华信文摘 | 数据中心建筑内保温材料及其防火性能的探讨

数据中心建筑内保温材料及其防火性能的探讨沈叶燕摘要：数据中心市场需求快速攀升，电子信息系统性质的数据中心建筑建设规模日益增长结合数据中心的高能耗特点，建筑本身和建筑内机房的维护结构保温材料使用量非常大，而电子信息系统性质建筑的防火要求又极为严苛。

3.有机保温板内保温系统

基于此，本文针对数据中心建筑内保温材料的选择和具体做法进行剖析和阐述，并为今后此类建筑内保温材料防火性能设计提供理论支持和借鉴意义关键词：数据中心建筑、建筑和装饰、建筑保温材料、防火性能

4.有机保温板内保温系统中有机保温板宽度不宜大于

引言

5.有机保温板内保温吗

随着互联网、大数据、人工智能的迅速发展以及元宇宙概念的到来，现代社会正式进入了数字经济信息化时代加上传统行业的数字化转型升级，数据中心市场需求快速攀升，电子信息系统性质的数据中心建筑建设规模日益增长而作为电子信息化最底层支撑的数据中心（IDC）,我国数据中心建筑的建设规模逐年增大，数据中心作为高能耗行业，建筑内保温材料使用量大，部位多，因此数据中心建筑内保温材料的防火性能更是重中之重。

6.有机保温板内保温效果

01数据中心建筑内保温材料概述

7.有机保温板内保温时间

数据中心作为能耗大户，除了机架设备自身的能耗，对设备运行中高热量散发的制冷降温也占据了能耗相当大的比例除了新建的专用数据机房建筑，与其他建筑功能合用的改建数据中心也越来越普遍数据中心机房常年不间断运行，机房内制冷设备也同时保持着对机房制冷降温，不管是从机房制冷恒温的节能角度，还是防止建筑内不同相邻功能房间因温差出现结露的问题，数据机房维护结构的保温做法都必不可少。

8.有机类保温板

建筑中使用的保温材料主要为以下三类：无机保温材料、有机复合保温材料、无机保温材料这几种保温材料组成成分、材料性质、燃烧性能等级各有不同，需要根据数据中心不同的建筑性质和机房类别与功能需求，特别是保温材料的防火性能，针对性的选择合适的保温材料，确保建筑和数据机房的安全性。

9.有机保温板有哪几种?

02数据中心的保温材料使用范围和选择

10.有机保温材料

数据中心机房围护结构的保温主要体现在墙体（机房内墙面）、房间顶棚、房间地面、门窗、设备管线穿墙孔洞楼板洞等方面（1）墙体（内墙面）：其中墙体保温除了原有土建建筑的外墙保温外，机房内墙面根据设备功率具体情况需要采取墙面保温措施。

机房的内墙保温材料一般选择有岩棉、岩棉复合板、金属面夹芯彩钢板（机房专用彩钢复合板）等选择岩棉保温的做法需要结合轻钢龙骨在原有墙体上敷设龙骨框架，在龙骨之间填充岩棉，后防火石膏板封闭贴面；而岩棉复合板和金属面夹芯彩钢板为面板和防火保温夹芯材料复合成品，在机房内墙面上敷设好轻钢龙骨框架后，成品板直接安装固定在龙骨上即可满足保温要求。

特别是金属面夹芯彩钢板在拥有良好的保温性和防火性的基础上，金属面板强度高，面板表面平滑、细腻，不积尘，保养简单，极大的保证了数据机房的洁净度要求，面板烤漆色彩丰富，在满足数据机房使用功能的要求上更能兼顾机房的美观性。

（2）顶棚顶面：数据机房内顶面的保温做法，主要有吊顶封闭、直贴板底、保温砂浆抹面三种做法其中吊顶封闭的保温做法采用轻钢龙骨吊架系统，岩棉毡建筑胶粘剂粘贴于轻钢龙骨档内，后再采用铝板网面层或者防火石膏板固定在龙骨框架上进行封闭。

这种做法的优点是在层高允许的情况下可将板底混凝土梁隐藏，机房美观效果好，同时可减少机房冷池的空间体积，对机房制冷节能有一定程度的效果但是因数据机房内设备桥架管道较多，一般机房层高都不充裕第二种做法保温材料直贴板底，一般采用岩棉板、微孔硅酸钙保温板。

这两种保温材料重量轻，易切割，用专用粘结剂倒贴粘结于板底，少量膨胀螺栓打入楼板，再使用双向钢筋网或双向钢丝扎固膨胀螺栓端部，保温板外露面专用粘结剂封闭二道后，防裂腻子刮平，面层无机涂料这种做法保温效果好，可在梁窝内板底实施，对机房内有效层高没有任何影响。

第三种做法为保温砂浆的板底抹面，对于能耗不高的数据机房，保温要求不高的情况下，可采用此类保温做法因为是板底保温砂浆抹面，加上数据机房板底吊杆支架数量多，为保证砂浆粘结牢固不开裂不脱落，保温砂浆不宜太厚一般保温砂浆选择玻化微珠防火保温砂浆，复合硅酸铝保温砂浆，珍珠岩保温砂浆。

另外在改造数据中心项目中，在原有建筑现状受限的情况下，也可采用超细无机纤维喷涂保温材料，该类保温材料为泡沫状，直接喷涂于板底，施工简单，但是平整性较差，易积灰对机房美观或者空调上回风有要求的情况下，需要结合吊顶进行顶面封闭。

（3）地面：数据机房房间地面的保温，主要是空调下送风系统的机房，机房地面需要铺设抗静电活动地板，地板下为空调冷风送风的封闭通道空间在此类数据机房内，活动地板下的空间长期处于冷风送风的低温状态，除了空调系统上的保温节能要求外，特别是在合建的数据中心还需要避免机房下面一层房间的顶板由于温差而产生结露的情况；同时由于地面安装抗静电活动地板，活动地板的支架600mm间距双向铺设，支架数量多，且支架需要直接支撑在坚固的混凝土楼板上，地板下地面保温材料铺设的空间分割琐碎。

考虑到施工的工艺难度，数量繁多的地板支撑支架导致活动地板下的保温材料铺设要兼顾保温、防火和易切割，甚至材料本身需要一定的形变特性经过长期的大量的数据中心项目建设实践得出的经验，活动地板下选择的保温材料主要有以下几种：铝箔橡塑复合隔热材料、微孔硅酸钙保温板、纤维铝箔岩棉板复合隔热材料。

其中铝箔橡塑复合隔热材料又称橡塑海绵保温卷材，与另外两种保温材料相比最主要的特性和优点是作为弹性闭孔发泡材料，其柔性度非常高，易裁剪，易变形，对于不平整面的包裹性好，施工方便特别适合抗静电活动地板下的保温铺设，活动地板的支架对于铝箔橡塑复合隔热材料铺设几乎没有影响，可以保证整个地面保温层的完整封闭。

但是随着高层厂房和民用建筑内的数据中心日益增多，铝箔橡塑复合隔热材料只能达到燃烧性能等级B1级的缺陷导致该保温材料很多情况下无法采用而微孔硅酸钙保温板和纤维铝箔岩棉板复合隔热材料的燃烧性能等级均为A级，可以满足防火要求在任何建筑内使用。

微孔硅酸钙保温板作为市场上常见的保温材料，价格低廉，保温性能和防火性能均适宜在各类建筑中使用上文提到，微孔硅酸钙保温板作为顶面板底保温材料的一种选择，同时也适合数据中心机房抗静电活动地板下的使用安装的时候需要根据活动地板支架分布预先切割成600mm模数的块状，然后在经过找平和清洁的地面上，用专用粘结剂与地面固定。

微孔硅酸钙保温板表面容易脱落粉尘，影响数据机房的洁净空间，因此在微孔硅酸钙保温板上需要安装0.5mm左右厚度镀锌钢板进行保温材料层的封闭纤维铝箔岩棉板复合保温板同样作为常用的保温材料，有着易切割、局部可轻微变形、不燃、自带铝箔敷面等优点。

施工工艺简单，可以作为铝箔橡塑海绵保温板的替代材料但是纤维铝箔岩棉板复合保温板易收缩，强度低，吸水率高，同时在没有铝箔的侧面，极易形成纤维颗粒的粉尘虽然抗静电活动地板下保温材料不需要承载重量，但是在施工或者后期维护阶段，较容易受到磕碰破坏。

以上三种抗静电活动地板下的常规使用的保温材料，各有优缺点需要根据数据中心机房的实际运行需求，结合所在建筑性质的内部装修设计防火规范要求，进行筛选对比后选择最合适的保温材料（4）门窗和建筑孔洞数据中心机房的房间疏散门均为防火门，不管从防火防烟还是房间保温的要求来说，对防火门的密闭性都有一定的要求。

防火门在闭门的状态下，门扇与门框贴合，门扇与门框间的两侧缝隙、上缝隙、两扇门中间缝隙都不应大于3mm，并且门框门缝设置密封槽，槽内镶嵌耐火阻燃的防火膨胀胶条在新建的数据中心建筑，规划的数据机房房间除了必要的消防救援窗外都不设置其他外窗。

如机房内设置的是气体消防灭火系统，为了保证机房内气体消防围护结构耐压的要求，以及机房空间保温节能的要求，机房内消防救援窗洞内侧需要另外安装可满足气体消防耐压要求的平开窗，窗户向内开启并且窗户可开启180°，窗户为常开不上锁状态，随时可以从外部向内开启。

窗户开启后窗洞净尺寸不得小于消防救援窗窗洞尺寸的规范要求在改建的数据中心建筑内，除消防救援窗外，对现有建筑外窗要进行内侧封堵措施一般采用轻钢龙骨水泥纤维硅酸钙板隔断封堵窗户，轻质隔断轻钢龙骨之间填充保温岩棉，以达到防火保温效果。

由于数据中心的特殊性，各专业走线架、设备管道等导致房间之间穿墙洞和上下楼层的楼板洞数量较多，此类孔洞在管线走线架等安装完毕后，均需进行防火封堵，同时也保证了机房的保温封闭。

03数据中心建筑内保温材料防火性能分析

为规范数据中心的设计，确保电子信息系统安全、稳定、可靠地运行，针对数据中心建筑有专项性的规范要求例如《数据中心设计规范》GB50174-2017、《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-2017中“A、B级电子信息系统机房及装有重要机器、仪器的房间”部分内容、《通信建筑工程设计规范》YD5003-2014等。

数据中心建筑除按通信建筑工程设计外，也可按厂房（丙类）或者民用建筑设计，数据中心建筑及其内部装修设计均有严格的防火规范要求表1 电子信息系统机房在各类建筑内各部位装修材料的燃烧性能等级

数据中心机房由于防火、保温节能和气体灭火系统等原因，一般都设置为无窗房间，因而数据中心内部装修材料的燃烧性能等级要求更高根据《数据中心设计规范》中 13.2.6条要求，主机房的顶棚、壁板和隔断应为不燃烧体，且不得采用有机复合材料，地面及其他装修应采用不低于B1级的装修材料；根据《建筑内部装修设计防火规范》中4.0.8条规定，无窗房间内部装修材料的燃烧性能等级除A级外，应在原有要求基础上提高一级。

表2 电子信息系统机房无窗房间提高一级后在各类建筑内各部位装修材料的燃烧性能等级

由表2可以看到，数据中心机房除设置在单层、多层丙类厂房内时，无窗房间地面的内部装修材料燃烧性能等级可为B1级，顶棚和墙面均要求为A级数据中心设置在其他允许设置的建筑内时，无窗房间顶棚、墙面、地面的内部装修材料燃烧性能等级均要求为A级。

基于以上得出的电子信息系统机房无窗房间在原有基础上提高一级后在各类建筑内各部位装修材料的燃烧性能等级的结论，我们回溯上文中各部位保温材料在数据机房内运用时有关材料燃烧性能等级的验证和探讨（1）墙体（内墙面）保温材料做法的防火性能：。

数据中心建筑机房内墙面保温材料选择岩棉、岩棉复合板、金属面夹芯彩钢板（机房专用彩钢复合板），以上三种保温材料燃烧性能等级均为A级可以在所有建筑性质内的数据中心机房内使用在改建和扩建的数据中心项目中，很多情况下建筑内部房间隔墙需要根据数据中心使用功能规划新建，新建的房间隔墙一般有两种做法：蒸压加气混凝土砌块隔墙和轻钢龙骨水泥纤维复合硅酸钙板隔墙。

蒸压加气混凝土砌块属于新型环保节能墙体材料，本身具有良好的保温性能，可以根据数据机房具体要求，选择是否在数据机房内墙面上另加装修保温做法数据中心机房设备重量较大，对结构板承重有较高的承载要求在改建扩建或者民用建筑内规划的数据中心，可能会受到结构楼板承重的限制，建筑内新建隔墙需要采用轻钢龙骨水泥纤维复合硅酸钙板隔墙。

在选择轻钢龙骨水泥纤维复合硅酸钙板隔墙的时候，隔墙需要满足墙体的整体耐火极限时间，需要在隔墙内部填充岩棉，以保证轻质隔墙的防火性能，同时也保证了保温性能而数据中心对建筑的层高有较高的要求，加上数据机房选择气体灭火消防系统较多，隔墙除了保温、防火，还需要1200帕的耐压强度。

因此数据中心轻钢龙骨水泥纤维复合硅酸钙板隔墙一般选择做法为：C100*50*1钢龙骨，龙骨采用对扣固定，龙骨间距选择300mm或400mm，每隔3米以内增加一根100X50X5方钢加固，填充100mm岩棉保温和防火，附双面双层12mm厚水泥纤维复合硅酸钙板。

具体龙骨宽度、龙骨间距需要根据建筑层高和轻钢龙骨轻质隔墙龙骨限制高度标准进行选用设计（2）顶棚顶面保温材料做法的防火性能：顶棚保温做法主要有吊顶封闭、直贴板底、保温砂浆抹面三种做法，选择的保温材料主要有岩棉毡、岩棉板、微孔硅酸钙保温板、玻化微珠防火保温砂浆，复合硅酸铝保温砂浆，珍珠岩保温砂浆、超细无机纤维喷涂保温材料。

以上顶棚保温材料均为燃烧性能等级A级数据中心机房顶面桥架吊杆数量多，吊杆与板底的固定会一定程度破坏硬质保温材料，但是由于顶棚材料必须为燃烧性能等级A级的要求，故其他柔性的非A级保温材料禁止使用（3）地面保温材料做法的防火性能：

数据机房地面保温主要用在抗静电活动地板下方，选择的保温材料主要为铝箔橡塑复合保温板、微孔硅酸钙保温板、纤维铝箔岩棉板复合保温板这其中，铝箔橡塑复合保温板为B1级燃烧性能等级，微孔硅酸钙保温板和纤维铝箔岩棉板复合保温板为A级燃烧性能等级。

上文已经分析到：铝箔橡塑复合保温板特别适合抗静电活动地板下的保温铺设，但是受限于材料本身的燃烧性能等级，只能在数据中心按照单层、多层丙类厂房进行设计时，可选择铝箔橡塑复合保温板进行地面保温数据中心建设在高层厂房、或者厂房的地下部位、其他民用建筑内时，地面必须选择燃烧性能等级A级的保温材料。

04结语

数据中心作为装有重要机器设备的电子信息系统机房，为确保人们的生命和财产安全，数据中心建筑的防火设计要求必须严格谨慎，严格按照相关规范规定和标准进行设计实施建筑装饰装修材料，特别是保温材料，在数据中心建筑内又需要大量运用，而保温材料的防火性能对建筑的整体防火又至关重要。

本文针对建设规模日益增长的数据中心建筑内各部位保温材料的选择，结合材料的防火性能，以及经过长期以来数据中心机房建设设计经验和后期运维反馈，综合得出数据中心建筑内各部位保温材料的几种选择和做法相信在行业相关人员的共同努力下，必然降低数据中心建筑火灾发生风险，实现行业的长远发展。

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