數(shù)據(jù)中心造價標準技術(shù)研究

劉暢

（中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司，江蘇 南京 210009）

0 引言

隨著云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心作為信息化基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，承擔了越來越多的業(yè)務和應用。數(shù)據(jù)中心建設(shè)具有高度復雜性和專業(yè)性，對土地、建筑、設(shè)備、能源等多個方面的要求十分嚴格。同時，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)成本也非常巨大，已成為投資者的關(guān)注焦點。因此，開展對數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本的研究，對于提高建設(shè)效率、降低投資風險、促進行業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。

本研究旨在探討數(shù)據(jù)中心的建設(shè)成本問題，深入了解數(shù)據(jù)中心建設(shè)項目的各個環(huán)節(jié)，尋找有效的成本優(yōu)化方案。通過案例分析，研究不同類型和規(guī)模的數(shù)據(jù)中心建設(shè)項目中的關(guān)鍵因素，總結(jié)各個環(huán)節(jié)的主要成本，提出相應的解決方案，從而形成一個完整的數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本評估模型。該研究將為相關(guān)從業(yè)人員提供實用性的指導，促進數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展。

1 數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1.1.1 國內(nèi)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀

國內(nèi)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模不斷擴大且逐漸優(yōu)化。2022 年，京津冀等8 個國家算力樞紐建設(shè)進入深化實施階段，新開工數(shù)據(jù)中心項目超60 個，新建數(shù)據(jù)中心規(guī)模超130 萬標準機架。西部數(shù)據(jù)中心占比穩(wěn)步提高。上海、天津、武漢、合肥、深圳、成都等城市加快推進智算中心建設(shè)。相關(guān)報告顯示，2022 年我國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模達50.2 萬億元，總量穩(wěn)居世界第二，同比名義增長10.3%，占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重提升至41.5%[1]。

1.1.2 國內(nèi)數(shù)據(jù)中心發(fā)展趨勢

在這一背景下，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)面臨著新的發(fā)展機會和挑戰(zhàn)。具體來看，在技術(shù)和服務方面，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心應加強以下3 個方面。

（1）提高計算效率和系統(tǒng)性能。為了滿足用戶在數(shù)據(jù)存儲、處理和計算方面的日益增長的需求，需要采用更先進的芯片和成熟的分布式系統(tǒng)，以確保更快速更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)實時計算和高負債量處理能力。

（2）優(yōu)化資源管理和使用效率。在能源利用和回收和利用上，要積極推廣各類節(jié)能和環(huán)保措施，并通過市場手段推動企業(yè)參與節(jié)能減排、碳排放目標等行動并全面發(fā)揮企業(yè)在科技創(chuàng)新中的作用，使外部科技與自主科技研發(fā)兩者相互結(jié)合，進而形成數(shù)一流大型科技商品和厚實研發(fā)經(jīng)驗，滿足客戶不斷增長和多元化的信息技術(shù)支撐需求。

（3）完善安全機制。作為大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、存儲和傳輸?shù)奈锢碓O(shè)施，數(shù)據(jù)中心同樣關(guān)注安全性。因此，要針對不同情況創(chuàng)新開發(fā)多元化的網(wǎng)絡(luò)安全保障。

1.2國外數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1.2.1 國外數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀

由于云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的廣泛應用以及數(shù)字化需求不斷增加，數(shù)據(jù)中心在全球范圍內(nèi)市場規(guī)模持續(xù)增長。據(jù)IDC 預測，2021 年全球數(shù)據(jù)中心技術(shù)和服務支出有望達到2040 億美元，其中各地區(qū)的增長情況也存在一定差異。例如，亞太地區(qū)的增長率最快，但歐洲和北美地區(qū)仍是全球數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模最大的地區(qū)之一。5G 的快速發(fā)展拉動了移動互聯(lián)網(wǎng)的進一步完善，眾多應用場景惠及個人和企業(yè)用戶，同時也為數(shù)據(jù)中心建設(shè)創(chuàng)造了更多機遇。隨著5G 技術(shù)的不斷改善，運營商將會大力推廣相關(guān)設(shè)施，并鼓勵設(shè)備制造商增加5G 支持的途徑。盡管全球經(jīng)濟環(huán)境受到疫情影響比較大，而數(shù)據(jù)中心卻依然保持了較強的穩(wěn)健上行趨勢。云服務市場需要大量的高性能和易擴展的服務器，其中大型企業(yè)客戶仍占據(jù)主導地位，并且這種場景下的需求持續(xù)增加。同樣的，當下“邊緣計算”已經(jīng)開始上升，并且數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域在未來將可能有更多機遇。

1.2.2 國外數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢

（1）綠色能源和環(huán)保成為重中之重。在碳排放和氣候變化日益受到關(guān)注的今天，綠色能源和環(huán)境保護問題越來越被人們關(guān)注。數(shù)據(jù)中心作為運行能耗大的設(shè)施，應重視節(jié)能減排和環(huán)保。許多先進的數(shù)據(jù)中心已開始采用可再生能源，如風能、太陽能等，來改善它們的環(huán)境體現(xiàn)，降低碳足跡（carbon footprint）。未來，在“綠色”趨勢創(chuàng)新的影響下，數(shù)據(jù)中心將更偏于精細度，同時優(yōu)化電源和供暖系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（2）人工智能成為主要推動力。在未來，人工智能應用將成為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的主要推動力。目前，許多數(shù)據(jù)中心正在探索人工智能技術(shù)的應用，以自動化管理和協(xié)調(diào)各種計算資源。此外，數(shù)據(jù)中心還可以使用人工智能來監(jiān)視和管理他們的操作，并進行有效的故障排除，制定用戶需求模式和客戶體驗渠道，甚至也有部分公司在轉(zhuǎn)型智能云平臺、或是智慧城市等方面。

（3）邊緣計算技術(shù)的應用加速。邊緣計算（edge comˉ puting）指的是將計算和儲存任務從數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移到與設(shè)備更接近的地方，專注提供低延遲和高可用性的計算架構(gòu)[2]。目前，“邊緣計算”正成為未來發(fā)展的重要引領(lǐng)，這使得數(shù)據(jù)中心運營商們需要在更多場景下提供更高效的距離感知服務支撐。因此，未來數(shù)據(jù)中心將推進基礎(chǔ)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)升級、數(shù)據(jù)處理及流量管理優(yōu)化和定位算法等各種尖端技術(shù)應用。

2 數(shù)據(jù)中心投資構(gòu)成要素

建筑及安裝工程投資構(gòu)成要素如表1 所示。機電配套工程投資構(gòu)成要素如表2 所示。

表1 建筑及安裝工程投資構(gòu)成要素

表2 機電配套工程投資構(gòu)成要素

3 數(shù)據(jù)中心造價影響因素

3.1 土地和場地選擇

地選擇和場地選擇是數(shù)據(jù)中心造價的重要因素，涉及土地價格、可用性、基礎(chǔ)設(shè)施、場地面積和準備工作等方面。在選擇土地和場地時，需要綜合考慮成本、需求、未來擴展計劃和運營效率，并根據(jù)具體情況做出決策。

3.2 建筑設(shè)計和材料選用

建筑設(shè)計和材料選用是數(shù)據(jù)中心造價的重要因素，涉及建筑類型、布局規(guī)劃、結(jié)構(gòu)建材、絕緣材料、地板墻壁材料以及可持續(xù)設(shè)計等方面[3]。在進行數(shù)據(jù)中心建設(shè)項目時，需要綜合考慮成本、運營效率、靈活性和可持續(xù)發(fā)展目標，并根據(jù)實際需求和預算做出相應的決策。

3.3 機房空間布局和機柜選型

通過合理的布局和選用適當?shù)臋C柜，可以提高數(shù)據(jù)中心的空間利用率、設(shè)備容量和運行效率，從而降低建設(shè)和運營成本。在進行機房空間布局和機柜選型時，需要根據(jù)實際需求考慮可擴展性、通風散熱要求、未來的設(shè)備規(guī)劃，并與預算相匹配。

3.4 設(shè)備及配件采購

設(shè)備及配件采購對數(shù)據(jù)中心造價有直接影響[4]。在進行采購時，需要綜合考慮設(shè)備品牌、性能、售后服務、配件功能和采購計劃等因素，并根據(jù)實際需求和預算做出相應的決策以實現(xiàn)最佳性價比。

3.5 前期工程費用

前期工程費用是數(shù)據(jù)中心造價的重要組成部分，它包括了項目準備階段的各項費用。在進行數(shù)據(jù)中心建設(shè)項目時，需充分考慮這些前期費用，并根據(jù)項目規(guī)模、需求和預算進行合理規(guī)劃和控制[5]。

4 實例分析

4.1 主要經(jīng)濟技術(shù)指標

河北懷來某數(shù)據(jù)中心建設(shè)目標為打造集“智慧、綠色、靈動、云合”為一體的大數(shù)據(jù)中心示范園區(qū)。一期工程擬采用熱管多聯(lián)、市電+高壓直流、AI 節(jié)能優(yōu)化等節(jié)能技術(shù)措施，PUE 目標值1.148。節(jié)能技術(shù)本著兼顧客戶接受度與經(jīng)濟適用的原則，土建工程預留條件通用靈活，滿足機電實施階段的技術(shù)融合及迭代。

懷來某數(shù)據(jù)中心園區(qū)一期工程總投資約115422.87 萬元，其中：數(shù)據(jù)中心及動力中心總投資約105612.50 萬元（包含A1、A2 數(shù)據(jù)中心及D1 動力中心土建工程，機電配套工程及外市電引入工程）。園區(qū)配套工程總投資約9810.37 萬元（包含智慧云綜合調(diào)度中心、110kV 變電站土建工程及室外工程）。經(jīng)測算，一期工程各項技術(shù)經(jīng)濟指標滿足集團要求，增量投資收益亦滿足集團數(shù)據(jù)中心經(jīng)濟效益指標。

4.2 影響造價的因素

（1）裝配式。根據(jù)張家口住建局對于當?shù)匦陆ńㄖ囊螅C合調(diào)度中心需按裝配式設(shè)計，裝配率達到50%。優(yōu)于建筑預制構(gòu)件標準化程度低，模板利用率低，裝配式增量投資較公共建筑稍高，土建單方增加約500 元/m2。

（2）地震烈度因素。依據(jù)中國地震局制定，由國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015）懷來縣抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度，一期工程A1、A2 數(shù)據(jù)中心、D1 動力中心和110kV 變電站抗震設(shè)防類別為重點設(shè)防類（乙類），抗震措施提高1 度。智慧云綜合調(diào)度中心按照規(guī)范標準設(shè)防，抗震設(shè)防措施按照Ⅷ度考慮。經(jīng)測算因地震烈度增加的單方約90 元/m2。

（3）地質(zhì)條件因素。場地大概率有濕陷性黃土，參考相鄰地塊現(xiàn)有情況，濕陷性黃土厚度約1～2m，本項目暫考慮開挖2m 厚濕陷性黃土，并采用1m 厚土方回填，按建筑基底面積計算，換填單價100 元/m3，折算至數(shù)據(jù)中心建筑面積單方約增加40 元/m2。

（4）基礎(chǔ)形式因素。根據(jù)地勘報告顯示，本項目基礎(chǔ)形式定為筏板基礎(chǔ)。相比常規(guī)獨立基礎(chǔ)形式，經(jīng)測算造價指標單方增加約130 元/m2。

5 結(jié)語

本文以數(shù)據(jù)中心為研究對象，通過當前數(shù)據(jù)中心的研究背景及國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、研究現(xiàn)狀為插入點，通過文獻搜索，案例分析，對數(shù)據(jù)中心建設(shè)投資的影響因素進行研究，并從多種角度探討了如何降低數(shù)據(jù)中心的造價。隨著云計算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的廣泛應用和深入推廣，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和數(shù)量也將逐漸增加。未來的數(shù)據(jù)中心將更加開放、安全和可持續(xù)化，更加智能化和自動化，從而使其更加便捷易用。