Gewerke RZ-Stromversorgung und RZ-Klimatisierung.

Peter Reisinger

Wir gehen nach der Norm DIN EN 62485-1 vor, die die Unterbringung und den Betrieb von Batterien regelt. Demnach werden Batterien im eigenen Raum und in eigenen Abschnitten aufgebaut, und ihre Temperatur regelmäßig überprüft. Die Belüftung, die Temperatur der Batterien, die Zellenspannung, die Trennfunktionen von Batterien und Schaltern, den Abstand zum Boden, spielen auch eine Rolle. Einzelbatterien gelten präventiv zu überwachen, denn defekte Batterien sind bekanntlich eine der größten Brandursachen.

Jürgen Grubmüller

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