人工智能训练集群散热防火细则

人工智能训练集群散热防火细则一、总则1.1目的为保障人工智能（AI）训练集群的稳定运行，预防和减少因散热失效引发的设备故障、性能下降及火灾事故，保护数据中心资产、人员安全及业务连续性，制定本细则。1.2适用范围本细则适用于所有部署AI训练集群的数据中心、超算中心及企业级AI计算设施，涵盖集群硬件（服务器、交换机、存储设备等）、散热系统、供配电系统及环境监控系统的设计、建设、运维及应急管理。1.3基本原则预防为主：通过合理设计、规范运维，从源头降低散热风险。分级防护：针对不同风险等级的设备和区域，采取差异化防护措施。实时监控：建立全链路监控体系，实现风险的早发现、早预警。快速响应：明确应急处置流程，确保事故发生时能迅速控制事态。二、AI训练集群散热风险分析AI训练集群具有高密度、高功耗、高发热的特点，其散热风险主要源于以下因素：2.1设备自身特性高功率密度：单台AI服务器（如配备8张GPU卡）的功耗可达5-10kW，远高于传统服务器（约0.5-1kW），单位空间发热量剧增。局部热点：GPU、CPU、电源模块等核心部件为主要发热源，若散热不均易形成局部高温（如GPU核心温度超过95℃可能触发降频或宕机）。长时间满负荷运行：训练任务通常持续数小时至数天，设备长期处于高负载状态，散热系统需持续高负荷运转。2.2环境与系统因素气流组织不合理：冷热气流短路（如冷通道未封闭、热空气回流）会导致散热效率下降。散热系统故障：空调停机、风机故障、水泵损坏等会直接导致散热中断。环境温湿度异常：环境温度超过24℃（ASHRAE推荐数据中心A级环境温度上限）或湿度过高/过低，会降低散热效率或引发设备腐蚀。2.3火灾风险传导路径散热失效是AI集群火灾的重要诱因之一，其传导路径如下：graphLRA[散热失效]-->B[核心部件温度骤升]B-->C[绝缘材料老化/熔化]C-->D[短路/电弧]D-->E[可燃物燃烧]E-->F[火灾蔓延]三、散热系统设计规范3.1散热方案选择根据集群规模和功率密度，选择合适的散热方案：散热方案适用场景优点缺点风冷系统（精密空调+封闭冷/热通道）中低功率密度集群（≤15kW/机柜）技术成熟、成本较低、维护简单能耗较高（PUE通常1.5-2.0）、噪音大液冷系统（冷板式/浸没式）高功率密度集群（≥20kW/机柜）散热效率高（PUE可降至1.1-1.3）、噪音低、节省空间初期投资大、维护复杂度高、存在漏液风险间接蒸发冷却气候干燥地区利用自然冷源，能耗低依赖环境湿度，潮湿地区效果有限3.2关键设计参数冷量冗余：散热系统总冷量需满足集群最大功耗的**120%-150%**冗余，应对设备扩容或部分空调故障。气流速度：冷通道出风口风速应≥2m/s，确保冷风能有效送达服务器进风口。温度控制目标：设备进风口温度：18℃-24℃（推荐21℃±1℃）。设备出风口温度：≤40℃。机房环境温度：≤24℃，湿度：40%-60%RH。3.3气流组织设计封闭冷通道：采用物理隔离（如玻璃隔断、可移动挡板）将冷通道与热通道分离，防止冷热气流混合。下送风上回风：冷风从地板下静压箱送入冷通道，服务器吸入冷风后从顶部排出热风，热风经天花板回风口返回空调。避免局部阻挡：机柜内服务器间距≥5cm，避免线缆、设备阻挡气流通道。四、日常运维管理规范4.1设备巡检4.1.1每日巡检检查散热系统运行状态：空调压缩机、风机、水泵是否正常运转，有无异响或泄漏。查看监控数据：记录机房环境温湿度、冷通道温度、服务器进/出风口温度及GPU/CPU核心温度。清理设备周边：移除机柜内杂物，确保气流通道畅通。4.1.2月度巡检清洁空调滤网、风机叶片及散热片，防止灰尘堵塞影响散热效率。检查液冷系统（如适用）：冷却液液位、压力及管道连接处有无漏液。测试备用设备：启动备用空调、风机，验证其可用性。4.1.3季度巡检校准温湿度传感器、流量传感器等监控设备，确保数据准确。检查供配电系统：UPS、配电柜的温度及负载情况，防止因供电问题导致散热系统停机。4.2监控系统配置建立三级监控体系，实现全链路风险预警：监控层级监控对象预警阈值响应措施设备级GPU/CPU核心温度、服务器进/出风口温度GPU温度≥85℃；进风口温度≥26℃自动降频；发送告警至运维人员系统级空调冷量、风机转速、冷却液流量冷量低于设计值的80%；流量下降≥10%启动备用设备；排查故障原因环境级机房温湿度、冷/热通道压差环境温度≥25℃；压差≤5Pa增加空调运行数量；检查通道封闭性4.3维护记录管理建立《散热系统运维日志》，记录巡检时间、人员、发现问题及处理结果。定期分析历史数据，识别潜在风险（如某台服务器核心温度持续上升，可能预示散热风扇故障）。五、防火专项措施5.1火灾预防易燃物管控：机房内禁止存放纸箱、塑料瓶等易燃物品，服务器周边线缆需使用阻燃材料（如低烟无卤线缆）。电气安全：定期检测供配电系统绝缘电阻，避免因短路引发火灾；服务器电源模块需通过UL、CE等安全认证。热失控监测：在GPU、电源模块等关键部件附近安装温度传感器，当温度超过阈值（如100℃）时立即触发断电保护。5.2火灾探测与报警分区部署探测器：在冷通道、热通道、空调机房等区域安装吸气式感烟探测器（灵敏度高于传统点式探测器）和红外热成像仪（实时监测设备表面温度）。联动报警机制：探测器触发后，立即向运维中心发送声光告警，并启动消防系统。5.3灭火系统配置气体灭火系统：机房区域采用七氟丙烷或IG541气体灭火系统，避免水基灭火对设备的损坏。局部灭火装置：在服务器机柜内安装气溶胶灭火模块，针对局部火灾快速响应。消防通道保障：确保机房出入口、消防栓及灭火器周边无遮挡，定期检查灭火设备有效期。六、应急处置流程6.1散热失效应急处置6.1.1轻度失效（单台设备高温）运维人员收到告警后，立即登录设备管理系统，查看高温部件（如GPU）的温度曲线及负载情况。若负载过高，可临时调整训练任务优先级，降低设备负载。若负载正常，检查设备散热风扇是否停转，必要时远程重启设备或安排现场更换风扇。6.1.2中度失效（多台设备高温或局部区域温度异常）启动备用空调或风机，增加冷量供应。检查冷通道封闭性，若存在缝隙立即封堵。若为液冷系统故障，切换至备用冷却液循环回路，并联系厂商维修。6.1.3重度失效（散热系统全面停机）立即启动《数据中心应急停机预案》，按优先级逐步关闭非核心业务设备，减少发热量。组织人员疏散至安全区域，同时联系消防部门待命。待散热系统恢复后，逐步启动设备，检查数据完整性及设备状态。6.2火灾应急处置报警与疏散：发现火情后，立即按下手动报警按钮，通知所有人员沿消防通道疏散至安全集合点。初期灭火：若火势较小（如局部设备冒烟），使用机房专用灭火器（如CO₂灭火器）进行扑救，避免用水或泡沫灭火器。联动处置：消防系统启动后，关闭空调及通风设备，防止火势蔓延；切断着火区域的电源（如需）。后期处理：火灾扑灭后，组织专业人员对设备进行检查，评估损失并恢复业务。七、附则7.1培训与演练定期组织运维人员参加散热系统操作、火灾应急处置培训，确保熟悉本细则及相关设备操作。每季度开展一次应急演练，模拟散热失效、火灾等