某特定建筑空間中IDC機房設計布局探討

顧 飛，倪宇軍，魏中磊，田 密，楊 政

（1.浙江核新同花順網絡信息股份有限公司，浙江 杭州 310023；2.杭州山脈通信有限公司，浙江 杭州 310014；3.杭州云之鼎數據科技有限公司，浙江 杭州 310000；4.華信咨詢設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

0 引 言

隨著經濟飛速發展，人工智能、物聯網、VR/AR等新技術呈現井噴式爆發，全球已經由互聯網技術時代進入了數據技術時代，全球在線的數據存儲量及計算量呈指數性增長。無論是傳統企業機構還是互聯網公司，均處于創新轉型的大浪潮中，都希望通過新技術的革新和大數據的來持續地提高生產效率，實現業務升級。

IT需求在迅猛增長的同時，需求與運營成本之間的矛盾也日益顯著，努力提升產能，把降低單位面積IT建設和運營成本作為重要目標，是可持續發展的主要手段之一。

1 背景概況

對于在城市中心的政府機構和企業來說，無論是自持還是租用辦公樓的土建成本都在逐年攀升，為滿足企業發展，保證高質量和高信息安全性的要求，可能會選擇在辦公樓內建設IDC機房來滿足業務快速部署需求。

在很多情況下，建設方為了充分利用現有建筑中的剩余空間，無法進行IDC機房的整體規劃，只能盡可能地優化布局設計來彌補這些特定建筑空間的不足。例如在圖1的特定建筑空間中，如果建筑的層高非常有限，形狀狹長，我們要想提高建筑空間的利用率，提升IDC機房的可靠性，最大程度地降低后期的運維成本，就需要設計一個可以充分利用建筑空間特性的方案。

圖1 待建機房建筑平面示意圖

2 設計布局方案探討

2.1 設計布局方案1

如圖2所示，冷通道布置方向與走廊平行，精密空調設計在冷通道的首尾的方案，該方案可以設計147個標準機柜（600 mm寬×1 200 mm深）。

從空間上看，結合精密空調的支路水管設計走向，冷通道的外圍沒有十分合適的位置設置配電列頭柜，只能占用冷通道里4個標準機柜的位置。所以，方案中實際只能設計標準機柜143架。

機房制冷量方面，為保證各塊區域制冷效果，避免出現局部熱點，就需要每側都有空調備用機，共計需要設計8臺精密空調，增加了建設成本。

該方案的最大優點是盡可能加長了封閉冷通道，充分利用了精密空調的制冷量和最大送、回風距離，并減少了封閉冷通道中移門組件的投資成本。但是，該方案的缺點同樣很明顯，首先是機房靠里側精密空調的供、回水管已延伸到了機房的中心區域，管路較長，并且可能會因為層高受限，活動地板下的維護空間無法滿足檢修、維護的要求，增加了未來的維護成本，同時還埋下了更多的安全隱患的。

其次，個別機柜的前、后維護空間可能會因為建筑立柱而受到影響。如建筑內有較大的立柱，還可能會減少機柜的設計數量。

因此，為了保證機房的高可靠性和高可維護性，機柜橫向布局的方案不是非常適用于此建筑空間場景。

圖2 設計布局方案一（冷通道橫向設計）

圖3 設計布局方案二（冷通道縱向設計A）

2.2 設計布局方案2

如圖3所示，冷通道布置方向與走廊垂直，利用建筑空間中的承重立柱，精密空調設計在立柱之間的方案。

這種方案可以設計144個標準機柜（600 mm寬×1 200 mm深）。

機房制冷量方面，為保證機房內的各塊區域不會出現局部熱點，末端空調僅需要設計7臺，就可以滿足任一一臺空調檢修維護時，機房不會受到影響。

該方案的最大優點，是將精密空調的位置全部設置在了機房的一側，避免了精密空調的支路供、回水管進入機房中心區域。每個機柜的維護空間都能夠滿足規范要求，不會因為建筑內有較大的立柱，而損失機柜的設計數量。并且，因為精密空調和支路水管的布局區域調整了位置，所以無須將配電列頭柜擺放在封閉冷通道中，例如圖示可以設計在機房的兩側。

但是，這種將精密空調的支路水管設計在靠近建筑體外墻一側，也會給后期維護帶來很多不便，甚至會埋下安全隱患。因為在實際工程的裝修設計中，會在靠近建筑體外墻新做一面隔墻，用來阻斷建筑外進入機房的熱量，而這部分空間一般比較狹小，無論是將精密空調的水管設計在此處，還是設計到機房內側空調正面的活動地板下方，都不便于今后的檢修和維護。

2.3 設計布局方案3

如圖4所示，冷通道布置方向與走廊垂直，精密空調設計在靠走廊過道側的方案。從空間上來說，同樣可以擺放144個標準機柜（600 mm寬×1 200 mm深）。

再說機房制冷量，為保證各塊區域制冷效果，在要求有備用空調機的情況下，同樣僅需要設計7臺精密空調，就可以滿足機房內的冷量需求和檢修維護的工況。

本方案的最大優點是充分利用了精密空調之間的機房空間，設計出獨立的空調閥門室，用來安裝每臺精密空調的供回水管、支管控制閥、過濾器、平衡閥、排污閥、壓力表、溫度表等組件，使得這些經常需要維護的組件由前兩種占用水平空間的方案，重新設計優化為占用機房的垂直空間，垂直于地面的縱向布置，挖掘機房的縱向空間。讓這些體積不小的組件，被重新設計，更好地安裝在了空調閥門室內。對于運維人員來說，在進行巡檢和維護的時候，無須打開機房內的活動地板，避免了在活動地板下方或是在高密管路的空間內進行檢修和維護作業。

其次，因為精密空調和支路水管的布局區域設計更合理，機房內只需要將精密空調的正下方設置防水圍堰，水進入機房的概率降到了最低，大大提升了機房安全性和可靠性。并且，還可以將配電列頭柜設計擺放在封閉冷通道外部，除精密空調區域以外的任何合適區域，更便于運維人員操作、維護，同時還提高了封閉冷通道的安防等級，提升了機房的產能。

圖4 設計布局方案三（冷通道縱向設計B）

3 結 語

近年，隨著城市中心及周邊區域地價不斷攀升，IDC數據中心的總擁有成本（TCO）持續升高。在設計和實際工程中充分利用建筑特性，挖掘空間，優化設計最合適的方案，是我們降低建設和運營成本，提升生產效率最重要的研究工作。