數(shù)據(jù)中心工程給排水設(shè)計(jì)特點(diǎn)-建筑電氣2009

數(shù) 據(jù) 中 心 工 程 給 排 水 設(shè) 計(jì) 特 點(diǎn)
李鴻奎 馮旭東 (華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市 200002)
Water Supply& Drainage Design Characteristics for Data Centers
Li Hongkui Feng Xudong(East China Architectural Design&Research Co．，Ltd．，Shanghai 200002，China)
Abstract The design of data centers consists of 近幾年參加了幾個(gè)數(shù)據(jù) 中心和類似工程的設(shè)計(jì) ．感
design work by such specialities as architecture， 受頗多。下面就數(shù)據(jù) 中心的給排水設(shè)計(jì)理念 ．對(duì)相
structure，electricity，air conditioning，water supply &
關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的理解 ，數(shù)據(jù)中心消防系統(tǒng)給排水設(shè)計(jì)
drainage， which is a system engineering needing
的特點(diǎn)談?wù)劰P者的見解 ，以期能對(duì)數(shù)據(jù) 中心電氣設(shè)
cooperation and coordination among individual
計(jì)人員的設(shè)計(jì)配合提供幫助。
specialities due to the particularity and complexity in
design of data centers．Cognition and understanding of 1 對(duì)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)
both international and Chinese standards for water
數(shù)據(jù)中心是為電子信息設(shè)備提供運(yùn)行環(huán)境的場(chǎng)
supply & drainage system in data centers are
presented， and the relevant design concepts are 所 ．可以是一幢建筑物或建筑物的一部分 ．包括主機(jī)
explained，thus aiming to help the electric designer for 房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)等。
data centers． 其中，主機(jī)房是用于電子信息處理、存儲(chǔ) 、交換
Key words Data center Water supply& drainage 和傳輸設(shè)備的安裝和運(yùn)行的建筑空間．包括服務(wù)器機(jī)
Fire control system Standard Design concept 房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、存儲(chǔ)機(jī)房等功能區(qū)域：輔助區(qū)是用于
電子信息設(shè)備和軟件的安裝、調(diào)試、維護(hù)、運(yùn)行監(jiān)控
摘 要 數(shù)據(jù) 中心設(shè)計(jì)包括建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、 和管理的場(chǎng)所 。包括進(jìn)線間、測(cè)試機(jī)房 、監(jiān)控中心、
空調(diào)、給排水等各專業(yè)設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程 ，由于 備件庫(kù) 、打印室 、維修室等 ：支持區(qū)是支持并保障
數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的特殊性和復(fù)雜性．特別強(qiáng)調(diào)各相關(guān)專 完成信息處理過程和必要的技術(shù)作業(yè)的場(chǎng)所．包括
業(yè)之間的協(xié)調(diào)配合 介紹對(duì)數(shù)據(jù)中心給排水專業(yè)國(guó)內(nèi) 變配 電室 、柴油發(fā)電機(jī)房、不間斷電源系統(tǒng)室 、電
外相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)和理解．詮釋相關(guān)設(shè)計(jì)理念 ， 池室 、空調(diào)機(jī)房 、動(dòng)力站房 、消防設(shè)施用房、消防
希望能對(duì)數(shù)據(jù) 中心電氣設(shè)計(jì)人員有所幫助 和安 防控制室等 ：行政管理區(qū)是用于日常行政管理
關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù) 中心 給排水 消防系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn) 及客戶對(duì)托管設(shè)備進(jìn)行管理的場(chǎng)所
設(shè)計(jì)理念 數(shù)據(jù)中心機(jī)房劃分為 A、B、C三級(jí)。除建筑物
本身 (包括其結(jié)構(gòu) )需要達(dá)到數(shù)據(jù)中心的等級(jí)要求
隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展 ．?dāng)?shù)據(jù)中心的建 外 ．機(jī)電設(shè)備所有專業(yè) (電氣 、暖通 、給排水)所
設(shè) 13新月異 ．在數(shù)據(jù) 中心設(shè)計(jì) 中，符合其 “安全 、 設(shè)計(jì)的各系統(tǒng)也需與數(shù)據(jù)中心的等級(jí)要求相符。
可靠 、穩(wěn)定”的基本要求是至關(guān)重要的。為保證數(shù) 為適應(yīng)數(shù)據(jù)中心快速發(fā)展的需要，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《電
據(jù) 中心工程的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量 ，避免專業(yè)配合脫節(jié) 、 子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB 50174—2008)于
設(shè)計(jì)不合理等問題．給排水專業(yè)需要與各相關(guān)專業(yè) 2009年 6月 1 13正式實(shí)施 在此之前我們的設(shè)計(jì)基本
密切配合 ．統(tǒng)籌設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)中心給排水專業(yè)設(shè)計(jì)與 依據(jù)甲方的設(shè)計(jì)任務(wù)書和已經(jīng)廢止的 《計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)
電氣專業(yè)的配合 內(nèi)容包括 ：提出消防泵 、給水泵 的 計(jì)規(guī)范》 (GB 50174—93)，并借鑒美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 《數(shù)據(jù)
臺(tái)數(shù) 、裝機(jī)容量和供電要求 ；閥門的 自動(dòng)控制 ；空 中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》 (ANSI／TIA一942—2005，
調(diào)機(jī)組 的變頻控制 ：設(shè)備的故障報(bào)警等等。筆者最 以下簡(jiǎn)稱 TIA一942)。
數(shù)據(jù)中心工程給排水設(shè)計(jì)特點(diǎn)(李鴻奎 馮旭東建 蓰電乞。
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2口口9年第1 2期I ELECTRICITY
2 數(shù)據(jù)中心給排水系統(tǒng)特點(diǎn) 漏能及時(shí)排除空調(diào)凝結(jié)水和給水管可能的漏水。由
于機(jī)房區(qū)域結(jié)構(gòu)負(fù)荷較大以及結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)的提高，
2．1 相關(guān)設(shè)計(jì)依據(jù)
般機(jī)房區(qū)域樓板厚度為250 mm，為避免橫管排水
一
數(shù)據(jù)中心內(nèi)有大量信息設(shè)備和輔助其安全運(yùn)行的 敷設(shè)在下層機(jī)房的頂部，可考慮設(shè)置側(cè)向地漏埋設(shè)
電氣、動(dòng)力設(shè)備、精密空調(diào)設(shè)備以及各支持系統(tǒng)的電 在結(jié)構(gòu)板內(nèi)．直接接入排水立管，在機(jī)房精密空調(diào)
線電纜．對(duì)水尤為敏感．水漬損失會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的 設(shè)備的四周設(shè)置50 mm x 80 mm (高)C20混凝土擋
正常運(yùn)行 TIA一942第 5．3．8“水滲透”中明確規(guī) 水坎，并對(duì)擋水坎做防水處理。給水管和排水管采取
定： “當(dāng)有水浸入危險(xiǎn)存在時(shí)，必須提供一種排水的方 保溫隔熱措施．接縫處確保嚴(yán)密，嚴(yán)禁結(jié)露現(xiàn)象出現(xiàn)，
法 (如一個(gè)地面排水溝)，此外，每 100 1TIz(1 000ft ) 并在可能產(chǎn)生水的地方 (精密空調(diào)四周)采用漏水報(bào)
應(yīng)該提供一種或多種排水方法 任何通過房間的水和 警系統(tǒng) 給排水管道宜采用金屬管材，以免熱、冷伸
排水管應(yīng)該被設(shè)置在遠(yuǎn)離設(shè)備的位置 ，而不是直接在
縮和碰撞引起的管道斷裂產(chǎn)生的水漬殃及機(jī)房的正
設(shè)備的上方 ”
常運(yùn)行。
第G6．19“排水管”中規(guī)定： “計(jì)算機(jī)房?jī)?nèi)的 TIA一942 G4“建筑和結(jié)構(gòu)要求”．以及國(guó)內(nèi)一
地面排水管．用來收集和排出一次預(yù)先執(zhí)行釋放的噴 系列相關(guān)規(guī)定明確指出：重要的數(shù)據(jù)中心抗災(zāi) 、抗
淋水。地面排水管應(yīng)該接受從計(jì)算機(jī)房空調(diào)裝置來的 洪能力必須達(dá)到 100年一遇 我們?cè)谠O(shè)計(jì)雨水系統(tǒng)
冷凝徘水和加濕溢流水 ” 時(shí)．其排水能力為排水系統(tǒng) +溢流排水系統(tǒng)總能力
國(guó)內(nèi)某重要銀行機(jī)構(gòu)制定的 “銀行計(jì)算機(jī)機(jī)房規(guī) 大于等于設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為 100年、5分鐘降雨歷時(shí)的雨
范化指引”中對(duì)機(jī)房安全防護(hù)技術(shù)要求均有明確規(guī) 水流量．加強(qiáng)屋頂雨水排水順暢措施 ．如采用結(jié)構(gòu)
定，其中對(duì)機(jī)房防水要求尤為強(qiáng)調(diào) ，部分要求如下： 找坡 、放大坡度 ．并充分滿足機(jī)房區(qū)域排水和避免
各類機(jī)房嚴(yán)禁無(wú)關(guān)給排水管道穿過： 管道穿越的要求
a．
b．B類機(jī)房不得安裝暖氣裝置： 就上海地區(qū)而言，以 3 500 nl2屋頂為例：按
C． 機(jī)房?jī)?nèi)原則上不使用．不布置用水設(shè)備或通 100年，暴雨強(qiáng)度為8．88 1，(s．100 m )計(jì)算，其
水管道： 一 如考慮重力排水系統(tǒng) ．每個(gè) 87型雨水斗承擔(dān)匯
．
d． 位于用水設(shè)備下層的計(jì)算機(jī)機(jī)房應(yīng)在吊頂上 水面積為 150～180 nl 左右 ．每個(gè)雨水斗需設(shè)單獨(dú)雨
設(shè)防水層．并設(shè)漏水傳感器及排水措施 水排水立管．就要設(shè)立管二十多根．只能考慮敷設(shè)在
《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》12．1．2條規(guī)定： 建筑 (建筑外排水)玻璃幕墻空腔內(nèi)，才能滿足排水
“電子信息系統(tǒng)機(jī)房?jī)?nèi)安裝有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、空 管不穿越機(jī)房的要求：其二．設(shè)置虹吸壓力雨水排水
調(diào)機(jī)和加濕器的房間．地面應(yīng)設(shè)置擋水和排水設(shè)施 ” 系統(tǒng) ．考慮將虹吸雨水斗及懸吊管設(shè)置在計(jì)算機(jī)房以
2．2 給排水系統(tǒng)設(shè)置 外的公共走道和輔助用房的上方．大大減少雨水斗和
綜合上述設(shè)計(jì)要求．筆者認(rèn)為在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì) 排水立管的設(shè)置．雨水排水立管設(shè)置在機(jī)房區(qū)域輔助
中，給水系統(tǒng) (除極少部分，如衛(wèi)生間用水 、各機(jī)房 房間、電梯間或衛(wèi)生間內(nèi)垂直管道井內(nèi)
區(qū)域內(nèi)精密空調(diào)需要的加濕用水需要外)一般布置在
3 數(shù)據(jù)中心消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
遠(yuǎn)離機(jī)房的區(qū)域 ，給水管盡可能避免在機(jī)房?jī)?nèi)部穿
越，減少橫向干管的敷設(shè)，減少漏水的展開面。數(shù)據(jù) 3．1 火災(zāi)誘發(fā)因素和火災(zāi)類型
中心機(jī)房?jī)?nèi)的精密空調(diào)機(jī)房一般布置在每個(gè)樓層的同 數(shù)據(jù)中心機(jī)房中有大量的信息設(shè)備和支持它正常
一 方位．給水方式采用上行下給式．將給水橫干管敷 運(yùn)行的電力供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備 (高低壓配電柜 、UPS電
設(shè)在屋面層上。由上往下接人各給水立管．盡可能布 池、柴油發(fā)電機(jī)及大量供電線路或者其他傳輸線路)。
置在空調(diào)加濕用水點(diǎn)附近 這樣在滿足精密空調(diào)加濕 數(shù)據(jù)中心用電負(fù)荷的增大容易造成過負(fù)荷從而引發(fā)火
給水管設(shè)置要求的同時(shí)也大大減少了給水管可能會(huì)產(chǎn) 災(zāi)。數(shù)據(jù)中心里一些存儲(chǔ)介質(zhì)，如紙張、磁盤、磁帶
生的漏水對(duì)機(jī)房的影響 在加濕給水點(diǎn)的附近設(shè)置地 也是構(gòu)成火災(zāi)隱患的重要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì) ，機(jī)房火災(zāi)中
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_■■壘箜 塑 ：墊 !
64432％ 由供配電系統(tǒng)引發(fā)，18％ 由機(jī)房所在建筑內(nèi)的 輸送管道滅火劑以液體形式單 向流動(dòng) ．流動(dòng)阻力較
其他電氣設(shè)備引發(fā) ，其 中包括電梯 、空調(diào) 、加熱設(shè) 大，無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)距離管網(wǎng)輸送。在 目前的2．5MPa系
備、照明系統(tǒng)等．10％直接由機(jī)房?jī)?nèi)移動(dòng)通信設(shè)備內(nèi) 統(tǒng)中直線輸送距離不大于35m．4．2MPa系統(tǒng)中直線
部的線路引發(fā) 輸送距離不大于 45 m。如果考慮在大型機(jī)房中設(shè)置多
應(yīng)該可以判斷數(shù)據(jù)中心火災(zāi)為電氣火災(zāi)．其火災(zāi) 個(gè)七氟丙烷氣鋼瓶問 (見下圖)，由多方向氣源對(duì)機(jī)
隱患的特點(diǎn)是分布性 、持續(xù)性和隱蔽性 數(shù)據(jù)中心一 房進(jìn)行滅火 ．來縮短氣體輸送距離 ．除需要設(shè)置諸多
旦發(fā)生火災(zāi) ．不但會(huì)對(duì)設(shè)備造成直接破壞而中斷運(yùn) 鋼瓶問，增大占地面積、增大設(shè)備投資 、維護(hù)成本

在《建筑電氣》雜志2009年的相關(guān)文章中，探討了數(shù)據(jù)中心工程中的給排水設(shè)計(jì)特點(diǎn)。該專題分析了以下幾個(gè)核心要點(diǎn)： 1. 高標(biāo)準(zhǔn)的可靠性與穩(wěn)定性：由于數(shù)據(jù)中心對(duì)運(yùn)行環(huán)境有著極高的要求，特別是對(duì)于溫度、濕度和潔凈度控制，因此其給排水系統(tǒng)必須確保不間斷且低故障率，例如采用冗余配置、高品質(zhì)管材以及高效的水處理設(shè)備。 2. 節(jié)能環(huán)保：考慮到數(shù)據(jù)中心的能耗較大，給排水設(shè)計(jì)需注重水資源的有效利用和回收，如雨水收集系統(tǒng)用于冷卻塔補(bǔ)水，廢水經(jīng)過處理后可用于灌溉或再利用，從而降低整體運(yùn)營(yíng)成本并減少對(duì)環(huán)境的影響。 3. 嚴(yán)格的監(jiān)控與管理：為了保證數(shù)據(jù)中心內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量，給排水系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)施應(yīng)具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程調(diào)控功能，以快速響應(yīng)異常情況并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。 4. 災(zāi)備與應(yīng)急措施：考慮到數(shù)據(jù)中心面臨電力中斷等風(fēng)險(xiǎn)，給排水系統(tǒng)的應(yīng)急預(yù)案也至關(guān)重要，如設(shè)置備用電源驅(qū)動(dòng)的水泵、配備防淹措施以及配備獨(dú)立的緊急排水通道等。 綜上所述，數(shù)據(jù)中心工程的給排水設(shè)計(jì)不僅要滿足高標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)需求，還要兼顧節(jié)能降耗、環(huán)?？沙掷m(xù)和安全可靠的多重目標(biāo)。