互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房建筑設(shè)計(jì)探討

1、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房建筑設(shè)計(jì)探討 摘要：本文根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（idc）機(jī)房發(fā)展現(xiàn)狀及其自身特點(diǎn)，在平面、剖面、節(jié)能建筑設(shè)計(jì)方面做了介紹，對(duì)產(chǎn)生的問題進(jìn)行了分析，并在滿足需求的條件下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，利于提高機(jī)房利用率、節(jié)省投資及節(jié)能減排。 關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心；idc機(jī)房；機(jī)架布置；機(jī)房布局；節(jié)能 中圖分類號(hào)： tu2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)： 概述 互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（internet data center）簡稱idc，是基于internet網(wǎng)絡(luò)，為集中式收集、存儲(chǔ)、處理和發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備提供運(yùn)行維護(hù)的設(shè)施基地并提供相關(guān)的服務(wù)1?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心是各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與服務(wù)的核心，在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)和電信產(chǎn)業(yè)

2、鏈中起著十分重要的作用?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)中心更是具備四個(gè)較為重要的特點(diǎn)，分別是：高密度、智能化管理、綠色環(huán)保、業(yè)務(wù)連續(xù)性。 idc機(jī)房是一種大型數(shù)據(jù)儲(chǔ)存中心機(jī)房，一般提供服務(wù)包括網(wǎng)絡(luò)基本服務(wù)，如主機(jī)代管、虛擬主機(jī)、主機(jī)出租、異地備援、企業(yè)專線等；另有加值服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)管理與監(jiān)控、防火墻、實(shí)體的消防設(shè)施與安全門禁控管等。 互聯(lián)網(wǎng)的普及與應(yīng)用得到了長足的發(fā)展，深入到各行各業(yè)，千家萬戶，各大通信運(yùn)營商對(duì)idc機(jī)房的建設(shè)正緊鑼密鼓地展開著，其建設(shè)的好壞將直接影響到互聯(lián)網(wǎng)業(yè)的發(fā)展。機(jī)房利用率，機(jī)房與各個(gè)設(shè)備用房的配置關(guān)系及機(jī)房節(jié)能一直是業(yè)內(nèi)討論的問題，本文就這些問題在建筑設(shè)計(jì)方面提出幾點(diǎn)看法，供同行進(jìn)行探討。

3、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房建筑設(shè)計(jì)及其分析 1.1機(jī)房組成分析 通信設(shè)備：機(jī)架 配套設(shè)備：電力電池、機(jī)房空調(diào)、變配電、備用發(fā)電機(jī)、水泵 輔助設(shè)備：各類管線、電纜 idc機(jī)房的核心內(nèi)容就是通信設(shè)備，它由各種功能的機(jī)架組成。機(jī)架的正常工作需要特定的環(huán)境條件，包括充沛的電力保障以及一定的溫度、濕度、空氣潔凈度等要求，所有其它設(shè)備及設(shè)施均服務(wù)于通信設(shè)備，其之間需進(jìn)行合理的分配及布局，使通信設(shè)備的工作效率最大化。 1.2機(jī)房平面設(shè)計(jì) 機(jī)房平面布置主要根據(jù)機(jī)架的排列方式進(jìn)行；機(jī)架的排列方式根據(jù)其功率及空調(diào)制冷效果的優(yōu)劣而改變，同時(shí)根據(jù)柱網(wǎng)的大小選擇合理的機(jī)架布置方式；每個(gè)機(jī)房的最大面積受氣體消防保護(hù)區(qū)的限制；機(jī)房

4、大小又決定機(jī)架的排列方式及空調(diào)形式的選擇。所以，機(jī)房平面排布受到多重因素的影響，其之間又相互制約。 機(jī)柜間距與空調(diào)的關(guān)系 不同類型的機(jī)架有著不同的功率，不同功率的機(jī)架其發(fā)熱量是不同的。因此，各類機(jī)架需根據(jù)空調(diào)所能提供的溫濕度條件進(jìn)行布置。 比如，在機(jī)柜尺寸相同的條件下，4kw機(jī)架區(qū)，根據(jù)機(jī)架發(fā)熱量計(jì)算，機(jī)柜間距為1200mm時(shí)能滿足空調(diào)制冷需求；10kw機(jī)架區(qū)，根據(jù)機(jī)架發(fā)熱量計(jì)算，機(jī)柜間距達(dá)到2400mm時(shí)能滿足空調(diào)制冷需求。因此，機(jī)架發(fā)熱量與空調(diào)制冷效果決定機(jī)柜間距。 機(jī)架布置與柱網(wǎng)的關(guān)系 柱網(wǎng)大小對(duì)機(jī)架排布有著較大的影響。就4kw機(jī)架區(qū)而言，在盡可能多排機(jī)架及滿足空調(diào)制冷需求的前提下，不同

5、尺寸的柱網(wǎng)其機(jī)架擺放效率是不同的（圖1、圖2）。由圖可見，在機(jī)柜間距相同的條件下，8400mm柱網(wǎng)的局部結(jié)構(gòu)柱占用了機(jī)架間的人行通道，機(jī)架布置效率降低；而7200mm柱網(wǎng)對(duì)4kw機(jī)架來說布置較順，顯然更為合理。故應(yīng)根據(jù)不同功率的機(jī)架及其機(jī)柜間距選擇適合的柱網(wǎng)，使機(jī)架布置效率更高。 圖17200mm柱網(wǎng)布置圖 圖28400mm柱網(wǎng)布置圖 機(jī)架布置與氣消保護(hù)區(qū)大小的關(guān)系 機(jī)架布置與機(jī)房大小有著直接的關(guān)系，而機(jī)房大小受氣消保護(hù)區(qū)大小的制約。一個(gè)氣消保護(hù)區(qū)的大小為3600立方米，就一個(gè)層高為5100mm的機(jī)房而言，單個(gè)機(jī)房最大面積約700平方米。在需設(shè)置兩個(gè)氣消保護(hù)區(qū)的情況下，分設(shè)大小機(jī)房，根據(jù)機(jī)架功

6、率，小機(jī)房采用單側(cè)空調(diào)送風(fēng)，大機(jī)房采用雙側(cè)空調(diào)送風(fēng)。經(jīng)合理配比，減少空調(diào)占用空間，多擺機(jī)架，提高使用效率。因此，根據(jù)氣消保護(hù)區(qū)配以合理的空調(diào)送風(fēng)方式來設(shè)定機(jī)房大小對(duì)提高機(jī)架布置效率尤為重要。 機(jī)架布置與柱截面尺寸的關(guān)系 如今，idc機(jī)房進(jìn)入快速發(fā)展的階段，各通信運(yùn)營商對(duì)機(jī)房設(shè)計(jì)的要求越來越高，如何提高機(jī)房使用效率已經(jīng)成為機(jī)房設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)。在設(shè)計(jì)時(shí)于細(xì)節(jié)方面多加考慮可能會(huì)找到突破點(diǎn)?，F(xiàn)idc機(jī)房大多采用下送風(fēng)的空調(diào)形式，因此走線架位于機(jī)架的上方。機(jī)架布置時(shí)，往往忽視了走線架的排布及走向。機(jī)架根據(jù)柱網(wǎng)布置，盡量使結(jié)構(gòu)柱位于機(jī)柜之間，留出走道空間，其優(yōu)點(diǎn)是保證冷熱通道的通暢，而缺點(diǎn)是機(jī)架上方的走線

7、架遇柱繞行，無形中增加了走線的長度，形成了資源的浪費(fèi)。如對(duì)結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，改變柱截面尺寸，一側(cè)柱寬控制在800mm以內(nèi)，留出走線空間，對(duì)于整個(gè)機(jī)房樓來說，各處走線架均能做到暢通無阻，無疑將大大提高機(jī)架工作效率，對(duì)減小電阻及節(jié)省投資均有所幫助。此點(diǎn)需在今后的工作中加以論證。 機(jī)架布置與配套設(shè)備用房的比例關(guān)系 在相同條件下，盡可能多布機(jī)架是設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)。但與此同時(shí)，與通信設(shè)備息息相關(guān)的配套設(shè)備的用量也在相應(yīng)增加。對(duì)于4kw機(jī)架區(qū)來說，機(jī)房面積與電力電池室面積的比例約為2：1；對(duì)于10kw機(jī)架區(qū)來說，機(jī)房面積與電力電池室面積的比例接近于1：1。由此看來，機(jī)架功率越高，配套設(shè)備用量越大，空調(diào)需求

8、量也越大；而配套設(shè)備用房面積越大，機(jī)房面積越小，機(jī)架布置數(shù)量越少。兩者為相互制約的關(guān)系。為此，需對(duì)機(jī)房進(jìn)行合理分區(qū)及優(yōu)化布局，找到設(shè)備配置平衡點(diǎn)，使機(jī)房利用率最大化。 機(jī)房利用率與機(jī)房進(jìn)深的關(guān)系 眾所周知，機(jī)房面積越大，機(jī)架擺放數(shù)量越多。機(jī)房大小跟機(jī)房進(jìn)深有直接關(guān)系。就8400mm8400mm柱網(wǎng)來說，三跨進(jìn)深的房間尺寸約為25200mm，只需在機(jī)房一側(cè)設(shè)置疏散門及疏散走道即可滿足現(xiàn)行規(guī)范要求（建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范，3.5.13.4房間內(nèi)任一點(diǎn)到該房間直接通向疏散走道的疏散門的距離，不應(yīng)大于袋形走道兩側(cè)或盡端的疏散門至安全出口的最大距離2）。當(dāng)機(jī)房進(jìn)深達(dá)到四跨時(shí)，需雙向疏散，機(jī)房兩側(cè)均需設(shè)疏散走道

9、。雖然后者機(jī)房面積大，擺放機(jī)架數(shù)量更多，但公共部位建筑面積較多，使機(jī)房利用率降低。因此，機(jī)房利用率應(yīng)與規(guī)范結(jié)合考慮，三跨進(jìn)深的機(jī)房更符合目前idc機(jī)房發(fā)展的需要。 機(jī)房平面布局與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定及工藝需求，idc機(jī)房內(nèi)各設(shè)備用房樓面使用荷載標(biāo)準(zhǔn)值一般為：機(jī)房部分荷載為10kn/?，電池電力室部分荷載為16kn/?，空調(diào)機(jī)房部分荷載為7kn/?，走道部分荷載為3.5kn/?。樓面荷載對(duì)于一般房屋建筑來說要大得多，因此，平面布局時(shí)應(yīng)非常嚴(yán)謹(jǐn)，業(yè)主需求考慮周全，各專業(yè)加強(qiáng)溝通，避免隨意修改，造成不必要的土建造價(jià)的增加。同時(shí)應(yīng)考慮今后的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，為機(jī)房擴(kuò)容預(yù)留一定的可能性。 1.3機(jī)房剖面設(shè)計(jì) 機(jī)房層高影響因素 idc機(jī)房的層高設(shè)計(jì)有嚴(yán)格要求。就低功率機(jī)架區(qū)而言，常規(guī)機(jī)房層高至少需要4800