數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵造價指標影響因素分析

張 飄，張 興，姚俊峰

（1.中國電信股份有限公司廣東分公司，廣東 廣州510089；2.公誠管理咨詢有限公司，廣東 廣州510089）

0 引 言

大數(shù)據(jù)中心作為“新基建”的7大領(lǐng)域之一，為5G、人工智能以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供了場地基礎(chǔ)設(shè)施，具有新時代的豐富內(nèi)涵。既符合未來經(jīng)濟社會發(fā)展趨勢，又適應(yīng)中國當前社會經(jīng)濟發(fā)展階段和轉(zhuǎn)型需求，在補短板的同時，將成為社會經(jīng)濟發(fā)展的新引擎。

目前，全國各運營商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及第三方運營企業(yè)，對尤為重視大數(shù)據(jù)中心建設(shè)，紛紛投入巨資建設(shè)數(shù)據(jù)中心。據(jù)Synergy Research統(tǒng)計，全球2018—2020年針對數(shù)據(jù)中心的資本支出每年增加11%，主要用于建設(shè)、擴張和裝備大數(shù)據(jù)中心，而我國的增長尤為明顯，這與IaaS、PaaS、SaaS、搜索、社交網(wǎng)絡(luò)、線上教育和電子商務(wù)等業(yè)務(wù)領(lǐng)域迅猛增長有關(guān)。

數(shù)據(jù)中心工程造價指標的建立以及完善，對成本控制和投資效益具有深遠的意義，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）可作為編制投資估算、設(shè)計概算的重要參考依據(jù)，服務(wù)重點是為建設(shè)前期的項目投資決策、項目建議書、可行性研究、前期經(jīng)濟咨詢、限額設(shè)計以及設(shè)計方案優(yōu)化服務(wù)。

（2）在設(shè)計階段進行限額設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計時，可應(yīng)用造價指標對設(shè)計主選方案和備選方案進行技術(shù)經(jīng)濟評價。

（3）有助于快速編制設(shè)計概算，具體應(yīng)用包括：①通過對項目特征的檢索，可依據(jù)造價數(shù)據(jù)庫中與之相似度較高的同類項目的造價指標進行對比分析，也可依據(jù)造價指標進行單位工程、分部分項工程的人工、材料、機械消耗量以及費用等計算；②可提高設(shè)計概算的編制效率和準確性，及時找到修改設(shè)計方案的最佳途徑，使設(shè)計方案更趨技術(shù)先進和經(jīng)濟可控。

綜上所述，進一步深入分析數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵造價指標的影響因素，并應(yīng)用于項目實施過程，將有利于數(shù)據(jù)中心在方案規(guī)劃、投資控制以及建設(shè)效益中發(fā)揮重要作用。

1 關(guān)鍵造價指標說明

1.1 數(shù)據(jù)中心造價構(gòu)成

數(shù)據(jù)中心建設(shè)工程造價包括土建工程造價和機電工程造價，涉及的專業(yè)內(nèi)容見表1[1]。

表1 數(shù)據(jù)中心造價主要構(gòu)成

1.2 關(guān)鍵造價指標

1.2.1 選取關(guān)鍵造價指標原則

遵循“科學(xué)客觀、系統(tǒng)簡潔、統(tǒng)一通用、權(quán)威靈活”的原則。

1.2.2 造價標準編制依據(jù)

《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》GB50174—2017；企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)標準；各省市現(xiàn)行預(yù)算定額及相關(guān)文件；各地區(qū)造價主管部門發(fā)布信息（人工工日單價、材料單價以及機械臺班單價等）；重要主材、設(shè)備集采及市場詢價。

1.2.3 關(guān)鍵造價指標

主要包括單位建筑面積造價、單位機架造價、單位功耗造價、單位機架面積以及單位功耗面積5個關(guān)鍵造價指標，具體技術(shù)經(jīng)濟指標計算公式如下[2]：

需要注意，因全國各地數(shù)據(jù)中心實施差異較大，以上關(guān)鍵造價指標均不包含其他費用。其他費用包括土建工程部分和機電工程部分。對于土建工程部分，主要包括采暖工程費、早期煙霧報警系統(tǒng)工程費、室外工程費、征地費、工程建設(shè)其他費以及工程預(yù)備費等；對于機電工程部分，主要包括外市電引入工程費、變電站費、冬季利用自然冷源等節(jié)能技術(shù)費，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備及數(shù)據(jù)處理設(shè)備費，工程建設(shè)其他費，工程預(yù)備費等。

2 數(shù)據(jù)中心項目造價指標分析

2.1 數(shù)據(jù)中心項目關(guān)鍵造價指標

為更好地分析數(shù)據(jù)中心造價指標的影響因素，選取相同等級標準要求，考慮建設(shè)時間、機房規(guī)模、投產(chǎn)時間以及地區(qū)發(fā)展水平相當?shù)臄?shù)據(jù)中心，共篩選12個同類項目（其中9個新建，3個改建）的工程造價關(guān)鍵指標作為分析樣本，具體項目如表2所示。數(shù)據(jù)中心項目關(guān)鍵造價指標的橫向?qū)Ρ惹闆r，如表3所示[3]。

2.2 初步對比分析

通過同類項目的橫向?qū)Ρ?，大部分項目的單位建筑面積造價控制在3 500～4 000元/m2，控制較理想，但在單位機架造價、單位功耗造價等方面存在較大差異。

（1）單位功耗造價與機架功率成反比，直接反映IT功耗（算力）與工程造價關(guān)系，是數(shù)據(jù)中心重要的衡量指標。圖1為單位功耗造價趨勢圖，可見部分項目該指標偏高[4]。

圖1 單位功耗造價趨勢圖

表2 數(shù)據(jù)中心項目造價分析樣本

表3 數(shù)據(jù)中心項目關(guān)鍵造價指標

（2）單位機架造價與機架功率成正比，與設(shè)計方案、機房等級以及客戶需求正關(guān)聯(lián)。圖2為單位機架造價趨勢圖，可見部分低功率機架項目的造價明顯偏高[4]。

圖2 單位機架造價趨勢圖

3 造價指標影響因素分析

收集、分析同類項目的造價構(gòu)成，采取專家調(diào)查法和頭腦風(fēng)暴法方式進行歸納總結(jié)?？傮w而言，影響數(shù)據(jù)中心的造價指標主要有涉及3方面因素。

3.1 市場因素

3.1.1 選 址

用戶在選擇應(yīng)用數(shù)據(jù)中心時，根據(jù)實際需求，結(jié)合機房位置、網(wǎng)絡(luò)、成本以及運營能力等因素進行綜合考慮。優(yōu)良位置資源的稀缺性一定程度上推高了投資成本，尤其在地理位置、能評以及環(huán)評等方面。

3.1.2 項目規(guī)模

因數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的復(fù)雜性和多樣性，多系統(tǒng)協(xié)作必不可缺。規(guī)模小的數(shù)據(jù)中心投資效益不明顯，造成造價指標偏高?？梢?，規(guī)模效應(yīng)在一定程度上與投資效益正相關(guān)，但也存在邊際效應(yīng)。

3.1.3 業(yè)務(wù)等級

不同客戶的業(yè)務(wù)類型和等級要求，尤其是核心敏感數(shù)據(jù)、安全性要求極高的業(yè)務(wù)，明顯拔高了整體造價指標。

3.1.4 定制化需求

特定的客戶考慮服務(wù)群體和遠期發(fā)展目標，追求性價比往往是其首選條件，同時兼顧配套成本、人才環(huán)境等因素。

3.2 技術(shù)方案因素

3.2.1 設(shè)計拓撲方案及冗余度

不同的建設(shè)方案（供配電、空調(diào)、消防、智能化）是影響工程造價的主要因素，其中供配電系統(tǒng)配置和冗余度影響最大。

如表4所示，A棟供配電系統(tǒng)相比B棟略高，主要在變壓器和電源系統(tǒng)，但單位功耗造價A棟高于B棟11.46%，單位機架造價A棟高于B棟9.65%[5]。

3.2.2 平面布局

合理結(jié)合土建結(jié)構(gòu)方案和機電配置方案，降低不必要的輔助機房，如“門面工程”、異形外墻、展覽廳以及功能房等，最大程度降低單位機架面積和單位功耗面積指標。

表4 某數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)區(qū)別

3.2.3 高功率機架使用

高功率機架的使用一定程度上增加了單機架造價，但作為關(guān)鍵造價指標的單位功耗造價則有所下降。

3.2.4 主要設(shè)備材料選型

主要設(shè)備材料選型同樣影響工程造價，如空調(diào)主機知名品牌與一般品牌的價格差異、柴發(fā)的備用功率與主用功率的差異等。

3.3 項目管理因素

3.3.1 采購模式

運營商和互聯(lián)網(wǎng)公司采取甲供設(shè)備材料，規(guī)模效應(yīng)具有良好的議價能力，在成本管控方面有較大優(yōu)勢；第三方企業(yè)采取EPC、白名單或短名單形式，亦可一定程度控制成本。

3.3.2 合同方式

實施施工總承包，在工期和成本管控方面具有明顯優(yōu)勢，減少業(yè)主的管理成本。全國超過1 000個機柜以上的數(shù)據(jù)中心，在EPC總包項目占比較高，超過55%。在實施施工總承包項目中，其中PC模式占73.4%，EPC模式占26.6%[6]。

3.3.3 施工組織

實施計劃與組織工作的好壞，直接影響項目的工期和工藝質(zhì)量，與項目的驗收測試、投產(chǎn)使用等全生命周期息息相關(guān)，同時影響投入與產(chǎn)出的效能，是反映和影響工程造價指標的方面。

4 工程優(yōu)化措施

4.1 技術(shù)優(yōu)化措施

（1）不同項目對建設(shè)標準的認知理解不同，造成工程造價的差異，如國標A級標準評定（關(guān)鍵條款100%通過、可選擇條款不低于90%即可）?？刹扇I(yè)務(wù)分等級保障機制，按不同樓棟、樓層或機房來劃分業(yè)務(wù)等級，進一步精確控制和優(yōu)化工程造價指標。如表5所示，對A、B棟供配電系統(tǒng)對接業(yè)務(wù)等級的重要性進行二次優(yōu)化，優(yōu)化后可節(jié)省投資2 904萬元[7]。

（2）同一建設(shè)標準但不同的配置方案，其工程造價差異亦較大。2N高壓直流改為“一路市電+一路高壓直流”，可較大幅度降低造價指標。

（3）電源系統(tǒng)利用率的限制、冗余度不同，亦影響工程造價。例如，原方案-48 V直流電源系統(tǒng)利用率較低（如某項目系統(tǒng)配置3 000 A，運維部門要求長期負載電流不大于1 746 A），可通過修改并提高電源系統(tǒng)利用率，適當調(diào)減冗余度，一定程度上降低造價指標。

（4）單機架功率密度越高，造價關(guān)鍵指標越理想。因此，可在前期進行規(guī)劃設(shè)計，適當提高單機架功率。

（5）統(tǒng)籌考慮數(shù)據(jù)中心的土建和機電專業(yè)設(shè)計方案，以關(guān)鍵造價指標作為成本管控手段，多方案對比并不斷進行布局優(yōu)化，以減少不必要的投資。

4.2 管理改進措施

（1）條件成熟的數(shù)據(jù)中心項目，可引入施工總承包模式。一方面實現(xiàn)設(shè)計和施工一體化，有利于整個項目的統(tǒng)籌規(guī)劃和協(xié)同運作，可以有效解決設(shè)計與施工的銜接問題、減少采購與施工的中間環(huán)節(jié)，順利解決施工方案中的實用性、技術(shù)性以及安全性之間的矛盾。另一方面，迎合業(yè)務(wù)需求，可一定程度上逐步節(jié)省工程成本，不斷降低數(shù)據(jù)中心工程造價指標。

（2）推進全過程工程咨詢，以全過程項目管理為核心，以增效降本為出發(fā)點，逐步將前期咨詢、招標采購、工程監(jiān)理、造價咨詢與評級認證等工作吸收合并，納入全過程咨詢范疇，最大程度上降低項目的全生命周期成本（TCO），從而實現(xiàn)工程建設(shè)的既定目標。

（3）不斷收集、完善同類項目的造價關(guān)鍵指標。作為下期項目的實施依據(jù)，制定合理的合同總價和工期要求，且業(yè)主的投資和工程建設(shè)期相對明確，有利于成本和進度控制。

表6 數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵造價指標參數(shù)表

（4）將部分成熟可靠的主要設(shè)備材料采購交由施工總承包負責(zé)，在合同中約定最高限價，明確規(guī)格參數(shù)與技術(shù)指標，有利于實現(xiàn)造價與工期。

5 結(jié) 論

以數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵造價指標為切入點，分析數(shù)據(jù)中心的工程造價構(gòu)成和關(guān)鍵造價指標，其中單位功耗造價直接反映IT功耗（算力）與工程造價關(guān)系，是數(shù)據(jù)中心重要的衡量指標?？傮w來說，關(guān)鍵造價指標控制在表6所列參數(shù)以內(nèi)，數(shù)據(jù)中心投資效益將比較理想[8]。綜上所述，通過全國同類項目數(shù)據(jù)中心的造價指標對比，分析影響數(shù)據(jù)中心的3個因素——市場、技術(shù)方案以及項目管理，并在技術(shù)優(yōu)化、管理改進提出具體的改進措施。