引言

    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�活不可缺少的元素。新型的�?shù)據(jù)中心作為信息網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點，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)計標準及設(shè)計依據(jù)

    關(guān)于數(shù)據(jù)中心的設(shè)計標準，國內(nèi)應(yīng)用的最新標準為2008年制定的《電子信息系統(tǒng)機房設(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制定的電信機房設(shè)計國家標準。

    其中美國的EIA標準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。而我國的國標是根據(jù)電子信息系統(tǒng)機房中系統(tǒng)中斷將造成的經(jīng)濟損失和對社會秩序的影響，將其劃分為A/B/C，共三個等級。

    不管是國際標準還是國際標準，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之一。

2 一般數(shù)據(jù)中心建筑構(gòu)成及特點

    數(shù)據(jù)中心是為電子信息設(shè)備提供運行環(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：主機房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)等。

    主機房是主要用于電子信息處理、存儲、交換和傳輸設(shè)備的安裝和運行的建筑空間，包括服務(wù)器機房、網(wǎng)絡(luò)機房、存儲機房等功能區(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、運行監(jiān)控和管理的場所，包括進線間、測試機房、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)電機房、不間斷電源系統(tǒng)室、電池室、空調(diào)機房、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)主機房的規(guī)模將數(shù)據(jù)中心劃分為兩類：一種是主機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)計特點均為可擴展單元是組合，每個單元配合獨立設(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，面積指標已不是最主要的指標，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，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)中心的運行的可靠性和運行的成本及費用。

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)地點位于北京市東部某電子園區(qū)內(nèi)。總建筑面積6640㎡,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)，機房區(qū)域為一個防火分區(qū)。

4 本項目建筑設(shè)計要點

    4.1 建筑功能組成

    本項目布局采用輔助區(qū)域圍繞主機房的布局形式，從機房面積看屬于典型的小型數(shù)據(jù)中心。本項目主機房共設(shè)4個單元，主機房設(shè)計按照國標A級，EIA標準T4級標準，服務(wù)器均為24小時不間斷運行，每個單元的機房均配置獨立的配電間和精密空調(diào)區(qū)作為輔助機房。

圖2 主機房設(shè)備布置平面

圖3 主機房軸側(cè)效果圖

    機房區(qū)每個機房的建筑面積約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。每個機房單元內(nèi)設(shè)8組機柜，每兩組機柜面對面放置，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

    每個機房單元對應(yīng)的變配電室面積約200平米，每個機房單元對應(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)的每個單元中主機房側(cè)面緊鄰，保證配電室的進出線方向順直主機房機柜方向。機房（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為機房的實際占用空間，其中2800mm為機房機柜安裝空間（含冷風(fēng)通道），上部1200mm為各種機電橋架安裝空間；下部1000mm為超高層架空地板，保證機房設(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)備搬運方便，與主機房的路徑的便捷。

    建筑內(nèi)人員日�；顒又饕�集中在南側(cè)的輔助工作區(qū)，建筑中部核心區(qū)機房及配電室相對封閉，僅為相關(guān)工作人員維護和檢修時使用，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、物流搬運口。

圖5 交通流線圖

    4.3 建筑設(shè)計特點

    4.3.1 可擴展性的布局

    主機房是數(shù)據(jù)中心組成的核心部分，考慮到未來的擴展性和可靠性，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和更換。數(shù)據(jù)中心設(shè)計的一個重要特點就是要滿足企業(yè)未來IT系統(tǒng)的可擴展性。這種擴展性不僅體現(xiàn)在其設(shè)備的可擴展，建筑的組成也要考慮擴展性。本工程所選用的裝修材料尺寸標準化，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層的破壞，并具有靈活調(diào)整吊桿位置的特點，能滿足機房擴展所需的吊掛要求，擴展時可實現(xiàn)無塵施工。

    4.3.2 機房自身防入侵設(shè)計

    機房工作區(qū)與外界生活區(qū)應(yīng)有嚴格分隔，主機房區(qū)域與工作區(qū)嚴格分隔，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入本數(shù)據(jù)中心的人員活動情況。機房工作區(qū)內(nèi)部走道相互聯(lián)通，但不能隨意通過，主機房區(qū)域走道設(shè)有墻體、門配有門禁系統(tǒng)，去往主機房的人員需要有單獨的身份識別。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�？照{(diào)系統(tǒng)冷量能夠物盡其用，避免冷量浪費，機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)計標準》的要求。主機房區(qū)域墻體采用200mm加氣混凝土砌塊，機房內(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

    防止水侵入機房是建筑設(shè)計的一個重點。除建筑物本身應(yīng)密閉防水外，機房內(nèi)水源也應(yīng)有有效的防水措施。機房內(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)機安裝在吊頂下，安裝位置選擇在機房邊角等無設(shè)備機柜擺放的位置�？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重危害。

    4.3.7防火設(shè)計

    本工程機房四周墻體采用200mm加氣混凝土砌塊，耐火時間4小時。機房內(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。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。利用金屬材料具有防干擾的特點，本工程機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，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。

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本文標題：淺談新型數(shù)據(jù)中心的建筑設(shè)計

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