前言：本站為你精心整理了淺析當代大數據中心園區規劃設計范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

[摘要]文章首先簡介了大數據中心的發展歷程，并開創性地提出了大數據中心的“三代”進化理論。然后針對大數據中心的規劃設計，從選址、能評、水電條件、地方政策等方面做了相關探討。最后以中國證券南方信息中心二期方案設計為例論述了大數據中心建設的關鍵要點，即安全、綠色、靈活、運維可控。

[關鍵詞]第三代大數據中心；設計關鍵要點；數據中心建筑屬性

1大數據中心演進歷程

大數據中心的演進歷程起自1945年第一臺電子計算機“埃尼阿克”的誕生。繼而，人類的數據處理方式經過了從集中到分散再到集中的過程。初期的電子計算機由于體積過于龐大、用戶界面晦澀難懂、運輸不便等因素，主要用于軍事、科研等領域，與此同時誕生了與之匹配的第一代數據機房。中期由于高效的集成電路的迅速發展，數據機房也隨著計算機的小型化開啟分散型路線。如今，隨著數據資源和計算能力的整合和優化，數據機房開啟了新的發展階段，即大數據中心。大數據中心出現以后先后經歷了3個發展階段。第一代大數據中心以單棟機房形態為主，多為電信運營商或金融證券企業的自用機房，規模有限，在布局方式上常與其它功能混合。隨著數據存儲和計算能力需求的爆發式增長，第二代大數據中心園區應運而生，多呈現出大型數據園區的形態。數據機房、動力配套、運維配套等功能一應俱全，形成了相對獨立的運營模式。第三代大數據中心園區將大數據上下游相關產業高度整合，形成了數據存儲、數據運用、數據研發的全產業鏈形態，并由此帶來了更加復合、多樣的建筑空間形式。

2大數據中心前期咨詢設計

2.1選址

大數據中心的選址可以從兩個維度考慮。首先，從工藝需求及安全性角度出發，要求選擇自然冷源豐富，電價便宜，水資源豐富，遠離機場、高速、爆炸物等危險源以及洪水區，比如云南、貴州、內蒙古、寧夏等地區。其次，從用戶心理角度出發，客戶傾向于租用大城市群周邊的數據機房，其運維的便利性以及“看得見，摸得著”的安全感比較符合客戶的心理預期，比如京津冀、長三角、珠三角等地區。因此，大數據中心工藝對選址的要求與客戶對選址的要求是矛盾的。自然條件優良的地區客戶資源有限，而客戶高度集中的地區又面臨著水電資源短缺、空氣污染等一系列問題。數據可直觀地分為兩類即熱數據和冷數據。熱數據可以簡單地認為是指訪問頻次較大的數據，以數據交換為主，主要要求是安全、低時延。冷數據主要承載離線業務，如企業備份、統計數據，主要要求是安全、低成本。因此我們建議數據中心的選址從自然條件、工藝需求、客戶需求、數據類型等多維度考慮。一般對于冷數據建議選擇自然環境較好的中西部地區（貴州、內蒙古、寧夏等），熱數據建議選擇需求旺盛的中心城市城區或郊區。

2.2能評

單位GDP能耗是反映經濟發展質量與能源利用效率的主要指標，我國提出實施能源消耗總量和強度“雙控”行動，“十三五”規劃綱要要求2020年全國單位GDP能耗比2015年降低15%，能源消費總量控制在50億t標準煤以內。因此各省按照國家發改委的要求建立了GDP能耗指標公報制度，每年3月份向國家統計局和發改委報送單位GDP能耗指標和總能耗指標。因此，各省均對能耗指標進行嚴格的管控措施。大數據中心作為耗能大戶，面臨著越發嚴格的能源審批問題。因此，當代大數據中心的建設，首先要解決能耗指標的申請。據了解年耗能大于5000t標準煤的項目需向省發改委申請能源評價。根據項目經驗，浙江省能耗目標為0.6t標煤/萬元，而一般的大數據中心不考慮寬帶及其它增值服務的話可達到3t~4t標煤/萬元，與能耗目標相差甚遠。因此單位GDP能耗指標是制約數據中心建設的一項重要因素。

2.3供水能力

大數據中心園區用水包含空調系統補水、消防給水、生活用水等，其中空調系統補水用量最大且與制冷形式密切相關，開式冷卻塔水冷型空調單位IT功耗用水量最大，閉式冷卻塔水冷型空調適中，風冷及蒸發冷卻空調系統相對較小。在進行大數據中心前期咨詢設計時，首先應根據當地氣候特點及工藝要求，選擇合理的空調制冷形式，然后預估園區總用水量。目前大數據中心園區空調系統補水一般市政引入或從自然水體引入，經過水處理設備水質達標后供空調系統使用。關于供水安全性，國家標準GB50174中要求單路即可，但目前阿里、騰訊等互聯網企業標準中要求雙路供水，因此在設計前期需要精準定位客戶需求。

2.4供電能力

大數據中心園區能耗包含電力、柴油、燃氣等，其中柴油、燃氣用量較小，可忽略不計，因此能耗指標的申請最終落地性的指標為項目的總用電量。目前大數據中心園區電力引入方案主要包含3種，即：10kV市電直引、自建110kV或220kV變電站、市電引入+自建變電站相混合的模式。一般市電引入費用需要業主自籌且價格不菲，因此在項目前期階段務必了解清楚電力的外部設計條件。

2.4.110kV市電直引方案

指從上游兩處110kV變電站直接引若干路10kV市電進園區，適用于前期機架規模較少、用電量不大（＜5萬kVA）的情況下采用，可節省投資，減少資金占用。采用此方案時需要提前了解上游兩處110kV變電站區位以及有無多余容量。在園區規劃時不建議全部采用市電直引方案，因為多達幾十路的10kV電纜對市政管網壓力較大，且單位用電量費用較110kV高。

2.4.2自建110kV或220kV變電站方案

指從上游兩處更高等級變電站引入電纜兩路，接入園區自建變電站內。此方案初期投資較大，一般一個110kV變電站投資約2億元，適用于前期機架數較多、用電量較大（＞5萬kVA）的情況。在決定自建變電站方案后，我們需要了解上游兩路變電站的位置、電力線路規劃及距離，以確保用電可靠性及節省電纜投資（110kV電纜+施工費用一公里約60萬~100萬元）。從供電可靠性上來說，例如110kV變電站，最理想的情況是從上游兩處不同的220kV變電站分別引入一路110kV電纜。若上游只有一處220kV變電站或另外一處距離過遠，也可從一處220kV變電站引兩路圖3第三代大數據中心20110kV電纜。由于變電站建設用費高昂，建議在做園區規劃時充分利用變電站容量（一個110kV變電站的最大容量為10萬~12萬kVA），以免出現電力空置的情況。

2.5大數據中心建筑屬性

根據《數據中心設計規范》（GB50174—2017），大數據中心項目用地性質若是工業用地則定義為丙二類廠房，若是其它性質用地則定義為公共建筑。丙二類廠房和公共建筑在防火分區大小、疏散距離、疏散寬度與其它建筑（如變電站、埋地油罐）防火間距等方面差異巨大，公共建筑相對廠房各方面要求更加嚴格。因此，從項目拿地開始，大數據中心項目首選工業用地，因為工業用地在規劃指標上比較契合大數據中心園區特點，同時在停車位配比、人防、綠建、海綿城市、工業化等方面可享受一定的優惠政策，降低開發成本。

2.6政策支持

隨著大數據中心的建設，一些地方政府逐漸認識到，大數據中心產業的引入雖然對當地固定資產的投資拉動明顯，但對于當地的就業、稅收等效益甚微，反而大大占用了當地的能耗指標，因此招商的積極性嚴重降低。他們迫切希望在引進大數據中心的同時，能將關于數據中心的上下游產業比如數據收集、數據應用、智能制造、服務器裝配等入駐當地。這也是制約大數據中心發展的一項重要因素。

3中國證券南方信息中心項目簡介

中國證券南方信息中心項目（以下簡稱本項目）坐落于東莞市鳳崗鎮，園區總占地面積約為13.5萬m2，擬規劃成為深交所核心大數據中心、行業核心機構南方備份中心、行業經營機構南方托管中心、行業云計算與數據中心、行業研發測試中心、行業金融科技創新實驗室，打造成為一個地位重要、技術先進、功能強大、運行安全、保障可靠、配套完善、管理科學、布局合理、環境優美、生態綠色的國內領先、世界一流的行業信息技術中心。南方中心二期新增15400個機柜，并與先前已投運的一期項目一起，形成一個占地約13.5萬m2，總建筑面積約29.23萬m2，能容納約2萬個機柜（T3+、T4級別），并擁有5萬m2研發辦公場所的大型高等級大數據中心園區。

4大數據中心設計要點

4.1安全性

4.1.1園區規劃

本項目不同于一般的大數據中心園區，屬于典型的第三代大數據中心園區，除了數據機房及其動力配套設施外，還有相當體量的大數據產業相關的研發測試用房。因此，從園區人員屬性上劃分，可分為機房運維人員、研發辦公人員以及行政辦公人員。從園區功能分區安全性上考慮，從規劃階段需要將幾種不同的人員進行物理隔離，同時需盡量規避動力中心的震動、廢氣等對辦公人員的干擾。本項目在規劃設計中引用分層布局的設計手法，專注于數據和人，從以機房為功能主體的區域，通過花園景觀為紐帶，逐漸過渡到以人為核心的區域，將項目用地規劃為6個層次，從北向南依次為動力中心、大數據中心、運維中心、花園核心、交通軸線、研發辦公，使得數據和人的功能關系布局既有機統一，又相互獨立，既層次飽滿，又簡明清晰。

4.1.2供電安全

本項目供電方式為28路10kV市電引入+備用柴油發電機組，集中建設一棟動力中心，共安裝98臺油機，主用功率1800kW。其中24臺油機和8套并機系統為2棟T4大數據中心提供保障電源；72臺油機和18套并機系統為2棟T3大數據中心提供保障電源；2臺油機和2套并機系統為研發樓提供保障電源。

4.1.3供冷安全

（1）制冷系統配置

T4級機房制冷系統采用2N冗余架構，單系統設置了400m3蓄冷罐，電力故障時可提供連續15min供冷。空調末端采用獨立雙盤管房間級空調，N+X配置，滿足T4機房容錯能力。

（2）封閉熱通道彌漫送風

采用熱通道封閉技術把冷熱風隔離，可以在不影響運維舒適度的情況下提高空調的回風溫度，為高溫冷凍水的運用提供了基礎，同時機房空調采用彌漫送風吊頂回風的方式，不用設置地板和搬運坡道，保持了機房布置的靈活性，送風阻力更小。

4.1.4供水安全

本項目從兩個不同方向市政路引兩路DN400供水管，滿足4500m2/天用水需求。為保證空調冷卻水的供水安全，在T3-1機房樓的地下室設置2座空調蓄水池，總容量4500t，以備城市自來水停水時空調系統供水。

4.1.5T4機房平面設計

數據機房為達到適用性、投資經濟性，平面設計采用規整的矩形平面，力求使機房的利用率最高，各種管線最短。在矩形平面設置“U”型或“回”型走道，中間設置數據機房及空調室，四周設置電池電力室、UPS變配電及輔助用房，疏散樓梯均布置在疏散走道上。平面設計擁有多個獨立的物理隔離系統來提供冗余容量組件，每個機房單元的供冷、供電有兩個相互獨立的路由方向，滿足T4大數據中心容錯要求。

4.2綠色性

4.2.1花園式整體布局

方案充分利用優質地塊條件，輔以巧妙的景觀設計，園區整體打造了一個長130m、寬110m、總面積達15000m2的中央數據花園，花園核心布置現代化的多媒體展示中心和監控中心，周邊建筑360°全方位環繞中央花園，最大化欣賞核心花園景觀，能夠給人帶來極大的感官沖擊。按本方案設計構思，園區整體達到LEED金獎、綠建二星設計標準，其中T4機房達到綠建三星標準。同時通過增加維護結構的隔熱性能、充分利用自然冷源、合理組織機房氣流、余熱回收等技術實現超低PUE（1.37~1.39）。

4.2.2海綿園區

本項目通過雨水花園、下凹式綠地、透水鋪裝、雨水收集等措施控制年徑流總量75%，徑流系數0.43。優化綠色雨水設施與灰色雨水設施的配置，減小雨水峰值流量，對雨水進行資源化利用，同時做到減排防澇。

4.3靈活性

外租型大數據中心面臨客戶的不確定性需求，需要根據業務應用等級的不同，靈活地分配基礎設施，實現資源與需求的合理匹配。如何保持最大程度的靈活性至關重要。本項目的“靈活性”主要從以下幾個方面考慮：

（1）模塊化設計

模塊化設計理念貫穿始終，從機房單元到機房平面再到機房單體，模塊化設計層層遞進，便于根據市場需求靈活外租、分期建設、機動部署。

（2）集中式動力中心

在園區北側集中設置動力中心，便于儲備電量向各棟大數據中心靈活調配。

（3）機柜功率的多樣性

機房采用雙側彌漫送風：空調雙側送風靈活性好，不僅可以適應單機架功耗從4kW至8kW的平滑過渡，而且還可以保證送風更加均勻，有效地避免機房中局部熱點的產生,解決部分小型機的部署。

4.4運維可控性

4.4.1功能組織

作為典型的第三代大數據中心園區，本項目有大量的研發辦公用房需求。而大數據中心一般建設在工業用地上，相關規范條文對工業用地中配套用房的占地比例有明確限制要求，即不能大于7%。如何實現7%配套用房占地面積的最大化利用成為設計中面臨的重要挑戰。我們給出的解決策略為，將與大數據中心功能緊密聯系的運維辦公部分貼臨主體建筑設計，并將其架空于3層以上，兩者之間連廊連接，這樣每棟數據機房都設置了一個“小背包”，既滿足就近運維的需求，又規避了運維部分對珍貴的7%占地指標的占用。研發辦公部分相對獨立地設置于東側坡地上，與大數據中心區域之間利用中心花園實現物理隔離，既最大限度地保證物理安全，又可使周邊建筑共享核心中心花園景觀資源。

4.4.2流線分析

通勤班車流線、VIP參觀流線、研發辦公人員流線、機房貨運流線分而不隔，井然有序。

5結語

在“新基建”的時代背景下，大數據中心作為重資產，固定資產投資以及水電消耗量巨大，在前期項目決策階段需要對多個前置條件進行梳理以求得決策的科學性。隨著第三代大數據中心集中化、功能復合化發展趨勢，需要設計者從建筑空間組織、功能流線梳理、工藝流程管控等方面提供綜合性解決方案。

參考文獻

[1]樊云龍.當代數據中心設計的安全性與開放性———以上饒云數據中心工程為例[J].江蘇建筑，2019（1）：37-38.

[2]數據中心設計規范：GB50174—2017[S].北京:中國計劃出版社，2017.

作者：劉瑞義   單位：中通服咨詢設計研究院有限公司