本文叙述了在数据中心建设前期,主导专业如何在设计单位满足建设单位需求的前提下,与各相关专业密切配合,更好地完成机房的设计任务。
在现代科学技术高度发展的今天,计算机在各个领域的应用越来越广泛。近年来,物联网、智慧城市等概念进入各个领域后,全国各行业如雨后春笋般涌现出众多大中小型数据中心。
数据中心的核心是机房工程的建设。为保证设备稳定可靠运行,机房必须满足机房内设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、风速、电磁场强度、电能质量、噪声、照明、振动、防火、防盗、防雷、屏蔽接地等方面的要求,先进合理的机房建设越来越重要。
但在机房建设过程中,由于各专业受规划、建设单位、施工条件和现场条件的限制,设计的机房往往存在空间不足、机房高度不足、空调规划不合理、机房柱网不合理和资金不足等问题;如果是旧楼改造的机房,还会面临原楼承重不足、加固方案不合理、给排水环境等问题。
因此,在建设机房项目的过程中,需要面对与建设单位、设计单位的架构、结构和水电专业。本文将对上述问题进行阐述。
一、与施工单位的合作情况
1.1机房等级的确定
在我国《数据中心设计规范》GB 50174-2017中,根据数据中心的使用性质以及因数据丢失或网络中断造成经济或社会损失或影响的程度,将数据中心分为A、B、C三级;A级是可靠性和可用性较高级别的“容错”系统;B类为“冗余”系统,可靠性和可用性处于中等水平;C级是满足基本需求,可靠性和可用性级别较低。
但很多设计单位对建设单位提出的机房等级并没有进行指导,建设单位在建设前期一般也没有很好地定位自己的机房等级。于是,盲目提出超高档机房要求的情况就出现了。然后,因为投资过大,不能按设计结果建机房,然后就重复了让设计单位修改图纸,增加工作量。
因此,设计单位在项目建设前期与施工单位沟通时,要对所要设计的机房的各种因素有一定的了解,知道机房应具备的机房等级。在前期与建设单位沟通过程中,指导建设单位结合项目特点、投资等因素进行正确分级,使设计的机房更符合使用要求。
1.2 IT设备设置要求
数据中心机房建设的目的是为IT设备的稳定运行提供良好的环境。这包括机房环境、用电环境和周边环境。因此,IT设备是数据中心机房的核心。
而在以往的施工过程中,一般的施工流程是:选址、设计装修设备IT设备。可以看出,It设备的设置和运行都已经进行到了较后。究其原因,由于建筑物的外观、建筑物的其他功能等原因,机房的设计一般都是在较后进行的。在对机房IT设备进行设计时,已经确定了大楼的所有建筑外观、机房面积等功能。因此,机房的设计和实现受到很大的限制,容易造成如下结果:
机房面积不足,机房尺寸和柱网规划不合理,承重能力不符合要求,造成面积的大量浪费,机房空调机房规划不合理、机房位置不理想、面积不足等。
由于事先没有考虑到用电问题,导致机房供电能力不足,无法满足IT设备运行的问题。
由于建筑物的位置和内部布局已经确定,机房周边环境和机房内部专用水管、消防管道不能很好地隔离,留下一定的安全隐患。
因为机房的建设主要是为了使IT设备能够更稳定的运行,所以这里提出机房正确的建设流程应该是:IT设备设计设备选址和装修。
首先,我们确定了IT设备的所需容量、运营模式和后期开发预留,以便很好地规划好要建设的数据中心的面积、用电量、冷却能力和后续运营区域。这些内容全部确定后,就可以规划建设地址和内部装修设计,建设一个完全满足IT设备稳定运行要求的数据中心机房。
1.3投资规划
机房的投资还
是影响机房建设的重要因素。很多部门要求建设数据中心机房,但由于前期投资规划不合理,导致建设不彻底,甚至被迫将机房降级。
因此,我们在与建设单位进行投资规划时,首先要了解建设单位对IT设备运行的整体需求。在确定机房等级并考虑后期开发预留空间后,再计算用电量、制冷量、运行面积、系统设置等其他因素,较终得出能够满足建设单位IT设备稳定运行的机房投资。
二、与设计单位其他专业的合作
2.1建筑专业
2.1.1机房区域
机房的面积直接关系到较终组建的机房设备数量,因此是机房项目中与施工专业对接中较核心的问题。如何使机房的利用率达到较高水平,成为需要讨论的重点问题。
按照4.3条的要求。数据中心设计规范GB 50174-2017的4中,用于搬运设备的通道净宽不小于1.5m;面柜间距不应小于1.2米;背靠背机柜之间的距离不应小于0.8m。因此,使用多大尺寸的橱柜,如何摆放才能在满足规范的前提下使利用率达到较高,需要智能专业和建筑专业反复沟通。
数据中心机房一般需要配备主机房(包括服务器机房s、小型机机房、存储机房、网络机房、安防设备机房、输入输出机房等)和电源机房(包括变配电室、UPS机房、电池机房等)。必要时还需设置空调室、电源室、气瓶室及一系列操作间。因此,需要根据it设备所需机柜数量,结合《数据中心设计规范》GB 50174-2017的要求,向建设专业提交机房面积和尺寸的要求,合理规划机房的房间。
2.1.2层机房高度
机房层高是数据中心的重要指标。在《数据中心设计规范》GB 50174-2017中,要求机房净高应大于2.6m。一般机房的层高构成包括机房高楼层、机房吊顶、机柜、敞开式金属桥等,因此我们在筹集机房楼层资金时,应当考虑清楚上述每一个要素时,由于各种可能的构成(如考虑采用的气体灭火方式、机房空调所需的静压箱尺寸设定的机房地板高度、穿过机房的横梁尺寸等),提出了机房的高度要求。
强、弱电管井预留
首先是管井的设置位置,要考虑机房各功能区的使用顺序。尤其要在机房内合理、方便的位置设置上下两层的管井,避免线缆的大量浪费。
其次是甲类机房强弱电管井的通信问题。A类机房需要达到容错标准,但在过去的数据中心建设中,空调、用电甚至消防系统虽然考虑了容错标准,但管井是分开的。这会导致机房系统出现单点故障。因此,如果设计A级机房,在管井设计中也要考虑容错标准,使机房更加可靠。
空调房及防水围堰安装
数据中心将需要精密的空调。但这实际上会造成一些隐患。首先是人员安全。一般空调的维修人员不会是数据中心的维修人员。如果将精密空调直接安装在机房内,当机房需要维修时,很容易造成机房信息泄露等问题。因此,如果条件允许,在前提下的满足机房的制冷和空气流通,建议设置独立的空调机房,将空调维修区与机房维修区分开。这样,机房在人员安全方面更有保障。然后是空调冷凝器的方向。在数据中心建设之初,很容易错过这部分内容,尤其是在使用风冷精密空调时,因为这种模式下精密空调室外机之间的距离会受到一定的限制。因此,要求设计人员根据所选空调的参数,考虑机房内室外机和管路的设置位置。这里建议根据机房的制冷要求,设置相应的空调位置或相应的空调机房,然后在相应的区域规划冷媒井的位置和空调的冷媒路径。
在机房没有设置独立空调房的情况下,会存在漏水安全的问题。在加湿管爆裂的情况下,仅靠机房环境监控系统的漏水检测功能很难防止漏水带来的灾难。因此,建议在精密空调下方设置防水围堰,以更好地防止因漏水给机房造成的损失。
2.2结构专业
新建项目
结构专业在新建机房设计时,应参照智能专业机柜布置要求适当调整柱网跨度。智能专业可先根据建筑平面设计机房较大可放置机柜数,结构专业再根据建筑特点和智能机房平面布置图制定柱网方案。柱网方案应尽量减少对机柜摆放的干扰。
计算机机房改造的加固模式
对于改造后的机房,原机房承重要求不符合机房建设相关规范《数据中心设计规范》GB 50174-2017的,应对机房各功能区进行加固处理。
2.3水暖电专业
水利专业
在智能专业与水务专业的交流中,要明确专业之间的接口划分。一般智能专业负责机房精密空调系统的设计,给排水专业负责机房精密空调系统的给水(即精密空调给水管)设计。智能专业完成设计后,向给排水专业提交空调制冷量等参数,规划精密空调系统给水管的尺寸。根据《数据中心设计规范》中GB 50174-2017的要求,生活水管、污水管、雨水管等水管不适用ted至机房工程不得铺设在机房区域内。因此,智能专业还要向给排水专业提供机房布置图,规划水管走线。
暖通空调专业
在与暖通专业的合作中,智能专业也应明确各自专业的设计内容,避免重复设计或设计空白。通常机房新风系统由暖通专业负责,机房精密空调系统则由智能专业负责。机房新风通风系统主要有两个作用:一是为机房提供足够的新鲜空气,为工作人员创造良好的工作环境;二是保持机房外的正压差,避免灰尘进入,保证机房更高的洁净度。
在设计沟通过程中,智能专业将机房洁净度要求、精密空调送风量要求、机房制冷量要求、机房操作人数要求提交给暖通专业进行机房新风系统设计。在机房新风系统设计中,根据消防要求,应在新风系统中安装防火阀,并可与机房消防系统联动。一旦发生火灾事故,可自动切断新风进口。此外,智能专业还应向暖通专业提交机房天花板到地面的净高度要求和防静电地板高度等参数,用于新风系统的管路设计,避免机房天花板过低的情况。
电气专业
由于智能专业和强电专业都属于电气专业的范围,所以在专业接口划分上经常会出现混淆、重复设计或两者缺失的情况。如UPS配电电源双切箱与UPS连接的电缆漏接或重复配置、UPS进线联锁开关重复配置等,因此在机房设计过程中,智能专业与电气专业的协调接口必须非常清晰。
在电气专业与智能专业的专业接口划分中,可采用UPS配电电源双切箱作为接口。电气专业负责电源电缆连接至UPS配电电源双切箱(含电源双切箱)的设计,智能专业负责UPS配电电源双切箱配电电缆连接至UPS及后续配电设计。同时,机房的照明总开关也可以作为接口。电气专业负责各机房照明总开关(含机房照明总开关)的供电电缆设计。智能专业负责机房照明主开关后机房照明的设计。
结束语
数据中心的合理设计将对机房的后期运行管理起到至关重要的作用。如果前期工作到位,数据中心的设计将更加合理。我希望通过这篇文章,我们能帮助为数据中心前期的沟通,在数据中心设计的前期解决前期设计中容易出现的问题。