淺析國內(nèi)智能化企業(yè)在數(shù)據(jù)中心建設中應注意的問題

商 勇

(中國建筑設計院有限公司(原中國建筑設計研究院)智能工程中心，北京 100044)

1 引言

1.1 背景

國家信息化、城市數(shù)字化使智能建筑進入了一個新的發(fā)展時期，隨著社會和各企業(yè)單位數(shù)據(jù)量的不斷增長，先前部門級和中小企業(yè)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)處理能力已不能滿足要求，大型數(shù)據(jù)中心建設需求開始快速增長。如今在全球打造綠色高效數(shù)據(jù)中心的大環(huán)境下，數(shù)據(jù)中心建設已經(jīng)不再是倒水泥、安裝服務器機架那么簡單的事情了，參考辦公設計的數(shù)據(jù)中心也已不再適用。而建筑市場上擁有一級資質(zhì)的弱電施工企業(yè)越來越多，這些企業(yè)在實際經(jīng)營過程中往往也會集中在某個行業(yè)的智能建筑領(lǐng)域(如：住宅、辦公樓、醫(yī)院等)，鮮少參加國內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心建設。國內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心基礎設施建設市場的一半以上開始由IBM(美國)、施耐德(法國)、惠普(美國)和捷聯(lián)(意大利)等國外企業(yè)占據(jù)。

1.2 研究問題概述

國內(nèi)智能化企業(yè)在數(shù)據(jù)中心建設領(lǐng)域存在的市場缺失等一系列問題產(chǎn)生的原因主要在數(shù)據(jù)中心建設的前期技術(shù)咨詢和設計規(guī)劃階段，因為不管是一座辦公大樓，還是一棟商業(yè)住宅，前期技術(shù)選擇和設計的缺陷對其成本的控制和質(zhì)量的影響將會是致命的。

在技術(shù)咨詢服務階段(可行性研究階段)，智能化設計施工單位怎樣充分發(fā)揮自身的技術(shù)能力和社會資源，在數(shù)據(jù)中心建設過程中充當領(lǐng)導者和策劃者，統(tǒng)籌整個項目的建設大局，在數(shù)據(jù)中心建設標準、規(guī)模規(guī)劃、方案與設計概算合理性上做足功夫；怎樣從技術(shù)上充分考慮市場上技術(shù)更新的速度，合理采用新技術(shù)、新工藝和施工方案，都將嚴重影響數(shù)據(jù)中心建設的質(zhì)量。

2 數(shù)據(jù)中心的技術(shù)咨詢與設計

數(shù)據(jù)中心建設作為新世紀信息化建設的重要領(lǐng)域，由于信息量的不斷增加，各企業(yè)單位已經(jīng)開始或即將著手布局數(shù)據(jù)中心建設市場。然而數(shù)據(jù)中心建設在國內(nèi)作為一個新興產(chǎn)業(yè)，數(shù)據(jù)中心先進理念卻大多掌握在國外智能化企業(yè)手中，進而國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設成本壓力居高不下。在建設方存在資金壓力，國內(nèi)智能化企業(yè)經(jīng)驗缺乏的雙重環(huán)境下，國內(nèi)智能化施工企業(yè)若要獲得較高的企業(yè)利潤，達到與客戶雙贏的目的，將成為國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設企業(yè)面臨的一種新機遇和新挑戰(zhàn)。

2.1 數(shù)據(jù)中心建設服務流程

數(shù)據(jù)中心(Internet Data Center,簡稱IDC)機房設計集建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通空調(diào)、給排水、消防、網(wǎng)絡、智能化等多個專業(yè)技術(shù)于一體。并且應該是一個安全可靠、舒適實用、節(jié)能高效和具有可擴展的建筑結(jié)構(gòu)綜合體。根據(jù)以往數(shù)據(jù)中心建設經(jīng)驗，國內(nèi)建設一個大型的數(shù)據(jù)中心，基本上可分為如圖1所示的四個步驟來進行。

從圖1中可以看出，大型數(shù)據(jù)中心的建設應由擁有不同專業(yè)的施工單位、設計院和咨詢單位來協(xié)同完成。而在數(shù)據(jù)中心的建設過程中，國內(nèi)智能化企業(yè)往往只以各專業(yè)分包單位的身份出現(xiàn)，也只負責數(shù)據(jù)中心建設中的智能化專業(yè)常規(guī)子系統(tǒng)的實施和安裝工作，比如安全防范系統(tǒng)、運維綜合布線子系統(tǒng)、機柜安裝子系統(tǒng)、建筑設備管理系統(tǒng)等。由于缺乏數(shù)據(jù)中心建設的整體規(guī)劃經(jīng)驗，對數(shù)據(jù)中心的智能化建設缺乏全面的理解，最終數(shù)據(jù)中心驗收時，這些本可以成為綠色數(shù)據(jù)中心建設亮點的子系統(tǒng)卻成為了擺設，不能得到良好的運用。

2.2 設計咨詢階段角色轉(zhuǎn)變

在數(shù)據(jù)中心建設過程中，不管是在數(shù)據(jù)中心前期服務咨詢和設計階段、還是后期現(xiàn)場施工和運營維護階段，國內(nèi)智能化企業(yè)都應成為整個項目實施的主導者和各種專業(yè)公司的資源整合者。不應該只作為專業(yè)施工公司出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心建設當中，必須轉(zhuǎn)變先前自身在數(shù)據(jù)中心建設過程中的角色。

2.2.1 咨詢階段的角色轉(zhuǎn)變

數(shù)據(jù)中心建設的咨詢服務是對整個數(shù)據(jù)中心建設的項目選址、建設規(guī)模、建設等級、核心業(yè)務定位、數(shù)據(jù)管理模式、IT應用網(wǎng)絡架構(gòu)等的準確定位，也是整個項目建設的前瞻性規(guī)劃和建設方向的風向標。

國內(nèi)智能化設計施工企業(yè)在數(shù)據(jù)中心咨詢服務階段應該貫穿于整個項目建設，從最初的需求分析到項目竣工結(jié)束。因此，建筑智能化施工企業(yè)應在組建項目實施團隊時，就考慮選擇組建一支技術(shù)實力很強的團隊(懂設計、懂施工、熟悉數(shù)據(jù)中心基礎設施建設)來護航項目的實施。

2.2.2 設計階段的資源整合

數(shù)據(jù)中心機房設計集建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通空調(diào)、給排水、消防、網(wǎng)絡、智能化等多個專業(yè)技術(shù)于一體，是一個專業(yè)性較強的綜合建筑體。因此，建筑智能化企業(yè)在數(shù)據(jù)中心的設計階段就需要作為資源整合的角色出現(xiàn)，協(xié)調(diào)并整合具有相關(guān)資質(zhì)的設計單位參與進來，要求設計單位參照咨詢服務階段的成果轉(zhuǎn)換成建筑結(jié)構(gòu)、機電、暖通等進行專業(yè)設計圖紙用以指導施工。

2.2.3 項目實施階段的資源共享

根據(jù)國內(nèi)建筑行業(yè)招投標流程，數(shù)據(jù)中心在施工圖紙完成后，可對數(shù)據(jù)中心土建和機電專業(yè)實施公開招標，招標公司一般會對投標單位的施工經(jīng)驗、技術(shù)能力、資質(zhì)條件進行遴選，符合條件的投標單位按照技術(shù)規(guī)格(咨詢服務成果文件)及招標圖紙?zhí)岢鲂枨髴獦耍罱K擇優(yōu)選取中標人。

國內(nèi)智能化企業(yè)不僅要成為技術(shù)審定人(給予業(yè)主技術(shù)上的支持)，也應該主動參與到數(shù)據(jù)中心項目的建設當中，在項目建設當中充當“總承包”的角色，統(tǒng)籌設計單位、招標單位和施工單位正確參與項目建設，實現(xiàn)資源共享，這樣就可避免前期咨詢在后期脫離實際、無法落地的局面，確保項目能順利成功完成。

2.3 可行性研究階段技術(shù)需求分析

2.3.1 完整的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

一個成熟而又完整的數(shù)據(jù)中心應該是多個系統(tǒng)的建筑綜合體，是集建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通空調(diào)、給排水、消防、網(wǎng)絡、智能化等多個專業(yè)技術(shù)于一身的服務性設施。智能化設計與施工企業(yè)應在項目可行性研究階段清楚地了解該數(shù)據(jù)中心項目的建設內(nèi)容具體有哪些，圖2清晰簡明地對建設一個數(shù)據(jù)中心所要涉及到的專業(yè)進行了圖表化的整理，方便參考和理解(包括但不限于此)。

據(jù)圖2可知，完整的數(shù)據(jù)中心應包括以下幾個部分：制冷系統(tǒng)：冷源設備、輸配設備、末端供冷設備；供配電系統(tǒng)：變配電系統(tǒng)、發(fā)電機；關(guān)鍵電源：傳統(tǒng)UPS、模塊化UPS、電池；管理軟件：設施管理、運營管理、中央管理器；布線系統(tǒng)：IT布線及橋架、運維布線及橋架；機柜系統(tǒng)：機柜/機架、機柜PDU、托盤及配線架；物理安全：安全防范系統(tǒng)；其他：土建結(jié)構(gòu)、氣體滅火、給排水、機房裝修等。

2.3.2 數(shù)據(jù)中心建設可行性研究關(guān)鍵內(nèi)容

根據(jù)國內(nèi)智能化企業(yè)在數(shù)據(jù)中心設計與實施過程中應注意的關(guān)鍵步驟進行簡要的說明。

1)國際標準的可用性與機房建設標準的選用

通常數(shù)據(jù)中心等級的劃分按照國內(nèi)標準《國家電子信息機房標準》(GB 20174-2008)可分為A級、B級和C級。A級為容錯型(系統(tǒng)A+系統(tǒng)B)；B級為冗余型；C級為基本型。但在如今大型數(shù)據(jù)中心建設過程中，國際上一些企業(yè)和組織在數(shù)據(jù)中心建設領(lǐng)域擁有先進而且可靠的經(jīng)驗，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設往往也會將其拿來作為設計和規(guī)劃依據(jù)，如美國國家標準《數(shù)據(jù)中心電信基礎設施標準》(TIA-942)，也漸漸成為國內(nèi)數(shù)據(jù)中心行業(yè)內(nèi)公認的“行業(yè)標準”。

國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的建設既要滿足國家建設規(guī)范，也要參考TIA-942的標準要求，兩者在數(shù)據(jù)中心建設當中也往往會相互配合使用，數(shù)據(jù)中心等級標準的定義如圖3所示。

由圖3可知，兩個規(guī)范對數(shù)據(jù)中心等級標準劃分的定義并不沖突，由于TIA-942對基礎設施建設標準劃分的更加仔細，在國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設領(lǐng)域，國內(nèi)對機房建設也通常用T1、T2、T3和T4的標準來界定數(shù)據(jù)中心等級。

對于大型數(shù)據(jù)中心可行性研究階段，是選用T3標準還是T4標準進行建設對后期設備選用有著巨大的影響，如UPS配電系統(tǒng)：T3標準要求N+1即可滿足要求，而T4標準則要求滿足2N結(jié)構(gòu)，對設備數(shù)量的影響較大；對UPS電池組的檢測也有不同的要求，T3標準要求UPS自己檢測，而T4標準明確指出需要集中的自動系統(tǒng)來檢測每一個電池的溫度、電壓和電阻，這就需要單獨增加1套管理平臺來進行專門的檢測。數(shù)據(jù)中心的定級將直接影響建設成本和建設規(guī)模。

2)可行性研究階段容易忽視的問題

在確定選用T3還是T4標準來建設數(shù)據(jù)中心后，數(shù)據(jù)中心進入總體設計階段，在以往數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設計問題當中，總會有一些特定的物理需求及障礙問題需要在設計階段來解決。盡管建設一個數(shù)據(jù)中心會遇到一系列不可能克服的問題，但在工程開始之前還是應該仔細考慮以下幾個方面：

(1)數(shù)據(jù)中心布線規(guī)劃必須要適應新環(huán)境的增長，這意味著在進行布線規(guī)劃時，必須既要滿足現(xiàn)在的需求，又要預計到未來的變化。也就是說，如果布線規(guī)劃想要應對未來10年內(nèi)應用程序的運行速度，那么現(xiàn)在的網(wǎng)絡主干系統(tǒng)就應該按照40G或100G的標準來規(guī)劃。

(2)核對一下當?shù)氐南罈l例及其電纜敷設要求(如是否有易燃物限制或水電管道限制，這方面可交由有經(jīng)驗的設計單位來確認)。

(3)模塊化機房環(huán)境的冷卻顯得尤為重要，如果未來要引入刀片服務器，那么對數(shù)據(jù)中心空調(diào)的要求就要更高；如果對制冷量的計算不夠，很可能造成日后大量信息處理設備的過熱宕機，服務癱瘓。

(4)滿足當?shù)貙ㄖY(jié)構(gòu)設計的抗震要求，并嚴格要求設計單位按照可行性階段的咨詢報告需求設計樓面負荷。如模塊化機房、UPS配電室、UPS蓄電池等不同功能房間因設備不同，需要的樓面荷載也不盡相同。如果前期對樓面荷載設計的過小，最終需提供200臺機柜安裝的模塊化機房，可能也就只能滿足100臺機柜的安裝。

(5)核對一下當?shù)仉娏镜墓╇娔芰Γ绻麄儾荒芴峁﹤溆秒娐罚@就可能會改變對發(fā)電機的性能要求。

(6)數(shù)據(jù)中心的設計階段，智能化設計施工單位要充分參與其中，應該作為各專業(yè)的協(xié)調(diào)者，嚴防各專業(yè)間出現(xiàn)信息不對稱。如暖通專業(yè)與樓宇自控專業(yè)關(guān)于控制邏輯與控制原理之間的銜接和配合，電氣專業(yè)與暖通專業(yè)關(guān)于A、B雙路供電切換時間及設備功率間銜接與配合。

3)可行性研究階段的合理預算

根據(jù)國內(nèi)外大型數(shù)據(jù)中心建設的經(jīng)濟數(shù)據(jù)可得：數(shù)據(jù)中心預算的65%～75%要花費在數(shù)據(jù)中心基礎設施建設方面，包括發(fā)電機、銅線、UPS、電池、冷卻器、泵、管道系統(tǒng)及這些設備安裝的勞務費用等；數(shù)據(jù)中心的設計費用只占工程總成本的3%～5%；智能化設計施工企業(yè)所獲利潤和普通保險條款費用占總預算的6%～8%；剩下的預算(12%～26%)會花費在基礎建設方面，如水泥、鋼材、挖掘和勞力。

綜上可知，一個數(shù)據(jù)中心項目后期實施是否成功，成本能否得以控制，工程質(zhì)量能否得以保證，在其可行性研究階段有一份合理的預算是十分關(guān)鍵的。當然，數(shù)據(jù)中心建設預算要出于多方面的考慮，該預算也應該是反映數(shù)據(jù)中心項目建設的可行性、技術(shù)選擇的成熟性和合理性的重要依據(jù)。

3 結(jié)束語

國內(nèi)各地、各行業(yè)均在通過建設大型的數(shù)據(jù)網(wǎng)

絡中心來應對今后大數(shù)據(jù)交換帶來的機遇。國內(nèi)智能化設計施工企業(yè)需要轉(zhuǎn)變自身的角色，逐漸適應，使自身成為整個數(shù)據(jù)中心建設的咨詢服務商、資源整合和項目實施的多重角色，統(tǒng)籌整個數(shù)據(jù)中心建設的技術(shù)咨詢和工程實施，摸索出一套指導大型數(shù)據(jù)中心技術(shù)咨詢與設計施工體系標準，更多地參與到國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設當中，充當國內(nèi)智能化數(shù)據(jù)中心建設的中堅力量。