数据中心工程给排水设计特点-建筑电气2009

数 据 中 心 工 程 给 排 水 设 计 特 点
李鸿奎 冯旭东 (华东建筑设计研究院有限公司，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 近几年参加了几个数据 中心和类似工程的设计 ．感
design work by such specialities as architecture， 受颇多。下面就数据 中心的给排水设计理念 ．对相
structure，electricity，air conditioning，water supply &
关设计标准的理解 ，数据中心消防系统给排水设计
drainage， which is a system engineering needing
的特点谈谈笔者的见解 ，以期能对数据 中心电气设
cooperation and coordination among individual
计人员的设计配合提供帮助。
specialities due to the particularity and complexity in
design of data centers．Cognition and understanding of 1 对数据中心设计理念和设计标准的认识
both international and Chinese standards for water
数据中心是为电子信息设备提供运行环境的场
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 ．包括主机
explained，thus aiming to help the electric designer for 房、辅助区、支持区和行政管理区等。
data centers． 其中，主机房是用于电子信息处理、存储 、交换
Key words Data center Water supply& drainage 和传输设备的安装和运行的建筑空间．包括服务器机
Fire control system Standard Design concept 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
摘 要 数据 中心设计包括建筑、结构、电气、 和管理的场所 。包括进线间、测试机房 、监控中心、
空调、给排水等各专业设计，是一项系统工程 ，由于 备件库 、打印室 、维修室等 ：支持区是支持并保障
数据中心设计的特殊性和复杂性．特别强调各相关专 完成信息处理过程和必要的技术作业的场所．包括
业之间的协调配合 介绍对数据中心给排水专业国内 变配 电室 、柴油发电机房、不间断电源系统室 、电
外相关设计标准的认识和理解．诠释相关设计理念 ， 池室 、空调机房 、动力站房 、消防设施用房、消防
希望能对数据 中心电气设计人员有所帮助 和安 防控制室等 ：行政管理区是用于日常行政管理
关键词 数据 中心 给排水 消防系统 标准 及客户对托管设备进行管理的场所
设计理念 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
随着电子信息技术的快速发展 ．数据中心的建 外 ．机电设备所有专业 (电气 、暖通 、给排水)所
设 13新月异 ．在数据 中心设计 中，符合其 “安全 、 设计的各系统也需与数据中心的等级要求相符。
可靠 、稳定”的基本要求是至关重要的。为保证数 为适应数据中心快速发展的需要，国家标准 《电
据 中心工程的整体设计质量 ，避免专业配合脱节 、 子信息系统机房设计规范》 (GB 50174—2008)于
设计不合理等问题．给排水专业需要与各相关专业 2009年 6月 1 13正式实施 在此之前我们的设计基本
密切配合 ．统筹设计 数据中心给排水专业设计与 依据甲方的设计任务书和已经废止的 《计算机机房设
电气专业的配合 内容包括 ：提出消防泵 、给水泵 的 计规范》 (GB 50174—93)，并借鉴美国标准 《数据
台数 、装机容量和供电要求 ；阀门的 自动控制 ；空 中心电信基础设施标准》 (ANSI／TIA一942—2005，
调机组 的变频控制 ：设备的故障报警等等。笔者最 以下简称 TIA一942)。
数据中心工程给排水设计特点(李鸿奎 冯旭东建 蓰电乞。
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2口口9年第1 2期I ELECTRICITY
2 数据中心给排水系统特点 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，
2．1 相关设计依据
般机房区域楼板厚度为250 mm，为避免横管排水
一
数据中心内有大量信息设备和辅助其安全运行的 敷设在下层机房的顶部，可考虑设置侧向地漏埋设
电气、动力设备、精密空调设备以及各支持系统的电 在结构板内．直接接入排水立管，在机房精密空调
线电缆．对水尤为敏感．水渍损失会影响整个系统的 设备的四周设置50 mm x 80 mm (高)C20混凝土挡
正常运行 TIA一942第 5．3．8“水渗透”中明确规 水坎，并对挡水坎做防水处理。给水管和排水管采取
定： “当有水浸入危险存在时，必须提供一种排水的方 保温隔热措施．接缝处确保严密，严禁结露现象出现，
法 (如一个地面排水沟)，此外，每 100 1TIz(1 000ft ) 并在可能产生水的地方 (精密空调四周)采用漏水报
应该提供一种或多种排水方法 任何通过房间的水和 警系统 给排水管道宜采用金属管材，以免热、冷伸
排水管应该被设置在远离设备的位置 ，而不是直接在
缩和碰撞引起的管道断裂产生的水渍殃及机房的正
设备的上方 ”
常运行。
第G6．19“排水管”中规定： “计算机房内的 TIA一942 G4“建筑和结构要求”．以及国内一
地面排水管．用来收集和排出一次预先执行释放的喷 系列相关规定明确指出：重要的数据中心抗灾 、抗
淋水。地面排水管应该接受从计算机房空调装置来的 洪能力必须达到 100年一遇 我们在设计雨水系统
冷凝徘水和加湿溢流水 ” 时．其排水能力为排水系统 +溢流排水系统总能力
国内某重要银行机构制定的 “银行计算机机房规 大于等于设计重现期为 100年、5分钟降雨历时的雨
范化指引”中对机房安全防护技术要求均有明确规 水流量．加强屋顶雨水排水顺畅措施 ．如采用结构
定，其中对机房防水要求尤为强调 ，部分要求如下： 找坡 、放大坡度 ．并充分满足机房区域排水和避免
各类机房严禁无关给排水管道穿过： 管道穿越的要求
a．
b．B类机房不得安装暖气装置： 就上海地区而言，以 3 500 nl2屋顶为例：按
C． 机房内原则上不使用．不布置用水设备或通 100年，暴雨强度为8．88 1，(s．100 m )计算，其
水管道： 一 如考虑重力排水系统 ．每个 87型雨水斗承担汇
．
d． 位于用水设备下层的计算机机房应在吊顶上 水面积为 150～180 nl 左右 ．每个雨水斗需设单独雨
设防水层．并设漏水传感器及排水措施 水排水立管．就要设立管二十多根．只能考虑敷设在
《电子信息系统机房设计规范》12．1．2条规定： 建筑 (建筑外排水)玻璃幕墙空腔内，才能满足排水
“电子信息系统机房内安装有自动喷水灭火系统、空 管不穿越机房的要求：其二．设置虹吸压力雨水排水
调机和加湿器的房间．地面应设置挡水和排水设施 ” 系统 ．考虑将虹吸雨水斗及悬吊管设置在计算机房以
2．2 给排水系统设置 外的公共走道和辅助用房的上方．大大减少雨水斗和
综合上述设计要求．笔者认为在数据中心设计 排水立管的设置．雨水排水立管设置在机房区域辅助
中，给水系统 (除极少部分，如卫生间用水 、各机房 房间、电梯间或卫生间内垂直管道井内
区域内精密空调需要的加湿用水需要外)一般布置在
3 数据中心消防系统设计特点
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 3．1 火灾诱发因素和火灾类型
中心机房内的精密空调机房一般布置在每个楼层的同 数据中心机房中有大量的信息设备和支持它正常
一 方位．给水方式采用上行下给式．将给水横干管敷 运行的电力供应系统设备 (高低压配电柜 、UPS电
设在屋面层上。由上往下接人各给水立管．尽可能布 池、柴油发电机及大量供电线路或者其他传输线路)。
置在空调加湿用水点附近 这样在满足精密空调加湿 数据中心用电负荷的增大容易造成过负荷从而引发火
给水管设置要求的同时也大大减少了给水管可能会产 灾。数据中心里一些存储介质，如纸张、磁盘、磁带
生的漏水对机房的影响 在加湿给水点的附近设置地 也是构成火灾隐患的重要因素。据统计 ，机房火灾中
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64432％ 由供配电系统引发，18％ 由机房所在建筑内的 输送管道灭火剂以液体形式单 向流动 ．流动阻力较
其他电气设备引发 ，其 中包括电梯 、空调 、加热设 大，无法进行长距离管网输送。在 目前的2．5MPa系
备、照明系统等．10％直接由机房内移动通信设备内 统中直线输送距离不大于35m．4．2MPa系统中直线
部的线路引发 输送距离不大于 45 m。如果考虑在大型机房中设置多
应该可以判断数据中心火灾为电气火灾．其火灾 个七氟丙烷气钢瓶问 (见下图)，由多方向气源对机
隐患的特点是分布性 、持续性和隐蔽性 数据中心一 房进行灭火 ．来缩短气体输送距离 ．除需要设置诸多
旦发生火灾 ．不但会对设备造成直接破坏而中断运 钢瓶问，增大占地面积、增大设备投资 、维护成本

在《建筑电气》杂志2009年的相关文章中，探讨了数据中心工程中的给排水设计特点。该专题分析了以下几个核心要点： 1. 高标准的可靠性与稳定性：由于数据中心对运行环境有着极高的要求，特别是对于温度、湿度和洁净度控制，因此其给排水系统必须确保不间断且低故障率，例如采用冗余配置、高品质管材以及高效的水处理设备。 2. 节能环保：考虑到数据中心的能耗较大，给排水设计需注重水资源的有效利用和回收，如雨水收集系统用于冷却塔补水，废水经过处理后可用于灌溉或再利用，从而降低整体运营成本并减少对环境的影响。 3. 严格的监控与管理：为了保证数据中心内部环境质量，给排水系统的监控设施应具备实时数据采集和远程调控功能，以快速响应异常情况并及时进行维护保养。 4. 灾备与应急措施：考虑到数据中心面临电力中断等风险，给排水系统的应急预案也至关重要，如设置备用电源驱动的水泵、配备防淹措施以及配备独立的紧急排水通道等。 综上所述，数据中心工程的给排水设计不仅要满足高标准的专业需求，还要兼顾节能降耗、环保可持续和安全可靠的多重目标。