浅谈数据中心建设设计

浅谈现代化数据中心设计

作者：李书

工作单位：北京捷通机房设备工程有限公司专业方向：数据中心装饰设计

日期：2011年6月

浅谈现代化数据中心设计

【摘要】本文从数据中心建设的必备要素入手，从装饰装修、供配电、空气调节、新风系统以及建筑智能系统等诸多方面阐述了作为一个现代化可持续发展的绿色机房的设计理念，为常规、常态的数据中心的建设提供了最基本的设计参考和指导。同时本文致力于推崇绿色设计理念在计算机机房设计中的应用，顺应社会发展的基本潮流，倡导绿色奥运的人文精神。

【关键词】数据中心绿色设计

【引言】数据中心基础设施的建设，很重要的一个环节就是计算机机房的建设。计算机机房工程不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体，更需要丰富的工程实施和管理经验。计算机房设计与施工的优劣直接关系到机房内计算机系统是否能稳定可靠地运行，是否能保证各类信息通讯畅通无阻。由于计算机机房的环境必须满足计算机等各种微机电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等的要求。所以，一个合格的现代化计算机机房，应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充性的具有绿色理念的现代化机房。

【正文】一个现代化的数据中心建设一般包括以下几个系统：装饰装修系统工程；供配电系统工程；空调和新风系统工程、建筑智能化系统工程、防雷系统工程以及消防系统工程等。而每个系统工程又由若干个子系统构成，每个子系统又由若干个单项工程组成。正是由这些不可再分的单项工程共同组成了一个复杂的数据中心的有机体。下面从数据中心的基本系统设计逐一分析。

一、装饰装修系统

1、设计理念

机房内的装饰设计从风格上一般力求简洁、明快；从使用功能上吊顶和地板可拆卸以便维护，甚至有的客户要求墙面也要做到可拆卸。从功能分区上要遵循机房使用的一些基本需求。如更衣室、缓冲间、主机房、维修间、备品备件室、监控中心、参观走廊等等都是必备的功能划分。从平面布局上力求合理和实用。从层高的考虑上不可一味追求大空间这样会加大空调的配置，也不能太过低矮会造成压抑等不适感，同时过矮的情况下如果摆放机柜过密还会影响机柜操作区域的照度不够。层高一般宜在2400MM左右，不宜高于3000MM，不宜低于2200MM。

2、设计要点

隔断的设计：为了保证机房内不出现内柱，机房建筑常采用大跨度结构。

针对计算机系统的不同设备对环境的不同要求，便于空调控制、灰尘控制、噪音控制和机房管理，往往采用玻璃隔断墙将大的机房空间分隔成较小的功能区域。机房外门窗多采用防火防盗门窗，机房内门窗一般采用无框大玻璃门，这样既保证机房的安全，又保证机房内有通透、明亮的效果。

地面设计：机房工程的技术施工中，机房地面工程是一个很重要的组成部分。机房地板一般采用防静电活动地板。活动地板具有可拆卸的特点，因此，所有设备的导线电缆的连接、管道的连接及检修更换都很方便。随着材

料技术的发展，在很多无人办公的配电机房，越来越多地采用了抗静电地胶板或者抗静电地萍漆的地面设计，这样的好处是节省了空间和成本。在层高受限制且采用上走线方式的配电室特别适用。地板的铺高一般在300MM左右，但是随着网络服务器等设备的发热量的增加，需要更大的地板下空间来实现空调的送风和配电的线槽敷设。

吊顶的设计：计算机房内的吊顶设计宜采用金属板材，其一满足防火规范；其二不起尘、不掉纤维可保证机房洁净度；其三模数化的成品材料便于灯具、风口等的布置；其四便于现场装配式施工，缩短工期且因避免现场二次加工而能充分保证产品质量。在大多数的通信机房设计里面，目前也较多采用无吊顶式的设计方案。这样做的好处是可以有效的降低装修的成本。但和有吊顶的房间比，由于空间的加大会带来空调配置的增加和气体灭火保护区的容积增大，而这些投资往往有时候会超过装修省下的费用，而且美观性会大打折扣。因此在设计吊顶时要综合考虑如下因素：层高限制、美观影响、投资限制。

墙面的设计：计算机房内的墙面一般宜采用金属板材。其一装饰效果好；

其二便于厂家根据现场测量的尺寸定尺加工确保质量；其三便于现场装配化施工，提高效率；其四防火性能好，满足消防规范的要求。以前曾较多的使用塑铝板来做墙面的装饰，但因其不可拆卸，而且现场粘贴还会产生污染，防火性能比金属板差，因此逐渐推出了设计师的视线。乳胶漆有时候也是一种不错的选择，从防火性能和成本上都能起到很好的效果。但对于需要在墙体内隐蔽走线的时候，施工的难度就会加大。

3、绿色理念在装饰设计中的运用

在现代化的数据中心建设中，作为设计师必须强调绿色设计的概念。所谓绿色设计是指环保无污染的可持续发展的设计理念。在装饰设计中，首先从平面规划上注意不要追求超大、超宽、超高。其次从选材上必须选用绿色环保产品。在用材方面不要一味追求奢华，追求高价。要选择与自己投资规模和使用功能最匹配的设计方案和材料。再有就是设计时要考虑今后几年的发展，一些房间的功能可以通过隔断的改造轻松地合并，这样就赋予了计算机房新的含义而不是不可改造变得不合时宜最终废弃重建。

二、供配电系统

1、设计理念

数据中心的用电设备大都是用于存储重要信息的服务器，任何电力系统的事故都将可能造成不可估量的损失，因此供配电设计力求安全可靠、系统清晰且具有良好的可扩充性能。

2、设计要点

计算机机房负载分为主设备负载和辅助设备负载。主设备负载指计算机及网络系统、计算机外部设备及机房监控系统，这部分供配电系统称为“设备供配电系统”，其供电质量要求非常高，应采用UPS不间断电源供电来保证供电的稳定性和可靠性。在要求较高的机房项目中，UPS不间断电源可采用直接并机技术或辅助设备负载指空调设备、动力设备、照明设备、测试设备等，其供配电系统称为N+1冗余并机技术。“辅助供配电系统”，其供电由市电直接供电。

机房内的电气施工应选择优质电缆、线槽和插座。插座应分为市电、UPS 及主要设备专用的防水插座，并注明易区别的标志。照明应选择机房专用的无眩光高级灯具。

机房供配电系统是机房安全运行动力保证，机房往往采用机房专用配电柜来规范机房供配电系统，保证机房供配电系统的安全、合理。目前较好的机房配电柜可选用法国梅兰日兰配电柜机房一般采用市电、柴油发电机组双回路供电，柴油发电机组作为主要的后备动力电源，运行成本较低。

机房接地系统是涉及多方面的综合性信息处理工程，是机房建设中的一项重要内容。接地系统是否良好是衡量一个机房建设质量的关键性问题之一。机房一般具有四种接地方式：交流工作地、安全保护地、直流工作地和防雷保护地。在机房接地时应注意两点：（1）信号系统和电源系统、高压系统和低压系统不应使用共地回路。（2）灵敏电路的接地应各自隔离或屏蔽，以防止地回流和静电感应而产生干扰。机房接地宜采用综合接地方案，综合接地电阻应小于1欧姆。

3、绿色理念在设计中的运用

大型数据中心为了完成企业的数据处理与分析任务，设置摆放着几十台、上百台、甚至上千台的服务器，以及供服务器存放数据的大量的磁盘阵列等，为了协同工作，这些设备还要通过网络把它们级联起来，并且还有用协同工作软件和设备把它们管理起来，这就造成设备众多、效率低下、占地空间很大，机房的供电、静音、空调、散热等问题都一一显示出来。所以总结起来，绿色数据中心建设是一项系统工程，因为它面临着诸多要解决的问题，对于IT业来讲，主要就是提高IT设备（服务器、存储、网络设备等）的电能利用率，尽量降低电能的热损耗，此外，在提高计算密度的同时，通过新的散热技术和数据中心的整体设计来解决散热问题。

要解决这些问题，首先要了解和分析数据中心应用的具体情况，针对这些问题提出一个整体解决方案，只要这样才能实现提高数据中心效能和降低电力损耗以及减少占地空间的整体目标

三、空调和新风系统

1、设计理念

一般情况下，空调的设计要考虑备份，因为服务器设备工作散发出大量的热量，一旦空调设备出现故障会导致机房内温度激升造成停机丢失数据等不可逆转的损失。因此一般考虑一用一备，或者两用一备的方式。一般不主张在数据中心内安装水冷机组，避免漏水事故造成停电。

2、设计要点

机房精密空调系统的任务是为保证机房设备能够连续、稳定、可靠地运行，需要排出机房内设备及其它热源所散发的热量，维持机房内恒温恒湿状态，并控制机房的空气含尘量。为此要求机房精密空调系统具有送风、回风、加热、加湿、冷却、减湿和空气净化的能力。

机房精密空调系统是保证良好机房环境的最重要设备，应采用恒温恒湿精密空调系统。

机房新风换气系统主要有两个作用：其一给机房提供足够的新鲜空气，为工作人员创造良好的工作环境；其二维持机房对外的正压差，避免灰尘进入，保证机房有更好的洁净度。