Rambler's Top100
Статьи ИКС № 11 2010
Александр ЖАК  09 ноября 2010

Защитные оболочки ЦОДов. Проектирование и строительство

Выбор помещения для ЦОДа, в котором предполагается устройство защитной оболочки, ее проектирование и монтаж – это сложная техническая задача, при решении которой приходится искать компромисс между рамками нормативов, реальными условиями на объекте и возможностями заказчика.

Александр ЖАК, технический директор компании «ДатаДом»Выбор помещения

 

Существует ряд требований к помещению внутри здания, в котором будет устанавливаться ЗО ЦОДа. Логистические требования мы рассмотрим отдельно, в разделе «Логистика». Перечень же других обязательных требований приведен ниже.

 

1. Запрещается располагать помещения ЦОДов рядом с помещениями для хранения пожароопасных или агрессивных химических материалов, а также в помещении, смежном с тем, где ведутся мокрые технологические процессы.

 

2. Не допускается располагать помещения ЦОДов ниже помещений, связанных с потреблением воды (комнаты отдыха, туалеты, душевые, кухни, столовые, буфеты и т.д.), лабораторий, помещений для механического оборудования.

 

3. Помещения ЦОДов следует располагать вдали от таких источников электромагнитных и радиационных помех, как рентгеновское оборудование, радиопередатчики и трансформаторы, а также оборудования, которое может вызвать повышенную вибрацию.

 

4. Высота этажа, на котором предполагается разместить ЗО ЦОДа (от перекрытия до перекрытия), должна быть не менее 3800 мм, а расстояние по высоте между верхом самого высокого оборудования и потолочным перекрытием ЗО – не менее 500 мм. При размещении в ЦОДе активного оборудования со значительным тепловыделением (более 25 кВт на стандартный шкаф 600×1000×42U) требуется высота потолка не менее 4500 мм.

 

5. Несущая способность перекрытий этажа, на котором размещаются помещения для установки ЗО ЦОДа, должна составлять не менее 720 кг/м2 (Tier I), 840 кг/м2 (Tier II), 1200 кг/м2 (Tier III и IV). Несущая способность перекрытий в помещениях, в которых располагаются системы ИБП, батарейные стеллажи, шкафы, должна быть не менее 2400 кг/м2. Дополнительная несущая способность перекрытий для грузов, подвешенных снизу к потолочному перекрытию, – не менее 120 кг/м2 (Tier I,  II) и 240 кг/м2 (Tier III, IV).

 

Рис. 1. Складирование элементов для монтажа ЗО ЦОД площадью 75 м2Рис. 1. Складирование элементов для монтажа ЗО ЦОД площадью 75 м2

В непосредственной близости от помещения, в котором предполагается разместить ЗО ЦОДа, на время работ (обычно 10–15 рабочих дней) необходимо выделить подсобное помещение для складирования материалов, оборудования и инструментов для монтажа ЗО (рис. 1). Площадь такого подсобного помещения, как правило, значительно превышает площадь монтируемой ЗО  

Кроме того, при выборе помещения стоит учитывать ряд рекомендаций. Желательно (в ряде случаев строго необходимо!) предусматривать технологические коридоры вокруг ЗО. Площадь помещения для размещения ЗО складывается из площади пятна застройки ЗО и площади, занимаемой примыкающими к ней технологическими коридорами (рис. 2).

 

Для примерной оценки (сверху) необходимой полезной площади ЗО под размещение шкафов с оборудованием можно пользоваться соотношениями, приведенными в таблице.

 

Для устройства ЦОДа предпочтительны помещения с большими свободными пролётами между колоннами, чтобы максимально увеличить полезную площадь для размещения оборудования. Не рекомендуется размещать ЦОД рядом с внутренними конструкциями здания, которые будут ограничивать его возможное расширение в перспективе: лифтовыми шахтами, лестничными маршами, вентиляционными камерами и т.д.

 

Желательно, чтобы помещения ЦОДа располагались на северной или северо-восточной стороне здания.

 

Не рекомендуется размещать ЦОД на верхних этажах здания, так как это существенно затрудняет ввод в помещение кабелей системы внешних магистралей и линий телекоммуникационных операторов внешних служб. Кроме того, верхние этажи получают наиболее сильные повреждения в случае пожара и заливаются при протечках крыши. С другой стороны, не рекомендуются и помещения на первом этаже, если только здание не предназначено специально для ЦОДа.  

Чтобы упростить контроль доступа, помещения ЦОДа должны находиться недалеко от постоянных постов службы безопасности.

 

Рекомендуется располагать основные помещения ЦОДа недалеко от грузовых или грузопассажирских лифтов, используемых для транспортировки тяжелого оборудования как в процессе создания информационной инфраструктуры здания, так и при его текущей эксплуатации. Если примыкающие к ЗО технологические коридоры служат для транспортировки оборудования в процессе эксплуатации ЦОДа, их ширина не может быть менее 1500 мм. Если же они используются только для прохода людей, их ширину можно уменьшить до 1000 мм.

 

Проектирование ЗО «помещение в помещении»

 

Сразу заметим, что проектирование ЗО ЦОДа – задача нетривиальная, многофакторная. Если у вас нет пусть даже минимального опыта строительства ЗО, лучше обратиться в фирму, которая уже построила хотя бы один ЦОД с использованием ЗО. Практика компании «ДатаДом» свидетельствует о том, что строители, хорошо владеющие технологиями общегражданского строительства, но не имевшие дела со спецификой ЦОДов, часто допускают непоправимые и неустранимые ошибки при самостоятельном проектировании и строительстве.

 

Некоторые зарубежные производители высококачественных и дорогих ЗО не доверяют заказчику не только проектирование, но даже обмеры помещения для установки ЗО. Связано это, как правило, с невозможностью «подогнать», «подпилить» или как-то изменить элементы ЗО «на коленке». Неправильно сделанный элемент таких ЗО придется исправлять (или производить заново) только в заводских условиях.

 

Сэндвич-панели российского производства допускают практически любую подгонку на месте монтажа с помощью обычного общестроительного инструмента, но, как известно, за все приходится платить, поэтому ЗО из панелей российского производства значительно уступают по защитным и эксплуатационным характеристикам зарубежным образцам.

 

Коротко опишем основные этапы проектирования. Предположим, что помещение для установки ЗО выбрано и оно соответствует обязательным требованиям, перечисленным в разделе «Выбор помещения». Проектирование ЗО ЦОДа нужно начинать с тщательных (с точностью ±5 мм) обмеров выбранного помещения. При этом фиксируются все факторы, которые могут помешать установке, а именно:

 

• опорные колонны внутри предполагаемого пятна застройки;

 

• выступающие из стен колонны и силовые элементы каркаса здания;

 

• оконные проемы (а также возможность и способы их ликвидации);

 

• дверные проемы (а также возможность их ликвидации, расширения, переноса);

 

• потолочные ригели;

 

• запорная арматура на трубопроводах (вентили, краны);

 

• отопление (стояки, трубы, радиаторы);

 

• водопровод (стояки, трубы);

 

• канализация, водосток (стояки, лежаки, трубы);

 

• газопровод (трубы);

 

• короба вентиляции;

 

• кабели, провода электрические силовые;

 

• кабели, провода слаботочных систем.

 

Далее выясняют, какие из мешающих факторов устранить невозможно (неважно, по каким причинам). Затем на точном чертеже помещения отображают предполагаемый контур ЗО с учетом оставшихся мешающих факторов. Помните, что любой из неустраненных мешающих факторов, как правило, уменьшает полезную площадь для установки оборудования внутри ЗО и снижает общую надежность ЦОДа.

 

К примеру, оставив в помещении оконные проемы во внешней стене и радиаторы отопления под ними, вы должны будете предусмотреть между внешней стеной и стеной ЗО технологический коридор шириной не менее 900 мм для их обслуживания, а также заход в этот коридор вдоль другой стены ЗО. Отказ от ликвидации оконных проемов заказчики обычно объясняют тем, что нарушается архитектурный облик здания из-за ликвидированных окон, а сохранение радиаторов отопления – промерзанием внешней стены здания в зимнее время; но на самом деле в подавляющем большинстве случаев эти проблемы можно решить несколькими другими способами.

 

Другой пример: при наличии в помещении транзитных коммуникаций, проходящих по потолку, для их обслуживания понадобится немалое место (не менее 500 мм высоты) между потолочным перекрытием и потолком ЗО, что уменьшит полезную высоту внутри ЗО.

 

Еще несколько небольших советов. При конструировании контура ЗО старайтесь избегать лишних угловых элементов, например, обходов по периметру выступающих из стены колонн. Это удорожает конструкцию и вызывает дополнительные технологические проблемы при монтаже. Старайтесь не использовать в строительстве ЗО внутри зданий панели длиной более 6000 мм из-за проблем с логистикой и монтажом. Не забудьте о наклоне (скате) потолочного перекрытия ЗО и системе дренажа для отвода жидкости от протечек с верхних этажей.

 

Логистика

 

 

Рис. 3. Доставка элементов ЗО ЦОД


 

При заказе ЗО ЦОДа у зарубежного производителя для доставки на каждые 100 м2 помещения ЗО требуется от одного до полутора объемов 40-футового (12 м) прицепа, т.е. помещение ЗО площадью 75  м2 доставляется одним трейлером (рис. 3), для помещения площадью 150 кв.м. потребуется уже два трейлера.  

Особо отметим, что конструкционная длина сэндвич-панелей составляет от 2500 до 12000 мм. Применение панелей длиной свыше 6000 мм требует специальных грузовых терминалов вплоть до устройства монтажных проемов в стенах здания и специальных подъемных и транспортировочных механизмов (рис. 4).

 

Для доставки сэндвич-панелей и конструктивных элементов к месту монтажа ЗО пути подхода (подвоза) должны обеспечить прохождение конструктивных компонентов с габаритами не менее 3000 мм (высота) × 1200 мм (ширина) × 250 мм (толщина) без требований к углу наклона и расположению транспортируемого оборудования. Удельный вес сэндвич-панелей колеблется от 22 до 60 кг/м2 в зависимости от степени защищенности и взломостойкости.

 

В подъездных коридорах для транспортировки оборудования допустима высота в 2500 мм, при этом ширина коридора не может быть менее 1200 мм (рекомендуется не менее 1500 мм).

 

Рис. 4. Такелажные работы


Строительная подготовка к размещению ЗО  

Объем помещения для установки ЗО ЦОДа должен быть очищен от элементов всех посторонних инженерных коммуникаций. В таких помещениях не допускается прокладка транзитных коммуникаций, не относящихся к обслуживанию ЦОДа (систем центрального отопления, кондиционирования воздуха, хозяйственно-питьевого и противопожарного водопровода, горячего водоснабжения, канализации, внутренних водостоков, пылеудаления, электропитания, сигнализации и др.). При наличии перечисленных систем и/или коммуникаций они должны быть полностью демонтированы.

 

 

Н о р м а т и в н о - т е х н и ч е с к и е   д о к у м е н т ы

 

• СН 512-78 «Инструкция по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин».

 

• ВНП 001-01/Банк России «Здания территориальных главных управлений, национальных банков и расчетно-кассовых центров Центрального банка Российской Федерации».

 

• РД 78.36.003-2002/МВД России «Инженерно-техническая укрепленность. Технические средства охраны. Требования и нормы проектирования по защите объектов от преступных посягательств».

 

• ГОСТ Р 52919-2008 (DIN 1047-2-2000) «Информационная технология. Методы и средства физической защиты. Классификация и методы испытаний на огнестойкость. Часть 2. Комнаты и контейнеры данных».

 

• DIN EN 1047-2-2000. Secure storage units – Classification and methods of tests for resistance to fire – Part 2: Data rooms and data containers; German version EN 1047-2:1999.

 

• ГОСТ 30247.0-94 (ИСО 834-75) «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования».

 

• ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками. Межгосударственный стандарт (Код IP)».

 

• ANSI/TIA-942-2005 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers. April, 2005.

 

• Data Center Site Infrastructure Tier Standard: Topology. Uptime Institute, LLC, 2010.

Внешние оконные проемы должны быть заложены кирпичом. Все не имеющие отношения к устройству ЦОДа отверстия в полу, стенах, потолке помещения должны быть заделаны цементным раствором.  

Пол, стены, потолок помещения (перекрытие верхнего этажа) должны иметь паро- и гидроизоляцию. На внутренних поверхностях конструкции наружных ограждений помещения установки ЗО не допускается образование конденсата в холодный период года.

 

Поверхности пола, стен и потолка в помещении установки ЗО не должны выделять и накапливать пыль. Для этого их покрывают специальным средством, предотвращающим скопление пыли (например, антистатической краской).

 

При устройстве звукопоглощающей облицовки стен и потолка помещения она должна быть выполнена из несгораемых или трудносгораемых материалов. Стальные несущие и ограждающие конструкции помещения и собственно ЗО должны быть защищены огнезащитными материалами или красками, обеспечивающими их предельную огнестойкость не менее 0,5 ч.

 

По всей площади помещения установки ЗО необходимо устроить выравнивающую стяжку. Работы по устройству стяжки проводят после внутренних строительных, монтажных и специальных работ, в ходе которых не исключено разрушение или повреждение стяжки. Стяжку следует устраивать из бетона класса по прочности на сжатие не ниже В 12,5 или цементно-песчаного раствора с прочностью на сжатие не ниже 15 МПа (150 кгс/см2). Для упрочнения и обеспыливания устроенной стяжки необходима ее поверхностная пропитка вододисперсионной грунтовкой глубокого проникновения с содержанием искусственной смолы, например марки UZIN PE 360 или аналогичной по характеристикам.

 

Стяжка устраивается в два слоя, между которыми должна быть гидроизоляция. Поверх первого слоя стяжки укладывается потенциаловыравнивающая сетка – ПВС (устройство локального уравнивания потенциалов). Сетка ПВС должна также покрывать все внутренние поверхности помещения (пол, стены, потолок), за исключением проемов. Ее следует электрически изолировать от металлической арматуры пола, стен и потолка помещения. На пол сетка ПВС укладывается между двумя слоями стяжки при устройстве основного пола помещения с загибом на стены помещения.

 

По потолочному перекрытию и по стенам помещения для установки ЗО необходимо предусмотреть крепление закладных элементов, к которым можно будет подвешивать светильники, элементы крепления без нарушения устроенной гидроизоляции.

 

Помещение установки ЗО ЦОДа должно быть подключено к общеобменной вентиляции здания, рекомендуемый воздухообмен составляет 1–2 объема помещения. В воздуховоде необходимо предусмотреть ручную регулировку потока воздуха (заслонку) и сменный воздушный фильтр класса не менее EU4.

 

Выводы

 

Защитная оболочка – важная часть комплекса инженерных систем дата-центра. Изменение любого из ее параметров влияет на основные характеристики инфраструктуры ЦОДа, проектирование конкретной ЗО в отрыве от инфраструктуры невозможно.

 

Устройство ЗО ЦОДа с заранее заданными жесткими технологическими параметрами на практике оказывается сложной многофакторной задачей, часто неразрешимой в исходной постановке, поэтому старайтесь предельно точно формулировать исходные требования к ЗО.

 

Даже если нет дефицита бюджета (чего в жизни не бывает), окончательное решение представляет собой компромисс между жесткими рамками нормативов, реальным объектом и вашими (или привлеченными) возможностями. Правило «быстро-качественно-дешево – выбирайте любые два фактора» пока никому не удавалось обойти.

 

Устройство ЗО ЦОДа требует специальной квалификации и опыта, в том числе в областях, не имеющих отношения к собственно строительству. Действуя на свой страх и риск, вы имеете шанс в результате получить серьезные проблемы, безвозвратно потеряв деньги, время и возможности – причем, вполне вероятно, все сразу.  

Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!
Поделиться: