Am Ende eines jeden Bauprojektes, sei es der Neubau eines Rechenzentrums oder auch nur eine Renovierung im Bestand, werden alle Installationen und Inbetriebnahmen der technischen Anlagen als Einzelanlagen von dem jeweiligen Errichter durchgeführt, um dann als hoffentlich technisch einwandfrei an den Auftraggeber übergeben werden zu können. Ob es sich dabei um die Brandmeldeanlage, die Elektroversorgung, die Kälteversorgung oder die Lüftungsanlage mit einer Vielzahl von Brandschutzklappen handelt, jede dieser Anlagen wird jeweils für sich überprüft.
Doch wie sieht das bei dem Zusammenspiel solcher Anlagen aus? Solche Ereignisse werden in den herkömmlichen Überprüfungen meist nicht durchgeführt und können nach der Inbetriebnahme des Rechenzentrums oder aber auch erst nach einer gewissen Zeit Probleme verursachen. Eine rühmliche Ausnahme bildet mittlerweile öfters die Brandfallsteuerung, die auch im normalen Bauablauf zunehmend an Bedeutung gewinnt und Bestandteil der normalen Anlagenüberprüfung ist.
Um zum einen für den Auftraggeber sicherzustellen, dass dieser auch ein durchgängig funktionsfähiges Komplettpaket an Anlagen erhält, für das er ja auch bezahlt hat, und zum anderen Fehler oder Ausfälle im laufenden Betrieb seiner kritischen IT zu vermeiden, etablieren sich mittlerweile sogenannte Integrationstests. Bereits in der Planungsphase sind diese Tests zu berücksichtigen und auch auszuschreiben. Dabei sind nicht nur technische Aufwendungen für Testwerkzeuge oder Lastbänke zu berücksichtigen, sondern auch der personelle Aufwand für die Testerstellung und Durchführung.
Betrachtet man beispielsweise die Verknüpfungen zwischen der Klima- und Elektrotechnik, so trifft man auf große Schnittmengen zwischen beiden Gewerken – und die sind es wert, überprüft zu werden.
Ein anständiger Integrationstest hat unter der Prämisse zu erfolgen, den IT-Betrieb so real wie möglich zu simulieren. Das bedeutet, dass man die Wärmelast der später eingebrachten IT-Geräte bereits vorab in die IT-Räume einbringen muss, um neben dem Leistungsvermögen der Klima- und Elektroanlagen auch das Verhalten bei Ausfällen oder Störungen unter realitätsnahen Bedingungen, also „live“, zu testen. Es geht vor allem darum, die Verlustwärme der IT-Komponenten in ihren verschiedenen Ausbaustufen zu simulieren und diese so realistisch wie möglich aufzubauen.
In der Vergangenheit haben wir als Sicherheitsberater so fast alles gesehen, was man hierzu als Heizlast in die Räume oder auch in die Racks eingebracht hat oder einbringen wollte. Anhand der folgenden Beispiele wollen wir einige Ausreißer als erwähnenswerte Negativbeispiele einmal kurz umreißen:
1. Negativbeispiel „Haushaltstechnik“
Sie kennen wahrscheinlich die direktgekühlten Serverracks im 19-Zoll-Format als geschlossenes Umluftkühlsystem mit eingebautem Wärmetauscher. Diese sind geeignet zur Kühlung von Blade-Servern oder Systemen mit hohen Packungsdichten, die man nicht mehr herkömmlich kühlen kann, beispielsweise über den Doppelboden. Für die Simulation der entsprechenden Wärmelast in einem solchen Rack hatte sich ein „findiger“ Planer überlegt, diese mit herkömmlichen Kochplatten zu bestücken. Dabei handelte es sich um eine Simulation, die wohl nicht ganz der Charakteristik der Blade-Server, die später zum Einsatz kommen sollten, entsprach. Zudem waren bereits einige Hubs und Switche in den Racks verbaut, die auf Grund ihrer Lage im oberen Rackbereich durchaus hätten in Mitleidenschaft gezogen werden können. Bei einem Rack mit einer Kühlleistung von 15 kW hätte man mindestens zehn solcher Kochplatten im Rack platzieren müssen. Geht man von einem geschätzten Invest pro Rack ohne IT-Bestückung von 15.000,- Euro aus, sollte man sich genau überlegen, ob man die Heizlastsimulation mit solch minderwertiger Haushaltstechnik durchführen sollte.
2. Negativbeispiel „Tischgrill“
Sehr beliebt sind auch Geräte mit frei, also offen glühenden, Heizdrähten, die ohne Lüfterunterstützung auskommen. Die Rede ist von Elektrogrills, die man im Anschluss an die Tests auch sehr gut der privaten Nutzung überführen kann. Als Tischgrillausführung lassen sich diese ganz prima in einem Rack unterbringen und Leistungen bis zu 2,5 kW je Grill sind durchaus erzielbar. Auch ohne bereits vorhandene Technik im Rack besteht hier eine unmittelbare Gefahr für direkt im Rack befindliche Bauteile, wie zum Beispiel die PDU (Power Distribution Unit), eine Steckdosenleiste) oder deren Versorgungskabel. Ein RZ-Brand kurz vor der Inbetriebnahme kann hier ein denkbares Worst-Case-Szenario sein.
3. Negativbeispiel „Heizlüfter“
Was halten Sie von konventionellen Heizlüftern? Dem ersten Anschein nach zu urteilen spricht nichts dagegen, diese bei Härtetests einzusetzen. Ähnlich wie bei den Servern wird dabei warme bis heiße Luft in den Raum bzw. in das Rack geblasen. Bei entsprechender Wahl der Geräte je nach Größe und Leistung lassen sich vielfältige Lastzustände und Anwendungsfälle simulieren. Für kleine bis mittlere Lasten im Rack gibt es Heizlüfter im 2- bis 10-kW-Bereich und für eine raumbezogene Simulation durchaus größere Heizlüfter mit bis zu 50 kW. Es besteht jedoch ein wesentliches Problem in deren Anwendung – und das resultiert aus dem eingebauten Selbstschutz vor Überhitzung, dem Thermostat.
Abhängig von der Aufstellung, Leistungsgröße und den Umgebungsverhältnissen kommt es durchaus zur Bildung von Stauhitze. Bei einer gerätebezogenen Grenzwerttemperatur schaltet das Heizgerät aus. Dabei läuft in den meisten Fällen der Lüfter zur besseren Abkühlung nach, aber die Heizleistung wird nicht mehr erbracht. Und wenn es einmal aus ist, kriegt man es nicht so leicht oder gar nicht wieder in Betrieb. Somit verändern sich die Voraussetzungen im laufenden Testbetrieb bezüglich der Temperaturen und der elektroseitigen Verbrauchswerte. Längere Abkühlphasen für die Geräte, um sie erneut aktivieren zu können und eine ggf. strömungsgünstige Aufstellung der Heizlüfter erfordern, wenn überhaupt möglich, erhebliche Zeitaufwendungen in einer ohnehin schon knappen Testphase. Vergeblich durchgeführte Test mit verfälschten Ergebnissen haben dann nicht mehr viel mit realen Bedingungen zu tun und müssen wiederholt werden.
Professionelle Technik
Es geht natürlich auch anders, nämlich durch den Einsatz sogenannter 19“-Rack Einbaulastbänke. Diese sind in der Lage, ein breites Spektrum von Leistungen anzubieten, ermöglicht durch mehrere Lüfter mit ggf. unterschiedlicher Lüfterdrehzahl und in Stufen zuschaltbaren Heizelementen. Der große Vorteil solcher Anlagen ist die lagegenaue Abbildung der Verlustwärme, wie es bei der späteren Bestückung der Racks mit den IT-Komponenten der Fall ist. Auch auf dem Markt erhältlich sind Komponenten mit einer bereits installierten Elektro A-B-Versorgung, sodass ein aufwendiges Umstecken vom Versorgungspfad A auf B und umgekehrt somit entfallen kann. Ein Riesennachteil besitzen allerdings diese Geräte, sie sind in der Miete und Anschaffung sehr kostenintensiv.
