数据中心机房建设项目重难点及合理化建议.docx

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1、数据中心机房建设项目重难点及合理化建议1 .项目设计重难点重点分析根据数据中心设计规范GB50174-2017规范规定A级数据中心及参考 TIA-942数据中心电信基础设施标准（2015版）的T4标准要求，并结合实际 情况，在设计本数据中心时，关注的重点如下：高可靠性设计高可靠性是数据中心最重要指标，在设计本项目时，各个专业系统都考虑到 高可靠性，具体实现的表现点如下：（1）严格的物理隔离。该数据中心对强弱电进行了严格的物理隔离，管线 互不干扰。两路供电的电力系统布置在不同配电室内，A/B线路从供电端，至设 备端全程保证其不同线槽敷设，真正实现物理隔离。（2）高可靠的供电系统。供电系统的高可靠

2、性即保证7x24小时连续不间 断的可供电，这就要求供配电系统设计中全程保证其容错设计，如两路市电同时 供电，同时设置备用柴油发电机机组，柴油发电机容量能够满足数据中心所有负 荷供电要求，UPS采用2N系统，重要设备真正实现末端切换，部分重要设备供 电的ATSE自带维修旁路等措施。数据中心一种新型的不间断电源技术。其系统包括交流部分、整流部分和直流配 电部分。系统监控采用分散控制、集中管理的监控模式。系统功率因数达到0. 99, 输入功率转化无需零线，转化稳定高效；系统实时监控，经济模式运行，可将不 运行的整流模块关机，当运行模块无法承担负载的时候，开启整流模块，提高 系统运行的经济性和可靠性；

3、整流模块效率达到95%,整流模块的并机均流为软 件均流，不依赖监控和其他辅助方式；该技术具备多种自保护程序，如过压关机, 限流功能等，保护整流模块自身运行的稳定性和可靠性。图高压直流模块实物图1. 2.难点分析高出柜率合理布局，确保机柜数量最大化。合理利用建筑空间，提高整个项目的机柜 数量，实现客户利益最大化。在本项目的设计过程中，结合大楼的实际布置情况, 灵活布置，采用大模块与小模块相结合的原则，充分利用机房宝贵面积，该数 据中心设计的总机柜数为318架。低PUE值设计。在该数据中心设计过程中，充分体现其节能环保设计，实现建设一个绿色数据中心的目的。 可采用先进CFD热仿真技术。CFD技术通

4、过现场评估、CFD建模、冷却评 估、升级方案、能效比较和提交报告这几个环节，完成热仿真评估服务。CFD机 房热仿真评估服务，通过建立虚拟三维机房模型，仿真获得机房温度场和速度场 等数据，获得合理的气流组织和科学的机房布局与散热方案。适用于机房项目热 诊断及热问题分析;机房运行状态评估，安全预警等等。下图为CFD仿真效果图。图仿真效果图图仿真效果图针对本机房设计方案，匹配和选择各种机房空调产品（机房空调机、高热 密度解决方案、机柜空调机组、吊顶式空调机组、冷门、地板送风机组、风 管送风系统等）。可通过热仿真技术合理优化空调系统，提高机房内冷量利用 率和提高空调系统能效比，可至少节省25%的冷量，

5、降低数据中心机房总耗电 量的10%以上。2 .项目实施重难点 数据中心地理位置的考虑要考虑的是数据中心所在位置的自然环境，自然灾难频繁的区域是难以 为数据中心设计人员所考虑的。不仅包括自然环境，数据中心也要考虑人为 效率环境、运输环境因素，毕竟数据中心建设时需要对大量设备进行运输， 同时要对各级政府各种法规加以考虑、以及现场环境和费用的评估。 数据中心是依附与建筑物之中建筑方面的考虑。包括各种相关设施的规划、建筑总体设计的概念，建 筑中接入间的通道规划、以及规划的具体细节和涉及的建筑因素。建筑对法 规的遵循与协调、执行标准对现场位置的影响、建筑沉重负荷的类型分析， 同时要分析数据中心设计相关的

6、具体建筑方面的问题。 安全问题是数据中心核心要素数据中心所面临的风险与威胁的评估，正确了解评估的手段和方法。在 对需求进行调整时要考虑相关立法的可行性。具体的数据中心安全设计的方 面包括人员进入数据中心的控制手段、出现异常情况的报警、日常的监控系 统和相应的阻隔手段、照明系统的合理布局，相应灾难的恢复，建设过程中 建筑工地安全因素以及建筑物外层安全考虑。还有其他数据中心安全设计安 全因素。 维护部分一旦数据中心建立以后，维护工作是保证持续运行的方法，主要包括数 据中心总体维护的策略，需要考虑的要素，系统需要维护的不同部分，以及 如何做好维护纪录的保持。 BIM在施工阶段的运用数据中心建设项目从

7、规划、设计、施工是一个完整的事情，尤其是设计 和施工分不开，设计要考虑施工能不能建造，施工时候要考虑设计有什么要 求，因为我们在设计时都是采用计算机CAD软件，对于复杂工程重复设计就 代表着多了一次出错的机会，出错既是人力的浪费，又是金钱的浪费，又是 社会资源的浪费现阶段，三维管线综合、工程量计算是国内BTM技术最成熟、应用最广、 价值最大的一种应用。通过用BIM技术，在设计阶段通过数字化的模拟，一 个预制的工业化生产，从工厂的预制到运输，到现场的安装，整个计划做到 精细化的管理，这样降低了付出的代价，把工程做得更好，减少了数据中心 投资成本社会价值，可有效减少能耗和资源浪费。（1）管线综合：

8、运用施工图设计阶段完成的各专业模型，进行管道碰 撞检测分析，生成书面碰撞报告，以便对设计进行优化，最大程度的减少施 工现场错、碰、缺、漏等常见设计问题的发生。（2）工程量计算：高效的建模技术、强大的计算能力使得项目工程基础 数据计算分析能力大为提升，是项目实现精细化管理的基础和关键。.合理化建议2.1. 小母线配电建议（可选）我国数据中心IT市场一直保持连续快速增长的态势。国内数据中心的快速 建设和发展，对于的基础设施提出了更高的要求，数据中心智能小母线系统现已 经广泛使用。本数据中心设计过程中，也充分考虑这一点，并预留智能小母线的 安装空间和预留接口。采用智能小母线能够再增加机房机柜布置数量

9、，模块化设 计缩短安装工期减少了人工，并且降低接线的差错率。后期运维时，查线路简单, 提高空调的效率，完善机房的外观和运行环境。传统列头柜+电缆配线方式与智 能小母线配电方案对比如下表：表15. 3.1-1传统列头柜+电缆配线方式与智能小母线配电方案对比表特点号鬻的电智能小母线配电方案纹 刀 Jai空间占机房空间取消列头柜，增加机架数依扩展 难扩展插口及插接箱灵活配电，随取随用价格/智能小母线成本增加约30%维修/维护工作求较智能检修方便，故障点少维护小母线大免维护便于 改造/便于扩容改造，只需预留插 接口即可图15. 3.1-1智能小母线配电示意图3. 2.全密闭动态均衡送风供冷节能技术（可

10、选）根据业主需求，数据机房部分可采用全密闭动态均衡送风供冷节能技术在机 柜前后门全密闭冷热隔离供冷的基础上，在模组机柜内采用二维动态平衡变风量导流送风技术、气流组织静电消除技术和反向控制节能技术等解决中高密度机架 的局部过热问题。通过控制模型计算并控制送风和回风，实现区域差异化动态均 衡送风供冷。该技术具有节能率高、建设投资成本低、安全运行指标高、运维管 理成本低等特点。空调系统可节电约35%-40%。外新风回风汇空调风机房图15. 3. 2-1全密闭动态均衡送风供冷节能技术原理图地面保温层3. 3.数据中心用DLC浸没式液冷技术（可选）将IT设备完全浸没在冷却液中直接散热，冷却液通过小功率变

11、频泵驱动， 循环到板式换热器与水循环系统换热，水循环系统再将换取的热量带到冷却塔 进行冷却。CLF （制冷设备耗电/IT设备耗电）为0.050. 1；应用DLC浸没式液 冷系统80kW产品共三组，IT设备运行平均负载33KW。PUE累计值1.1, IT设备在 液冷系统中运行不需要风扇，额外节能15%左右。15.3.2-1 DLC浸没式液冷技术示意3. 4.热回收技术（可选）螺杆压缩机螺杆压缩机热回收型水冷式螺杆机工作原理图05热水出1 热水入1IMI-IFT热水出T热水入j 拉回收器理田收图HI_INF溪混 器冷冻水出冷冻水入蒸发爆符号说明：-A 冷媒流向HP高压压力开关LP彳氐压压力开关T-

12、犷0螺母连接应电磁阀T发至连接 止回阀0 膨胀阀V】 安全阀N易熔塞4b截止阀图热回收冷水机组原理示意图热回收最大的优势在于提供制冷的同时得到“完全免费”的卫生热水，对有 卫生热水需求的场所可节约很大的成本，回收了废弃的热量，减少了系统运行所 需散发的空调冷凝热。减少废热的排放，同时减少热水设备的耗电、耗气、耗油 量，有效保护能源和环境。20CC(WM供电系统的物理隔离(3)高可靠性空调系统：精度可靠：本项目采用水冷型精密空调，保障机房内温湿度恒定，温度误差 不大于1,湿度误差不大于5版精准安全。设备可靠：制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵、释冷水泵、板换器、冷却塔均 采用N+1冗余配置，末端精密空

13、调设备采用N+X(X=1N)冗余配置，保障空调 系统在线维修、在线切换，不影响机房系统正常运行，安全可靠。系统可靠：空调水立管均采用双供双回管路，制冷机房、楼层、末端采用双 供双回及环形管网设计，可实现空调设备及冷冻水管互为备用；空调水路每个节 点设置双阀，使空调系统避免单点故障，并实现空调系统能够在线维护，保证系 统运行安全。图15.1.1-2空调制冷主机房实物图不间断运行：在制冷机房内设置蓄冷罐，同时冷冻水泵采用ups供电，保障 在市电中断到柴油发电机启动前15min内空调系统不间断运行。同时设置双路管 网，关键节点设置双阀，保障系统在线检修，系统更安全。图15.1.1-3数据中心配电室实

14、景图可靠防水：所有精密空调布置在风柜房内，与主机房及配电用房隔绝，水管 不进入机房区域，保障电子设备因空调水管爆管引起的故障，提高系统安全性。经济性设计。数据中心在保证安全的情况下，需确保最优化的工艺平面，节省相应的建设 投资成本，本数据中心具体体现见以下几方面:(1)合理布局，确保机柜数量最大化。合理利用建筑空间，提高整个项目 的机柜数量，实现客户利益最大化。在本项目的设计过程中，结合大楼的实际布 置情况，灵活布置，采用大模块与小模块相结合的原则，充分利用机房宝贵面 积。(2)优化设计，节省投资。遵循先进的设计理念，数据机房按标准化、模块化设计，电力电池模块、空调模块与机房模块相邻，电缆及送

15、风路由最短，效 率最高；(3)选择高性价比设备。数据中心都是选择高性价比设备，UPS选择常用 功率段(400kVA)的UPS,配电柜设置常规尺寸(800mm宽)，保证主流设备厂商 都能生产，确保后期设备的通用性。数据中心模块化机柜图数据中心UPS实物 灵活性、弹性设计。为满足客户实际使用需求，本数据中心在设计过程中保持最大的灵活性 和弹性。在本项目的设计过程中，灵活布置，采用大模块与小模块相结合的原则, 设置不同面积的机房，不同面积机房内所布置的机柜数都不同，小模块机房 可以根据后期部门使用需求的变化，配置高密度机柜，能适应高功耗设备的 使用。数据中心模块化机房 可用性设计。该数据中心设计过程

16、中，在保证其使用需求的情况下，尽量方便后期维护、 设备更换等，确保该数据中心在全生命周期范围的合理性。(1)大通道设计;机房楼层均设置宽度为2. 5m宽的大通道，方便所有设备 的搬运。各专业进入机房的管道桥架均从公共走道通过，大走道可以满足各管道 的顺利通过，避免因走道太窄而导致的管道维护的空间不足。(2)合理的人流、物流规划。在设计过程中，充分考虑规划人流、物流通 道，货梯跟客梯分开设置，人员参观跟货物的搬运能同时进行而不受影响。人流 跟物流通道均设置在离机房较近的地方,人流物流进出路线最短，货物搬运合理。选用设备合理。设计采用先进成熟的技术和设备，即可满足当前的需求，又 适当兼顾未来的业务

17、需求，并具有良好的发展潜力，以适应未来信息产业业务的 发展和技术升级的需要，节省总体建设投资、降低长期运营成本。图15.1.1-7数据中心模块化机房图数据中心运输通道 可参观性设计。该数据机房在设计过程中，充分考虑其机房整体美观，给客户带来不一样的 体验。(1)人性化的参观通道(可根据实际需求建设)。楼层均设有专门的参观机房, 参观机房设置在人行参观通道距离最近的地方，方便客户和领导等参观人员进入 机房的第一时间能到达机房。参观机房靠走道侧采用全息玻璃墙，整洁大方。参 观人员无需逐个进入机房，在走道即可参观到机房的具体情况。以最美观、简洁 的方式向客户展示机房。下图为机房的效果图。数据中心机房

18、效果图图大厅模拟效果图（2）酷炫的机柜设计。在机柜周围装饰不同颜色的LED,充分展示机柜的 运行情况。LED并结合不同客户的需求，展示不同的图案，给参观客人带入魔幻 的环境，在机柜的顶端可设置企业的log。，充分体现企业的宣传效果。图15.1.1-11数据中心走道效果行业数据中心建设的特殊性。不同行业的数据中心建设标准不同，不同公司数据建设标准都一样。不同运 营商机房，如中国电信、中国移动机房建设标准不相同。不同企业如京东、腾讯、 阿里公司数据机房都有自己企业建设标准。同时数据中心设计规范 （GB50174-2017）与Tier建设标准都一致。行业的数据中心也存在行业的建设 标准。本数据中心设

19、计严格执行行业的数据中心建设标准。下图为不同行业数据 中心建设标准比较：表15.1.1-1不同行业数据中心建设标准比较表髓项目京东懒机房建设标准帼移动机 房建设标准GB50174-2017 懒中心设i港范 您机房Tier 3+阿里数据机房建设标金融设施等嬲 金融业信息系输1 房动力巡蝙除1数据机房建中国电信机房建设雕网络不少丑个进蛹通讯干线减 1U秒于2个螃间主雌间间能 超过20nl园区外摘温由（任意两辘由稚同道落雕大于500 米）两个通信线搬入通 道；交易类型金融设 施仍需设1E星通信 等趣信系统不同醐出,允许多家 谑商,水平系统自建不好2处酸制皴备（主机，水 泵，冷却塔等）种子N+1N+1

20、N+X(X=1N)制冷N+1N+1(N4)N+X（XN），双 压缩机，胴脚型N+X(X=1N)N+X(X=1-N)空嘛端N+X (X=1-N) )N+X (冗余20%llt)N+X(X=1-N)N+X (N=8,X=2)N+X(X=1-N,N5)N+X（X为25%N卬取黝N+1 或 N+2N+X(X=1N)船管路环形管路环形管路双供双回，环形布 置vxm双雕妍管双落宜不谶径敷 设双雕妍管独立双回路酸供冷时间15 min15 min不应小于不间断电 源设备的供电时间15min,两个 蓄潮1以上15min按要求萌，无嬲 时间30 min无明的市电电源22222222供电路径双路同时主 用，飕隔离双

21、路同时主用双路同时主用,物 飘离双路同胜用，物理隔离双路同时主用双恪同时主札宜双 腼设电舞设备嬲同时主用双格同时主用变压器2NN+1(N4)，夕卜租2N2N2N2N2N2N2N不间断电源UPS2N,后 备时间 15minUPS2N,后 备时间 20min2N 或 M（N+1）（M2 3、4”“）TUPS（N+1）一路市电 （市电质量较好 时）；后备时间 15minUPS2N,后备 时间15minT市电一路高E1流或UPS 2N,后翻 间 15minUPSN+X(XN)T市电一路高il流 或两路高E1猛后备 时间15minUP3 2N,后备时间30min发电机油机N+1油机N+1N+X(X=1N

22、)油机N+1油机 N+1(N12)N油机NN+X(X=1-N)醐后备时间艇12h用油24h （包括 供岫议,无 供油协议不低 于 12h）满足12h用油12h 本地+12h 供岫议8h（包括供醐议， 无供岫议不财4h）8h,宜在室外48h,包括供岫议结合当地供油条件及消防部门 艇物理隔离X宠制冷NO/电力YES制冷NO/电力 YES无制冷NO用力NO无无邸设施的可用性99.99%99.99%99.99%99.99%99.99%99.99%99.99%99.99%瓢设施可用性哪：99.999%及以上（一年可停电时间累计不龈3秒）99.99%及以上（一年可停电时间累计不超过30分钟）采用240V高压直流供电技术设计（可选）。数据中心部分楼层采用240V直流供电技术，也称高压直流（HVDC）技术，是