數據中心關鍵造價指標影響因素分析

張 飄，張 興，姚俊峰

（1.中國電信股份有限公司廣東分公司，廣東 廣州510089；2.公誠管理咨詢有限公司，廣東 廣州510089）

0 引 言

大數據中心作為“新基建”的7大領域之一，為5G、人工智能以及工業互聯網提供了場地基礎設施，具有新時代的豐富內涵。既符合未來經濟社會發展趨勢，又適應中國當前社會經濟發展階段和轉型需求，在補短板的同時，將成為社會經濟發展的新引擎。

目前，全國各運營商、互聯網企業以及第三方運營企業，對尤為重視大數據中心建設，紛紛投入巨資建設數據中心。據Synergy Research統計，全球2018—2020年針對數據中心的資本支出每年增加11%，主要用于建設、擴張和裝備大數據中心，而我國的增長尤為明顯，這與IaaS、PaaS、SaaS、搜索、社交網絡、線上教育和電子商務等業務領域迅猛增長有關。

數據中心工程造價指標的建立以及完善，對成本控制和投資效益具有深遠的意義，主要體現在以下幾個方面：

（1）可作為編制投資估算、設計概算的重要參考依據，服務重點是為建設前期的項目投資決策、項目建議書、可行性研究、前期經濟咨詢、限額設計以及設計方案優化服務。

（2）在設計階段進行限額設計和優化設計時，可應用造價指標對設計主選方案和備選方案進行技術經濟評價。

（3）有助于快速編制設計概算，具體應用包括：①通過對項目特征的檢索，可依據造價數據庫中與之相似度較高的同類項目的造價指標進行對比分析，也可依據造價指標進行單位工程、分部分項工程的人工、材料、機械消耗量以及費用等計算；②可提高設計概算的編制效率和準確性，及時找到修改設計方案的最佳途徑，使設計方案更趨技術先進和經濟可控。

綜上所述，進一步深入分析數據中心關鍵造價指標的影響因素，并應用于項目實施過程，將有利于數據中心在方案規劃、投資控制以及建設效益中發揮重要作用。

1 關鍵造價指標說明

1.1 數據中心造價構成

數據中心建設工程造價包括土建工程造價和機電工程造價，涉及的專業內容見表1[1]。

表1 數據中心造價主要構成

1.2 關鍵造價指標

1.2.1 選取關鍵造價指標原則

遵循“科學客觀、系統簡潔、統一通用、權威靈活”的原則。

1.2.2 造價標準編制依據

《數據中心設計規范》GB50174—2017；企業數據中心建設標準；各省市現行預算定額及相關文件；各地區造價主管部門發布信息（人工工日單價、材料單價以及機械臺班單價等）；重要主材、設備集采及市場詢價。

1.2.3 關鍵造價指標

主要包括單位建筑面積造價、單位機架造價、單位功耗造價、單位機架面積以及單位功耗面積5個關鍵造價指標，具體技術經濟指標計算公式如下[2]：

需要注意，因全國各地數據中心實施差異較大，以上關鍵造價指標均不包含其他費用。其他費用包括土建工程部分和機電工程部分。對于土建工程部分，主要包括采暖工程費、早期煙霧報警系統工程費、室外工程費、征地費、工程建設其他費以及工程預備費等；對于機電工程部分，主要包括外市電引入工程費、變電站費、冬季利用自然冷源等節能技術費，服務器、網絡設備、存儲設備及數據處理設備費，工程建設其他費，工程預備費等。

2 數據中心項目造價指標分析

2.1 數據中心項目關鍵造價指標

為更好地分析數據中心造價指標的影響因素，選取相同等級標準要求，考慮建設時間、機房規模、投產時間以及地區發展水平相當的數據中心，共篩選12個同類項目（其中9個新建，3個改建）的工程造價關鍵指標作為分析樣本，具體項目如表2所示。數據中心項目關鍵造價指標的橫向對比情況，如表3所示[3]。

2.2 初步對比分析

通過同類項目的橫向對比，大部分項目的單位建筑面積造價控制在3 500～4 000元/m2，控制較理想，但在單位機架造價、單位功耗造價等方面存在較大差異。

（1）單位功耗造價與機架功率成反比，直接反映IT功耗（算力）與工程造價關系，是數據中心重要的衡量指標。圖1為單位功耗造價趨勢圖，可見部分項目該指標偏高[4]。

圖1 單位功耗造價趨勢圖

表2 數據中心項目造價分析樣本

表3 數據中心項目關鍵造價指標

（2）單位機架造價與機架功率成正比，與設計方案、機房等級以及客戶需求正關聯。圖2為單位機架造價趨勢圖，可見部分低功率機架項目的造價明顯偏高[4]。

圖2 單位機架造價趨勢圖

3 造價指標影響因素分析

收集、分析同類項目的造價構成，采取專家調查法和頭腦風暴法方式進行歸納總結。總體而言，影響數據中心的造價指標主要有涉及3方面因素。

3.1 市場因素

3.1.1 選 址

用戶在選擇應用數據中心時，根據實際需求，結合機房位置、網絡、成本以及運營能力等因素進行綜合考慮。優良位置資源的稀缺性一定程度上推高了投資成本，尤其在地理位置、能評以及環評等方面。

3.1.2 項目規模

因數據中心系統的復雜性和多樣性，多系統協作必不可缺。規模小的數據中心投資效益不明顯，造成造價指標偏高。可見，規模效應在一定程度上與投資效益正相關，但也存在邊際效應。

3.1.3 業務等級

不同客戶的業務類型和等級要求，尤其是核心敏感數據、安全性要求極高的業務，明顯拔高了整體造價指標。

3.1.4 定制化需求

特定的客戶考慮服務群體和遠期發展目標，追求性價比往往是其首選條件，同時兼顧配套成本、人才環境等因素。

3.2 技術方案因素

3.2.1 設計拓撲方案及冗余度

不同的建設方案（供配電、空調、消防、智能化）是影響工程造價的主要因素，其中供配電系統配置和冗余度影響最大。

如表4所示，A棟供配電系統相比B棟略高，主要在變壓器和電源系統，但單位功耗造價A棟高于B棟11.46%，單位機架造價A棟高于B棟9.65%[5]。

3.2.2 平面布局

合理結合土建結構方案和機電配置方案，降低不必要的輔助機房，如“門面工程”、異形外墻、展覽廳以及功能房等，最大程度降低單位機架面積和單位功耗面積指標。

表4 某數據中心供配電系統區別

3.2.3 高功率機架使用

高功率機架的使用一定程度上增加了單機架造價，但作為關鍵造價指標的單位功耗造價則有所下降。

3.2.4 主要設備材料選型

主要設備材料選型同樣影響工程造價，如空調主機知名品牌與一般品牌的價格差異、柴發的備用功率與主用功率的差異等。

3.3 項目管理因素

3.3.1 采購模式

運營商和互聯網公司采取甲供設備材料，規模效應具有良好的議價能力，在成本管控方面有較大優勢；第三方企業采取EPC、白名單或短名單形式，亦可一定程度控制成本。

3.3.2 合同方式

實施施工總承包，在工期和成本管控方面具有明顯優勢，減少業主的管理成本。全國超過1 000個機柜以上的數據中心，在EPC總包項目占比較高，超過55%。在實施施工總承包項目中，其中PC模式占73.4%，EPC模式占26.6%[6]。

3.3.3 施工組織

實施計劃與組織工作的好壞，直接影響項目的工期和工藝質量，與項目的驗收測試、投產使用等全生命周期息息相關，同時影響投入與產出的效能，是反映和影響工程造價指標的方面。

4 工程優化措施

4.1 技術優化措施

（1）不同項目對建設標準的認知理解不同，造成工程造價的差異，如國標A級標準評定（關鍵條款100%通過、可選擇條款不低于90%即可）。可采取業務分等級保障機制，按不同樓棟、樓層或機房來劃分業務等級，進一步精確控制和優化工程造價指標。如表5所示，對A、B棟供配電系統對接業務等級的重要性進行二次優化，優化后可節省投資2 904萬元[7]。

（2）同一建設標準但不同的配置方案，其工程造價差異亦較大。2N高壓直流改為“一路市電+一路高壓直流”，可較大幅度降低造價指標。

（3）電源系統利用率的限制、冗余度不同，亦影響工程造價。例如，原方案-48 V直流電源系統利用率較低（如某項目系統配置3 000 A，運維部門要求長期負載電流不大于1 746 A），可通過修改并提高電源系統利用率，適當調減冗余度，一定程度上降低造價指標。

（4）單機架功率密度越高，造價關鍵指標越理想。因此，可在前期進行規劃設計，適當提高單機架功率。

（5）統籌考慮數據中心的土建和機電專業設計方案，以關鍵造價指標作為成本管控手段，多方案對比并不斷進行布局優化，以減少不必要的投資。

4.2 管理改進措施

（1）條件成熟的數據中心項目，可引入施工總承包模式。一方面實現設計和施工一體化，有利于整個項目的統籌規劃和協同運作，可以有效解決設計與施工的銜接問題、減少采購與施工的中間環節，順利解決施工方案中的實用性、技術性以及安全性之間的矛盾。另一方面，迎合業務需求，可一定程度上逐步節省工程成本，不斷降低數據中心工程造價指標。

（2）推進全過程工程咨詢，以全過程項目管理為核心，以增效降本為出發點，逐步將前期咨詢、招標采購、工程監理、造價咨詢與評級認證等工作吸收合并，納入全過程咨詢范疇，最大程度上降低項目的全生命周期成本（TCO），從而實現工程建設的既定目標。

（3）不斷收集、完善同類項目的造價關鍵指標。作為下期項目的實施依據，制定合理的合同總價和工期要求，且業主的投資和工程建設期相對明確，有利于成本和進度控制。

表6 數據中心關鍵造價指標參數表

（4）將部分成熟可靠的主要設備材料采購交由施工總承包負責，在合同中約定最高限價，明確規格參數與技術指標，有利于實現造價與工期。

5 結 論

以數據中心的關鍵造價指標為切入點，分析數據中心的工程造價構成和關鍵造價指標，其中單位功耗造價直接反映IT功耗（算力）與工程造價關系，是數據中心重要的衡量指標。總體來說，關鍵造價指標控制在表6所列參數以內，數據中心投資效益將比較理想[8]。綜上所述，通過全國同類項目數據中心的造價指標對比，分析影響數據中心的3個因素——市場、技術方案以及項目管理，并在技術優化、管理改進提出具體的改進措施。