数据中心工程创新设计与应用——论某省农信数据中心室内设计的创新及应用

捷通智慧科技股份有限公司 宋卫卓

作为2018年数据中心科技成果奖的获得者，某农信数据中心在装饰系统实施过程中运用了大量创新设计。本文结合笔者在该项目中的一些亲身经历和体会，阐述了该部分创新设计的内容、优势及详细应用，强调了在数据中心领域创新设计的重要性以及产生的积极意义。

2020年以来，党中央和国务院多次指出要“大力发展先进制造业，出台信息网络等新型基础设施投资支持政策，推进智能、绿色制造”“加快5G网络、数据中心等新型基础实施建设进度”。经历了70年的演变，三个阶段的跨越的数据中心行业，在各方面都有质的飞跃。行业蓬勃发展的现状离不开技术创新和应用，本项目同样紧跟时代的步伐，勇于贯彻新思维，大胆尝试多种创新设计。

1 创新设计思维

在当今多元化文化的熏陶下，当代建筑装修风格分门别类，且多样化。简约时尚与功能完善相结合是数据中心装饰设计的追求的原则。数据中心设计思维意义主要在将设计者所理解的空间功能期望传达给用户，通过空间承载最为本质及核心的内容，使设计初衷能够得到完美表达，从而满足用户的心理期盼和功能需求[1]。

本项目在深化设计阶段，基于原设计方案，笔者从参观流线和机房洁净度两方面切入，以全新的思维角度来优化设计方案。

1.1 明确参观流线，优化沿线布局及装饰方案

本项目的前厅、机房、ECC、决策室等区域有参观展示的需求，原设计方案也考虑到了这点因素，但方案中各个功能区各自为营，缺乏系统关联性，这就好比一颗颗散落的天然珍珠，想要发挥更大的价值，不仅每一颗都需要精心的打磨，还需要有一根结实的丝线把它们串连起来。

本次深化设计提出了一个合理的参观流线，这个流线就好比串起那一颗颗珍珠的丝线。围绕着参观流线，重新规划前厅内各功能区的布局，优化调整安检区的位置，简化机房可参观的区域，对前台、接待、展示、演示等区域装饰效果进行仿真模拟。

1.2 三级除尘设计，提高数据中心洁净度

数据中心对机房内环境要求相对较高，良好的环境不仅是计算机长期稳定运行的重要保障，还对计算机的故障率和寿命产生直接影响。洁净度作为机房环境的一个重要指标，是数据中心设计重点考虑的对象之一[2]。

本项目用户对机房洁净度要求的标准较高，为此在设计思维过程中我们首次引入地面“三级除尘”的新概念，在人员由数据中心外到核心机房内的路径中，设置多级的地面除尘措施：

一级除尘：在数据中心区域总的门户设置塑料镂空拼接脚垫，该地垫摩擦力大，用于去除鞋底大颗粒附着物。

二级除尘：在数据中心安检区域设置铝条尼龙地毯地垫，该地垫能有效去除鞋底较细颗粒附着物。

三级除尘：在数据中心核心机房门口位置设置防静电粘尘垫，去除鞋底微小颗粒附着物。

2 创新集成技术

工程技术创新主要包含新材料、新工具、新工艺等的应用，应用新技术可以有效的节约资源能耗，降低建造成本的同时又能提高工作效率和经济效益，甚至有保护环境的作用。数据中心工程涵盖专业内容比较多，工艺、工序较复杂，新技术的应用，同样在多方面具有一定的优势，观山湖数据中心在顶部吊挂系统和天花系统的集成设计中，发掘并推出的全新技术应用成为项目的亮点[3]。

2.1 顶部可扩容综合吊挂技术

数据中心机房内顶部管线错综复杂，很大部分管线、设备需要吊装在顶板下，大量的吊杆需要固定在楼板上，这往往使得楼板千疮百孔，不仅影响美观，甚至影响到楼板的结构安全。为此本项目创新性的把顶部大部分管线集成安装在一种综合转换吊架上，再结合机房内有顶棚保温的需求，组合形成一种新型综合可扩容保温吊挂系统，如图1所示。

图1 顶部可扩容综合吊挂3D模拟及应用案例Fig.1 3D simulation and application case of the top expandable integrated hanging

该系统主体主要包含：瓦楞钢板、外包玻璃丝布的玻璃丝绵、C型钢轨道及各种吊挂件。系统优势主要体现在：C型钢轨道横纵结合，吊顶处形成网格状结构，安装位置灵活；轨道上部安装的瓦楞钢板可作为模块机房的无尘吊顶；瓦楞钢板上安装由玻璃丝布包裹的玻璃丝棉，满足顶棚保温要求；吊杆与联合轨道装配式连接，有序排布各类综合管线、桥架、设备等；后期安装管线桥架时，无需二次打孔，实现无尘安装，且极大地提高了施工效率。

本项目的主机房、配电室等区域大面积采用该创新技术，该技术在项目竣工次年被中国工程建设标准化协会评定为数据中心科技成果优秀奖。

2.2 辐射天花系统

室内天花的设计既要考虑本身造型的美观，还要结合照明、顶部空调位置去综合排布，尤其对于面积较大、人员常驻的房间来说，更要考虑到房间环境温度均衡。传统空调冷（热）量传输是通过空气的对流传输方式实现的，在天花板上集成安装空调机或设置空调送、回风口是大多数室内装修的惯用做法。然而如果室内吊顶上空调或风口的位置排布不均匀，就很容易造成该房间不同部位的冷热不均，影响房间的办公环境甚至威胁人员的健康。再者通常空调风口尺寸都较大，且需要尽可能的分散布置，这就难免对天花形状和排布构成影响，局限了天花造型的设计。辐射天花作为近些年比较受欢迎的新技术产品，在越来越多的工程中得到应用，主要原因就是无论在制冷效果还是装饰效果上，都能很大程度上规避以上出现的问题。

辐射天花主要通过金属天花板背部紧贴的铜盘管内的冷热水循环，对室内人员、设备、墙面、地面进行冷热辐射传输，调节室内温度，达到制冷/供暖的效果。辐射天花制冷（热）系统，主要由前端的冷源设备和末端的金属辐射板构成。金属辐射板单元则主要包含保温层、铜管、辐射铝板等部件，是一种以辐射换热为主，对流换热为辅的传热元件。与人体以及周围壁面通过辐射方式进行热交换，降低（或升高）表面温度；同时与贴近冷辐射板面的空气进行自然对流换热，降低（或升高）空气温度。

辐射天花作为一项新兴技术产品，在诸多方面与传统天花和空调系统相比有着极大优势，其优势主要体现在：

(1)空调区无需动力电源，无运转部件，无机械振动噪声，安装简便，维护费用低。

(2)辐射传输相比传统气流传输，传输距离更长，尤其对于面积和顶地落差大的房间来说，能够有效解决房间制冷/热效果差、空间温度不均衡等问题，辐射换热和对流换热比例接近于人体辐射散热和对流散热的比例，人体感觉会更舒适。

(3)室内空气温度比使用对流空调的房间温度夏季高（冬季低）2～3℃时，也可以达到同样的热舒适度。这样可有效减少空调系统的建筑冷（热）负荷，有利于空调系统实现整体节能。

(4)辐射板面层既是传热金属板，又是装饰材料面层，形状可根据设计造型进行多型定制，集功能及装饰于一体，另外板体厚度小，既美观又节省了顶部的安装空间。

作为本项目装饰效果重点考虑区域，指挥中心和监控中心是领导决策和运维人员24h办公的场所，也是农信社对外宣传和展示的窗口，为提升室内装饰效果和提高工作环境的舒适度、降低空气调节系统的能耗、减少维护工作，该区域内的吊顶大体量的运用该新型天花技术。

3 创新辅助工具

计算机辅助设计软件作为主要的室内设计辅助工具，在工程设计阶段起着至关重要的作用，传统的设计方法基本上都是以二维平面设计去反映三维的物理空间。由于人们对物理空间感知的局限，在项目实施阶段，难免造成诸多设计构思不能按理想状态落地。然而近些年涌现出的一大批辅助设计工具，从某种程度上有效的解决了该问题，BIM和VR技术绝对是当下业界内追求的热门儿新宠。

3.1 BIM技术

BIM作为一种新型的技术手段，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，可以有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

本项目结合BIM技术，对各项参数进行全方位整合，在以下多方面发挥作用：

(1)全流程跟进，让项目轻松落地。本项目遵从BIM的常规流程，不同阶段的BIM模型，可以说从最低等级的类似于定义这么一个阶级的模型，发展到BIM构件最高的最精细化的甚至达到演示级别程度步骤的模型，阶段的划分使其对应不同级别的精度，这也很大程度上的方便了对模型的归类整理和划分，从而能够更加标准化和规范化。

(2)碰撞检查，让管网轻松排布。BIM技术作为一个信息共享平台，可实现各专业协同设计，通过先期的碰撞检测和调整，提高设计效率，减少施工过程中的变更错误。

(3)三维呈现，使装饰设计可视化。作为用户的关注点之一，装饰效果尤为重要，室内装饰做为BIM综合模型中一个子项，在本项目中同样发挥着很大作用。尤其在综合天花系统的设计中，数据中心的顶部集成了各专业大量的管线、元器件，先期在BIM模型上对这些管线、元器件进行综合排布，从立体层面上展开相应部位的设计工作，使得设计工作更加可视化、直观化。

3.2 VR技术

虚拟现实（简称为VR）是近几年比较流行的新型技术，将VR技术嫁接在数据中心设计中，无疑为创新的艺术与技术相结合的装饰设计领域开拓了一个新的思路，它打破了以往装饰设计传统的表现模式。利用VR技术进行虚拟空间环游，并对数据中心设计效果进行评估，这是一种新的尝试。VR技术运用于数据中心装修行业有着如下优势：

(1)仿真性。VR不同于平面设计图和3D效果示意图的局限，可建立真正传达设计师灵感创意和效果渲染的实时虚拟现实场景。方案展示时，终端客户通过佩戴VR设备行走于精心打造的“虚拟空间”之中，身临其境的去感受装修后的空间布局、颜色材质、尺寸比例等搭配。

(2)自主性。根据不同环境、不同用处的装饰风格，建立相应数据信息库，并对素材和模型进行实时更新，在给用户推荐方案时，引导其参与设计当中，让客户从推荐模型中选择适合自己风格的装饰元素，自己做设计师。

本项目数据中心项目在项目设计阶段，多个场景结合VR技术对装饰效果进行全面仿真模拟，能够使客户提前直观的感受数据中心装饰设计方案。

4 结论

随着数据中心行业的发展和规模的不断扩大，创新设计的应用发挥着越来越重要的促进作用。创新能够促进生产力更快、更好的发展，创新是获取竞争优势的重要手段。要想在激烈的市场竞争中立于不败之地，就要用全新的思维和先进的科技强化自身的实力和竞争力，推动企业技术的不断改良和创新，同时将创新成果积极地应用到实际生产生活中去。

引用

[1] 中华人民共和国工业和信息化部.GB50174-2017数据中心设计规范[S].北京:中国计划出版社,2017.

[2] 田昌盛,徐素梅.室内装饰设计中设计思维应用[J].四川水泥,2015(6):77.

[3] 邹雷琴.辐射空调系统简介[J].信息记录材料,2017(6):192-193.