Veri Merkezlerinde
Deprem Riski ve Etki Analizi
Bölüm-2

ETP Deprem Güvenliği, ETP Veri Merkezi Çalışma Grubu Üyesi Üzeyir Kaluk'un  ETP Veri Merkezi Çalışma Grubumuz çalışmaları kapsamında  Ağustos 2022  tarihinde yayınladığımız  yayınladığımız  "Veri Merkezlerinde Deprem Riski ve Etki Analizi  "  yazısını  tekrar  bilgilerinize sunuyoruz.  
   



Sismik Aktivite Risk Değerlendirmesi ve Tasarım Kriterleri

Sismik faaliyetin risk ve ölçeğinin belirlenmesi, veri merkezini potansiyel olarak etkileyen riskleri ve olayları değerlendiren genel değerlendirme yaklaşımının bir parçası olarak dahil edilmelidir. Risk değerlendirme yaklaşımıyla ilgili daha fazla rehberlik EN 50600-1'de bulunabilir.

Sismik aktivitenin riskinin ve ölçeğinin belirlenmesinin ardından, uygun etki azaltıcı önlemler alınmalıdır.

Yer Hareketi

Risk değerlendirmesinin temeli, belirli bir coğrafi alanda, belirli bir zaman diliminde ve belirli bir eşiği aşan yer hareketi yoğunluğuyla bir deprem olasılığını tipik olarak gösteren çeşitli ulusal ve bölgesel sismik tehlike haritaları olabilir. Zaman periyotları ve eşikler ülkeden ülkeye değişiklik gösterir, ancak tipik olarak, sırasıyla 0,3g (3m/s2) ila 0,5g (3m/s2) aralığında Tepe Yer İvmesi (PGA) ile 30 ila 50 yıl aralığındadır. 

Belirli bir deprem için, PGA, en belirgin olanı mesafe olan bir dizi parametreye bağlı olarak etkilenen konumlar için farklılık gösterecektir. Tablo 1, tanınan Sismik Şiddet Ölçekleri (SIS) ile ilişkili PGA değerlerinin aralığını göstermektedir.

Tablo 1 – PGA ve SIS


Bir SIS, olası hasar türüyle ilişkilendirilir ve Tablo 2 ise belirli bir PGA değeriyle ilişkili hasar türünü gösterir.

Tablo 2



Zemin Stabilitesi /Kararlılığı 

Sismik aktiviteyi takiben zemin sıvılaşması, Şekil 2'deki şemada gösterildiği gibi binalar ve diğer yapılar için risk teşkil eder.

Kaynak:https://theconstructor.org/geotechnical/evaluate-liquefaction-potential-soils-field/47315/


Kaynak:https://www.aa.com.tr/en/asia-pacific/soil-liquefaction-leaves-indonesian-island-in-ruins/1280501



Kaynak: https://www.youtube.com/watch?v=LSnHsSNA8Ro

 

Tanımlanmış bir sismik aktivite riski bulunduğunda, sıvılaşma olasılığının (PL) hesaplanmasını içeren zemin stabilitesini ele alan bir risk analizi yapılmalıdır. Tablo 3, bu tür bir analizin sonucunu göstermektedir.

Tablo 3 - PL değeri ve sıvılaşma riski



Muhtemel Maksimum Kayba (PML) Göre Değerlendirme

PGA ve PL ile ilgili bilgiler sismik aktivite risk değerlendirmesi için teknik bir temel sağlarken, daha ticari temelli bir bilgi kaynağı Muhtemel Maksimum Kayıp'tır (PML). PML değeri ne kadar büyük olursa, binanın deprem riskinin de o kadar büyük olacağı tahmin edilmektedir. Bazı açılardan Tablo 2'deki PGA ile eşleşir (bkz. Tablo 4).

Tablo 4 - PML değerlendirme kriterleri örneği


PML değerlendirmesi, bir riske devredilen reasürans miktarını etkileyebilir.


Veri Merkezlerinde Depreme Riskine Karşı Alınabilecek Önlemler

Yapılan analizler sonucunda veri merkezi tesis ve çevresinde ihtiyaç olunan önlemlerin alınması tesisin ve işin sürdürülebilir, güvenli ve uzun ömürlü olması açısından alınacak önlemleri makale serimizin bu bölümünde özetlemeye çalışacağız. Önlemlerin her ürün grubu için ayrı ayrı değerlendirilmesi gerekmektedir. Binayı sismik olarak dayanıklı hale getirmek, ya da yükseltilmiş döşemenin sismik dayanımının olması, üzerine konumlandırılan kabinetlerin, panoların ya da diğer sistemlerin riskli olmadığı anlamına gelmez. Bir veri merkezi birden fazla disiplinden, sistemlerden oluşan bir bütündür. Herhangi bir sistemde meydana gelecek aksaklık sistemler arası bağlantının aksamasına dolayısıyla bütünlüğün bozulmasına sebep olur. Kısacası önlemleri her noktada almak oldukça önemlidir. 

Sismik  deney raporları , sertifikasyonlar  ürün bazında verilir ve tasarlandığı amacı yerine getirip getirmediği test edilir. 

Binalarda;

Temel olarak tesis binasından başlamak gerekir. Günümüzde damperli sistemler ve izolasyonlar kritik tesislerde oldukça sık kullanılmakta. Amaç, zeminden gelen deprem enerjisini absorbe ederek binaya asgari olarak aktarılmasını sağlar. Tabiki bu depremin etkisni tamamen sönümlendirecek anlamına gelmez. 

Veri merkezlerinin (güç, gaz, yakıt, su, kanalizasyon, çevre kontrolü ve telekomünikasyon dahil) alanları arasında bağlantı sağlayan yollar, öngörülen sismik riske dayanacak şekilde tasarlanmalıdır. 

Deprem enerjisini sönümlendirmek için çeşitli damper ve izolatör sistemleri kullanılması önerilir.

 

Pasif Damper Teknolojileri


 
Kurşun Damper                               Çelik Damper 

Temel Izolasyon Teknolojileri



Yapısal Olmayan Ürünler;

Yapısal olmayan ürünler içerisinde, panolar, KGK’lar, kabinetler, jenaratörler gibi binaya dahil olmayan ürünleri kapsamaktadır.

Her bir ürün gamının kendine özel sismik bağlantı yöntemi, standardı ve test prosedürü bulunmakla beraber genel olarak aşağıdaki çözümler uygulanmaktadır.

Kabin ve rafların zemin betonuna sabitlenmesi için titreşim izolatörlerinin kullanılması deprem dayanımı açısından yeterli değildir. Titreşim izolatörleri genel olarak kendisi titreşim üreten cihazların, örneğin üzerinde motorlar çalışan iklimlendirme donanımının veya jeneratörlerin, çalışma doğaları gereği ürettikleri titreşimi sabitlendikleri betona iletmelerini sınırlandırmak amacıyla kullanılırlar ve bu amaçla tasarlanmışlardır. Titreşim sönümlendirme ile deprem dayanımı sağlama işlevi ayrı özellikler gerektirmektedir ve bu yazının konusu değildir. Bunların olağan titreşim izolasyonu işlevlerine ilave olarak sismik sınırlandırıcı özelliği olan modelleri de vardır. Ancak bilgi işlem kabin ve raflarının kendilerinin titreşim üretmemeleri sebebiyle bunların titreşim izolatörleri ile betona sabitlenmesi akılcı değildir. Bu şekilde deprem dayanımı sağlanmamaktadır.

 

Açık tip titreşim izolatörleri ile birlikte sismik sınırlandırıcı kullanılması - FEMA 413 Figure 120

Veri merkezi tarafından sağlanan hizmet için kritik olan bilgi teknolojisi ekipmanını barındıran veri merkezi alanları, temel izolasyon yapılarına veya daha fazla yerelleştirilmiş azaltmaya sahip olabilir.

Kabinetlere monte edilen ekipman, raflar bir deprem sırasında potansiyel olarak düşebilir ve bu nedenle ekipmana ve bağlantılarına zarar verebilir.

Kabinetleri zemine sabitlemek için aşağıdaki sınırlandırıcı tedbirler  önlemler uygulanabilir;

a) ankraj cıvataları vb. kullanarak döşeme levhasına sabitleme;

b) cıvatalar kullanılarak çelik bir tabana (ankraj cıvataları kullanılarak bir zemin levhasına sabitlenen) sabitleme;

c) bir raf izolatör plakasına sabitleme (bkz. şekil 10).

Uzun süreli yer hareketine maruz kaldığında, izolasyon rafı tabanı hareketli aralığının sonuna ulaştığında kabinetler veya raflar devrilebilir. Bu aynı zamanda izolasyon temel yapıları için de geçerli olabilir. Uygulanan herhangi bir tasarım çözümünde bu dikkate alınmalıdır ve etkili sabitleme gereklidir.



Kayar deprem platformları bünyelerindeki metal kürelerin yatay eksende hareket etmeleri ve bu hareket sırasında platform üzerinde bulunan kütlenin dikey eksende yükseltilmeleri sayesinde deprem sırasında oluşan kinetik enerjinin potansiyel enerjiye çevrilmelerini sağlarlar. Bunların kullanımında dikkat edilmesi gereken hususlar aşağıda belirtilmektedir. 
 
Kayar platformun yatay eksende kayabilmesi için çevrelerinin boş bırakılmış olması gerekmektedir. Bu durum özellikle veri merkezi sıcak/soğuk koridor uygulamalarında kayar kapı gibi binaya sabitlenen aksamın kullanımında zorluk oluşturmaktadır. 

Kayar platformların sağlıklı çalışabilmesi için üzerlerine konumlandırılmış cihazın neredeyse serbest bir şekilde kayabiliyor olması gerekmektedir. Söz konusu cihazın normal işlevini sağlayabilmesi için bunlara bağlanması gereken boru vs. olmaması gerekmektedir. Bu tip bağlantıların esnek bir şekilde ve platformun üzerindeki kütlenin hareket etmesini engellemeyecek özellik ve boyutta olması şarttır. Bu durum uygulamada sınırlamalar getirmektedir. Örneğin bir veri anahtarlama -switch- cihazının bulunduğu kabine gelen demetlerce kablo söz konusu kabin altındaki kayar platformun sağlıklı çalışmasını engelleyecektir.

Kayar platformlar normal işletme şartlarında az miktarda da olsa hareketli yapılardır. Çok geniş platform uygulamalarında, örneğin bir veri merkezinin tüm bir koridorunun tek bir platform üzerine alınması gibi bir uygulamada operatörlerin üzerine çıkarak çalışmaları gerekecektir. Bu durumda operatörlerin çalışma şartlarının etkilenebileceği ve baş dönmesi, mide bulantısı gibi etkilerin oluşabileceği göz önünde bulundurulmalıdır.

Zemin betonuna doğrudan sabitleme yönteminde deprem güvenliği açısından önemli ilk başlıklar beton kalitesi ve ankraj cıvatasının kendisi ile bunun betona tutunma yöntemidir.

Bağlantı noktasındaki delik çapı oldukça önemlidir ve deliğin gereğinden büyük olması durumunda ivmelenen kütlenin darbe etkisiyle cıvataları kesmektedir.

Bu nedenle sismik sertifikalı ürünlerin kullanılması ve üreticilerin uygulama tavsiyelerine uyulması önemlidir.

Yaşanmış deneyimlere dayanarak hazırlanmış olan FEMA 413’de zemin kod farklılıklarını gidermek için şim, pul gibi eklentilerin kullanılması yasaklanmıştır. Yükseklik ayarının ihtiyaç olması durumunda ayar imkânı olan, ancak yeterince mukavim bağlantıya imkân veren braketler kullanılmalıdır.

 

Yükseltilmiş Döşeme Üzerinde Sabitleme;

Sismik sehpa (stand) üzerine sabitleme 

Doğrudan zemin betonuna sabitleme işleri için yukarıda anlatılmış olan açıklamalar tamamıyla burada da geçerlidir. Uygulamada dikkat edilmesi gereken husus sismik sehpa konstrüksiyonunun zemine sabitlenmesi işleminin genelde yükseltilmiş döşeme kurulum işleminden sonra yapılıyor olmasıdır. Yükseltilmiş döşeme parçalarının kurulumu bitirildikten sonra sökülüp takılması mümkün olmamaktadır. Bu sebeple sismik sehpanın tasarımında taşıyacağı yükü kuvvetli kaynaklı yapısı üzerinden zemine aktarması ve aynı zamanda parçalardan oluşan yapısı sayesinde 60 cm x 60 cm yükseltilmiş döşeme boşlukları arasından geçirilerek zemine sabitlenebilir olması özellikleri olmalıdır.

 

Yükseltilmiş döşeme üzerinde sabitlenmiş cihaz - FEMA 413 Figure 84

Sismik dayanıma sahip  yükseltilmiş döşemelerde önemli olan kabin ve rafların sabitlendiği noktalarda tüm yükün zemine aktarımının garanti altına alınmasıdır. Aynı zamanda kabin ve rafların hem yatay konumlarının hem de yükseklik seviyelerinin ince ayarlanabilmesi sağlanmalıdır. Üreticiler tarafından ortaya konulan çözümler alternatiflerine göre daha maliyetlidir ve yerine montaj işçiliği açısından uzmanlık gerektirmektedir.

 

Kablo taşıma Sistemleri , Kablolama ve Aydınlatma  Ekipmanı;

Güç dağıtım ve telekomünikasyon kabloları, düşen ekipmandan kaynaklanan hasarlara karşı korunacak şekilde yerleştirilmeli veya tasarlanmalıdır.

Aydınlatma ekipmanı, çelik çubuklar kullanılarak bir üst levhadan veya çelik çerçeveden süspansiyonla desteklendiğinde, askı için iki çelik çubuğun oluşturduğu her dikey düzlemde diyagonal asismik titreşim önleyici çubuklar (iki çelik çubuk) monte edilmelidir.



Not: Dört askı çubuğu kullanılarak asılan ekipmana sekiz adet sismik titreşim önleyici çubuk takılacaktır.


 Çatı/tavan levhasından asılan ekipman




Çatı/tavan levhasından asılan kanal veya kablo taşımasistemleri örneği