數據中心工程創新設計與應用
——論某省農信數據中心室內設計的創新及應用

捷通智慧科技股份有限公司 宋衛卓

作為2018年數據中心科技成果獎的獲得者，某農信數據中心在裝飾系統實施過程中運用了大量創新設計。本文結合筆者在該項目中的一些親身經歷和體會，闡述了該部分創新設計的內容、優勢及詳細應用，強調了在數據中心領域創新設計的重要性以及產生的積極意義。

2020年以來，黨中央和國務院多次指出要“大力發展先進制造業，出臺信息網絡等新型基礎設施投資支持政策，推進智能、綠色制造”“加快5G網絡、數據中心等新型基礎實施建設進度”。經歷了70年的演變，三個階段的跨越的數據中心行業，在各方面都有質的飛躍。行業蓬勃發展的現狀離不開技術創新和應用，本項目同樣緊跟時代的步伐，勇于貫徹新思維，大膽嘗試多種創新設計。

1 創新設計思維

在當今多元化文化的熏陶下，當代建筑裝修風格分門別類，且多樣化。簡約時尚與功能完善相結合是數據中心裝飾設計的追求的原則。數據中心設計思維意義主要在將設計者所理解的空間功能期望傳達給用戶，通過空間承載最為本質及核心的內容，使設計初衷能夠得到完美表達，從而滿足用戶的心理期盼和功能需求[1]。

本項目在深化設計階段，基于原設計方案，筆者從參觀流線和機房潔凈度兩方面切入，以全新的思維角度來優化設計方案。

1.1 明確參觀流線，優化沿線布局及裝飾方案

本項目的前廳、機房、ECC、決策室等區域有參觀展示的需求，原設計方案也考慮到了這點因素，但方案中各個功能區各自為營，缺乏系統關聯性，這就好比一顆顆散落的天然珍珠，想要發揮更大的價值，不僅每一顆都需要精心的打磨，還需要有一根結實的絲線把它們串連起來。

本次深化設計提出了一個合理的參觀流線，這個流線就好比串起那一顆顆珍珠的絲線。圍繞著參觀流線，重新規劃前廳內各功能區的布局，優化調整安檢區的位置，簡化機房可參觀的區域，對前臺、接待、展示、演示等區域裝飾效果進行仿真模擬。

1.2 三級除塵設計，提高數據中心潔凈度

數據中心對機房內環境要求相對較高，良好的環境不僅是計算機長期穩定運行的重要保障，還對計算機的故障率和壽命產生直接影響。潔凈度作為機房環境的一個重要指標，是數據中心設計重點考慮的對象之一[2]。

本項目用戶對機房潔凈度要求的標準較高，為此在設計思維過程中我們首次引入地面“三級除塵”的新概念，在人員由數據中心外到核心機房內的路徑中，設置多級的地面除塵措施：

一級除塵：在數據中心區域總的門戶設置塑料鏤空拼接腳墊，該地墊摩擦力大，用于去除鞋底大顆粒附著物。

二級除塵：在數據中心安檢區域設置鋁條尼龍地毯地墊，該地墊能有效去除鞋底較細顆粒附著物。

三級除塵：在數據中心核心機房門口位置設置防靜電粘塵墊，去除鞋底微小顆粒附著物。

2 創新集成技術

工程技術創新主要包含新材料、新工具、新工藝等的應用，應用新技術可以有效的節約資源能耗，降低建造成本的同時又能提高工作效率和經濟效益，甚至有保護環境的作用。數據中心工程涵蓋專業內容比較多，工藝、工序較復雜，新技術的應用，同樣在多方面具有一定的優勢，觀山湖數據中心在頂部吊掛系統和天花系統的集成設計中，發掘并推出的全新技術應用成為項目的亮點[3]。

2.1 頂部可擴容綜合吊掛技術

數據中心機房內頂部管線錯綜復雜，很大部分管線、設備需要吊裝在頂板下，大量的吊桿需要固定在樓板上，這往往使得樓板千瘡百孔，不僅影響美觀，甚至影響到樓板的結構安全。為此本項目創新性的把頂部大部分管線集成安裝在一種綜合轉換吊架上，再結合機房內有頂棚保溫的需求，組合形成一種新型綜合可擴容保溫吊掛系統，如圖1所示。

圖1 頂部可擴容綜合吊掛3D模擬及應用案例Fig.1 3D simulation and application case of the top expandable integrated hanging

該系統主體主要包含：瓦楞鋼板、外包玻璃絲布的玻璃絲綿、C型鋼軌道及各種吊掛件。系統優勢主要體現在：C型鋼軌道橫縱結合，吊頂處形成網格狀結構，安裝位置靈活；軌道上部安裝的瓦楞鋼板可作為模塊機房的無塵吊頂；瓦楞鋼板上安裝由玻璃絲布包裹的玻璃絲棉，滿足頂棚保溫要求；吊桿與聯合軌道裝配式連接，有序排布各類綜合管線、橋架、設備等；后期安裝管線橋架時，無需二次打孔，實現無塵安裝，且極大地提高了施工效率。

本項目的主機房、配電室等區域大面積采用該創新技術，該技術在項目竣工次年被中國工程建設標準化協會評定為數據中心科技成果優秀獎。

2.2 輻射天花系統

室內天花的設計既要考慮本身造型的美觀，還要結合照明、頂部空調位置去綜合排布，尤其對于面積較大、人員常駐的房間來說，更要考慮到房間環境溫度均衡。傳統空調冷（熱）量傳輸是通過空氣的對流傳輸方式實現的，在天花板上集成安裝空調機或設置空調送、回風口是大多數室內裝修的慣用做法。然而如果室內吊頂上空調或風口的位置排布不均勻，就很容易造成該房間不同部位的冷熱不均，影響房間的辦公環境甚至威脅人員的健康。再者通常空調風口尺寸都較大，且需要盡可能的分散布置，這就難免對天花形狀和排布構成影響，局限了天花造型的設計。輻射天花作為近些年比較受歡迎的新技術產品，在越來越多的工程中得到應用，主要原因就是無論在制冷效果還是裝飾效果上，都能很大程度上規避以上出現的問題。

輻射天花主要通過金屬天花板背部緊貼的銅盤管內的冷熱水循環，對室內人員、設備、墻面、地面進行冷熱輻射傳輸，調節室內溫度，達到制冷/供暖的效果。輻射天花制冷（熱）系統，主要由前端的冷源設備和末端的金屬輻射板構成。金屬輻射板單元則主要包含保溫層、銅管、輻射鋁板等部件，是一種以輻射換熱為主，對流換熱為輔的傳熱元件。與人體以及周圍壁面通過輻射方式進行熱交換，降低（或升高）表面溫度；同時與貼近冷輻射板面的空氣進行自然對流換熱，降低（或升高）空氣溫度。

輻射天花作為一項新興技術產品，在諸多方面與傳統天花和空調系統相比有著極大優勢，其優勢主要體現在：

(1)空調區無需動力電源，無運轉部件，無機械振動噪聲，安裝簡便，維護費用低。

(2)輻射傳輸相比傳統氣流傳輸，傳輸距離更長，尤其對于面積和頂地落差大的房間來說，能夠有效解決房間制冷/熱效果差、空間溫度不均衡等問題，輻射換熱和對流換熱比例接近于人體輻射散熱和對流散熱的比例，人體感覺會更舒適。

(3)室內空氣溫度比使用對流空調的房間溫度夏季高（冬季低）2～3℃時，也可以達到同樣的熱舒適度。這樣可有效減少空調系統的建筑冷（熱）負荷，有利于空調系統實現整體節能。

(4)輻射板面層既是傳熱金屬板，又是裝飾材料面層，形狀可根據設計造型進行多型定制，集功能及裝飾于一體，另外板體厚度小，既美觀又節省了頂部的安裝空間。

作為本項目裝飾效果重點考慮區域，指揮中心和監控中心是領導決策和運維人員24h辦公的場所，也是農信社對外宣傳和展示的窗口，為提升室內裝飾效果和提高工作環境的舒適度、降低空氣調節系統的能耗、減少維護工作，該區域內的吊頂大體量的運用該新型天花技術。

3 創新輔助工具

計算機輔助設計軟件作為主要的室內設計輔助工具，在工程設計階段起著至關重要的作用，傳統的設計方法基本上都是以二維平面設計去反映三維的物理空間。由于人們對物理空間感知的局限，在項目實施階段，難免造成諸多設計構思不能按理想狀態落地。然而近些年涌現出的一大批輔助設計工具，從某種程度上有效的解決了該問題，BIM和VR技術絕對是當下業界內追求的熱門兒新寵。

3.1 BIM技術

BIM作為一種新型的技術手段，它可以幫助實現建筑信息的集成，從建筑的設計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結，各種信息始終整合于一個三維模型信息數據庫中，可以有效提高工作效率、節省資源、降低成本、以實現可持續發展。

本項目結合BIM技術，對各項參數進行全方位整合，在以下多方面發揮作用：

(1)全流程跟進，讓項目輕松落地。本項目遵從BIM的常規流程，不同階段的BIM模型，可以說從最低等級的類似于定義這么一個階級的模型，發展到BIM構件最高的最精細化的甚至達到演示級別程度步驟的模型，階段的劃分使其對應不同級別的精度，這也很大程度上的方便了對模型的歸類整理和劃分，從而能夠更加標準化和規范化。

(2)碰撞檢查，讓管網輕松排布。BIM技術作為一個信息共享平臺，可實現各專業協同設計，通過先期的碰撞檢測和調整，提高設計效率，減少施工過程中的變更錯誤。

(3)三維呈現，使裝飾設計可視化。作為用戶的關注點之一，裝飾效果尤為重要，室內裝飾做為BIM綜合模型中一個子項，在本項目中同樣發揮著很大作用。尤其在綜合天花系統的設計中，數據中心的頂部集成了各專業大量的管線、元器件，先期在BIM模型上對這些管線、元器件進行綜合排布，從立體層面上展開相應部位的設計工作，使得設計工作更加可視化、直觀化。

3.2 VR技術

虛擬現實（簡稱為VR）是近幾年比較流行的新型技術，將VR技術嫁接在數據中心設計中，無疑為創新的藝術與技術相結合的裝飾設計領域開拓了一個新的思路，它打破了以往裝飾設計傳統的表現模式。利用VR技術進行虛擬空間環游，并對數據中心設計效果進行評估，這是一種新的嘗試。VR技術運用于數據中心裝修行業有著如下優勢：

(1)仿真性。VR不同于平面設計圖和3D效果示意圖的局限，可建立真正傳達設計師靈感創意和效果渲染的實時虛擬現實場景。方案展示時，終端客戶通過佩戴VR設備行走于精心打造的“虛擬空間”之中，身臨其境的去感受裝修后的空間布局、顏色材質、尺寸比例等搭配。

(2)自主性。根據不同環境、不同用處的裝飾風格，建立相應數據信息庫，并對素材和模型進行實時更新，在給用戶推薦方案時，引導其參與設計當中，讓客戶從推薦模型中選擇適合自己風格的裝飾元素，自己做設計師。

本項目數據中心項目在項目設計階段，多個場景結合VR技術對裝飾效果進行全面仿真模擬，能夠使客戶提前直觀的感受數據中心裝飾設計方案。

4 結論

隨著數據中心行業的發展和規模的不斷擴大，創新設計的應用發揮著越來越重要的促進作用。創新能夠促進生產力更快、更好的發展，創新是獲取競爭優勢的重要手段。要想在激烈的市場競爭中立于不敗之地，就要用全新的思維和先進的科技強化自身的實力和競爭力，推動企業技術的不斷改良和創新，同時將創新成果積極地應用到實際生產生活中去。

引用

[1] 中華人民共和國工業和信息化部.GB50174-2017數據中心設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2017.

[2] 田昌盛,徐素梅.室內裝飾設計中設計思維應用[J].四川水泥,2015(6):77.

[3] 鄒雷琴.輻射空調系統簡介[J].信息記錄材料,2017(6):192-193.