商 勇

(中國建筑設(shè)計(jì)院有限公司(原中國建筑設(shè)計(jì)研究院)智能工程中心，北京 100044)

1 引言

1.1 背景

國家信息化、城市數(shù)字化使智能建筑進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，隨著社會(huì)和各企業(yè)單位數(shù)據(jù)量的不斷增長，先前部門級和中小企業(yè)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)處理能力已不能滿足要求，大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求開始快速增長。如今在全球打造綠色高效數(shù)據(jù)中心的大環(huán)境下，數(shù)據(jù)中心建設(shè)已經(jīng)不再是倒水泥、安裝服務(wù)器機(jī)架那么簡單的事情了，參考辦公設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)中心也已不再適用。而建筑市場上擁有一級資質(zhì)的弱電施工企業(yè)越來越多，這些企業(yè)在實(shí)際經(jīng)營過程中往往也會(huì)集中在某個(gè)行業(yè)的智能建筑領(lǐng)域(如：住宅、辦公樓、醫(yī)院等)，鮮少參加國內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)。國內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)市場的一半以上開始由IBM(美國)、施耐德(法國)、惠普(美國)和捷聯(lián)(意大利)等國外企業(yè)占據(jù)。

1.2 研究問題概述

國內(nèi)智能化企業(yè)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)領(lǐng)域存在的市場缺失等一系列問題產(chǎn)生的原因主要在數(shù)據(jù)中心建設(shè)的前期技術(shù)咨詢和設(shè)計(jì)規(guī)劃階段，因?yàn)椴还苁且蛔k公大樓，還是一棟商業(yè)住宅，前期技術(shù)選擇和設(shè)計(jì)的缺陷對其成本的控制和質(zhì)量的影響將會(huì)是致命的。

在技術(shù)咨詢服務(wù)階段(可行性研究階段)，智能化設(shè)計(jì)施工單位怎樣充分發(fā)揮自身的技術(shù)能力和社會(huì)資源，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中充當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)者和策劃者，統(tǒng)籌整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)大局，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模規(guī)劃、方案與設(shè)計(jì)概算合理性上做足功夫；怎樣從技術(shù)上充分考慮市場上技術(shù)更新的速度，合理采用新技術(shù)、新工藝和施工方案，都將嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)中心建設(shè)的質(zhì)量。

2 數(shù)據(jù)中心的技術(shù)咨詢與設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)中心建設(shè)作為新世紀(jì)信息化建設(shè)的重要領(lǐng)域，由于信息量的不斷增加，各企業(yè)單位已經(jīng)開始或即將著手布局?jǐn)?shù)據(jù)中心建設(shè)市場。然而數(shù)據(jù)中心建設(shè)在國內(nèi)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，數(shù)據(jù)中心先進(jìn)理念卻大多掌握在國外智能化企業(yè)手中，進(jìn)而國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本壓力居高不下。在建設(shè)方存在資金壓力，國內(nèi)智能化企業(yè)經(jīng)驗(yàn)缺乏的雙重環(huán)境下，國內(nèi)智能化施工企業(yè)若要獲得較高的企業(yè)利潤，達(dá)到與客戶雙贏的目的，將成為國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)企業(yè)面臨的一種新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)。

2.1 數(shù)據(jù)中心建設(shè)服務(wù)流程

數(shù)據(jù)中心(Internet Data Center,簡稱IDC)機(jī)房設(shè)計(jì)集建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通空調(diào)、給排水、消防、網(wǎng)絡(luò)、智能化等多個(gè)專業(yè)技術(shù)于一體。并且應(yīng)該是一個(gè)安全可靠、舒適實(shí)用、節(jié)能高效和具有可擴(kuò)展的建筑結(jié)構(gòu)綜合體。根據(jù)以往數(shù)據(jù)中心建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)建設(shè)一個(gè)大型的數(shù)據(jù)中心，基本上可分為如圖1所示的四個(gè)步驟來進(jìn)行。

從圖1中可以看出，大型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)應(yīng)由擁有不同專業(yè)的施工單位、設(shè)計(jì)院和咨詢單位來協(xié)同完成。而在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)過程中，國內(nèi)智能化企業(yè)往往只以各專業(yè)分包單位的身份出現(xiàn)，也只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的智能化專業(yè)常規(guī)子系統(tǒng)的實(shí)施和安裝工作，比如安全防范系統(tǒng)、運(yùn)維綜合布線子系統(tǒng)、機(jī)柜安裝子系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)等。由于缺乏數(shù)據(jù)中心建設(shè)的整體規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)，對數(shù)據(jù)中心的智能化建設(shè)缺乏全面的理解，最終數(shù)據(jù)中心驗(yàn)收時(shí)，這些本可以成為綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)亮點(diǎn)的子系統(tǒng)卻成為了擺設(shè)，不能得到良好的運(yùn)用。

2.2 設(shè)計(jì)咨詢階段角色轉(zhuǎn)變

在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中，不管是在數(shù)據(jù)中心前期服務(wù)咨詢和設(shè)計(jì)階段、還是后期現(xiàn)場施工和運(yùn)營維護(hù)階段，國內(nèi)智能化企業(yè)都應(yīng)成為整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施的主導(dǎo)者和各種專業(yè)公司的資源整合者。不應(yīng)該只作為專業(yè)施工公司出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)當(dāng)中，必須轉(zhuǎn)變先前自身在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中的角色。

2.2.1 咨詢階段的角色轉(zhuǎn)變

數(shù)據(jù)中心建設(shè)的咨詢服務(wù)是對整個(gè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的項(xiàng)目選址、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)等級、核心業(yè)務(wù)定位、數(shù)據(jù)管理模式、IT應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等的準(zhǔn)確定位，也是整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的前瞻性規(guī)劃和建設(shè)方向的風(fēng)向標(biāo)。

國內(nèi)智能化設(shè)計(jì)施工企業(yè)在數(shù)據(jù)中心咨詢服務(wù)階段應(yīng)該貫穿于整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)，從最初的需求分析到項(xiàng)目竣工結(jié)束。因此，建筑智能化施工企業(yè)應(yīng)在組建項(xiàng)目實(shí)施團(tuán)隊(duì)時(shí)，就考慮選擇組建一支技術(shù)實(shí)力很強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)(懂設(shè)計(jì)、懂施工、熟悉數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè))來護(hù)航項(xiàng)目的實(shí)施。

2.2.2 設(shè)計(jì)階段的資源整合

數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)計(jì)集建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通空調(diào)、給排水、消防、網(wǎng)絡(luò)、智能化等多個(gè)專業(yè)技術(shù)于一體，是一個(gè)專業(yè)性較強(qiáng)的綜合建筑體。因此，建筑智能化企業(yè)在數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)階段就需要作為資源整合的角色出現(xiàn)，協(xié)調(diào)并整合具有相關(guān)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位參與進(jìn)來，要求設(shè)計(jì)單位參照咨詢服務(wù)階段的成果轉(zhuǎn)換成建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電、暖通等進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙用以指導(dǎo)施工。

2.2.3 項(xiàng)目實(shí)施階段的資源共享

根據(jù)國內(nèi)建筑行業(yè)招投標(biāo)流程，數(shù)據(jù)中心在施工圖紙完成后，可對數(shù)據(jù)中心土建和機(jī)電專業(yè)實(shí)施公開招標(biāo)，招標(biāo)公司一般會(huì)對投標(biāo)單位的施工經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)能力、資質(zhì)條件進(jìn)行遴選，符合條件的投標(biāo)單位按照技術(shù)規(guī)格(咨詢服務(wù)成果文件)及招標(biāo)圖紙?zhí)岢鲂枨髴?yīng)標(biāo)，最終擇優(yōu)選取中標(biāo)人。

國內(nèi)智能化企業(yè)不僅要成為技術(shù)審定人(給予業(yè)主技術(shù)上的支持)，也應(yīng)該主動(dòng)參與到數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的建設(shè)當(dāng)中，在項(xiàng)目建設(shè)當(dāng)中充當(dāng)“總承包”的角色，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)單位、招標(biāo)單位和施工單位正確參與項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資源共享，這樣就可避免前期咨詢在后期脫離實(shí)際、無法落地的局面，確保項(xiàng)目能順利成功完成。

2.3 可行性研究階段技術(shù)需求分析

2.3.1 完整的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

一個(gè)成熟而又完整的數(shù)據(jù)中心應(yīng)該是多個(gè)系統(tǒng)的建筑綜合體，是集建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通空調(diào)、給排水、消防、網(wǎng)絡(luò)、智能化等多個(gè)專業(yè)技術(shù)于一身的服務(wù)性設(shè)施。智能化設(shè)計(jì)與施工企業(yè)應(yīng)在項(xiàng)目可行性研究階段清楚地了解該數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的建設(shè)內(nèi)容具體有哪些，圖2清晰簡明地對建設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)中心所要涉及到的專業(yè)進(jìn)行了圖表化的整理，方便參考和理解(包括但不限于此)。

據(jù)圖2可知，完整的數(shù)據(jù)中心應(yīng)包括以下幾個(gè)部分：制冷系統(tǒng)：冷源設(shè)備、輸配設(shè)備、末端供冷設(shè)備；供配電系統(tǒng)：變配電系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)；關(guān)鍵電源：傳統(tǒng)UPS、模塊化UPS、電池；管理軟件：設(shè)施管理、運(yùn)營管理、中央管理器；布線系統(tǒng)：IT布線及橋架、運(yùn)維布線及橋架；機(jī)柜系統(tǒng)：機(jī)柜/機(jī)架、機(jī)柜PDU、托盤及配線架；物理安全：安全防范系統(tǒng)；其他：土建結(jié)構(gòu)、氣體滅火、給排水、機(jī)房裝修等。

2.3.2 數(shù)據(jù)中心建設(shè)可行性研究關(guān)鍵內(nèi)容

根據(jù)國內(nèi)智能化企業(yè)在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中應(yīng)注意的關(guān)鍵步驟進(jìn)行簡要的說明。

1)國際標(biāo)準(zhǔn)的可用性與機(jī)房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的選用

通常數(shù)據(jù)中心等級的劃分按照國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)《國家電子信息機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)》(GB 20174-2008)可分為A級、B級和C級。A級為容錯(cuò)型(系統(tǒng)A+系統(tǒng)B)；B級為冗余型；C級為基本型。但在如今大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中，國際上一些企業(yè)和組織在數(shù)據(jù)中心建設(shè)領(lǐng)域擁有先進(jìn)而且可靠的經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)往往也會(huì)將其拿來作為設(shè)計(jì)和規(guī)劃依據(jù)，如美國國家標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》(TIA-942)，也漸漸成為國內(nèi)數(shù)據(jù)中心行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的“行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”。

國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)既要滿足國家建設(shè)規(guī)范，也要參考TIA-942的標(biāo)準(zhǔn)要求，兩者在數(shù)據(jù)中心建設(shè)當(dāng)中也往往會(huì)相互配合使用，數(shù)據(jù)中心等級標(biāo)準(zhǔn)的定義如圖3所示。

由圖3可知，兩個(gè)規(guī)范對數(shù)據(jù)中心等級標(biāo)準(zhǔn)劃分的定義并不沖突，由于TIA-942對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)劃分的更加仔細(xì)，在國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)領(lǐng)域，國內(nèi)對機(jī)房建設(shè)也通常用T1、T2、T3和T4的標(biāo)準(zhǔn)來界定數(shù)據(jù)中心等級。

對于大型數(shù)據(jù)中心可行性研究階段，是選用T3標(biāo)準(zhǔn)還是T4標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)對后期設(shè)備選用有著巨大的影響，如UPS配電系統(tǒng)：T3標(biāo)準(zhǔn)要求N+1即可滿足要求，而T4標(biāo)準(zhǔn)則要求滿足2N結(jié)構(gòu)，對設(shè)備數(shù)量的影響較大；對UPS電池組的檢測也有不同的要求，T3標(biāo)準(zhǔn)要求UPS自己檢測，而T4標(biāo)準(zhǔn)明確指出需要集中的自動(dòng)系統(tǒng)來檢測每一個(gè)電池的溫度、電壓和電阻，這就需要單獨(dú)增加1套管理平臺來進(jìn)行專門的檢測。數(shù)據(jù)中心的定級將直接影響建設(shè)成本和建設(shè)規(guī)模。

2)可行性研究階段容易忽視的問題

在確定選用T3還是T4標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)數(shù)據(jù)中心后，數(shù)據(jù)中心進(jìn)入總體設(shè)計(jì)階段，在以往數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計(jì)問題當(dāng)中，總會(huì)有一些特定的物理需求及障礙問題需要在設(shè)計(jì)階段來解決。盡管建設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)中心會(huì)遇到一系列不可能克服的問題，但在工程開始之前還是應(yīng)該仔細(xì)考慮以下幾個(gè)方面：

(1)數(shù)據(jù)中心布線規(guī)劃必須要適應(yīng)新環(huán)境的增長，這意味著在進(jìn)行布線規(guī)劃時(shí)，必須既要滿足現(xiàn)在的需求，又要預(yù)計(jì)到未來的變化。也就是說，如果布線規(guī)劃想要應(yīng)對未來10年內(nèi)應(yīng)用程序的運(yùn)行速度，那么現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)主干系統(tǒng)就應(yīng)該按照40G或100G的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)劃。

(2)核對一下當(dāng)?shù)氐南罈l例及其電纜敷設(shè)要求(如是否有易燃物限制或水電管道限制，這方面可交由有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)單位來確認(rèn))。

(3)模塊化機(jī)房環(huán)境的冷卻顯得尤為重要，如果未來要引入刀片服務(wù)器，那么對數(shù)據(jù)中心空調(diào)的要求就要更高；如果對制冷量的計(jì)算不夠，很可能造成日后大量信息處理設(shè)備的過熱宕機(jī)，服務(wù)癱瘓。

(4)滿足當(dāng)?shù)貙ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震要求，并嚴(yán)格要求設(shè)計(jì)單位按照可行性階段的咨詢報(bào)告需求設(shè)計(jì)樓面負(fù)荷。如模塊化機(jī)房、UPS配電室、UPS蓄電池等不同功能房間因設(shè)備不同，需要的樓面荷載也不盡相同。如果前期對樓面荷載設(shè)計(jì)的過小，最終需提供200臺機(jī)柜安裝的模塊化機(jī)房，可能也就只能滿足100臺機(jī)柜的安裝。

(5)核對一下當(dāng)?shù)仉娏镜墓╇娔芰?，如果他們不能提供備用電路，這就可能會(huì)改變對發(fā)電機(jī)的性能要求。

(6)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)階段，智能化設(shè)計(jì)施工單位要充分參與其中，應(yīng)該作為各專業(yè)的協(xié)調(diào)者，嚴(yán)防各專業(yè)間出現(xiàn)信息不對稱。如暖通專業(yè)與樓宇自控專業(yè)關(guān)于控制邏輯與控制原理之間的銜接和配合，電氣專業(yè)與暖通專業(yè)關(guān)于A、B雙路供電切換時(shí)間及設(shè)備功率間銜接與配合。

3)可行性研究階段的合理預(yù)算

根據(jù)國內(nèi)外大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)可得：數(shù)據(jù)中心預(yù)算的65%～75%要花費(fèi)在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，包括發(fā)電機(jī)、銅線、UPS、電池、冷卻器、泵、管道系統(tǒng)及這些設(shè)備安裝的勞務(wù)費(fèi)用等；數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)費(fèi)用只占工程總成本的3%～5%；智能化設(shè)計(jì)施工企業(yè)所獲利潤和普通保險(xiǎn)條款費(fèi)用占總預(yù)算的6%～8%；剩下的預(yù)算(12%～26%)會(huì)花費(fèi)在基礎(chǔ)建設(shè)方面，如水泥、鋼材、挖掘和勞力。

綜上可知，一個(gè)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目后期實(shí)施是否成功，成本能否得以控制，工程質(zhì)量能否得以保證，在其可行性研究階段有一份合理的預(yù)算是十分關(guān)鍵的。當(dāng)然，數(shù)據(jù)中心建設(shè)預(yù)算要出于多方面的考慮，該預(yù)算也應(yīng)該是反映數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目建設(shè)的可行性、技術(shù)選擇的成熟性和合理性的重要依據(jù)。

3 結(jié)束語

國內(nèi)各地、各行業(yè)均在通過建設(shè)大型的數(shù)據(jù)網(wǎng)

絡(luò)中心來應(yīng)對今后大數(shù)據(jù)交換帶來的機(jī)遇。國內(nèi)智能化設(shè)計(jì)施工企業(yè)需要轉(zhuǎn)變自身的角色，逐漸適應(yīng)，使自身成為整個(gè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的咨詢服務(wù)商、資源整合和項(xiàng)目實(shí)施的多重角色，統(tǒng)籌整個(gè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的技術(shù)咨詢和工程實(shí)施，摸索出一套指導(dǎo)大型數(shù)據(jù)中心技術(shù)咨詢與設(shè)計(jì)施工體系標(biāo)準(zhǔn)，更多地參與到國內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)當(dāng)中，充當(dāng)國內(nèi)智能化數(shù)據(jù)中心建設(shè)的中堅(jiān)力量。