數據中心公共設備通道空間協調圖設計

文｜天津惠普數據中心設計有限公司 石 英 張振江

數據中心公共設備通道空間協調圖設計

文｜天津惠普數據中心設計有限公司 石 英 張振江

隨著數據中心等級的提升，機電設計方案的不斷更新，在公共設備通道中的設備布置矛盾日益突出，已經極大影響了建筑及結構形式方案，同時會影響日后的施工方案及項目的運行維護，本文結合多年工作經驗，對公共設備通道中的空間協調圖設計做出總結，對該部分的設計提出解決思路，供大家借鑒。

公共設備通道 空間協調圖 BIM

1 引言

隨著信息化浪潮席卷全球，云概念如火如荼，中國的數據中心建設也在迅猛發展，數據中心等級日益提高（Tier-3/Tier-4或A級機房，已成為常見的數據中心等級標準），機電設計方案不斷更新（電氣的2N系統架構、氣體滅火系統、水噴霧系統、水/冷媒系統精密空調、災后清空系統等新技術已普遍應用），公共走廊里的設備呈幾何級的增長，在項目的各個設計階段（方案設計/初步設計/施工圖設計）需對公共通道內的設備做出合理布置，如果輕視該項工作會造成建筑布置及結構形式的重大調整、機電設計返工、現場施工困難及工期拖延、運行維護困難等一系列不良后果，本文結合多個項目的設計經驗，對機電綜合圖設計提出了一定的解決思路，供大家借鑒。

2 名詞解釋

（1）數據中心等級

數據中心的等級劃分決定了基礎設施的運行能力，根據標準來源不同分為：

Tier I～IV等級：根據國際Uptime協會及美國國家標準TIA 942“數據中心用遠程通信基礎設施標準”規定的數據中心分級標準。

A/B/C級機房：根據國家《電子信息系統機房設計規范》（GB 50174-2008）規定的數據中心分級標準。

（2）公共設備通道

建筑工程中供機電設備進行布置的公共空間，主要包括設備走廊、設備夾層、主要室內管溝、公共管道豎井、公共降板區域、架空地板等區域。

（3）空間協調圖

根據公共設備通道的典型建筑斷面，匯總了電氣/弱電/暖通/給排水各專業的設備布置及相對尺寸的綜合圖紙，一般由建筑專業匯總出圖。該圖紙主要用來解決管道設備交叉問題，實現指導施工、控制凈高、控制造價、提高質量、美化空間效果、利于維修等功能。

（4）BIM

建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立。

3 各設計階段的空間協調圖要求

（1）方案設計階段

◆ 預估公共設備通道內的主要設備種類/數量/規格；

◆ 初步確定公共設備通道的尺寸：寬/高/梁高/吊頂高度等；

◆ 設計包括主要設備的機電綜合圖：主要橋架/主要風管/主要水管等。

（2）初步設計階段

◆ 進一步細化公共設備通道內的主要設備種類/數量/規格；

◆ 基本確定公共設備通道的尺寸：寬/高/梁高/吊頂高度等；

◆ 設計包括大部分設備的機電綜合圖：主要橋架/主要風管/主要水管等。

（3）施工圖設計階段

◆ 最終確定公共設備通道內的主要設備種類/數量/規格；

◆ 確定公共設備通道的尺寸：寬/高/梁高/吊頂高度等；

◆ 設計包括所有設備的機電綜合圖，并標定最終尺寸，最終尺寸包括所有設備規格/設備標高/設備間距/設備坡度等。

4 空間協調圖設計的主要流程及原則

空間協調圖設計的主要流程為：資料收集—空間協調。

4.1 資料收集

數據中心公共設備通道機電綜合圖設計所需收集的設計資料（包括設備材質、尺寸、數量、位置、標高等）如表1所示。

4.2 空間協調

（1）公共設備通道的尺寸確認

考慮到設備搬運及吊頂設備安裝高度等因素，一般吊頂不低于通道內的門高度，原則上不低于2.6m。考慮到兼做空調靜壓箱、橋架布置及檢修要求，架空地板高度不宜低于600mm。

（2）設備布置原則

設備布置的主要依據如下：

◆ 建筑結構，設備各專業設計方案或設計圖紙；

◆ 國家頒布的各專業的制圖標準；

◆ 業主方提出的凈空高度要求；

◆ 其他合作設計單位提供的設計資料（裝修，智能化等）。

空間協調圖的目的是采用最經濟合理的方式排布各管線設備，一般按照以下原則進行布置：

◆ 由上而下，由大到??；

◆ 先布置管徑較大的管線，后布置管徑較小的管線，遇管線交叉時應小管避讓大管；

◆ 壓力流管道避讓重力流管道；

◆ 冷水管避讓熱水管，因熱水管往往需要保溫且造價較高；

◆ 電纜動力自控通信等橋架與輸送液體的管道宜分開布置或布置在其上方以免管道滲漏時損壞電纜造成事故；

◆ 附件少的管道避讓附件多的管道，這樣有利于施工操作和維護及更換管件；

◆ 可彎曲管避讓不可彎曲管；

◆ 各種管線在同一處垂直方向布置時，一般是線槽/電纜在上，水管在下，熱水管在上，冷水管在下，風管在上，水管在下；

◆ 空調風管/供回水管/冷凝水管/熱水管等設計時應考慮保溫層厚度、法蘭尺寸、吊架材料所占空間；

◆ 氣滅管道宜布置于上層，水噴霧管宜布置于下層，消火栓管靠近消火栓箱側布置；

◆ 走廊送、回風口燈具/感煙探測器/攝像頭/廣播喇叭/噴頭等布置應統一協調避免相碰，一般風口、燈具等要求居中呈一直線布置，以保證裝修效果；

◆ 檢查公共設備通道內是否有風機/卷簾門控制箱等動力設備；

◆ 如設備有分支管道或橋架，需考慮彎通及三通的設備尺寸影響；

◆ 保證通道有可上人至吊頂內的檢修通道（原則上預留在通道中部），檢修通道寬度原則上不小于500mm；

◆ 根據數據中心級別合理布置主要工藝設備：如2N系統的供電及IT橋架/暖通風管等需分兩側布置；

◆ 可匯總各專業設備做綜合吊架；

◆ 極端情況下，設備可穿梁布置，需與結構專業協調后設置開孔。

（3）主要設備間距確認

①電氣（因數據較多，故只標注參照的文獻資料，具體數據請自行查找，余同）

◆ 電氣橋架與其他工藝管道的布置間距參照JGJ-16-2008 民用建筑電氣設計規范，第83頁相關規定；

◆ 電氣橋架間的布置間距間距參照JGJ-16-2008 民用建筑電氣設計規范，第94頁相關規定；

◆ 電氣橋架與弱電/儀表橋架的布置間距參照HGT 20512-2000儀表配管配線設計規定，第11頁相關規定。

②弱電及通信

◆ 弱電/通信橋架與強電橋架的布置間距參照GB 50311-2007 綜合布線工程設計規范，第36頁相關規定；

◆ 弱電/通信橋架與其他工藝設備的布置間距參照GB 50311-2007 綜合布線工程設計規范，第37頁相關規定。

③暖通及給排水等動力設備

◆ 氣體滅火管道的布置要求參照國標圖集07S207氣體消防系統選用、安裝與建筑滅火器配置，第67頁相關規定；

◆ 動力管道間的布置間距參照國標圖集03S402室內管道支吊架，第40～42頁相關規定；

◆ 管溝內的動力管道間的布置間距參照天津地方圖集DBJT03-22-2005-05S9管道支吊架，第139～144頁相關規定；

◆ 管井內的動力管道間的布置間距參照天津地方圖集DBJT03-22-2005-05S9管道支吊架，第119～122頁相關規定。

④其他工藝設備

其他工藝管道與動力管道及強弱電設備間的布置間距參照“動力管道設計手冊（2006）”（機械工業出版社），第239/268頁相關規定。

5 空間協調圖設計典型案例

某工程的空間協調圖如圖1所示。

6 空間協調圖設計的最新技術的應用

隨著計算機輔助設計軟件技術開發應用的不斷進步，3D模型技術為空間協調給出了新的解決思路。目前，主流的3D模型技術包括：Autodesk公司的BIM（建筑信息模型）、Autoplant，Graphisoft公 司 的 ArchiCAD，Bentley公司的Microsta-tion、PDS等?，F以BIM軟件為例，簡述一下3D軟件在空間協調圖設計中的優勢。

可視化：可視化即“所見所得”的形式，將100%實際尺寸的三維立體實物圖形展示出來，不是普通的平面/立面圖。

協調性：傳統的空間協調依靠工程師的經驗進行空間協調，BIM可自動檢測各設備的碰撞信息，生成協調報告，大大提高效率。

優化性：事實上整個設計、施工、運營的過程就是一個不斷優化的過程，優化受信息、復雜程度和時間的制約。BIM模型提供了建筑物的實際信息，包括幾何信息、物理信息、規則信息，并可根據需要隨時修改。另外，BIM模型可在短時間內提供多種方案比較，極大地縮短了決策時間。

可出圖性：BIM模型除了可以提供常規的建筑及機電設計圖紙，還可以通過對建筑物進行了可視化展示、協調、模擬、優化以后，可以幫助業主出綜合管線圖（經過碰撞檢查和設計修改，消除了相應錯誤以后）、綜合結構留洞圖（預埋套管圖）、碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案等圖紙。

對以后的管理及運維提供實質的幫助：BIM模型可根據現場的最新施工變化，動態的更新模型，保證模型與施工狀態的一致性，為未來的管理及運行維護提供重要的支持。

圖2為某項目的3D模型圖。

圖2

7 結束語

綜上所述，數據中心的公共設備通道空間協調圖的設計需綜合多方面因素考慮，在設計的不同階段及時準確地做出適當的空間協調圖，對整個項目的進度及各專業的設計均有很大的幫助。

將來采用更直觀、準確的3D模型輔助設計會是空間協調圖設計未來發展的主要方向。

1 朱偉雄，王德安，蔡建華編譯.新一代數據中心建設理論與實踐.人民郵電出版社

2 動力管道設計手冊（2006）.機械工業出版社

3 數據中心用遠程通信基礎設施標準ANSI TIA 942-2005

4 電子信息系統機房設計規范GB 50174-2008

5 民用建筑電氣設計規范JGJ-16-2008

6 儀表配管配線設計規定HGT 20512-2000

7 綜合布線系統工程設計規范GB 50311-2007

8 國標圖集07S207氣體消防系統選用、安裝與建筑滅火器配置

9 國標圖集03S402室內管道支吊架

10 天津地方圖集DBJT03-22-2005-05S9管道支吊架