浅谈数据中心给排水设计特点

浅谈数据中心给排水设计特点

甘旗

东莞深证通信息技术有限公司523000

摘要：数据中心设计包括建筑、结构、电气、空调、给排水等各专业设计，是一项系统工程，由于数据中心设计的特殊性和复杂性，特别强调各相关专业之间的协调配合。介绍对数据中心给排水专业国内外相关设计标准的认识和理解，诠释相关设计理念，希望能对数据中心电气设计人员有所帮助。

关键词：数据中心；给排水；消防系统；

引言

随着大数据的发展，数据中心的建设越来越广泛。数据中心正在由企业自用型向混合型转变，并引入外包服务等商业运作模式，以提高经营效益。其生产中心在向建设两个以上远程的数据中心，可用于生产中心、灾备中心互换的方式发展；其运维中心在从与生产中心同地工作的传统方式向异地集中建设大运维中心的方式转换，向着集中建设、集中管理的方向发展。标准方面，国内有《电子信息系统机房设计规范》（ＧＢ５０１７４－２００８）等，国外有美国ＴｈｅＵｐｔｉｍｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ机构于２００５年发布的Ｔｉｅｒ数据中心等级标准等。国内规范将数据中心分为Ａ、Ｂ、Ｃ３个等级，其中Ａ级为数据中心最高级别；Ｔｉｅｒ标准将数据中分为ＴｉｅｒⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ４个等级，其中ＴｉｅｒⅣ为数据中心最高级别，相当于国内标准的Ａ级，同时在某些方面要求更高，全世界上能获得此标准的数据中心仅有十几家。

1对数据中心设计理念和设计标准的认识

数据中心是为电子信息设备提供运行环境的场所，可以是一幢建筑物或建筑物的一部分，包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等。

其中，主机房是用于电子信息处理、存储、交换和传输设备的安装和运行的建筑空间，包括服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域；辅助区是用于电子信息设备和软件的安装、调试、维护、运行监控和管理的场所，包括进线间、测试机房、监控中心、备件库、打印室、维修室等；支持区是支持并保障完成信息处理过程和必要的技术作业的场所，包括变配电室、柴油发电机房、不间断电源系统室、电池室、空调机房、动力站房、消防设施用房、消防和安防控制室等；行政管理区是用于日常行政管理及客户对托管设备进行管理的场所。

数据中心机房划分为A、B、C三级。除建筑物本身（包括其结构）需要达到数据中心的等级要求外，机电设备所有专业（电气、暖通、给排水）所设计的各系统也需与数据中心的等级要求相符。为适应数据中心快速发展的需要，国家标准《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）于2009年6月1日正式实施。在此之前我们的设计基本依据甲方的设计任务书和已经废止的《计算机机房设计规范》（GB50174-93），并借鉴美国标准《数据中心电信基础设施标准》（ANSI/TIA-942-2005，以下简称TIA－942）。

２数据中心给排水设计要点

２.1供水管道的敷设

对于数据机房来说，供水管道总的敷设原则是与机房无关的管道不得进入机房区域且有水管道尽量远离机房区域；可能结露的管道应做好防结露保温。

一般来说，数据机房楼（或区域）内有如下几类供水管道：

（１）生活给水管道。大型数据机房基本都是无人值守的，通常仅在首层入口处有少量的值班人员，并配套小型卫生间，故普通生活给水管道不必进入数据机房核心区域。

（２）循环冷却水供回水管道及循环冷却水补水管道。这是采用水冷方式制冷的数据机房不可缺少的管道，但这两种管道与数据机房核心区没有直接联系，故通常建议敷设在核心区外围或者是敷设于专用的管道井内。

（3）机房专用空调加湿管道。机房专用空调间需要紧靠数据机房设置，且其与数据机房之间无法完全封闭，这使得空调加湿管道不得不进入数据机房核心区。为了降低这类管道的漏水对数据机房造成影响，需要尽最大可能减少这类管道进入机房区域的长度。推荐的做法为将供水横干管敷设于底层设备层或者最上层屋面，在各层加湿器的附近安装供水立管，各层就近接至加湿器，并安装检修阀门。

（4）消防管道。见后文消防部分篇幅。

2．2给排水系统设置

数据中心设计中，给水系统（除极少部分，如卫生间用水、各机房区域内精密空调需要的加湿用水需要外）一般布置在远离机房的区域，给水管尽可能避免在机房内部穿越，减少横向干管的敷设，减少漏水的展开面。数据中心机房内的精密空调机房一般布置在每个楼层的同一方位，给水方式采用上行下给式，将给水横干管敷设在屋面层上，由上往下接入各给水立管，尽可能布置在空调加湿用水点附近。这样在满足精密空调加湿给水管设置要求的同时也大大减少了给水管可能会产生的漏水对机房的影响。在加湿给水点的附近设置地漏能及时排除空调凝结水和给水管可能的漏水。由于机房区域结构负荷较大以及结构抗震等级的提高，一般机房区域楼板厚度为250mm，为避免横管排水敷设在下层机房的顶部，可考虑设置侧向地漏埋设在结构板内，直接接入排水立管，在机房精密空调设备的四周设置50mm×80mm（高）C20混凝土挡水坎，并对挡水坎做防水处理。给水管和排水管采取保温隔热措施，接缝处确保严密，严禁结露现象出现，并在可能产生水的地方（精密空调四周）采用漏水报警系统。给排水管道宜采用金属管材，以免热、冷伸缩和碰撞引起的管道断裂产生的水渍殃及机房的正常运行。

TIA－942G4“建筑和结构要求”，以及国内一系列相关规定明确指出：重要的数据中心抗灾、抗洪能力必须达到100年一遇。我们在设计雨水系统时，其排水能力为排水系统+溢流排水系统总能力大于等于设计重现期为100年、5分钟降雨历时的雨水流量，加强屋顶雨水排水顺畅措施，如采用结构找坡、放大坡度，并充分满足机房区域排水和避免管道穿越的要求。

３数据中心消防设计要点

3.1室内消火栓系统

考虑到安全和使用方便，建议消火栓箱全部布置在主机房外的走廊或者安装在辅助机房和管井的墙体上。如设置在主机房的外墙上，需用管井与主机房完全分隔。机房进深较大时，可通过增大充实水柱的方式满足规范要求的保护距离。故消火栓管道不进入数据机房内部。

3.2自动喷水灭火系统

“数规”中规定，Ｂ级和Ｃ级机房以及Ａ级机房有异地备份时，数据机房可采用自动喷水灭火系统，是否采用此系统还需根据业主的要求确定。笔者认为自动喷水灭火系统作用后对于设备的损害以及机房楼水患的影响较大，需慎重采用。同时笔者建议机房楼全楼采用预作用形式，并建议预作用报警阀分层或分防火分区设置，一是减少管网的充水时间，二是尽量避免大范围管网充水对非火灾区域造成影响。

3.3建筑灭火器

考虑到数据机房内被保护对象是电子计算机等精密仪表设备，干粉灭火器灭火后所残留的粉末状覆盖物对电子元器件具有一定的污损腐蚀作用和粉尘污染，难以清洁，故采用建议二氧化碳灭火器。同时按照现行《建筑灭火器配置设计规范》的要求，主机房应按严重危险级设计，普通手提式二氧化碳灭火器灭火级别不够，需要设置推车式二氧化碳灭火器。

4总结语

随着信息化社会的高速发展，目前多国政府已经将网络数据与信息资源看成影响国家科技创新和产业发展的战略性资源和核心竞争力，支持海量数据存储和处理的数据中心以及相关技术被提高到国家战略层面进行部署。我国目前的数据中心数量和规模与发达国家还有较大差距，未来若干年我国数据中心发展的动力强劲，故相应的配套建设技术也应与时俱进，为数据中心机房领域的快速发展奠定坚实基础。

参考文献：

1ＧＢ５０１７４－２０１７数据中心设计规范

2ＧＢ５０４６２－２０１５数据中心基础设施施工及验收规范

3ＧＢ５０１４０－２００５建筑灭火器配置设计规范

4ＧＢ５０１７４－２００８电子信息系统机房设计规范