专家观点：数据中心规划设计中容易产生的问题及应对方法

1、项目概况及规划设计条件

项目位于华北地区某市某区，园区规划200亩地(图01)，拟规划建设 6栋大楼，其中 四栋（1# -4#）为数据中心楼，两栋为服务楼（5#、6#）。拟分期建设，均按照国际TIA942标准等级3设计建设，预期年均 PUE 小于 1. 4。

 

 

 

第一期 （计划占地约100亩） ：  电力投入 20M VA ，用于建设 1# 数据中心楼；3.2MVA，用于 建设 6#、5#楼 。1# 数据中心楼配置4KW 标准机柜约 2100个； 6KW 高密机柜 约1440个，合计约3540个机柜。6#服务楼一期起用，5#楼视需求后期启动。

 

第二期 （计划占地约约100亩）：电力投入 60MVA ，用于建设2#、3#、4#数据中心楼。 每栋数据中心楼配置4KW标准机柜约2100个； 6KW高密机柜 约1440个，每栋约3540个机柜。二期合计建设约10620个机柜；视情况后期适当调整容量比例。

 

上述两期，总电力投入83.2MVA机柜数量约14160个。假定 ： 10KV电源送至机房楼高压分界室。

供水条件：园区市政能力在一期满足1400立方米/日，二期5000立方米/日。

 

2、规划设计考虑的一般原则：

 

园区规划设计：园区组织模式，要最大程度优化数据中心的运维效率，内外流线严格划分，运维等距便捷，安全分区层次要明确，要便于管理。同时为要为企业塑造标志性的园区形象，建筑美学要与使用功能达到完美契合。

 

设计标准要求：目前Uptime Institute已经宣布与美国标准TIA-942-2014分离，所以条件中的TIA942标准等级3在与业主确认后更正为Uptime的Tier III标准，此标准要求数据中心面积占建筑总面积50%以上，要求所有系统设计能达到计划性维护不停机。

 

 

 

机房楼的功能区设计：

主机房---IT设备区（白区），取决于建设设备的数量，致力于解决有效装机数量，直接关系建设方的收益，是自用或租用效益的直接来源。一般按可安放标准机柜数量作为衡量参数，原则上机柜越多经济性能越好。

 

支持区---配电、暖通、消防设备设施的区域，取决于总装机容量，电气和暖通等专业的设计架构（按建设地区的水纹、地理、气候、交通电力等基础设施环境多种综合大环镜条件和主机房微环境要求设计）。合理的规划设计应同时满足设备安装、运行、维护三阶段要求。

 

辅助区---水平、垂直交通及备品备件、清洁卫生设施区域。属于必不可少的非主要功能区域但并不会为业主带来直接经济价值，在面积占比上应以经济合理为设计原则。水平、垂直交通的设计一是要满足设备设施运输及维护更换要求，二是优化流线，人员流线和设备物流要求能方便分别管理，力求距离最短，形式最简单。备品备件、清洁卫生设施区域按够用即可的原则设置。

 

行政管理区---设计重点有关于办公、ECC、门厅等，这个区域的大小，设计的标准及规格与建设方的需求息息相关，差异非常之大。有的与数据中心建筑混合在一起建设或与数据中心建筑相联，有的独立于数据中心建筑设在为其提供相关配套服务的独立建筑体内，设计时要针对不同项目满足其不同需求。本项目依据业主的管理方式，在数据中心楼内只设办公、门厅区域。

 

3、规划设计中的问题及应对方法：

 

园区分期建设的不确定性如何解决？

 

 

 

在规划设计中统筹一二期用地，将用地划分为6个大小均等的区块，

   

主入口设置于用地北侧面向四号路，A、F区临近城市道路，可规划办公服务楼的空间。设置广场打造园区良好的对外形象。B、C、D、E区为数据机房区，布置于场地南侧，分区明确，便于安全管理。

一期开发A、B区块， A区可建设5#、6#服务楼。B区块建设1#数据中心楼。

二期开发C、D、E、F区块，其中C-E区块为数据中心规划用地，规划建设2#-4#数据中心楼，可根据用量需求，分步实施。F区块及未来的三期可扩展用地定义为可变用地，可根据园区后期的生长情况，调整为配建用地属性或数据中心用地属性。在保证目前已知建设需求的前提下，灵活充分的为未来发展做出各种可能性的预留。

 

数据中心建筑形体、组织模式如何确定？

 

根据业主对项目的要求：数据中心楼建筑总高度小于24 米，为不高于3层的混凝土建筑，原则上不设地下室，首层应为动力层，主要设置配电设备用房，二层及以上楼层均为机房层，机房要模块化处理。首层要求设大厅等办公区辅助用房约1000平米，每层办公辅助用房约500平米。再根据3540个机柜的设备容量进行反推建筑形体。

 

第一次方案布置按4KW标准机柜2100个分7个模块，6KW 机柜1440个分5个模块，一共12个机房标准模机，每个主机房750平米放置不小于295个标准机柜。初始方案如下图：2、3层为机房层，一层为动力能源等支持区。(如图)

 

 

 

每层建筑面积约8100平米，模块机房按3横2纵的方式布置成长方形，办公区设置在南侧，总建筑面积约2.44万平米。建筑总高度约18.3米。建筑利用效率为每个标准机柜需要占用建筑面积约6.9平米。

 

 

 

本数据中心建筑要求有行政管理区，冷冻机房、柴油发电机等设备对建筑层高的要求在6-7.5米左右，而变配电区要求的层高约在5米左右，一层整层高过高，这对于合理使用空间以及节约造价不利。并且变配电等电力设备房间位于一层，很难有效完全的避开机房模块、空调间大型水管路由的下方位置，跑水隐患对于大型的数据中心的安全性能有一定影响。

 

最后综合考虑方案改进如图：

 

 

使数据中心平面布局更合理，功能分区更明确，流线清晰，管路便捷。从功能上划分为机房安全区及普通管理区。运营人员流线与机房货运流线完全分流。货运流线通过外环路进入机房安全区，直接到达各个机房的卸货区域。实现便捷高效的管理路径。

 

1#楼数据中心设计规划力求在复杂的问题之中，寻找出最简洁的解答，追求建筑组织与机房工艺的完美结合，最终达到最大程度优化数据中心的运维效率，内外流线严格划分，运维等距便捷，安全分区层次明确，便于管理。最终总建筑面积约2.6万平米。建筑总高度约15米。占地面积仅为9245平米，标准机柜安放数量达到3980个，建筑利用效率为每个标准机柜需要占用建筑面积约6.7平米。各项参数和路由的设计指标都比较理想。

 

服务配套建筑如何设计？

 

It研发工作强度高，压力大，同时又需要创造性的工作氛围。为了更好的改善工作环境从而激发工作热情，在空间处理的手法上要求使建筑更具趣味性和舒适感。并兼顾园区整体形象和配套有人区域的采光，6#综合楼采取庭院式布局，内景观体系为办公及休闲生活提供了最佳的环境品质。办公区视野开阔，充分引入自然采光与通风。餐饮区环境优美，宛如置身自然之中。其中首层布置了餐厅、厨房，餐厅等公共服务空间，二层以上布置宿舍，通过内庭院的设置，丰富了空间关系，并妥善处理了私密与公共区的关系。

 

通过活动中心等功能“盒子”的穿插，创造出活跃的私密空间与交流空间，既合理的解决了各使用功能之间的联系，又丰富了建筑形体。建筑外装饰面采用清水混凝土与暗红色铝合金百叶，朴素典雅又不失现代感。人员办公及生活区采用白色铝板、百叶、银白色压型钢板等材料，质感光洁，尺度宜人。与景观种植相呼应，绿树白墙，自然愉悦。铝合金百叶能够起到良好的通风作用，又能阻挡多余阳光，减少室内热负荷，在丰富外立面的同时起到节约能源的作用。

 

4、结束语：

 

对于数据中心规划设计中首先应了解设计的条件，设计的标准，对产生的问题进行多方面的精心考虑，数据中心是多个系统结合的项目，在规划设计时一不能过分偏重某一、两个子系统，而轻视其它系统；二对于容易产生的问题在应对时需全盘考虑，统筹兼顾才能不断优化进步。