某大型云計算中心的油機進風技術優(yōu)化

歐有樂

（廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司，廣東廣州 510630）

1 項目背景

國內某大型云計算中心位于南方某省會城市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，地理位置偏郊，交通四通八達，非常便捷，當?shù)仉娏┙o有強有力的保障。這幢閑置多年電子廠房，為多層丙二類廠房建筑，沒有地下層，地上共4 層，每層約8000m2，首層8m，2~4 層為標準層，每層層高為5.2m，結構負荷大，大院場地也滿足油罐埋地，方方面面的條件都符合云計算中心選址條件，冥冥之中這幢樓是為云計算中心而生。經(jīng)多次工藝規(guī)劃方案推敲對比，同時深度分析了柴油發(fā)電機排放、進、排風、噪聲處理等問題。此項目的柴油發(fā)電機圈定為大樓首層西側，并利用首層層高優(yōu)勢，擬在首層上空4.5m 位置設置油機進風平臺，以大樓南、北向長邊寬面改造為進風口，以解決柴油發(fā)電機的進風氣流組織問題，并提高首層平面空間的使用率，讓有限空間里面容納多臺發(fā)電機。

2 柴油發(fā)電機進風平臺的優(yōu)勢

2.1 提高使用率

云計算中心建筑內部空間科學的工藝規(guī)劃、各類設備功能設施合理設置，一直困擾著每個項目的機柜使用面積指標，為提高空間使用率是每個設計人的使命及追求目標。在此閑置電子廠房大樓改造方案中，擬取消發(fā)電機房的大面積的油機進風、消音間，將這些功能房間的面積騰挪更多的有效空間出來，可容納多臺柴油發(fā)電機，可滿足此云計算中心運行中所需要的油機供電的保護，更有效保障云計算中心服務器的正常運行。

2.2 送風合理性

因地制宜，在設置多臺柴油發(fā)電機的房間中，由于房間進深大，常規(guī)柴油發(fā)電機進風是依靠大功率風機強制性抽風往里面送風才滿足油機正常運行。這樣最末端幾臺油機進風量有一定的衰減，里面幾臺油機燃燒影響油機的輸出功率。投入使用后，這是達不到綠色環(huán)保、節(jié)能減排效果。并影響云計算中心的運行PUE 數(shù)據(jù)。為此，在此電子廠房建筑改造中利用首層層高8m 的優(yōu)勢，位于柴油發(fā)電機室4.5m 位置設置進風平層，充分利用大樓南、北向長邊的優(yōu)勢，局部改造外墻增加進風口以解決油機的進風問題，也符合油機運行的氣流組織問題，進風平臺邊沿端口也挨著每一臺油機進口位置，從而增強進風均勻效果，更有利油機正常運行，見圖1。

圖1 進風平臺

2.3 功能增值性

由于首層層高8m，相對內部配套功能用房，除空調制冷機房外，比如開關房、高、低壓配電室、電池室、接入間等多個功能房間是不需這么高空間，空間的大容積，會影響氣體滅火設備造價及后期管線吊裝難度要求。所以設置進風平臺既能解決油機進風問題，又能減少配套房間內部氣體滅火費用，更能給普通房間內部設備管線吊裝帶來便利。

2.4 功能合理性

云計算中心解決內部防水問題是項目建設中的重中之中，從云計算中心總體工藝規(guī)劃中看，云計算中心2~4 層標準層，主要是通信服務器機房，為中心的核心區(qū)，目前服務器機房內部服務器普遍采用風柜底送風或列間空調制冷達到冷卻要求。首先上層通信機房有大量空調水管置于2 層樓面，閥門損壞、管道破裂等問題引起滲漏威脅下層房間的配電設備。其次上層機房空間與下層配電用房由于功能不同，內部環(huán)境所需空調溫度不同，容易產(chǎn)生溫度差，在潮濕的空氣，首層配電用房天棚達到露點溫度后后會產(chǎn)生大量結露水，也是威脅下層配電設備正常運行主要的原因。設置進風平臺后，通過平層隔層及防護，會解決這些問題，更能體現(xiàn)大樓豎向空間組合的合理性。

3 柴油發(fā)電機進風平臺建造的技術要點

如何建造一個經(jīng)濟、合理、科學的柴油發(fā)電機進風平臺，結合此項目需求情況及投入資金等多方面因素考慮的。在前期對比中，比如將進風平臺的結構選型、成本造價、實施周期、平臺防水、防火、降噪等多要素都納入考慮之中，對上述問題進行詳細分析、對比、研究后才實施。

3.1 選型對比

目前國內云計算中心、數(shù)據(jù)中心內部所設置的進風平臺主要分為鋼結構平臺或混凝土平臺。該項目結合大樓的實際情況，考慮混凝土平臺會加重大樓結構基礎負荷，需要對大樓進行基礎、梁柱等結構加固，建設周期長，還有大跨度柱網(wǎng)空間中，新搭建的混凝土梁非常高，容易影響首層室內空間高度，會帶來一系列問題，為了加快項目建設，結合竣工交付時間。柴油發(fā)電機房進風方式最后選定采用輕便、快捷的鋼結構進風平臺。

3.2 快速搭建

鋼結構進風平臺，主要受力采用槽鋼吊裝技術，利用原有大梁側面進行植筋安裝槽鋼吊桿，底部平臺框架采用焊接鋼梁結構體系、平臺樓板底采用瓦形鋼板成型，上面鋪設鋼筋網(wǎng)，澆注60mm 厚抗?jié)B混凝土而成的。平臺上面除了進風消音板及風機外，沒有其他附加結構負荷，所以平臺結構負荷不需要考慮過高負荷標準，這樣平臺能在短時間內完成鋼結構搭建。

3.3 成本管控

時間就是金錢，在這高速發(fā)展社會，所有項目啟動到投入運營的時間都是非常短暫的，從在項目施工到完成交付時間里，能快速完成鋼結構施工，搶工期建設會能取得更大的優(yōu)勢。在材料造價中，鋼結構平臺與混凝土平臺制作對比，雖然鋼結構材料比混凝土會貴一些，但混凝土方案需對原有大樓梁、柱、基礎加固、混凝土板支模、鋼筋綁扎及后期養(yǎng)護等因素綜合起來，在造價、工期滯后等多種因素，鋼結構成本管控會優(yōu)于混凝土成本。故鋼結構平臺方案是更佳選項。

3.4 周期管控

鋼結構平臺實施，工藝簡易的、快速的，可在場外定制鋼結構構件，更多的鋼結構構件材料能在廠家定制成型，可達到標準化、模塊化產(chǎn)品，完成后鋼構件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場更方便安裝，能大大縮短施工周期，減少多種施工作業(yè)交叉、減少工人投入。特別是減少大樓的結構改造等因素，為項目交付周期爭取更多的時間。

3.5 防水構造

防水是云計算中心建設項目中的重中之重，首先上層標準層機房有大量空調水管置于二層樓面，閥門損壞、管道破裂等問題引起滲漏威脅著下層配電設備。其次上層機房空間與下層配電用房由于功能不同，內部環(huán)境所需空調溫度不同，容易產(chǎn)生溫度差，在潮濕的空氣，達到露點后會產(chǎn)生結露水，也是威脅下層配電設備正常運行主要的原因，再次置于外墻進風百葉，大雨天也是平臺進水事故點，故在平臺防水構造中，進風平臺上方必須采用多道防水技術隔離措施。結合這些防水要素，主要表現(xiàn)在“防、疏、堵、柔剛相濟”等手法中。“防”主要預防外墻進風百葉口飄雨可能性，需增加擋水壩，百葉疏水設置，二層機房的樓地面的源頭做好防水、保溫措施，以減少漏水隱患及首層配電房天棚結露的風險；“疏”主要是在鋼平臺上面設置足夠的排水地漏，預防平臺后期的積水帶來的滲漏的風險；“堵”主要表現(xiàn)在鋼平臺四周外邊沿、企口位置、豎向井道口。在這幾個位置邊沿設置高于200mm 高的混凝土擋水壩，防止進風平臺上面的積水帶來的風險；“柔”主要表現(xiàn)在鋼平臺樓地面的防水，必須采用一級防水處理，多道柔性防水材料以增加防水膜的韌性效果；“剛”主要表現(xiàn)在鋼平臺樓地面混凝土材料方面，建議采用抗?jié)B混凝土澆注平臺樓板。

3.6 防火、降噪

油機的進風鋼結構平臺實則是一層吊裝起來的輕型薄樓板，此項目為丙二類廠房建筑，按《建筑設計防火規(guī)范》（GB 50016—2014）的樓板構件防火要求，樓板耐火時間需達到1h 以上，故鋼質進風平臺需做一層耐火大于1h 的防火涂層。建議采用厚型的防火涂層，厚型防火涂層是常規(guī)材料，有一定厚度的多孔材料，在油機運行產(chǎn)生噪聲，鋼結構吊件及機械產(chǎn)生共鳴噪聲時起著一定吸音降噪效果，另外厚型防火涂層的造價及保溫也有利云計算中心建設要求。

進風平臺樓地面及豎向管井的防火封堵，該項目對平臺的豎向管井、側墻墻孔洞進行防火封堵，防火封堵可采用巖棉板、防火涂料板、防火圈、防火泥等A 級不燃的無機材料進行封堵。

3.7 設備吊裝便利

此廠房首層8m 層高空間，有充分高度能滿足首層柴油發(fā)電機及空調制冷機房的設備安裝進出。進風平臺安裝好后，平臺底部還有4.5m 凈高，還有足夠的空間滿足各類管道吊裝，8m 層高通過鋼質進風平臺的轉換，大大壓縮了部分空間高度，明顯減少設備支架安裝難度，鋼質吊桿還可以與平臺槽鋼采用焊接方式，螺栓固定方式等多種辦法操作完成安裝，這樣建成后更有利于后期運維人員檢修，對日后擴容更有便利性。

4 結語

本文針對本項目改造中舊大樓現(xiàn)實條件，結合云計算中心內部柴油發(fā)電機進風平臺技術進行優(yōu)化，從造價、實施周期、防水、防火、降噪、管線吊裝等多方面進行了分析及實施投入使用，到得業(yè)內一致的好評。這樣的優(yōu)化技術更適用于舊廠房、舊民用建筑改造為云計算中心、數(shù)據(jù)中心的基礎設施功能。