數據中心是為電子信息設備提供運行環境的場所,可以是一棟建筑物或建筑物的一部分,其內部的建筑基本組成部署主要有:主機房、輔助區、支持區和行政管理區等等。數據中心是一座特殊的建筑,雖然和普通建筑在外表上看相差不大,但是卻有很多自身的特質。對于一個數據中心,整體建筑設計的合理性將對數據中心未來運營效率至關重要。當數據中心正式運營后,這些設計將很難再去改變,或者整改將大大增加數據中心運營負擔,所以在數據中心建設之初,就應該充分考慮數據中心內部建筑設計的合理性。一個數據中心的運行周期一般要長達30年左右,這樣在建設之初要將數據中心建筑的整體結構設計好,短時間內不再做更改,那么如何做好數據中心的建筑設計呢?本文將給出一些答案。
空間布局
數據中心里面都是由多個獨立的機房組成的,要求機房各個功能分區要獨立區分。核心網絡,接入服務器,運營商接入位置都要明確隔離,值班室位置要與油機、高配、冷機機房鄰近。每個機柜里的服務器都連接到機柜上的一個TOR交換機上面,通過TOR 再連接到匯聚交換機上,然后所有的匯聚交換機都連接到核心網絡設備上。所有的網絡設備連線要通過布線系統或者跳線架、光纖架進行互聯。一般配電機柜、接地機柜都位于機房的一腳,空調列在所有機柜的兩邊,在機柜、空調和配電箱之間都要有一定的距離。如果機房運行功能達到5KW以上,則地板的高度要達到0.8米,以保證有效通風,冷通道寬度要達到1.8米,熱通道寬度的1.5米,層高粱下要高于4.1米。如果機柜的長度15米,則要求在兩側都放置空調進行通風,5KW對應一塊活動地板,8KW對應1.5塊地板。關于數據中心機房內的布局,在標準中也有明確的規定,但不能照本宣科,一個數據中心都有自己的特點,承載的業務也各有不同,不能一概而論。所以在數據中心機房內部布局設計上,要因地制宜,活學活用。有時數據中心的機房空間是有限的,長寬高也有限制,這就需要在標準的基礎上做些調整,達到空間布局上的合理化。
建筑材料
數據中心里有大量的電子設備,既怕水又怕火,既怕冷還怕熱。照顧好這些設備,有時比照顧孩子還要更盡心才行,所以數據中心的建筑材料也要單獨選取。數據中心標準要求建筑材料要達到耐火二級及以上,抗震達到丙類及以上。由于這些運行的設備都選用的鋼制材料,數據中心的地板要達到承重要求,防水要達到一級。當數據中心里的設備同時運行時,會產生大量的噪聲,為了消除這些噪聲,還需要采用多孔石膏板、塑料吸聲板、膨脹珍珠巖等吸聲材料。為了保持數據中心恒溫,除了做好密封,還要在材料上下功夫,使用膨脹聚苯板、礦棉板、水泥膨脹珍珠巖、水泥爐渣等,這些材料可以減少數據中心內外界的熱量交流。不過最近又有專家建議:讓數據中心內外界保持一些的通風,充分利用自然通風來保持數據中心恒溫,這樣可以大大減少空調系統的能耗,為數據中心節約電能。在如今提倡節約能源的社會風氣下,這種想法得到了很多數據中心的積極響應。不過數據中心與外界保持熱交換不能通過建筑墻體,還是要通過固定的通風通道,這樣可以對數據中心內部的冷熱流量走向可控。
外部園區
數據中心并不是一座孤立的建筑,有很多和外界接口的地方,并且一般要求有備份。供電要雙輸入,供水也要雙輸入,光纜還要雙接入,這樣的冗余設計才能保證數據中心全年不中斷地工作。數據中心運行起來非常耗電,這樣靠近變電站非常重要,這樣可以降低傳輸鏈路上的損耗,也便于電力維護。即便是設計冗余考慮得再完美,也難逃自然災害的危害,在大自然面前數據中心顯得是不堪一擊,所以數據中心要遠離易發自然災害的區域,遠離社會污染區域,將不可預知的自然災害拒之門外。在數據中心園區內,要設計雙車道,確保貨車可以自由進出,園區內保持封閉,禁止外來人員自由進入,以免外來人員的誤操作對數據中心運行造成故障。
輔助設施
數據中心除了機房,外部還要有很多輔助設施。一個數據中心的優劣除了體現在機房里的設備處理能力上,其它輔助環節也很重要。因為數據中心要經常進入大型設備,所以要設計承重能力強的電梯,電梯的高度和長度也要滿足運送大型設備的要求。數據中心建筑一般不易樓層過高,一般不建議超過5層,電梯升降速度不做要求,但是要求運行平穩。要設計卸貨平臺,通過卸貨平臺可以方便完成大型設備運送,平臺要有擋雨措施,以免設備淋雨。數據中心的門洞要高于2.3米(一般機柜高度是2.1~2.2米),通道要有坡度,坡度要小于15度。數據中心還要有備件倉庫,用于放置各種臨時存放的設備,這里要部署貨架、煙感、氣消、攝像頭、門禁等。
數據中心建筑設計是一門大學問,遠不是這幾點可以全面覆蓋的。關于數據中心建筑方面的書籍、言論都不少。國內應用的最新標準是2008年制定的《電子信息系統機房設計規范》,北美地區常使用由美國電信工業聯盟EIA制定的電信機房設計國家標準。不管哪個標準,不難看出,以上四點是必須要提到的。俗話說“好的開始是成功的一半”,數據中心建筑設計要做在數據中心建設之前,從總體上進行設計,又關注到每個細節,這樣才能保持數據中心未來穩定高效的運行。