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          機房建設及弱電工程一站式設計施工專家!

          行業動態

          中國中元浦廷民:安全可靠的企業級數據中心園區設計

          作者: 發布時間:2020-01-17 09:37:24點擊:
          大數據時代,數據呈現爆炸式的增長,全球掀起了興建數據中心的熱潮。在新時代,未來數據中心如何建設運營,又將呈現出怎樣的發展趨勢?2019年12月19日,第十四屆中國IDC產業年度大典(IDCC2019)第二日精彩繼續,行業專家和企業代表云集“IDC建設與發展論壇”,為數據中心未來的建設與發展獻計獻策。中國中元國際工程有限公司數據中信基智能化事業部副總經理浦廷民先生為與會者帶來了題為《安全可靠的企業級數據中心園區設計》的分享。

          大家上午好,我是中國中元國際工程有限公司的浦廷民,我這個部門是數據中心和智能化事業部,主要負責的是數據中心的設計、咨詢和項目管理業務。我今天分享的題目是安全可靠的企業級數據中心園區設計。主要從三個方面進行分享,一是前沿部分,二是設計案例分享,三是建筑業產業模式探索。

          數據中心行業的發展趨勢,大家可以看到,國內IDC市場的規模越來越大,每年以30%的比例在增長,這也能看到我們IDC市場欣欣向榮的景象。這也得益于國內互聯網+大數據、云計算、物聯網以及5G業務的發展。在數據中心行業發展動力方面有幾個方面的推動力。一是政策方面的支持。國家發展戰略,對于互聯網+以及數據多模的重視。二是云計算、大數據以及物聯網應用的不斷創新,包括產業政策的扶持,智慧城市、信息消費需求持續強勁的增長。三是規范的逐步成熟化。這是我們數據中心發展的推動力。

          企業級數據中心關注點主要有幾個方面。一是對園區的規劃越來越重視。主要是合理得分區,包括對于數據中心園區的生產、貫通、配套、綜合等等區域合理的劃分,對景觀的重視也越來越高。業主更多的希望營造一個公園式的數據中心園區。對于園區的綠化、小品,包括水系重視程度越來越高。也是想給員工營造一個更加舒適的環境,增強對員工的人文關懷。

          二是在整體和分區建設上,主要是根據近期的需求和遠期的規劃更加注重對于園區的整體規劃和分期建設。企業級數據中心更多的關注企業形象,建設要與企業形象相匹配,包括接待會議、入口大廳、展廳等符合企業形象,也更加重視業務宣傳以及實際的親身體驗。

          三是對于節能,更加響應地方和國家的節能政策。包括各個省市PUE的限制,以及新技術、新產品的應用等等。在安全上更不用說了,更加注重園區的安全以及基建系統的安全,避免責任事故的發生。在設計階段,更加注重BIM協同的整體設計,因為數據中心的管線非常多,管線的匯總也是非常的復雜。所以,對于管線的匯總BIM協同設計是非常重視的,同時對于BIM后期結合運維和展示也是作為一個重點來管控。

          對于智慧園區,企業級數據中心也是想利用現代化的技術提高管理效率,降低運營成本。傳統智慧園區面臨管理效率低下,服務體驗差,能源浪費大以及運營成本高的痛點。智慧園區就是想利用云計算、物聯網以及大數據、人工智能等等新技術,來解決傳統園區存在的痛點,通過這些技術營造一個安全舒適、高效綠色的整體智慧園區。

          后面是一個項目案例的分享。這個項目是中國航信高科技產業園區,在北京順義的后沙峪,整體規模3萬平米,生產區17萬平米,建設方是中國民航的信息集團公司,是一家央企,主要的業務是航空客運的業務處理,包括電子客票系統。這個數據中心主要是提升企業數據的安全以及系統的穩定性,主營業務是公司里核心的系統運行,未來也要作為整個央企的云計算中心和大數據中心,對國家的影響是重大的。

          在功能分區上,整體的布局還是遵循著中國傳統的建筑園林組群的特點,把四個地塊完全的串成陰陽和諧的東西兩個建筑組群??匆幌聳|組群,主要是以生產區、辦公區為軸線,貫穿一個整體。在西組群是把配套區和綜合區,園林的曲線將南北貫通,這樣形成了陰陽和諧的東西兩個建筑組群。同時在分區上,安全第一,在四個地塊的評估用地上,把最重要的安全性最高的東北角作為生產區來使用。同時還要考慮整體的流線,辦公區和生產區的運營中心放在了南側,東南角的位置。綜合區考慮到臨街的要求,所以放到了西南角,配套區放在西北角。生產區由兩棟集團樓,每棟5萬多平米,北側一個動力樓和運行中心。辦公區給總部、研發、結算使用。配套區是周轉和文體中心。

          在安全用地上,我們以安全性為主,機房放在了東北角。在安全單體上,外圈布置了設備用房,內側布置的是核心的數據機房,在建筑布局上形成了最安全的建筑布局。

          在建筑規劃的安全性上也考慮了分區設房的要求,考慮人貨分流。左側圖可以看到貨運車輛的入口靠近北側入口,辦公靠近南側左側入口,真正的人員入口在運行中心的中間。是我們又把人流分成了參觀的人流、IT的人流以及設施運維的人流、大樓物業的人流。通過門禁的手段和出入口控制,讓其進入不同的區域。左側圖可以看到IT運維的人員,也就是紅線部分,以及設施運維的人員,從整個平面布局上也完全分開了。從物理上做了一個劃分。

          說一下機房樓。機房樓是5萬多平米,地上做了五層,地下做了一個設備夾層,走的完全是管線,做了物理分割。這是當時國內非常罕見的高層數據機房。首層布置是冷凍機房和變配電等輔助用房。二到五層相當于完完全全的數據機房,加上配套的變配電室。這個機房根據業務的需求,設置T3、T4混合的機房模塊。T3到T4的升級也是預留了所有的升級條件。項目結構采用的是一種新型的消融減震的材料,當發生大震的時候,地震的能量主要是通過耗能的阻力器消耗掉,對結構的主體影響是比較小的。大震過后,我們只需要更換右側的耗能阻力器就可以了,保證發生大震之后結構和設備整體的安全。

          動力樓比較大,設置64臺柴油發電動力樓,建筑面積1.4萬平米,地上4層地下1層。動力樓是國內地上層數和臺數最多的。后來也有很多同行溝通交流,怎么做到這么高層動力樓還有這么好的防震要求。

          在機組和基礎之間我們設立彈簧減振墊,經過彈簧減振墊之后,機組的振動頻率和主體的振動頻率錯開,這樣能避免發生共振的現象。

          機電系統的安全性,空調系統從T4模塊采用的是雙冷系統,第一冷源為水冷冷水系統,采用的是N+2冗余模塊。第二冷源為風冷,設置在屋面。機房樓設置了獨立的冷凍機房,考慮到機房建筑面積比較大,為了增加空調系統的可靠性,也為了減小輸送距離,降低能耗,在每個機房樓設置了2個獨立的冷凍機房,達到連續制冷的要求。項目采用了CFD氣流模擬+冷通道封閉模式,在空調上T3到T4模塊升級,主要是把所有管道接到機房模塊內部,并且預留了閥門接口。在屋面預留了風冷水冷機組安裝的位置,可以隨時實現在線的升級。同時采用水側自然冷卻的技術,冷凍水供應采用電制冷模式和部分自然冷卻模式和完全自然冷卻模式相結合的方式,主要目的是減少冷機的運行時間,達到節能運行的目的。同時我們項目還采用了余熱回收的技術。余熱回收是把整個機房產生的熱量回收用在了南側運行中心樓。

          在冷卻水供水安全性上來說,我們采用的是雙冷源和出水池的方案。主水源采用的是市政供水系統,設置了水處理裝置。備用水源是在主水源發生故障的情況下,備用水源啟用,同時我們還設置了12座儲水池,滿足24小時用水的要求。

          在防水方面,我們兩套防水系統。一套是凝結水和加濕器排水系統,另一套是事故泄漏和消防廢水排水系統,保證整個室內防水的安全性。

          在電器上項目采用了三種電源,市電、柴油發電機組和不間斷電源。中期,右側機房未來的容量比較大,會達到16,加起來會達到28路10千伏電源。從進線就要做到輻射不同的隧道,從不同的變電站引過來,兩個隧道完全做的是物理隔離的形式。

          在安全供電上采用的是雙向室電加上UPS 30分鐘蓄電池,還有柴發系統。雙路電源做的是物理隔離,從10千伏的進線一直到變電所以及供電的末端,完完全全是物理隔離。從路徑上完全物理隔離,沒有任何平行或者交叉的情況出現,滿足了T4線路容錯的要求。

          在發電機組電極的母線采用的是雙母線的形式,每臺發電機組都要介入到兩條母線,確保每段母線出現故障都要不影響整體的供電。備用電源的選擇,可以是柴油發電機組,也可以是供電網絡中獨立于正常電源的專用饋電線路。如果采用獨立于正常電源的專用線路,我們完全可以把柴油發電機房省掉了。

          我們這邊也有一個項目案例。這是國家電網的數據機房,亦莊的,一期采用柴油發電機組,二期開始也是采用柴油發電機組,但是做的過程中我們把柴油發電機組直接去除掉了,作為附屬機房了。國網系統把第三個備用電源作為新技術來推廣,技術優勢是可提高安全性、可靠性,更重要的是節省場地空間。這跟我們園區規劃是比較契合的,完全不需要動力樓了,對園區的規劃是非常有利的。但是第三個備用電源申請有很大的難度,因為這畢竟是在國網系統內,還是有先天條件的。

          在電氣上,我們設置了完全的備份測試系統,主要是為了UPS變壓器的可靠運行。運行變壓器維護或者UPS離線維護的時候,我們用備用的變壓器,既可以做測試用,也可以做備份用。在弱電上,我們會考慮四大運營商的骨干級光纖接入,總的IT機柜達到1.2萬臺,一期5500臺。同時我們采用全光網布線,支持100G網絡應用,采用了預端接光纖的模式。在安防上,搭建了超大全數字化安防平臺。在BA系統上,改造了傳統總線式架構,整個樓控系統采用的是互為備份的網絡系統。

          這是園區系統集成架構圖,基礎設施管理系統,把安防、BA系統全部納入進來。在園區和配套的區域設置了一套智能化集成的系統,同樣把它和BA以及基礎設施納入為一套系統,最后做了整體集成,集成在一個平臺上。

          安全防范系統,我們遵循的還是人防、物防、機防相結合的方式。同時也要形成分區設防、分局設檢的安全防范體系。我們分了四級安防體系,一級區域是機房模塊區域,是最高的等級。第二級是輔助區,相對來說降低一些,第三級區域是建筑內部的區域,再往后園區的安防區域。同時這個項目我們也采用了BIM協同設計的模式,進行管線匯總,優化管線路由。

          項目的獲獎情況,2016年獲得了數據中心專業的設計獎,同時還有其他的省部級的獎項。中國中元承擔的是設計總承包的角色,全過程的參與。設計總承包的內容里包括了園區的總體規劃、主體建筑、建筑結構機電等等,還有機房的工藝設計、幕墻、景觀、精裝、聲學等等作為的專項設計,都是中元自己完成的。

          做一個建筑業產業模式的探索討論?,F在建筑業處于改革時期,住建部2019年工作的要點有幾個方面。一是加快推行工程總承包,發展全過程,工程咨詢。二是推進建筑師負責制。對于傳統建筑業模式,前期立項階段我們招的是咨詢單位,方案示功圖階段我們招的是施工單位,然后進行招標。全過程咨詢的模式是咨詢、設計、項目管理等等提供全生命周期的工程咨詢服務。還有EPC的模式,也就是設計工程總承包,交鑰匙。還有EPCM的模式,EPCM不是EPC+M,是E+P+CM,是設計、采購、施工管理,CM是施工管理,EPCM比EPC少一個施工的環節。

          看一下設計管理的模式,傳統的設計管理模式是業主針對N多設計單位,包括主體設計、專項設計、BIM設計以及聲學綠建等等設計單位,都是業主自己去招、自己去管理、自己去協調。我們現在推行的模式是設計總承包的管理模式,把業主要做的工作交給設計總承包管理單位做,但設計總承包管理單位并不是一般人都能做的,必須有一定的綜合能力進行整體的協調。業主只需要對設計總承包單位進行管理,這是在設計方面比較通用的模式。設計總承包單位完全有能力對于分包設計單位進行整體協調,對設計節點、對設計質量進行整體的把控。這樣管理直接、責權明確,沒有扯皮的現象,有問題直接找設計總承包單位。成本上,建設和管理的成本可以得到一定的控制,業主不需要繁雜的成本支出。在效率上,提高了整體工作效率。業主的精力放在了宏觀決策上。

          全過程咨詢是國家政策,國辦發2017 19號文,要培育一批具有國際水平的全過程工程咨詢企業,政府投資的工程應帶頭使用工程總承包管理。什么是全過程咨詢?全過程咨詢是根據投資人的委托獨立承擔包括投資咨詢、勘察設計、造價咨詢、招標代理、監理、運行維護,以及全過程的工程項目管理。還有一種1+N的模式,1是全過程工程項目管理,這個全過程工程項目管理是必須要含的,N是可以做一個可選項,可以選其中一項,也可以全部都選。

          全國推行的全過程工程咨詢試點單位里,有40家,中國中元是第三家,第11家經鑫國際也是中元的二級單位。中國中元成立于1953年,是集工程咨詢、工程設計、工程總承包以及項目管理為一體的大型工程公司。在公司的資質上,設計方面是工程設計綜合甲級資質,這是設計行業的最高資質,我們也是全國第一批九家最高資質的單位之一。同時還有工程施工總承包的一級資質,專業承包一級資質,以及城鄉規劃編制的甲級資質,工程監理和工程咨詢、工程造價的甲級資質。公司有3000多人。我們這些年承擔了一些數據中心項目,包括中國銀行信息中心、中國人民銀行清算中心、國家超級計算深圳中心、中國航信高科技產業園區、華泰保險全國發展后院中心、國家電網多個數據中心。在數據中心領域,具有豐富的經驗,得到大家的一致認可。
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