1. 머리말

빈 초고속 디지털 인프라 확장과 더불어 데이터센터의 무정전 전원 공급 장치(UPS) 시스템에 리튬 이온 배터리 적용이 증가함에 따라, 그로 인한 열 폭주 및 유독성 가스 발생을 동반한 화재 위험성이 최근 급격히 부각되고 있다. 지난 2022년 판교 데이터센터 화재와 최근 국가정보자원관리원 화재로 인한 국가적 대혼란의 발생은 이를 대변하는 예라 할 수 있다. 이에 따라 국제적으로 NFPA 855 등 최신 해외 기준이 신설 및 강화되고 있으며, 국내·외 데이터센터에서는 화재·폭발 대비를 위한 구획 분리, 가스 감지, 고밀도 저장 공간 통제 등 안전관리 트렌드가 자리잡고 있다.

빈 소화설비의 적용에 있어서도 국내 제도상에서는 축전지실·통신기기실 또는 전산실, 그 밖에 이와 비슷한 용도로서 바닥면적이 300㎡ 이상인 장소에는 물분무등소화설비의 설치를 규정하고 있어, 장비의 수손 위험을 최소화하기 위하여 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비 등 가스계소화설비가 일률적으로 설치되고 있는 반면에, 이와는 대조적으로 해외 문헌과 기술기준에 따르면, 정보통신장비가 물에 노출될 경우 발생하는 손상 정도나 운영 중단 수준은 일반적으로 우려했던 만큼 심각하지 않은 것으로 나타난다. 현대 정보통신장비는 반도체 기반 회로를 사용하며, 주요 전기부품 역시 직접적인 물 분사를 충분히 견딜 수 있도록 차폐돼 있어 물로 인한 피해 가능성이 상대적으로 낮은 것으로 기술되고 있다.

빈 스프링클러설비는 화재가 최초 발생한 장비에서 주변 장비로의 연소확대를 효과적으로 제어한다. 다만, 최초 발화 장비 자체에 대해서는 상당한 화재 피해가 발생할 수 있다. 따라서 특정 장비에 대한 전손이 허용되지 않거나 주요 자산 피해 및 장시간의 운영 중단 가능성이 큰 경우에는 가스계 소화설비의 도입이 필요할 수 있다. 가스계 소화설비의 필요성은 시설의 손실 허용 범위와 운영 연속성 요구 수준에 따라 결정되어야 한다.

빈 이러한 흐름을 반영하여, 본 개정안에서는 데이터센터의 리튬 이온 배터리 취급 및 관리와 관련된 위험성을 중심으로 최신 동향과 안전대책을 마련하고자 하였다.

2. 소화설비의 적용

빈 본 기준에서는 데이터센터로 사용되는 모든 공간에는 스프링클러설비 등 자동식소화설비를 설치하여야 하며, 전산실에는 자동식 수계소화설비의 설치를 권장하고 있다. 또한 수원의 양을 소방설비를 60분 이상 가동할 수 있는 용량으로 증대하였다.

빈 동일 공간에 스프링클러설비와 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비가 설치된 경우에는 두 가지의 소화설비에 조기경보화재감지장치(VEWFD)를 별도로 설치하여야 하는 기존의 내용에 더하여, 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비의 기동이 수계소화설비의 기동에 앞서도록 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비에 대한 조기경보화재감지장치(VEWFD)¹⁾의 감지 기준값은 스프링클러설비 또는 미분무소화설비의 기준값보다 낮게 설정되도록 하였다.

빈 또한 준비작동식 스프링클러설비 및 준비작동식 미분무소화설비의 신뢰도 향상을 위하여 유수검지장치 2차측에 시험장치 배관의 설치에 대한 사항을 신설하였으며 그 내용과 방식은 다음과 같다.

[그림 1] 시험 배관이 설치된 프리액션밸브의 계략도²⁾

3. 전산실 공간

빈 본 기준에서는 전산실 공간에 리튬 이온 배터리를 사용하는 축전지설비가 설치되는 경우, 스프링클러설비 또는 미분무소화설비로 방호되도록 할로겐화합물 또는 불활성기체 소화설비의 설치를 지양(止揚)하는 내용으로 개정되었다.

빈 할로겐화합물 또는 불활성기체 소화설비는 리튬 이온 배터리 화재를 완전히 진압하거나 열 폭주가 인접 모듈이나 랙으로 확산되는 것을 막기에는 충분하지 않다. 가스계소화설비는 배터리나 주변 공간을 충분히 냉각시키지 못하며, 리튬 이온 배터리 화재는 최초 진압 후 몇 시간 뒤에도 재발화할 수 있다. 가스계 소화설비는 1회만 방출할 수 있기 때문에 재발화가 발생하면 해당 공간은 소화설비의 보호를 받지 못하게 된다.

빈 이에 따라 전산실 공간이 다음의 조건을 충족하는 경우 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비의 설치가 가능하도록 정하고 있다.

∙ 불연성 건축자재로 시공
∙ 장비 외함을 금속자재로 제작
∙ 전산실 내 종이 등 가연물 제한

빈 또한, 높임바닥 하부 또는 반자상부 공간에 있어서는 포용 확장형 스프링클러설비 또는 미분무소화설비를 선택적으로 설치하도록 하고 있으며, 케이블 및 케이블 트레이가 불연성 자재로 설치된 경우에 한하여 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비를 설치할 수 있도록 정하고 있다.

빈 다만, 높임바닥 공간 단독으로는 불활성기체 소화약제 사용이 가능하며, 할로겐화합물 소화약제는 높임바닥 공간이 전산실과 동시에 방호될 때에 사용 가능하다. 이는 높임바닥 공간에만 할로겐화합물 소화설비가 설치된 경우에 소화약제가 높임바닥 공간에 방출되면 소화약제의 일부가 전산장비 설치공간으로 상승되고, 설계 소화농도보다 낮은 농도의 소화약제가 연소중인 전산장비와 접촉하여 독성가스가 생성될 수 있기 때문이다.

4. 리튬 이온 배터리의 설치

빈 본 기준에서는 전산실 공간에 설치되는 서버 랙에 리튬 이온 배터리가 설치되는 경우와 무정전 전원장치(UPS)의 배터리가 리튬 이온 배터리로 설치되는 경우에 대한 설치 및 안전기준을 신설하였다.

빈 먼저, 서버 랙에 리튬 이온 배터리가 설치되는 경우에 대한 사항은 다음과 같다.

빈 리튬 이온 배터리가 설치되는 총용량 및 이격거리에 대한 국내 데이터센터 관련 규정은 NFPA 855 2023년판의 화재 및 폭발 시험(Fire and Explosion Testing)에 따라 UL 9540A의 시험 기준을 적용하는 방향으로 개정이 이루어졌으나, 최근 개정된 NFPA 855 2026년판에서는 기존 시험기준에 더하여 실대형 화재시험(large-scale fire testing)을 요구하고 있으며, 이와 같은 국제 기준을 반영하지 못하는 점을 보완하고자 전기저장시설의 화재안전기술기준(NFPC 607)의 배터리의 화재안전성능 관련사항을 준용하여 예외사항을 마련하였다.

NFPA 855 Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems (2026)
9.2 Fire and Explosion Testing.
9.2.1* Testing.
Where required elsewhere in this standard, fire testing in accordance with Section 9.2 shall be conducted on a representative ESS in accordance with UL 9540A and large-scale fire testing to collect data for gas production at a cell level, thermal runaway propagation potential at a module level, and thermal runaway propagation potential between ESSs.

5. 배터리 관리시스템(BMS, Battery Management System)

빈 배터리 관리시스템(BMS)는 배터리의 상태를 제어하는 장치로 배터리의 전압, 충전상태 등을 모니터링하고 모듈 내 단위 셀 간의 충·방전 정도가 동일해 지도록 조정하는 Cell balancing 뿐만 아니라 배터리의 안전을 위한 과충전 방지 등의 보호기능을 수행하고 보호회로를 통해 과전류 및 단락 시 외부 스위치를 차단하는 역할을 하는 장치이다.

빈 본 기준에서는 리튬 이온 배터리의 설치시설에는 배터리 관리시스템(BMS)³⁾을 설치하고, 다음과 같은 배터리 및 주변 환경의 주요 매개변수를 10초 이내의 주기로 실시간 모니터링 하도록 하고 있다.

6. 오프가스(Off-gas) 감지장치의 설치

빈 리튬 이온 배터리를 사용하는 축전지실에는 열 폭주 방지를 위하여 열 폭주에 앞서 배출되는 휘발성 유기화합물(Off-gas)을 감지할 수 있는 감지장치를 설치하고, 감지장치의 작동과 연동하여 축전지설비는 전기적으로 분리 또는 차단되도록 하였다.

빈 열 폭주에 앞서 발생하는 오프가스(off-gas) 단계에서 생성되는 가스는 가연성이지만, 이 초기 오프가스 단계에서는 생성되는 가스의 양이 제한적이어서 폭발성 대기 방지를 목적으로 하는 가연성 가스 감지장치에는 감지되지 않을 수 있다. 오프가스 단계에서는 ppm 또는 ppb 수준의 소량의 기화된 전해질을 감지할 수 있는 특수한 감지 장치가 필요하다. 오프가스 검출을 위해서는 감지 장치를 배터리 랙 가까이 또는 그 위에 설치하여 랙에서 발생하는 오프가스를 감지하여야 한다. 감지장치의 작동을 위해 공기 흐름이 필수적인 것은 아니지만, 감지장치의 배치 시에는 공기 흐름의 패턴을 고려해야 한다. NFPA 75에서는 다양한 공기 흐름의 패턴과 이에 대응하는 감지장치 배치의 예시를 [그림2]와 같이 제시하고 있다. 또한 모든 설치에 대한 사항은 제조사의 공개된 지침을 따라야 한다.

[그림 2] 잠재적인 공기 흐름 패턴과 이에 대응하는 감지장치 위치의 예시⁴⁾

7. 강제환기시설의 설치

빈 본 기준에서는 리튬 이온 배터리를 사용하는 축전지실에는 다음과 같이 강제환기시설을 설치하도록 정하고 있다.

빈 가연성 가스 감지장치는 수소 가스만을 특정하여 감지하도록 설계될 수도 있고, 메탄과 같은 다양한 탄화수소류와 수소 가스를 모두 감지하는 일반적인 가연성 가스 감지장치일 수도 있다. 리튬 이온 배터리는 열 폭주가 발생할 수 있는 조건에서 열 폭주 상태로 진행되지 않는 한 일반적으로 가스를 방출하지 않는다. 리튬 이온 배터리는 열 폭주 시 일반적으로 독성과 가연성을 동시에 지닌 다양한 가스를 방출한다. 그러나 가연성 가스의 감지를 목적으로 하는 경우 발생되는 주된 가연성 가스는 수소 가스이므로 수소 가스 감지장치만으로도 충분하다. NFPA 855에서는 가연성 가스 감지장치의 작동과 연동하여 본 기준에서 제시하고 있는 강제환기설비의 배출률을 기준값으로 가연성 가스 농도 저감 시스템을 활성화하도록 하고 있으며, 배출률은 제조자의 설계지침 및 이와 연관된 규정을 참조하도록 하고 있다. 가연성 가스 농도 저감시스템은 가연성 가스의 농도가 폭발하한계의 10%를 초과하는 경우 가동되고, 폭발하한계의 25% 이하로 유지되도록 가동이 지속되어야 한다.

8. 안전관리

빈 본 기준에서는 안전관리의 일환으로 비상대응계획, 재해복구 계획, 사업연속성 계획, 온도제어 실패에 대비한 비상대응계획 및 전산장비 및 HVAC 시스템의 전력 차단 계획을 수립하도록 정하고 있다. 특히 사업연속성계획은 안전관리를 위한 주된 요소로써 표준화된 절차와 원칙의 규정을 위하여 ISO 22301 또는 기업재난관리표준에 따른 재해경감활동 관리체계를 기초로 하여 수립되도록 내용을 개정하였다.

빈 최근 개정된 기업재난관리표준은 재난안전법에 따른 재난관리체계 도입, 기수립 계획 수용 등을 통한 기업 재난관리 체계화를 도모하고 있다. 그 주요 내용은 품질관리와 경영 중심의 예방·대비·대응·복구 체계에서 재난관리체계로 개편해 재난 및 안전관리 비중을 확대하고 재난 및 사고관리 단계별 구체적 검토 항목 신설 등 체계화를 추진하고 있으며, 중대재해처벌법 및 산업안전보건법의 안전보건관리체계, 위험성평가, ISO 인증 및 기업의 ESG 경영방침 등 기수립 계획내용을 수용·인정하는 방향으로 개정된 점을 참조하였다.

9. 맺음말

빈 데이터센터는 국가 핵심 인프라이자 디지털 경제의 기반으로서, 그 안전성은 사회 전반의 연속성과 직결되는 요소이다. 특히 리튬 이온 배터리 적용 확대와 고밀도 장비 구성으로 인해 화재·폭발 위험이 증가하고 있다.

빈 본 개정안은 국제 최신 규정과 국내 기준 등을 반영하여 데이터센터의 특성을 고려한 안전관리체계를 재정비하고, 실제 위험요소에 기반한 예방·대응 기준을 강화하였다. 자동식소화설비 중심의 방호 전략, 리튬 이온 배터리에 대한 설치 및 관리기준 등 선제적 안전기술의 도입은 데이터센터 화재안전의 실효성을 높이는 핵심 요소가 될 것이다.

빈 아울러 비상대응계획, 사업연속성계획 등 조직적 대응체계를 포함한 종합적 안전관리 요구사항은 기술적 기준을 넘어, 데이터센터 운영 전반에 걸친 리스크 관리 수준을 한층 강화하는 계기가 될 것으로 기대된다.

빈 이번 개정안이 데이터센터의 안전성과 신뢰성을 향상시키고, 국가적 디지털 인프라의 연속성을 보장하는 데 기여하길 기대하며, 향후 기술 변화와 국제 기준의 발전에 대응하여 지속적으로 개선·보완되어야 할 것이다.