互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心機房建筑設計探討

1、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心機房建筑設計探討 摘要：本文根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（idc）機房發(fā)展現(xiàn)狀及其自身特點，在平面、剖面、節(jié)能建筑設計方面做了介紹，對產(chǎn)生的問題進行了分析，并在滿足需求的條件下進行優(yōu)化設計，利于提高機房利用率、節(jié)省投資及節(jié)能減排。 關鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心；idc機房；機架布置；機房布局；節(jié)能 中圖分類號： tu2 文獻標識碼： a 文章編號： 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，為集中式收集、存儲、處理和發(fā)送數(shù)據(jù)的設備提供運行維護的設施基地并提供相關的服務1?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心是各種互聯(lián)網(wǎng)應用與服務的核心，在網(wǎng)絡經(jīng)濟和電信產(chǎn)業(yè)

2、鏈中起著十分重要的作用?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)中心更是具備四個較為重要的特點，分別是：高密度、智能化管理、綠色環(huán)保、業(yè)務連續(xù)性。 idc機房是一種大型數(shù)據(jù)儲存中心機房，一般提供服務包括網(wǎng)絡基本服務，如主機代管、虛擬主機、主機出租、異地備援、企業(yè)專線等；另有加值服務，包括網(wǎng)絡管理與監(jiān)控、防火墻、實體的消防設施與安全門禁控管等。 互聯(lián)網(wǎng)的普及與應用得到了長足的發(fā)展，深入到各行各業(yè)，千家萬戶，各大通信運營商對idc機房的建設正緊鑼密鼓地展開著，其建設的好壞將直接影響到互聯(lián)網(wǎng)業(yè)的發(fā)展。機房利用率，機房與各個設備用房的配置關系及機房節(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計方面提出幾點看法，供同行進行探討。

3、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心機房建筑設計及其分析 1.1機房組成分析 通信設備：機架 配套設備：電力電池、機房空調(diào)、變配電、備用發(fā)電機、水泵 輔助設備：各類管線、電纜 idc機房的核心內(nèi)容就是通信設備，它由各種功能的機架組成。機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，所有其它設備及設施均服務于通信設備，其之間需進行合理的分配及布局，使通信設備的工作效率最大化。 1.2機房平面設計 機房平面布置主要根據(jù)機架的排列方式進行；機架的排列方式根據(jù)其功率及空調(diào)制冷效果的優(yōu)劣而改變，同時根據(jù)柱網(wǎng)的大小選擇合理的機架布置方式；每個機房的最大面積受氣體消防保護區(qū)的限制；機房

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

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

6、率，小機房采用單側(cè)空調(diào)送風，大機房采用雙側(cè)空調(diào)送風。經(jīng)合理配比，減少空調(diào)占用空間，多擺機架，提高使用效率。因此，根據(jù)氣消保護區(qū)配以合理的空調(diào)送風方式來設定機房大小對提高機架布置效率尤為重要。 機架布置與柱截面尺寸的關系 如今，idc機房進入快速發(fā)展的階段，各通信運營商對機房設計的要求越來越高，如何提高機房使用效率已經(jīng)成為機房設計的重要目標。在設計時于細節(jié)方面多加考慮可能會找到突破點?，F(xiàn)idc機房大多采用下送風的空調(diào)形式，因此走線架位于機架的上方。機架布置時，往往忽視了走線架的排布及走向。機架根據(jù)柱網(wǎng)布置，盡量使結構柱位于機柜之間，留出走道空間，其優(yōu)點是保證冷熱通道的通暢，而缺點是機架上方的走線

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。如對結構柱進行優(yōu)化設計，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，對于整個機房樓來說，各處走線架均能做到暢通無阻，無疑將大大提高機架工作效率，對減小電阻及節(jié)省投資均有所幫助。此點需在今后的工作中加以論證。 機架布置與配套設備用房的比例關系 在相同條件下，盡可能多布機架是設計的首要目標。但與此同時，與通信設備息息相關的配套設備的用量也在相應增加。對于4kw機架區(qū)來說，機房面積與電力電池室面積的比例約為2：1；對于10kw機架區(qū)來說，機房面積與電力電池室面積的比例接近于1：1。由此看來，機架功率越高，配套設備用量越大，空調(diào)需求

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

9、。雖然后者機房面積大，擺放機架數(shù)量更多，但公共部位建筑面積較多，使機房利用率降低。因此，機房利用率應與規(guī)范結合考慮，三跨進深的機房更符合目前idc機房發(fā)展的需要。 機房平面布局與結構的關系 根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定及工藝需求，idc機房內(nèi)各設備用房樓面使用荷載標準值一般為：機房部分荷載為10kn/?，電池電力室部分荷載為16kn/?，空調(diào)機房部分荷載為7kn/?，走道部分荷載為3.5kn/?。樓面荷載對于一般房屋建筑來說要大得多，因此，平面布局時應非常嚴謹，業(yè)主需求考慮周全，各專業(yè)加強溝通，避免隨意修改，造成不必要的土建造價的增加。同時應考慮今后的業(yè)務發(fā)展需求，為機房擴容預留一定的可能性。 1.3機房剖面設計 機房層高影響因素 idc機房的層高設計有嚴格要求。就低功率機架區(qū)而言，常規(guī)機房層高至少需要4800