數(shù)據(jù)中心面臨外部環(huán)境輸入的空氣風(fēng)險(xiǎn)，自身運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一些影響空氣質(zhì)量的副產(chǎn)品，自然因素和人為因素在數(shù)據(jù)中心機(jī)房長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中逐漸累積，對(duì)數(shù)據(jù)中心空氣環(huán)境產(chǎn)生一定的綜合影響。當(dāng)前數(shù)據(jù)中心已經(jīng)是集IT機(jī)房、值班監(jiān)控、安裝調(diào)試、辦公和會(huì)議培訓(xùn)等功能為一體的建筑，空氣質(zhì)量問(wèn)題給基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、IT設(shè)備和人員帶來(lái)了廣泛、持續(xù)的安全風(fēng)險(xiǎn)，故數(shù)據(jù)中心空氣質(zhì)量影響因素的分析研究及檢測(cè)評(píng)價(jià)應(yīng)受到重視，并應(yīng)通過(guò)采取積極治理措施，確保數(shù)據(jù)中心工作人員和各類(lèi)設(shè)備的空氣環(huán)境安全。

數(shù)據(jù)中心面臨的輸入性空氣風(fēng)險(xiǎn)

1.有害氣體

一方面是來(lái)自外部空氣中的硫化物、氯化物、氮氧化物等有害氣體，另一方面是數(shù)據(jù)中心工業(yè)化裝修可能析出甲醛、苯等有機(jī)物。這些氣體刺激人體口鼻黏膜，引發(fā)過(guò)敏、發(fā)炎，還可破壞肺組織或血液，導(dǎo)致肺部呼吸道和其他器官疾病。硫化物、氯化物等溶于水后形成酸性環(huán)境腐蝕基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備和IT設(shè)備電路板，造成電路斷路或短路，給配電系統(tǒng)和IT設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)較大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

2.灰塵和沙塵

空氣中的PM10質(zhì)量相對(duì)較大容易沉降，而PM2.5粒徑小、重量輕，幾乎一直懸浮在空氣中，攜帶著大量的有毒、有害物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間在空氣中運(yùn)動(dòng)，因而對(duì)人體健康和機(jī)房IT設(shè)備的影響更大。尤其是機(jī)房?jī)?nèi)氣流擾動(dòng)大，如果灰塵控制不力則極易產(chǎn)生各種問(wèn)題：灰塵可以阻塞CPU風(fēng)扇，造成CPU過(guò)熱燒毀，會(huì)影響各板卡之間的接觸并在適當(dāng)濕度下造成電路板的腐蝕，還可以降低設(shè)備散熱效率和材料絕緣性能，導(dǎo)致金屬膨脹系數(shù)改變并使設(shè)備壽命降低。另外，西北部地區(qū)冬春季頻發(fā)的沙塵天氣，裹挾著更大的顆粒物，對(duì)室外人員和設(shè)備安全構(gòu)成直接威脅。

3.鹽霧

鹽霧是指大氣中由含鹽微小液滴所構(gòu)成的彌散系統(tǒng)。其成因主要由于海洋中海水激烈擾動(dòng)，風(fēng)浪破碎，海浪拍岸等產(chǎn)生大量泡沫、氣泡，氣泡破裂時(shí)會(huì)生成微小的水滴，這樣的水滴廣泛分布于海面上，隨著風(fēng)和平流作用向陸地上輸送。鹽霧主要對(duì)機(jī)房設(shè)備產(chǎn)生影響：鹽霧使靠近海岸的數(shù)據(jù)中心設(shè)備如電機(jī)、電子元器件、儀表、配電系統(tǒng)設(shè)備、IT設(shè)備及通訊設(shè)備、接插件導(dǎo)線和鋼結(jié)構(gòu)等受到嚴(yán)重腐蝕和破壞而不能正常工作，長(zhǎng)時(shí)間的腐蝕可造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

4.飛絮和花粉

近幾年新建的大型數(shù)據(jù)中心一般都建設(shè)在郊區(qū)，這樣的位置空氣流動(dòng)性好，有利于散熱，但也有利于植物飛絮、花粉隨風(fēng)飄落聚集。飛絮給數(shù)據(jù)中心機(jī)房室外散熱器正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重威脅，不僅降低散熱效率、堵塞水流孔隙，堆積的飛絮還可能引發(fā)火災(zāi)，給數(shù)據(jù)中心機(jī)房帶來(lái)災(zāi)難性損失。花粉在空氣中飄散時(shí)極易被人吸進(jìn)呼吸道內(nèi)，數(shù)據(jù)中心運(yùn)維過(guò)程中經(jīng)常涉及室外設(shè)備巡檢維護(hù)，工作人員接觸花粉的幾率非常大，有花粉過(guò)敏史的人員一定要注意自我防護(hù)。

數(shù)據(jù)中心自身存在的空氣風(fēng)險(xiǎn)

1.柴油機(jī)尾氣

數(shù)據(jù)中心一般配置多臺(tái)大功率柴油發(fā)電機(jī)，部分或全部柴油機(jī)同時(shí)運(yùn)行會(huì)使得數(shù)據(jù)中心園區(qū)受到大量尾氣的影響，同一區(qū)域內(nèi)集群部署多個(gè)數(shù)據(jù)中心的情況下啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)有可能發(fā)生尾氣彼此影響。另外，尾氣隨風(fēng)力風(fēng)向而擴(kuò)散，在室外行走、巡檢的人員也易吸入尾氣。以某數(shù)據(jù)中某主流品牌2500千瓦低壓柴油機(jī)為例，正常工況下每臺(tái)柴油機(jī)每小時(shí)產(chǎn)生尾氣28080立方米，可見(jiàn)裝配多臺(tái)柴油機(jī)的數(shù)據(jù)中心僅啟機(jī)維護(hù)就產(chǎn)生大量尾氣。

2.空調(diào)制冷劑

較大量的空調(diào)制冷劑泄漏，會(huì)傷害人體呼吸道和肝臟，達(dá)到一定濃度可導(dǎo)致頭痛、嘔吐、暈厥甚至痙攣和窒息。有的空調(diào)制冷劑與空氣混合后形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)，還有的制冷劑本身不燃燒也不爆炸，而一旦遇到明火會(huì)產(chǎn)生劇毒的光氣，給機(jī)房安全運(yùn)行和人員生命健康帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)。

3.氫氣

鉛酸蓄電池在充電時(shí)會(huì)分解出一定量的氫氣，氫氣屬于易燃易爆氣體，在空氣中的體積濃度超過(guò)4%就可能發(fā)生爆炸，而蓄電池室的爆炸事件又可引發(fā)蓄電池組短路形成電氣化火災(zāi)，嚴(yán)重威脅數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)的安全。

4.揮發(fā)性氣體

部署水系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心普遍需要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行控制，在水系統(tǒng)中投放多種阻垢劑、殺菌劑以預(yù)防管線結(jié)垢臟堵和微生物滋生，藥劑的存放、更換、灌裝過(guò)程中都存在一定揮發(fā)，泄壓閥排出的水中也含有一定量藥劑成分。另外，數(shù)據(jù)中心的室內(nèi)儲(chǔ)油箱存在柴油揮發(fā)，輸油管線在保養(yǎng)維修不到位的情況下還存在跑滲滴漏情況，加劇了空氣中揮發(fā)性柴油的濃度。這些揮發(fā)性物質(zhì)留存在空氣中，給人員的健康帶來(lái)潛在危害。

數(shù)據(jù)中心面臨的特殊空氣風(fēng)險(xiǎn)

1.致病菌傳染

2020年5月，北京市衛(wèi)健委通報(bào)某單位發(fā)生A組乙型溶血性鏈球菌導(dǎo)致的多人集體發(fā)熱事件；無(wú)獨(dú)有偶，2020年8月美國(guó)疾控中心因在其亞特蘭大的辦公樓供水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了軍團(tuán)菌而關(guān)閉了幾座辦公樓。相比普通辦公大樓，數(shù)據(jù)中心不僅存在適合微生物生存的水環(huán)境，還有“恒溫恒濕”的機(jī)房環(huán)境，加上許多數(shù)據(jù)中心還兼培訓(xùn)中心、應(yīng)急指揮中心的職能，人員相對(duì)密集，極易發(fā)生由細(xì)菌和病毒引發(fā)的傳染病擴(kuò)散。歐美頻繁爆發(fā)的軍團(tuán)菌傳染事件和2020年爆發(fā)的全球新冠肺炎疫情給數(shù)據(jù)中心空氣環(huán)境的生物安全管理敲響了警鐘。

2.重金屬污染

對(duì)于數(shù)據(jù)中心而言，大量的IT設(shè)備板卡、開(kāi)關(guān)電源及UPS主機(jī)持續(xù)在發(fā)熱、振動(dòng)的環(huán)境中運(yùn)行，還有廢舊IT設(shè)備和組件集中堆放在庫(kù)房?jī)?nèi)，必然會(huì)產(chǎn)生一定的重金屬微粒。相關(guān)研究顯示，PM10顆粒對(duì)重金屬有較強(qiáng)的富集吸收效應(yīng)，70%-90%的重金屬分布在大氣PM10中，如果數(shù)據(jù)中心灰塵顆粒物沒(méi)有得到妥善治理，則重金屬顆粒也將在數(shù)據(jù)中心場(chǎng)地內(nèi)持續(xù)存在。另一個(gè)需要指出的情況是，我國(guó)空氣重金屬含量較高的京津冀、環(huán)渤海地區(qū)和南方的珠三角地區(qū)同時(shí)也是數(shù)據(jù)中心相對(duì)密集的區(qū)域，所以數(shù)據(jù)中心場(chǎng)面臨著來(lái)自外部和內(nèi)部的空氣重金屬疊加風(fēng)險(xiǎn)。雖然目前空氣重金屬相關(guān)國(guó)標(biāo)尚未出臺(tái)，但這一問(wèn)題值得數(shù)據(jù)中心行業(yè)關(guān)注。

數(shù)據(jù)中心空氣安全治理措施

1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

數(shù)據(jù)中心空氣中的有害氣體、灰塵、重金屬顆粒在基本恒溫恒濕的環(huán)境中產(chǎn)生復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)，危害物的形態(tài)和形狀在不斷變化中且很難精準(zhǔn)測(cè)定，一種有效的間接觀察方式是通過(guò)數(shù)據(jù)中心內(nèi)金屬的腐蝕程度判斷整個(gè)空氣系統(tǒng)的對(duì)IT設(shè)備的危險(xiǎn)程度。早期通過(guò)在機(jī)房?jī)?nèi)布置銅片和銀片的方式測(cè)定腐蝕度，但這種方式只能反映特定時(shí)間段內(nèi)的空氣累積腐蝕能力，不能反映任一時(shí)刻的空氣腐蝕能力。現(xiàn)在雖然可以通過(guò)配置腐蝕度在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置不間斷跟蹤空氣腐蝕能力，但仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)多種有害物質(zhì)含量的全面精準(zhǔn)測(cè)定或單一成分有害物質(zhì)對(duì)腐蝕結(jié)果的貢獻(xiàn)值，這些方面的研究仍需深入開(kāi)展。

2.物理和化學(xué)過(guò)濾

物理過(guò)濾主要是過(guò)濾掉空氣中的有形顆粒物，但物理過(guò)濾存在極限，對(duì)直徑小于0.1微米的顆粒物無(wú)法實(shí)現(xiàn)物理過(guò)濾。化學(xué)過(guò)濾則可以進(jìn)行分子級(jí)別的過(guò)濾，不管是氣體小分子還是有機(jī)物氣體大分子都可過(guò)濾，而且可以根據(jù)化學(xué)污染物的成分與含量進(jìn)行更有針對(duì)性的處理，選擇合適的化學(xué)濾料去除特定的目標(biāo)氣體。

3.生物過(guò)濾

物理過(guò)濾和化學(xué)過(guò)濾對(duì)細(xì)菌和病毒的攔截、殺滅效果并不理想，而在過(guò)濾網(wǎng)上增加抑菌、殺菌材料確保對(duì)病菌進(jìn)行有效殺滅，就是生物過(guò)濾手段的價(jià)值所在。這種過(guò)濾方式無(wú)需對(duì)既有空調(diào)裝置進(jìn)行改造，更換具備生物過(guò)濾功能的過(guò)濾網(wǎng)就可提高空氣安全水平，非常適用于數(shù)據(jù)中心這種較大型公共場(chǎng)所的空氣病菌集中過(guò)濾。

4.催化分解

催化被認(rèn)為是一種非常具有應(yīng)用潛力的氣體凈化技術(shù)，可以在常溫常壓下將空氣中的污染物如二氧化硫、硫化氫、氮氧化物等有害氣體催化為酸性離子和氮?dú)獾?快速分解空氣中的各種有害氣體。組合應(yīng)用熱、光等催化劑還可消滅空氣中細(xì)菌和病毒等危險(xiǎn)生物因子。

5.在線清洗

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部產(chǎn)生的灰塵、設(shè)備震動(dòng)導(dǎo)致的裝飾裝修材料起塵，極易在空調(diào)氣流擾動(dòng)下附著在設(shè)備風(fēng)扇、電路板等位置，引發(fā)諸多問(wèn)題。在線清洗工作通過(guò)使用高絕緣、不燃燒、易揮發(fā)、環(huán)保型等特點(diǎn)的清洗劑，迅速?gòu)氐浊宄娐繁砻娓鞣N灰塵、油污、炭漬等污垢。在線帶電清洗技術(shù)解決了設(shè)備無(wú)法停電檢修維護(hù)的難題，降低了因綜合污染導(dǎo)致的設(shè)備運(yùn)行隱患，可有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)中心的空氣安全，關(guān)系到數(shù)據(jù)中心設(shè)施設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，影響著數(shù)據(jù)中心工作人員的身心健康。數(shù)據(jù)中心業(yè)主方、運(yùn)維方、使用方、檢測(cè)機(jī)構(gòu)和研究機(jī)構(gòu)應(yīng)協(xié)作配合，通過(guò)強(qiáng)化管理、排放控制、預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)、連續(xù)監(jiān)測(cè)、技術(shù)改造、產(chǎn)品升級(jí)和檢測(cè)評(píng)估等多種手段保障數(shù)據(jù)中心空氣環(huán)境的合規(guī)性、安全性，為數(shù)據(jù)中心行業(yè)持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展提供可靠支撐。