EOLIOS Ingénierie przeprowadził audyt warunków rozprzestrzeniania się pyłów podczas wyburzenia metodą wybuchową budynku położonego w sąsiedztwie obiektu OVHcloud, aby ocenić ryzyko zapylenia serwerowni.
Najważniejsze. Na zlecenie OVHcloud EOLIOS mierzył w czasie rzeczywistym stężenie pyłu w powietrzu wokół działającego data center podczas wyburzania metodą wybuchową sąsiedniego budynku. Stężenie osiąga szczyt 196 000 cząstek przy 0,5 µm w chwili wybuchu, czyli ponad 130 razy więcej niż tło pomiarowe, po czym w ciągu kilku godzin wraca do poziomów bliskich normie. Audyt ujmuje liczbowo narażenie serwerowni i obiektywizuje ryzyko kontaminacji cząstkami.
Pył zawieszony przenoszony przez powietrze zewnętrzne należy do głównych czynników starzenia się sprzętu informatycznego: osadza się na płytkach elektronicznych, zapycha media filtracyjne i pogarsza wymianę ciepła. Gdy rozbiórka prowadzona jest bezpośrednio przy granicy działającego centrum danych, opanowanie zapylenia staje się kwestią ciągłości eksploatacji, a w tym konkretnym przypadku również kwestią prawną.
Budynek położony w bezpośrednim sąsiedztwie obiektu OVHcloud miał zostać wyburzony metodą wybuchową. Taka operacja uwalnia w ciągu kilku sekund znaczną ilość pyłów mineralnych (beton, gips, krzemionka), które tworzą gęsty obłok szybko przenoszony przez wiatr. Dla sąsiadującego data center, którego chłodzenie opiera się częściowo na poborze powietrza zewnętrznego, zdarzenie stawia pytanie wprost: czy powietrze zasysane w trakcie i po wyburzeniu pozostaje zgodne z warunkami utrzymania serwerowni?
„Pyłem zawieszonym” nazywa się cząstki unoszące się w powietrzu, których średnica aerodynamiczna jest mniejsza od kilku mikrometrów (µm). Klasyfikuje się je zwykle progami: PM10 (≤ 10 µm), PM2.5 (≤ 2,5 µm) oraz cząstki ultradrobne (≤ 1 µm). Im drobniejsza cząstka, tym głębiej wnika w instalacje wentylacyjne i tym trwalej osadza się na wrażliwych powierzchniach.
Centra danych opanowują zapylenie swoich pomieszczeń stopniami filtracji (zwykle ISO ePM1 / ePM2.5, aż do filtrów o bardzo wysokiej skuteczności w strefach krytycznych) oraz utrzymaniem nadciśnienia w pomieszczeniach. Szczyt stężenia zewnętrznego zwiększa obciążenie tych filtrów, przyspiesza ich zapychanie i może — przy nieszczelnościach — pozwolić cząstkom migrować do korytarzy zimnych.
Przed operacją firma rozbiórkowa zapewniała o braku zapylenia dla otoczenia. Podjęte środki pozostawały jednak marginalne: zwykłe zraszanie bliskiego otoczenia i budynku strumieniami wody w czasie wybuchu. Wykonawca rozbiórki zapewniał ponadto, że emisja pyłu zawieszonego będzie niewielka i że wiatr dominujący nie wieje w stronę data center, uznając ryzyko za „znikome”.
Pomiar w terenie mówi coś innego. Każde z tych zapewnień zostało zaprzeczone przez fakty:
„Żadnego pyłu dla otoczenia”: gęsty obłok ograniczył widoczność i dotarł na obiekt w ciągu kilku minut.
„Niewiele pyłu zawieszonego”: zmierzony szczyt przekracza tło pomiarowe przy 0,5 µm ponad 130-krotnie.
„Wiatr w stronę przeciwną do obiektu”: obłok skierował się właśnie w stronę data center i kanału.
„Znikome ryzyko”: stężenia utrzymywały się na wysokim poziomie przez wiele godzin, a powyżej tła pomiarowego przez kilka dni.
Filtracja nie do tego przewidziana. Data center jest wyposażone w filtry, ale nie w filtry dobrane do przyjęcia zapylenia po wybuchu w odległości mniejszej niż 100 m. W normalnej pracy taka zdolność nie ma racji bytu: zdarzenie naraża więc instalację na zagrożenie leżące poza jej założeniami projektowymi.
Właściwy odruch zarządcy. W obliczu niesprawdzalnych zapewnień osoba odpowiedzialna za obiekt trafnie zleciła EOLIOS monitorowanie zakłócenia. Ten oparty na faktach i wzorcowanych przyrządach raport stanowi solidną podstawę prawną w razie masowej awarii serwerów po wybuchu: działanie wyprzedzające, które zamienia ustną obietnicę w zmierzony dowód.
W kontekście zarazem technicznym i prawnym zespół EOLIOS zaproponował swoją wiedzę, aby pomóc osobom odpowiedzialnym za obiekt zrozumieć wpływ zapylenia wywołanego wyburzeniem sąsiedniego budynku na serwerownie.
Zmierzyć stężenie cząstek w otoczeniu obiektu oraz wewnątrz, przed, w trakcie i po wyburzeniu, dla kilku klas wielkości cząstek.
Zaobserwować powstawanie, gęstość i tor obłoku pyłu wytworzonego przez wybuch.
Zobiektywizować narażenie serwerowni i ryzyko kontaminacji wrażliwych urządzeń.
Udokumentować zdarzenie w sposób umożliwiający odtworzenie, przyrządami wzorcowanymi, na potrzeby ekspertyzy.
Parametrem rozstrzygającym jest liczba cząstek obecnych w powietrzu, trzeba więc było ją mierzyć w otoczeniu obiektu przez kilka dni, o różnych godzinach, aby przeanalizować stężenie i jego zmienność. Zwielokrotnienie odczytów pozwala zbudować serię danych reprezentatywną i zwiększyć wiarygodność wyników.
Pomiary wykonano przyrządami ze świadectwem wzorcowania, co zapewnia spójność pomiarową niezbędną w ekspertyzie. Czujniki umieszczono na zewnątrz, najbliżej czerpni powietrza, oraz wewnątrz, aby śledzić faktyczne zapylenie budynku.
„Tło pomiarowe” oznacza zwykły poziom stężenia na obiekcie, poza szczególnymi zdarzeniami. Zmienia się w ciągu dnia (ruch, aktywność ludzi, pogoda) i służy jako odniesienie do określenia rzeczywistej skali zakłócenia, jakim jest wybuch.
Wykonano kilka obserwacji przed i po wyburzeniu budynku. Już w chwili odpalenia wybuchu pojawia się obłok pyłu wytworzony przez falę uderzeniową i początek zawalania się budynku.
Przy całkowitym zawaleniu obłok wznosi się i rozprzestrzenia: widoczność zostaje całkowicie zablokowana. Zniknięcie sąsiedniego budynku w chmurze świadczy o jej dużej gęstości. Pod wpływem niekorzystnych warunków meteorologicznych i wiatru obłok kieruje się głównie w stronę data center i kanału — czyli dokładnie w strefę wrażliwą.
Następnie zaczyna się rozcieńczanie, ze stopniowym odzyskiwaniem widoczności, ale stężenie cząstek pozostaje wysokie. Po 7 minutach chmura pyłu jest nadal wyraźnie obecna na obiekcie: data center pozostaje jednoznacznie narażone na znaczne zapylenie.
Wykonano różne pomiary przed, w trakcie i po wybuchu, dla kilku klas wielkości cząstek: 0,3 µm, 0,5 µm, 1 µm, 2,5 µm, 5 µm i 10 µm. Dla przejrzystości przedstawione poniżej wartości dotyczą klasy 0,5 µm, reprezentatywnej dla najbardziej wnikliwych cząstek ultradrobnych.
Monitorowanie na zewnątrz zaczyna się około 18.00, przy niewielkiej obecności ludzi, stąd niskie stężenie cząstek, a następnie wzrost związany z godzinami szczytu. Ten odczyt wyznacza poziom odniesienia, z którym porównuje się wybuch.
Wartość średnia przy 0,5 µm: 10 000.
Odczyt z 29 października, prowadzony od 13.00 z pomiarem co 5 minut, obejmuje okres przed, w trakcie i po. Silne zakłócenie obserwowane o 15.00 odpowiada początkowi wybuchu, gdy czujnik przyjmuje front cząstek. Niektóre wartości zostają wówczas pomnożone przez współczynnik większy od 130.
30 minut później zawartość cząstek pozostaje na podobnym poziomie, czyli od 2 do 5 razy wyższym od normy. Średnie po wybuchu utrzymują się powyżej wartości mediany zmierzonych wcześniej, co wynika z utrzymującego się obłoku, który nadal obejmuje obszar analizy.
Po 2 godzinach zawartość cząstek w otoczeniu data center wraca do rzędów wielkości bliskich stanowi przed wyburzeniem. Wartości średnie pozostają jednak nieco wyższe z powodu rozbiórki i wznowienia prac na obiekcie.
Wartość średnia przy 0,5 µm: 7 300.
Nazajutrz po wyburzeniu nie stwierdza się szczególnej kontaminacji związanej z obecnością niestabilizowanego gruzu: wartości mieszczą się w średnim zakresie po wybuchu, z tendencją do lekkiego spadku. Wykonano również dodatkowe pomiary wewnątrz; dane te nie są tutaj udostępniane.
Stawka dla data center. Zmierzone stężenia przekraczały zalecane wartości odniesienia i mogły sprzyjać degradacji mikroprocesorów w serwerowniach; utrzymywały się powyżej tła pomiarowego przez kilka dni po wyburzeniu.
Poza chwilowym szczytem na instalację wpływa czas narażenia. Powietrze obciążone pyłem przez wiele godzin przyspiesza zapychanie filtrów, obniża ich przepuszczalność i może pogorszyć nadciśnienie w pomieszczeniach: punkt czujności przesuwa się wtedy ze szczytu na dawkę skumulowaną przyjętą przez system uzdatniania powietrza.
W tego rodzaju sytuacji kilka dźwigni inżynierskich pozwala ograniczyć ryzyko:
Czasowo wzmocnić filtrację i przewidzieć wymianę mediów filtracyjnych po zakończeniu okresu zapylenia.
Dostosować strategię chłodzenia, ograniczając pobór powietrza zewnętrznego lub free-cooling w czasie szczytu na rzecz kontrolowanej recyrkulacji.
Nadzorować nadciśnienie i szczelność przegród, aby uniemożliwić migrację cząstek do korytarzy zimnych.
Zaplanować kontrolę i czyszczenie po zdarzeniu, w oparciu o odczyty stężeń.
Audyt zapylenia i cząstek otwiera nowe perspektywy przed przemysłem i zarządcami obiektów wrażliwych. Pozwala zmierzyć, zrozumieć i zakwalifikować wiele ryzyk związanych ze znacznym napływem pyłów, na podstawach opartych na faktach i możliwych do odtworzenia.
Dzięki zespołom inżynierów EOLIOS modeluje symulacją CFD rozprzestrzenianie się pyłów zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz. Zapylone przestrzenie symulowane są w całości, z dużą dokładnością i w krótkim czasie: można w ten sposób badać scenariusze (kierunek wiatru, wydatek źródła, położenie czerpni) niemożliwe do odtworzenia w warunkach rzeczywistych. W połączeniu z pomiarami w terenie symulacja pozwala wykalibrować model i przewidzieć narażenie jeszcze przed zdarzeniem.
Włączenie diagnostyki EOLIOS w proces projektowania to skorzystanie z ekspertów w mechanice płynów, termice i symulacji numerycznej, aby zapewnić prawidłowe działanie instalacji. To doświadczenie znajduje odzwierciedlenie w naszych analizach zanieczyszczenia powietrza, jakości powietrza wewnętrznego oraz termiki centrów danych.
Doświadczenie: modelowanie CFD przemieszczania piasku i pyłuPył zawieszony, metrologia i symulacja CFD w otoczeniu obiektów wrażliwych.
Pył zawieszony osadza się na płytkach elektronicznych i radiatorach, zapycha filtry czerpni i zaburza wymianę ciepła. Przy dużym stężeniu lub długim narażeniu sprzyja przegrzewaniu i przedwczesnemu starzeniu się elementów, aż do ryzyka awarii.
Za pomocą optycznych liczników cząstek ze świadectwem wzorcowania, które liczą cząstki w klasach wielkości (tutaj od 0,3 do 10 µm). Powtarzane odczyty, wewnątrz i na zewnątrz, z drobnym krokiem czasowym (5 minut), pozwalają odróżnić tło pomiarowe od zdarzenia wyjątkowego.
Tak. Symulacja numeryczna (CFD) odtwarza transport cząstek przez powietrze w zależności od wiatru, ukształtowania terenu i źródeł emisji. Skalibrowana na pomiarach w terenie pozwala przewidzieć strefy narażone i dobrać zabezpieczenia przed zdarzeniem.
W tym audycie szczyt silnie opada w ciągu kilkudziesięciu minut, a powietrze wraca do poziomów bliskich normie około 2 godziny po wybuchu. Wartości nieco wyższe od tła pomiarowego utrzymują się jednak przez kilka dni z powodu prac i gruzu.
Poznaj nasze kompetencje, projekty i opracowania techniczne, aby wyjść poza FAQ.
Audyt obiektu przeprowadzony w celu pomiaru poziomu zapylenia powietrza podczas wyburzania budynku metodą wybuchową wykazał wysokie stężenie cząstek w krótkim przedziale czasu. Pomiary w czasie rzeczywistym wykonano w strefie wokół obiektu oraz na większych odległościach, aby określić stężenie i skład cząstek. Wyniki pokazały, że stężenie cząstek w powietrzu przekraczało wartości odniesienia zalecane dla zdrowia i mogło prowadzić do degradacji mikroprocesorów data center. Stwierdzono również, że stężenia w powietrzu pozostawały wyższe przez kilka dni po wyburzeniu.
Specjalizacje CFD, zrealizowane projekty i opracowania techniczne: cała dziedzina laboratoriów w jednym miejscu.
Najprościej jest po prostu porozmawiać. Nasi inżynierowie odpowiadają pierwszą analizą techniczną.
