新型匯聚機房建設方式研究及應用

［遲柏洋 強浩 薛其林 白龍飛］

1 引言

匯聚機房是各運營商開展業務的載體，作為一種重要的網絡基礎資源，在5G 建設大背景下，匯聚機房歷年投資呈現高速增長趨勢，而傳統的以購置、自建、租賃為主的建設方式過于單一，購置機房投資大、建設周期長、城區選址難造成匯聚機房建設難度增加、投資效益降低等問題愈發凸顯。本文針對傳統建設方式的缺點，通過研究一體化、裝配化新型匯聚機房建設方式及適用場景，降本增效，縮短建設周期，提高匯聚機房建設效率和投資效益并在現網進行實踐及部署。

通過對比一體化、裝配化新型建設方式在建設成本、建設周期、建設難度方面的差異，得出新型建設方式在節省成本和提高部署效率上具備的優勢，并對一體化、裝配化新型匯聚機房建設方案建設場景進行了深入研究，有效指導此類匯聚機房在各省的建設實施。

2 匯聚機房投資趨勢分析

經過多年建設，某省通信運營商匯聚機房儲備逐年增強，建設規模和投資額度逐年提升，如圖1、圖2和圖3所示，匯聚機房從2015 年～2019 年的五年間，年度總投資呈現明顯上升趨勢，單機房平均造價也呈現出明顯上升態勢。

圖1 某省通信運營商匯聚機房投資規模趨勢圖

圖2 某省通信運營商匯聚機房購置單價趨勢圖

圖3 某省通信運營商匯聚機房自建單價趨勢圖

由圖1、2、3 可見，不但匯聚機房建設投資上升趨勢明顯，而且投資金額較大，后續還將維持較大規模投資力度。在大規模建設匯聚機房歷史大背景下，降本增效、提高匯聚機房建設效率，開拓和嘗試新型高效低成本建設方式對運營商是非常有意義的。

3 一體化機房建設方式分析與研究

3.1 一體化機房技術簡介

一體化機房是為應對通信設備越來越趨于小型化，建站方式越來越集約化，環境友好度要求越來越高而提出的使用新型建筑材料建設新一代符合標準化、模塊化、美觀化的集約化通信機房解決方案。機房主材采用國際成熟GRC 玻璃纖維增強混凝土內加雙向鋼筋制成，其中主要材質的重量配合比如下：水泥∶沙∶鋼筋∶玻璃纖維=100∶150∶8∶6，有效解決傳統磚砌機房造價高、能耗高、建設周期長、占地面積較大、施工易受阻、搬遷時費時費力無法重復利用等問題。同時解決彩鋼板房在抗臺風耐腐蝕、保溫隔熱及防盜性能等方面存在的不足，其性能參數如表1 所示。

表1 一體化機房性能參數

3.2 一體化機房特點分析

3.2.1 優點

（1）標準化。產品各種規格均按照通信機房標準設計，完全容納開關電源、蓄電池、空調等配套，型號不同，預留的機位數不同。

（2）美觀化。仿生景觀設計，減少建站阻力。

（3）安裝快捷。29 平方以內小型機房運到現場后兩小時內完成安裝，29 平方以上需現場拼接機房約一天時間即可完工。

（4）可集約化施工。可按甲方要求出廠前即配置走線架、接地排、照明、交流配電箱等設施，省去甲方二次調度施工的麻煩，縮短交付時間。

（5）無需開挖深基礎，無強制拆遷風險。

（6）建筑設計使用壽命50 年以上，主體質保20 年，便于在綠化帶等公共區域審批建設。

3.2.2 缺點

（1）抗震性能不足，機房采用的是非框架式結構的整版拼接方式，無結構柱和結構梁，在抗震性能方面不及傳統的購置機房或自建機房。

（2）防風性能不足。機房采用的是非框架式結構的整版拼接方式，無結構柱和結構梁，在抗防風能方面不足。

（3）需使用架空地板。由于機房地基為架空方式，需要在機房內鋪設架空地板，機柜的安裝固定需要增加槽鋼，必要時需要焊接才能固定機柜，后期使用維護不如傳統機房方便。

4 裝配式機房在匯聚機房中的應用

4.1 裝配式機房技術簡介

裝配式機房是由預制部品部件在工地裝配而成的機房，是指把傳統建造方式中的大量現場作業工作轉移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑用構件和配件，運輸到建筑施工現場，通過可靠的連接方式在現場裝配安裝而成的建筑。現階段，結合施工方法以及預制構件的形式，能夠將其劃分為五種類型：砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升層建筑。現場施工中更多的使用了裝配作業，明顯減少了現澆作業的數量。另外，在理想狀態下，裝配式建筑能夠實現裝修隨主體施工同步進行，在保證建筑質量的基礎上，大幅縮短的施工周期，更好的節約了資源。

4.2 裝配式機房建設方式分析與研究

裝配式機房的大部分建筑部件是在工廠車間內完成的，包括外墻板，內墻板，樓梯，預制梁，預制柱等。

4.2.1 優點

（1）施工效率高。裝配式提前將建筑構件制作好，可以節省傳統建筑形式中建筑施工現場加工制作所消耗的時間。

（2）質量保障更高。建筑施工所需要的各種構件在工廠預制，確保所有條件都有利于施工構件生產，進而施工構件質量得到保證。

（3）安全性更高。施工構件提前生產完成，現場施工只需要專業施工人員，根據裝配式施工標準進行安裝，可以更好的提高施工安全性，保障參與施工人員的人身安全。

（4）節約建筑施工成本。裝配式建筑很多建筑材料都是統一采購生產，成本較低；標準化的建筑施工作業在很大程度上節省了建筑施工材料消耗。裝配式建筑預制構件以及現場裝配構件等過程對人力資源成本降低效果顯著。

（5）綠色環保。因為裝配式建筑結構大量構件是由工廠化生產，減少現場作業，所以減少工地揚塵、噪音、濕作業等對環境污染和對周邊居民的影響，比傳統建筑更環保。

（6）可重復利用：標準化、模塊化、可重復利用：裝配式機房可靈活移動、組合，重復利用。

4.2.2 缺點

（1）構件尺寸誤差。裝配式建筑構件生產會出現構件尺寸誤差，工作人員操作上也會出現專業差距，將會導致拼接期間縫隙不能對應，影響施工進度的同時也直接影響施工質量。

（2）耐候膠更換難度大。裝配式建筑處理外墻板縫之間，必須應用耐候膠，雖然耐候膠密封性良好，但耐久性有待提高。更換耐候膠難度較大，施工要求高。

（3）容易出現脫落的問題。裝配式建筑建設過程中，預制板的容易出現裂縫，即使施工選擇應用抗裂砂漿彌補縫隙，長時間也會導致砂漿出現脫落的問題。

（4）運輸條件限制。裝配式預制構件在工廠統一生產后運至施工現場，設計時應考慮運輸車輛、吊裝設備等預制構件的限制。如果生產工廠和施工現場之間距離過遠，將會增加構件運輸的成本。

（5）標準規范瓶頸：規程規范內容及相關解釋有待補充完善。國家層面的裝配式建筑不多，缺乏標準體系。專業建設隊伍瓶頸：設計單位、建設單位，包括設計人員、監理、建筑工人對裝配式工藝領域處在摸索階段。

5 新型匯聚機房場景應用

5.1 一體化機房場景應用

5.1.1 道路周邊應用

為便捷業務接入，機房選取靠近主干道路周邊。但道路周邊區域小，不便于結構化機房施工。另外城市建設規劃變化快，機房調整情況時有發生，所以一體化機房的出現很好地解決了這些困難。

5.1.2 鐵路沿線周邊應用

鐵路沿線施工及審批困難程度較一般場景困難。同時，高鐵高價值客戶的服務質量，直接關系到客戶感知。高鐵沿線的信源機房可采用一體化機房部署，很好地解決了施工審批困難的問題，滿足了快速接入要求。

5.1.3 社區應用

目前作為業務機房接入，以快速接入為目標，利用其靈活部署的特點，充分豐富5G 機房資源儲備，社區部署是重要的一個環節。社區內機房購置無法完成的時候，一體化機房將是一個很好的補充建設方式。

5.1.4 公共區域應用

目前機房部署困難點公共區域尤為突出，對于已經成型的大型廣場、公園、政府單位等區域，施工審批更是困難重重，同時也是城市熱點的重要區域。一體化機房具備快速部署、方便施工、外觀美化等特點，很好地解決了這些困難。

本文中的一體化匯聚機房建設方式在青島實現落地實踐，并在實踐機房中應用。在綠化帶內建設一處一體化機房，房屋結構整體僅用2 天完工，機房底座為懸空，整體比地面抬高0.8 m，有效防止防洪水灌入，由于連續下雨，機房外已有積水，但機房未受影響。

由于一體化機房底部懸空，機柜需要固定在槽鋼上，抗震性能不足，采用靈活移動的滑塊來適應機柜固定螺栓的位置，避免螺栓位置落空的問題出現，目前該機房已經準備投入正式使用。

5.2 裝配式機房場景應用

在一處邊綠化帶內建設一處裝配式機房，建成后外觀如上圖，房屋結構整體僅用一周時間完成，由于采用了框架結構，機房與傳統工藝相比在抗震性能上比一體化機房具有明顯優勢。

機房基礎、墻面、板均在出廠前預支完成，整個施工過程采用現場拼接、灌漿方式施工，施工過程噪音小，環境影響小、未遇到阻工現象。

6 降本增效效果分析

6.1 建設投資對比分析

表2 以一體化機房建設方式為例與傳統建設方式對比分析，一體化機房與傳統建設方式相比在城區建設成本具有明顯優勢，在如地市A、地市B 等房價較高地市的密集城區其成本優勢更為突出，在其地市的成本優勢也較明顯。

表2 一體化機房建設方式與傳統建設方式投資對比分析表

6.2 建設周期對比分析

如表3 所示，以一體化機房建設方式為例與傳統建設方式建設周期對比分析，如表3 可見一體化機房建設方式建設周期僅需61 天，明顯小于傳統建設方式。

表3 一體化機房建設方式與傳統建設方式建設周期對比分析表

7 總結與實施建議

一體化及裝配式機房作為現有建設方式的補充方式，建議在綠化帶、公園、廠區及購置困難的老舊城區等場景建設。

鑒于一體化及裝配式機房的抗震防風性能有待驗證，建議作為補充建設方式實施，建議試用比例不超過10%，建議在普通和業務會機房中試點，重要匯聚機房對安全、抗震要求較高不建議使用。

表4 一體化、裝配式機房優缺點總結與對比

一體化機房不建議在抗震烈度7 級以上區域使用，沿海城市和易受臺風影響的地區不建議使用。

8 結論

通過前文對一體化、裝配式機房技術方案的研究，可以明顯看出一體化機房和裝配式機房在降本增效和降低匯聚機房實施難度方面具備明顯優勢，在使用場景上也很靈活，可以覆蓋傳統建設方式很難覆蓋的社區、綠地、社會公共區域等位置，能有效降低機房選址難度，可作為傳統建設方式的有效補充；但一體化機房在抗震性能方面明顯不足，具體性能還有待進一步驗證，因此不建議大規模應用，但非常適合作為匯聚機房建設的一種補充建設方式小規模應用。