數據中心的火災風險為帶電火災，用水來滅火有短路和觸電風險，且水漬對數據存儲介質造成的損害幾乎等同于火災可能造成的損害。

一 火三角與燃燒四面體

火災是失去控制的燃燒現象。燃燒的三要素，又稱火三角（見圖1），是可燃物、助燃劑（氧化物）和引火源（熱量）。燃料以氣態、液態或者固態形式存在。引火源需要將燃料溫度升到其燃點。氧氣是最常見的助燃劑，氧氣濃度一般需要達到15%以支持燃燒，而空氣中氧氣濃度為20%-21%。當燃燒發生時，上述三個條件必須同時具備，如果有一個條件不具備，那么燃燒就不會發生。移除火三角中的任意一邊，火災就被撲滅了。移除可燃物就是隔離滅火，例如森林火災中通過伐木建立隔離帶;移除助燃劑就是窒息滅火，例如廚房油鍋起火后用鍋蓋蓋住油鍋;移除引火源（熱量）就是冷卻滅火，例如最常見的用水來冷卻。

大部分燃燒的發生和發展除了具備上述三個條件以外，其燃燒過程中還存在未受抑制的自由基作中間體。多數燃燒反應不是直接進行的，而是通過自由基團和原子這些中間產物在瞬間進行的循環鏈式反應。自由基的鏈鎖反應是這些燃燒反應的實質，光和熱是燃燒過程中的物理現象。因此，大部分燃燒發生和發展需要四個必要條件，即可燃物、助燃劑、引火源和鏈式反應自由基，燃燒條件可以進一步用著火四面體來表示（見圖2）。

二 化學滅火

利用滅火劑與鏈式反應的中間自由基反應，使燃燒的鏈式反應中斷，燃燒無法繼續就是化學滅火。

三 數據中心滅火

數據中心的火災風險為帶電火災，用水來滅火有短路和觸電風險，且水漬對數據存儲介質造成的損害幾乎等同于火災可能造成的損害。數據中心火災風險不適合采用水基自動滅火系統來防護，一般采用氣體滅火系統來防護。

四 氣體滅火

氣體滅火系統技術的發展經歷了三個階段。

1第一個階段

上世紀八十年代以前，鹵代烷（哈龍）以其價格低廉并能通過阻斷鏈式反應撲滅大部分火災的特性被認為是超級滅火藥劑。哈龍1301和哈龍1211是最常見的滅火劑，然而哈龍物質對大氣臭氧層的破壞作用非常強烈。哈龍滅火劑在滅火時會分解生成的氯、溴原子，它們能催化活潑的臭氧分子分解成為穩定的氧分子。只要數月時間，僅一個氯離子或溴離子，就能使十萬個臭氧分子消失。

1976年，聯合國環境署（UNEP）理事會第—次討論了臭氧層破壞問題。在UNEP和世界氣象組織（WMO）設立臭氧層協調委員會（CCOL）定期評估臭氧層破壞后，1977年召開了臭氧層專家會議。1981年開始就淘汰破壞臭氧層物質的國際協議進行政府間的內部討論，并于1985年3月制訂了《保護臭氧層維也納公約》鼓勵政府間在研究、有計劃地觀測臭氧層、監督CFCs的生產和信息交流方面合作。

《維也納公約》簽署2個月后，英國南極探險隊隊長J.Farman宣布，自從1977年開始觀察南極上空以來，每年都在9到11月間發現有“臭氧空洞”。這個發現引起舉世震驚。1985年9月，為制定實質性控制措施的議定書，UNEP組織召開了專題討論會。同年10月，決定成立保護臭氧層工作組，從事制定議定書的工作。

2第二個階段

聯合國為了避免工業產品中的氟氯碳化物對地球臭氧層繼續造成惡化及損害，承續1985年保護臭氧層維也納公約的大原則，于1987年9月16日邀請所屬26個會員國在加拿大蒙特利爾所簽署了《蒙特利爾破壞臭氧層物質管制議定書》。該公約自1989年1月1日起生效。中國于1991年正式加入《蒙特利爾議定書》根據蒙特利爾議定書我國應于2010年前逐步停止使用鹵代烷（哈龍）滅火劑。我國在1992年編制了《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》并逐步淘汰了哈龍。哈龍開始淘汰后，氣體滅火技術的演進出現了兩個方向：

（1）惰性氣體滅火系統：惰性氣體滅火藥劑（氮氣、氬氣、氦氣）從空氣中提取，臭氧層消耗潛力值（ODP）為零，全球變暖潛力值（GWP）也為0。但是惰性氣體滅火僅靠窒息滅火，設計濃度高，鋼瓶數量多，鋼瓶間占地面積大，儲存壓力和管網壓力高。而且惰性氣體滅火系統因為壓力過高，噴放產生的噪聲大，頻率正好會和數據存儲硬盤產生共振，噴放時會損壞硬盤，這點西門子、泰科等廠商已經有大量實驗數據證實，FMGlobal保險公司也單獨在其防損數據表4-9《潔凈氣體滅火系統》的3.8章節指出應注意惰性氣體滅火系統噪聲對硬盤的損害。

（2）氫氟烴HFCs：以七氟丙烷和六氟丙烷為代表的氫氟烴HFCs的滅火機理同哈龍一樣，主要為阻斷鏈式反應，滅火濃度較低，滅火效率高于惰性氣體滅火。雖然氫氟烴的ODP為零，但其大氣留存時間較長，GWP很高，大量使用會引起全球氣候變暖，只能作為過渡性哈龍替代物。七氟丙烷的GWP高達3350，七氟丙烷在大氣中產生的溫室效應相當于同重量二氧化碳的3350倍。一噸七氟丙烷的排放相當于3350噸二氧化碳排放當量，而且七氟丙烷的大氣留存時間高達34年。

3第三階段

《聯合國氣候公約》之《京都議定書》規定了締約方限制和減少溫室氣體排放的義務。氫氟烴HFCs（包括七氟丙烷HFC227-ea）在附錄A中被列為溫室氣體。

中國于1998年5月簽署并于2002年8月核準了《京都議定書》。2016年10月，盧旺達首都基加利市舉行的《蒙特利爾議定書》第28次締約方大會上，《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》之《基加利修正案》獲得通過，將18種氫氟烴（HFCs）列入受控物質清單，旨在在未來幾十年內逐步減少氣候變暖。締約國中的發達國家被要求自2020年1月1日起全面禁止生產、銷售或使用氫氟烴，并逐步以締約方核準的技術對氫氟烴進行銷毀。中國于2021年4月16日決定接受《基加利修正案》，加強氫氟烴等非二氧化碳溫室氣體管控。作為《基加利修正案》中發展中國家的第一組，中國全面禁用七氟丙烷等氫氟烴的義務可延遲到最晚2024年12月31日（參見圖3）。

2021年中國政府工作報告已明確提出，“十四五”時期單位國內生產總值能耗和二氧化碳排放當量分別降低13.5%、18%。二氧化碳排放當量力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。

“雙碳”背景下，七氟丙烷和六氟丙烷為代表的氫氟烴滅火劑退出歷史舞臺進入倒計時。哈龍永久替代物全氟己酮進入我們的視線。全氟己酮屬于氟化酮（FluorinatedKetone）類，化學名稱為十二氟-2-甲基-3-戊酮，分子式為CF3CF2C（O）CF（CF3）2，CASNo.：756-13-8，ISO命名：FK-5-1-12，氟原子取代了酮上部分氫原子。

20世紀70年代，前蘇聯的科學家就已經合成出了全氟己酮作為中間體，但并沒有大規模生產能力。2001年5月美國3M公司發明了大規模合成全氟己酮的方法，并將全氟己酮作為新型潔凈型滅火劑推向市場。3M公司命名為Novec1230，其中Novec為3M公司注冊商標。

五 全氟己酮氣體滅火劑

全氟己酮在常溫下是一種清澈、無色、微味、容易氣化的液體滅火劑（沸點49.2℃），不屬于危險物品，釋放后不留殘余物，且完全絕緣。該滅火劑既不屬于氫氟烴，也不屬于惰性氣體類。目前已在美國、加拿大、澳大利亞、日本、韓國等國和歐洲地區注冊使用，得到了美國環保署（EPA）的認可并列入了美國環保署重要新替代物政策（SNAP，重要新替代物政策）。

全氟己酮氣體滅火劑含有溴、氯元素，滅火后不破壞臭氧層，其臭氧消耗潛能值為零。且與七氟丙烷（HFC227-ea）為代表的氫氟烴類滅火劑不同，全氟己酮的全球變暖潛能值GWP極低，GWP《1，低于二氧化碳，而且全氟己酮的大氣留存時間（ALT）很短，只有4到5天在大氣中就完全降解。

全氟己酮不破壞臭氧層且溫室效應極低，因而其從根本上解決了哈龍滅火劑和氫氟烴類（HFCs）滅火劑所帶來的環境污染問題。歐美發達國家和部分發展中國家已經用全氟己酮氣體滅火系統大量替代氫氟烴氣體滅火系統和惰性氣體滅火系統。

“雙碳”背景下，數據中心建設也在積極探索節能減排。如果采用釋放后對大氣層產生持久且大量溫室效應的七氟丙烷作為數據中心滅火藥劑，顯然與綠色減排的方向背道而馳。在“碳達峰”和“碳中和”的背景下，以全氟己酮替代七氟丙烷是數據中心氣體滅火技術的大勢所趨。

全氟己酮的滅火濃度低，人員安全性高。全氟己酮的滅火機理為冷卻和阻斷鏈式化學反應。同樣體積的保護區，所需要的全氟己酮藥劑量和鋼瓶數僅為惰性氣體滅火劑的七分之一左右。根據NFPA2001，其固體火災與帶電火災的滅火濃度為3.5%，但NFPA2001之5.4.2.4條款規定固體火災的設計濃度必須至少為正庚烷的最低滅火濃度，即4.5%。同時NFPA2001之5.4.2.5條款規定帶電火災的最低設計濃度為固體火災的最低設計濃度乘以安全系數1.35，即6.075%。而全氟己酮的無不良反應濃度（NOAEL）為10%。采用全氟己酮滅火劑，對人員而言安全余量大。

2021年12月8日，國家發改委等四部門印發《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發展實施方案》。《方案》提出，到2025年，數據中心和5G基本形成綠色集約的一體化運行格局。

由于全氟己酮對環境友好，對人員安全，不具有導電性，滅火后無殘留，不會損害精密設備，并且擁有優良的滅火性能，因此它是名副其實的綠色環保滅火劑（見圖4）。在貫徹落實“碳達峰”和“碳中和”目標的征程中，全氟己酮氣體滅火技術的應用必將為綠色數據中心的建設起到事半功倍的推動作用。

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審核編輯 ：李倩