我們可以用最簡單的詞語將數(shù)據(jù)中心定義為:企業(yè)整個IT系統(tǒng)的核心交換和控制中心。隨著全球互聯(lián)網(wǎng)及電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,信息網(wǎng)絡(luò)已成為人們?nèi)粘9ぷ骱蜕畈豢扇鄙俚脑。新型的?shù)據(jù)中心作為信息網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),承擔(dān)著越來越重要的作用。其建筑設(shè)計方面有許多值得研究和討論的內(nèi)容。
1、數(shù)據(jù)中心設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計依據(jù)
關(guān)于數(shù)據(jù)中心的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),國內(nèi)應(yīng)用的最新標(biāo)準(zhǔn)為2008年制定的《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》(GB50174-2008),另外還有北美地區(qū)常使用的由美國電信工業(yè)聯(lián)盟EIA制定的電信機(jī)房設(shè)計國家標(biāo)準(zhǔn)。
其中美國的EIA標(biāo)準(zhǔn)按照可靠性和安全性將數(shù)據(jù)中心的級別分為T1/T2/T3/T4,共四個等級。而我國的國標(biāo)是根據(jù)電子信息系統(tǒng)機(jī)房中系統(tǒng)中斷將造成的經(jīng)濟(jì)損失和對社會秩序的影響,將其劃分為A/B/C,共三個等級。
不管是國際標(biāo)準(zhǔn)還是國際標(biāo)準(zhǔn),實際上對于數(shù)據(jù)中心自身的設(shè)備布置、環(huán)境要求、建筑結(jié)構(gòu)、空氣調(diào)節(jié)、電氣、電磁屏蔽、機(jī)房布線、監(jiān)控安全、給排水、消防等方面都有其特殊的要求。而其中數(shù)據(jù)中心的電力供應(yīng)、空調(diào)系統(tǒng)是此類建筑區(qū)別于其它類型建筑的最重要特點(diǎn)之一。
2、一般數(shù)據(jù)中心建筑構(gòu)成及特點(diǎn)
數(shù)據(jù)中心是為電子信息設(shè)備提供運(yùn)行環(huán)境的場所,可以是一幢建筑物或建筑物的一部分,其內(nèi)部的建筑基本組成部分主要有:主機(jī)房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)等。
主機(jī)房是主要用于電子信息處理、存儲、交換和傳輸設(shè)備的安裝和運(yùn)行的建筑空間,包括服務(wù)器機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、存儲機(jī)房等功能區(qū)域。
輔助區(qū)是用于電子信息設(shè)備和軟件的安裝、調(diào)試、維護(hù)、運(yùn)行監(jiān)控和管理的場所,包括進(jìn)線間、測試機(jī)房、監(jiān)控中心、備件庫、打印室、維修室等。
支持區(qū)是支持并保障完成信息處理過程和必要的技術(shù)作業(yè)的場所,包括變配電室、柴油發(fā)電機(jī)房、不間斷電源系統(tǒng)室、電池室、空調(diào)機(jī)房、動力站房、消防設(shè)施用房、消防和安防控制室等。
目前國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的建筑設(shè)計,習(xí)慣根據(jù)主機(jī)房的規(guī)模將數(shù)據(jù)中心劃分為兩類:一種是主機(jī)房中每個單元面積在50-500平米的小型企業(yè)級數(shù)據(jù)中心、另一種主機(jī)房每個單元面積在500平米以上的中、大型企業(yè)級數(shù)據(jù)中心。
實際上無論是小型、還是中大型的數(shù)據(jù)中心,其建筑上的構(gòu)成基本是一致的,其設(shè)計特點(diǎn)均為可擴(kuò)展單元是組合,每個單元配合獨(dú)立設(shè)置相應(yīng)的供電、空調(diào)支持區(qū)。外圍設(shè)置其它輔助及支持房間。目前一個衡量數(shù)據(jù)中心設(shè)計的趨勢,面積指標(biāo)已不是最主要的指標(biāo),實際上一個數(shù)據(jù)中心的提供的供電能力及制冷能力是衡量該數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵指標(biāo),所以數(shù)據(jù)中心的建筑設(shè)計也是圍繞供電及制冷這兩個指標(biāo)開展的,處理好這兩個問題,才能從根本上保證數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行的可靠性和運(yùn)行的成本及費(fèi)用。
3、本項目工程概況
筆者參與的該數(shù)據(jù)中心工程項目,建設(shè)地點(diǎn)位于北京市東部某電子園區(qū)內(nèi)?偨ㄖ娣e6640㎡,其中室外平臺面積750㎡.屬于原有廠房改造項目。
原建筑是一幢電子類單層廠房,結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土單層結(jié)構(gòu),局部辦公二層。建筑高度9.2m,局部11.55m.
改造后一層功能分區(qū)詳見圖1.
圖1 項目一層平面及功能分區(qū)
生產(chǎn)火災(zāi)危害性類別:丙類;
消防設(shè)計:耐火等級二級,設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消防栓系統(tǒng)及氣體滅火系統(tǒng)。本建筑辦公區(qū)為一個防火分區(qū),機(jī)房區(qū)域為一個防火分區(qū)。
4、本項目建筑設(shè)計要點(diǎn)
4.1建筑功能組成
本項目布局采用輔助區(qū)域圍繞主機(jī)房的布局形式,從機(jī)房面積看屬于典型的小型數(shù)據(jù)中心。本項目主機(jī)房共設(shè)4個單元,主機(jī)房設(shè)計按照國標(biāo)A級,EIA標(biāo)準(zhǔn)T4級標(biāo)準(zhǔn),服務(wù)器均為24小時不間斷運(yùn)行,每個單元的機(jī)房均配置獨(dú)立的配電間
圖2主機(jī)房設(shè)備布置平面圖
3主機(jī)房軸側(cè)效果圖機(jī)房區(qū)每個機(jī)房的建筑面積約375平米,每個空調(diào)設(shè)備區(qū)的建筑面積為60平米,每個單元共計495平米。每個機(jī)房單元內(nèi)設(shè)8組機(jī)柜,每兩組機(jī)柜面對面放置,中間為封閉式冷風(fēng)通道,間距1200mm.不同組間機(jī)柜背對背距離也為1200mm,共同組成熱通道。
圖4數(shù)據(jù)中心豎向空間劃分
每個機(jī)房單元對應(yīng)的變配電室面積約200平米,每個機(jī)房單元對應(yīng)的電池室(UPS室)面積約100平米。變配電室及電池室與對應(yīng)的每個單元中主機(jī)房側(cè)面緊鄰,保證配電室的進(jìn)出線方向順直主機(jī)房機(jī)柜方向。機(jī)房(不含空調(diào)設(shè)備區(qū))、配電、電池室面積關(guān)比約為4:2:1的關(guān)系。本工程主機(jī)房室內(nèi)建筑凈空接近7400mm,建筑在豎向空間內(nèi)劃分為三個部分:上部為2400mm的建筑吊頂上空區(qū)域;中部4000mm為機(jī)房的實際占用空間,其中2800mm為機(jī)房機(jī)柜安裝空間(含冷風(fēng)通道),上部1200mm為各種機(jī)電橋架安裝空間;下部1000mm為超高層架空地板,保證機(jī)房設(shè)備支架的安裝,以及提供充足的管線走線空間及保證精密空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的安裝。
4.2建筑交通組成
數(shù)據(jù)中心的交通流線相對簡單,主要有工作人員流線和設(shè)備流線兩條,本項目內(nèi)部交通流線詳見圖5.其中主要特點(diǎn)是:人員流線區(qū)分日常辦公、接待與日常生產(chǎn)管理兩個方面;設(shè)備流線結(jié)合檢測、拆包設(shè)置,同時兼顧設(shè)備搬運(yùn)方便,與主機(jī)房的路徑的便捷。
建筑內(nèi)人員日;顒又饕性谀蟼(cè)的輔助工作區(qū),建筑中部核心區(qū)機(jī)房及配電室相對封閉,僅為相關(guān)工作人員維護(hù)和檢修時使用,其外設(shè)環(huán)型走道連通所有區(qū)域,四個角部設(shè)疏散口、物流搬運(yùn)口。
圖5交通流線圖
4.3建筑設(shè)計特點(diǎn)
4.3.1可擴(kuò)展性的布局
主機(jī)房是數(shù)據(jù)中心組成的核心部分,考慮到未來的擴(kuò)展性和可靠性,一般均按單元分區(qū)設(shè)置。數(shù)據(jù)中心采用了模塊化的設(shè)計思想,考慮合理的冗余,使每一個部件均可在線維護(hù)和更換。數(shù)據(jù)中心設(shè)計的一個重要特點(diǎn)就是要滿足企業(yè)未來IT系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。這種擴(kuò)展性不僅體現(xiàn)在其設(shè)備的可擴(kuò)展,建筑的組成也要考慮擴(kuò)展性。本工程所選用的裝修材料尺寸標(biāo)準(zhǔn)化,裝配簡捷化,如金屬石膏復(fù)合板墻面,尺度為300模數(shù),即1200寬尺寸,裝配方式簡捷易操作。采用抗靜電活動地板,便于開啟,方便將來的線纜增加或變更;機(jī)房吊頂采用聯(lián)合吊裝支架系統(tǒng),以保證頂上各種管、線、槽的合理安裝與擴(kuò)展,所有吊桿都集中與聯(lián)合吊裝支架系統(tǒng)連接固定,避免各種管線安裝吊桿對樓板防水保護(hù)層的破壞,并具有靈活調(diào)整吊桿位置的特點(diǎn),能滿足機(jī)房擴(kuò)展所需的吊掛要求,擴(kuò)展時可實現(xiàn)無塵施工。
4.3.2機(jī)房自身防入侵設(shè)計
機(jī)房工作區(qū)與外界生活區(qū)應(yīng)有嚴(yán)格分隔,主機(jī)房區(qū)域與工作區(qū)嚴(yán)格分隔,以避免外界非法入侵的可能。本工程中門廳、接待室與機(jī)房工作區(qū)之間設(shè)有分隔墻體,墻體上安裝防火門并配有門禁系統(tǒng);門口設(shè)有警衛(wèi)值班室,可視窗能夠觀察到進(jìn)入本數(shù)據(jù)中心的人員活動情況。機(jī)房工作區(qū)內(nèi)部走道相互聯(lián)通,但不能隨意通過,主機(jī)房區(qū)域走道設(shè)有墻體、門配有門禁系統(tǒng),去往主機(jī)房的人員需要有單獨(dú)的身份識別。從建筑設(shè)計上最大程度避免非法入侵的發(fā)生。
4.3.3保溫、防結(jié)露設(shè)計
數(shù)據(jù)中心在消耗電力的同時,產(chǎn)生大量的熱量。隨著溫度的升高,IT硬件的可靠性大幅降低。為確保空調(diào)系統(tǒng)冷量能夠物盡其用,避免冷量浪費(fèi),機(jī)房周圍的墻體與屋面要有很好的保溫措施。本工程中屋面保溫層全部重新鋪設(shè),采用70mm擠塑保溫板;本建筑原有外墻為240mm頁巖磚,已不滿足節(jié)能的要求,故外墻增設(shè)50mm擠塑板保溫層;外窗全部改為斷橋鋁合金中空玻璃窗;整棟建筑滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的要求。主機(jī)房區(qū)域墻體采用200mm加氣混凝土砌塊,機(jī)房內(nèi)側(cè)采用單層金屬石膏復(fù)合板內(nèi)附50mm自帶鋁箔玻璃絲棉;主機(jī)房吊頂采用50mm金屬巖棉夾芯板吊頂;采用這些措施后能夠滿足空調(diào)專業(yè)的要求,達(dá)到了保溫,防結(jié)露的目的。
4.3.4防水設(shè)計
防止水侵入機(jī)房是建筑設(shè)計的一個重點(diǎn)。除建筑物本身應(yīng)密閉防水外,機(jī)房內(nèi)水源也應(yīng)有有效的防水措施。機(jī)房內(nèi)的水源有以下幾種:專用空調(diào)的冷凝水、加濕水及新風(fēng)處理機(jī)的冷凝水?照{(diào)設(shè)備區(qū)架空地板下地面上做一圈擋水圍堰,以防可能出現(xiàn)的泄露水;新風(fēng)機(jī)安裝在吊頂下,安裝位置選擇在機(jī)房邊角等無設(shè)備機(jī)柜擺放的位置?照{(diào)設(shè)備區(qū)擋水槽區(qū)域內(nèi)刷防水涂料,并設(shè)地漏,消除漏水隱患?照{(diào)冷凍水管及立管均采用水泥纖維加壓板包敷。有漏水隱患處設(shè)置漏水報警系統(tǒng),有效的掌握可能發(fā)生的漏水情況,避免漏水事故造成嚴(yán)重危害。
4.3.7防火設(shè)計
本工程機(jī)房四周墻體采用200mm加氣混凝土砌塊,耐火時間4小時。機(jī)房內(nèi)裝修采用選用A級材料,所有門均采用鋼制甲級防火;室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用耐火極限2.0小時的油性防火涂料。
4.3.5防塵、防靜電、防干擾設(shè)計
機(jī)房裝修所選擇的材料要具有防塵、不起塵、具有表面靜電耗散性能、易清潔的特點(diǎn)。本工程中選用金屬石膏復(fù)合板墻面、金屬巖棉夾芯吊頂板、防靜電架空地板等,均具有以上特點(diǎn)。利用金屬材料具有防干擾的特點(diǎn),本工程機(jī)房六面選材均選用具有靜電耗散性能的材料,以減少來自外界的對主機(jī)房的電磁干擾等。
結(jié)束語
本文通過某數(shù)據(jù)中心的實際設(shè)計經(jīng)驗,闡述數(shù)據(jù)中心類建筑的特點(diǎn),及建筑設(shè)計中的一些基本原則,并結(jié)合實例說明具體實施方式。希望對大家在設(shè)計此類建筑時,能夠有所幫助。