데이터센터 내 데이터홀의 준비작동식 스프링클러설비의 적용 가능성 검토에 대한 기초 연구

Preliminary Study on Applicability of Pre-Action Sprinkler Systems in Data Halls of Data Centers

데이터센터 데이터 홀은 고위험⋅고가치 시설이지만, 가스계 소화설비의 성능적 한계로 인해 화재안전 확보에 어 려움이 있었다. 본 연구에서는 fire dynamics simulator (FDS)와 SprinkCALC 시뮬레이션을 활용하여 준비작동식(싱글 인터록) 스프링클러의 화재 제어 및 설계 적용 가능성을 검토하였다. FDS 해석 결과, 가스계 소화설비는 일회성 방 출 특성으로 HRR 제어 및 온도 저감 효과가 제한적인 반면, 스프링클러는 지속적인 냉각 효과를 통해 온도 제어에 유의미한 결과는 확인을 하였으나, HRR의 제어 효과는 미미한 것으로 확인되어 스프링클러설비를 적용시 화재제어 의 효과를 검증하기에는 한계가 있었다. 또한 SprinkCALC 해석 결과, 준비작동식 스프링클러는 NFPA 기준에서 요 구하는 50 s 이내의 방출시간과 설계 살수밀도를 모두 충족하였다. 이를 토대로 향후 데이터센터의 화재 대응 전략 으로서 스프링클러 적용의 가능성을 제시하고자 한다.

Data halls within data centers are high-risk and high-value facilities. However, ensuring fire safety has proven challenging owing to the performance limitations of gas-suppression systems. In this study, the fire-suppression performance and design validity of a single-interlock pre-action sprinkler system were quantitatively assessed via a fire dynamics simulator (FDS) and SprinkCALC simulations. The FDS analysis revealed that, whereas the gas-suppression system showed limited effectiveness in controlling the HRR and reducing temperature owing to its one-time discharge, the sprinkler system demonstrated a meaningful effect on temperature reduction through its continuous cooling action. However, the control effect on the HRR was minimal, thus indicating that the sprinkler system is limited in verifying its effectiveness for overall fire control. Furthermore, the SprinkCALC analysis confirmed that the pre-action sprinkler system satisfied both the NFPA-required discharge time of within 50 s and the design density criteria. The results of this study suggest the potential applicability of sprinkler systems as a future fire-protection strategy for data centers.