数据中心园区规划设计浅析

数据中心园区规划设计浅析

洪志勇 董屹江 张馨尹 籍成科

中国建筑科学研究院有限公司 北京市东城区 100013

摘要：规划设计是数据中心建设过程中关键的一环，本文从确定目标、选址、功能布局、流线组织等方面对数据中心园区规划设计提供了一些设计思路与参考。

关键词：数据中心 规划设计

1引言

21世纪是信息化的时代，我们的生活，衣食住行的每个角落，不知不觉的已完全离不开信息与数据。各种产品虚拟化，服务云端化，信息飞速发展，数据大爆炸。而这一切的背后，是数据的实体化，一座座大型数据中心，一个个数据中心园区如雨后春笋般快速建设起来。数据中心的安全可靠、高效稳定、生态节能将直接影响到社会与经济的发展。

规划设计是数据中心建设过程中关键的一环，本文笔者将结合自身项目实践经验，浅析数据中心园区规划设计中的一些重点问题。

2确定目标

启动一个数据中心项目的关键因素是先确定目标用户。数据中心按用户类型主要可分为企业自用以及商用开发租售两大类，不同的运营需求在设计标准，单机柜效率，形象展示，模块划分，系统切分，分期建设等方面有着不同要求。同时，不同行业的用户对数据中心的性能要求，可靠性，功率密度均有不同标准。

例如，金融和保险行业数据中心有着最高级别的安全性和可靠性要求，机房定级一般为最高级别，满足国内A级以及国际Uptime标准最高级别Tier IV。优先考虑安全可靠，单机柜面积效率和造价要求相对宽松，功率密度一般较低，对PUE的要求一般是行业中可靠且相对领先的标准。以我们参与的某保险行业数据中心为例，功率密度为3.5kw/机架，PUE1.6。

BAT等互联网公司数据中心，机房标准一般对应国内A级以及国际Uptime Tier III，企业更关注探索技术的前沿，在行业中树立标杆，往往具有一定的研究探索性质，空间规划要有足够的灵活性和拓展性，适应多样化的系统设置，以及较迅速的IT硬件技术更新迭代。PUE的要求追求极致，一般在1.3甚至1.2以内。功率密度较高，6-9kw/机架，并预留向10-15kw/机架发展的可能性。

商业开发租售机房，具有明显的地产开发特征，对指标、成本和工期非常敏感。对单机柜的面积指标，各机房均好性，分期灵活性，土方量等方面较为关注。主流功率密度要求在6-8 kw/机架，根据具体目标客户有不同标准。对耗电量的关注较高，关注PUE，但更多考虑整体投入的平衡。PUE一般在1.3左右。

3选址

数据中心选址首先考虑电力供应条件，是否有充足的电力供应，是否能申请到足够的进线回路和容量。供电是否安全可靠，是否有两路来自不同110KV电站的供电，以及是否有优惠的电价。采用水冷方式制冷的数据中心，周边应有充足稳定的水源，条件不具备时，往往自建水厂。

需要有适宜的自然环境，较低的环境温度能有效延长自然冷却的时长，降低能耗。同时需检测空气的洁净度，空气中的硫化物、铜、银等会腐蚀并缩短设备使用寿命。

场地应尽量平整，没有复杂的标高变化。同时要考虑水患，园区用地应尽可能高于周边道路标高，数据机房应设置在园区相对高处。

远离易燃易爆场所，避开强振源以及强电磁场干扰，远离人员密集，交通繁杂的用地，确保场地安全。

4功能布局与安全级别

以某互联网企业云计算中心项目为例，数据中心园区主要可分为机房区，运维办公区，生活配套区。各功能区应严格按照安全级别进行规划布局。以安全级别1-4依次增高为例，应遵循从低安防等级到高安防等级的顺序，不应穿越高安防等级到达低安防等级区。

生活配套区安全级别最低，往往相对独立设置，与机房区及运维办公区之间存在物理隔离。生活配套区主要包括配套餐厅，员工宿舍或倒班休息区。在满足相对独立的前提下，需考虑与运维办公之间的通行便捷性。

通过园区主入口门岗的第一道安全控制之后进入园区前区，为1级安防区。从园区前区经过第二道安全控制进入运维办公楼，运维办公楼为2级安防区，主要包括运维办公区和ECC总控中心，其中总控中心为3级安防，须通过第三道安全控制进入。

从园区前区和运维办公区可进入机房区，机房区室外空间为2级安防。机房区主要包括主体机房楼以及辅助楼，主体机房楼为3级安防，里面包括机房以及支持区，核心机房为4级安防。辅助楼主要包括柴油发电机房和调度仓库，为2级安防。

机房区布局应充分考虑安全性因素，机房楼避免紧邻城市主要道路，与停车场保持安全距离，与其他分区之间设置连续封闭的物理分隔或景观隔离，防止恐怖袭击。同时也应考虑园区对周边城市片区的影响，水冷机房的冷却塔以及风冷机房的间接蒸发冷却机组会产生持续性不间断的噪音，应避免离靠近周边住宅或学校。柴发楼虽平时并不启用，但容易对周边居民产生负面心理影响，容易招致投诉。直埋油罐区应宜设于场地边角位置，尽量靠近柴发楼远离建筑及道路，同时远离周边主要城市街角以及人员聚集场所。

5高效的流线组织

数据中心园区主要存在两种流线，运维办公流线以及设备运输维护流线，两条流线对应不同的使用人员以及权限级别，流线之间应尽量不交叉。

园区一般设置两个入口，主入口为运维人员入口，运维人员由此进入园区，到达运维办公区，然后进入机房区和机房楼。运维办公楼与各机房楼间距应适宜，运维人员可高效到达各机房楼。次入口为货运入口，设备运输和设备维护人员由此进入机房区，可便捷到达调度仓库、各机房辅助楼以及主体机房楼。设备运输道路宽度和转弯半径应充分考虑大型货车和集装箱的通行。机房楼设置专用的设备装卸平台，装卸平台入口处应设置足够大的货物装卸区，并考虑避雨设施。

6灵活性与可拓展性

数据中心建筑设计使用年限一般为50年，为永久性建筑，而IT设备技术更新迭代大约12-18个月为一个周期。可以说一个数据中心建筑在建成的那一刻就已经落后了，因此数据中心园区的设计需要充分考虑灵活性以及可扩展性。

规划上应考虑合理分期，集约化布局，为远期建设和扩展预留空间。园区小市政管线是远期拓展的主动脉，应充分考虑预留。机房区一般都有运维侧和货运侧内外两个界面，可结合内外两侧环路设置相对独立的两路市政管线，建议更多的采用管沟管廊，减少直埋，为远期扩展预留条件。租售开发类数据中心常采用集装箱式柴发，可结合机房分期建设灵活配置，园区具有较好的拓展性。

机房平面设计也应充分考虑灵活性，笔者参与的某互联网企业数据中心项目强调模块化与标准化，适用性极强的机房平面布局可容纳多达12种工艺组合，满足了业主分期与研发的需求，为未来扩展充分预留条件。

7结语

信息时代离不开数据中心建设，理性、高效、节能的进行数据中心规划与建设将是我们拥抱大数据时代美好明天的重要基础。

参考文献：

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[2] 陈庆. 大型银行数据中心设计功率密度研究[J].中国金融电脑.2020，(3).55-59.

[3] 吴晓晖，赵春晓，张丽娟，陈玥. 高可靠性绿色数据中心设计研究[J] .建筑技艺.2019，(10).43-47.

[4] 武允文，管锡文. 数据中心规划设计方法论[J] .中外建筑.2017，(5).87-89.

作者简介：洪志勇 ，1984，男，福建省厦门市，汉族，职称：一级注册建筑师，研究方向：建筑设计