在我院新建的婦兒綜合樓上，規(guī)劃了一個總面積不足160m2的小型數(shù)據(jù)中心，而我院原有的兩個數(shù)據(jù)中心均為C級，面積之和尚不足100m2。顯然，這個待建的數(shù)據(jù)中心將在未來很長一段時間內(nèi)作為醫(yī)院的主數(shù)據(jù)中心，將其設(shè)計成“小而美”的B級數(shù)據(jù)中心成為我院的必然選擇。

　　注釋：《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》(GB50174-2017)中規(guī)定數(shù)據(jù)中心應(yīng)劃分為A、B、C三級。A級數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施宜按容錯系統(tǒng)配置，在電子信息系統(tǒng)運行期間，基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)在一次意外事故后或單系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)或檢修時仍能保證電子信息系統(tǒng)正常運行;B級數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)按冗余要求配置，在電子信息系統(tǒng)運行期間，基礎(chǔ)設(shè)施在冗余能力范圍內(nèi)，不得因設(shè)備故障而導(dǎo)致電子信息系統(tǒng)運行中斷;C級數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)按基本需求配置，在基礎(chǔ)設(shè)施正常運行情況下，應(yīng)保證電子信息系統(tǒng)運行不中斷。國家衛(wèi)生健康委在《全國醫(yī)院信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范》中要求：三級醫(yī)院數(shù)據(jù)中心應(yīng)參照B級標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

01 基本條件

　　該數(shù)據(jù)中心規(guī)劃凈長度21m，凈寬度7.6m，總面積159.6m2;梁下凈高4m，活荷載12kN/m2，如圖1所示。

圖1：數(shù)據(jù)中心初步設(shè)計平面圖

02 初步設(shè)計

　　樓宇智能化設(shè)計單位給出了一版初步設(shè)計方案：數(shù)據(jù)中心內(nèi)部規(guī)劃了600×1000×2000規(guī)格的服務(wù)器機柜24個，配線柜4個，配電列頭柜4個;額定制冷量75KW的精密空調(diào)2臺，采用地板下送風(fēng)，架空地板高度35cm;采用“雙路市電+柴油發(fā)電機+UPS不間斷電源”的供電方式，設(shè)置2臺額定容量為120KVA的模塊化UPS電源，配備2組蓄電池，電池后備時間1小時;配線機柜分別引出2根12芯萬兆多模光纖和12根非屏蔽雙絞線連接到各機柜。設(shè)備安裝位置如圖1所示。

03 方案分析

　　因數(shù)據(jù)中心對樓層的活荷載有特殊要求，原有的活荷載設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)行調(diào)整;初步設(shè)計方案也有一些不合理之處：首先是空間利用率太低，諾大的空間只規(guī)劃了24個服務(wù)器機柜;其次是架空地板高度過低，不利于制冷;第三是UPS與空調(diào)制冷量不匹配，B級數(shù)據(jù)中心精密空調(diào)應(yīng)該按照N+1設(shè)計，若按照此標(biāo)準(zhǔn)，初步設(shè)計方案中數(shù)據(jù)中心實際可用制冷量僅75KW，而UPS額定容量為120KVA;第四是UPS室面積過大，后備電池過多;第五是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)布線不滿足實際需求。

04 優(yōu)化設(shè)計

　　整體優(yōu)化思路：數(shù)據(jù)中心按照B級數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計;因面積有限，數(shù)據(jù)中心主要建設(shè)主機房與支持區(qū)(UPS與電池室)，輔助區(qū)、行政管理區(qū)另行考慮;數(shù)據(jù)中心采用地板下送風(fēng)加冷通道封閉微模塊方案，提高制冷效率，降低PUE(Power Usage Effectiveness，電能利用效率，是評價數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo)，越低越好);數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)布線采用預(yù)連接方式，避免后期使用過程中進(jìn)行跨機柜的線纜連接，同時，盡可能采用光纜連接，減少銅纜的使用。

　　(1)優(yōu)化措施一：增大活荷載標(biāo)準(zhǔn)

　　《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》(GB50174-2017)要求，蓄電池組4層擺放時，電池室活荷載標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)小于16kN/m2，所以首先將樓宇設(shè)計方案中數(shù)據(jù)中心區(qū)域活荷載標(biāo)準(zhǔn)提高到16kN/m2。

　　(2)優(yōu)化措施二：提高空間利用率

　　《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》(GB50174-2017)中4.3.4條要求，主機房內(nèi)通道與設(shè)備之間的距離應(yīng)符合下列規(guī)定：用于搬運設(shè)備的通道凈寬不應(yīng)小于1.5m;面對面布置的機柜(架)正面之間的距離不宜小于1.2m;當(dāng)需要在機柜(架)側(cè)面和后面維修測試時，機柜(架)與機柜(架)、機柜(架)與墻之間的距離不宜小于1.0m;成行排列的機柜(架)，其長度大于6m時，兩端應(yīng)設(shè)有通道;當(dāng)兩個通道之間的距離大于15m時，在兩個通道之間還應(yīng)增加通道。

　　為提高空間利用率，綜合考慮供電、制冷、層高等因素，本數(shù)據(jù)中心規(guī)劃了一組冷通道封閉機柜，包括800×1200×2200規(guī)格的網(wǎng)絡(luò)機柜6臺、600×1200×2200規(guī)格的服務(wù)器機柜30臺、600×1200×2200規(guī)格的配電列頭柜2臺，冷通道寬度1.2m;另外在墻邊單獨部署了600×600×2200規(guī)格的配線柜5臺，如圖2所示。

圖2：數(shù)據(jù)中心機柜部署平面圖

　　(3)優(yōu)化措施三：抬高架空地板

　　為優(yōu)化氣流組織，將數(shù)據(jù)中心架空地板高度由35cm增加到50cm，因樓宇設(shè)計方不支持?jǐn)?shù)據(jù)中心區(qū)域樓板降板處理，所以采取墊高數(shù)據(jù)中心防靜電地板的方式，并在數(shù)據(jù)中心門口做踏步處理。

　　注釋：樓板降板處理，是指將數(shù)據(jù)中心所在區(qū)域的樓板進(jìn)行特殊處理，使其低于其他區(qū)域的樓板高度，在降板區(qū)域鋪設(shè)架空地板，使架空地板與其他區(qū)域的樓板水平，這種設(shè)計可以避免數(shù)據(jù)中心門口的踏步處理，方便數(shù)據(jù)中心的后期使用(如設(shè)備搬運)。

　　(4)優(yōu)化措施四：優(yōu)化供電與制冷方案

　　采用雙路模塊化UPS，每一路額定容量為150KVA(后期可擴(kuò)容)，搭配制冷量65KW的3臺精密空調(diào)(2用1備，后期可根據(jù)需要更換更高冷量的空調(diào))，確保單機柜達(dá)到3.5KW的平均負(fù)荷，同時，所有機柜均采用32A規(guī)格PDU，確保任一機柜可達(dá)到7KW的最大負(fù)荷。

　　(5)優(yōu)化措施五：壓縮UPS與電池室

　　本數(shù)據(jù)中心采用“雙路市電+柴油發(fā)電機+UPS不間斷電源”的供電方式，按照《數(shù)據(jù)中心供配電設(shè)計規(guī)程》(T/CECS486-2017)要求，“B級數(shù)據(jù)中心使用柴油發(fā)電機組作為備用電源時，不間斷電源系統(tǒng)的電池備用時間不宜小于15min”;同時考慮到單獨增加電池備用時間并不能實質(zhì)性延長數(shù)據(jù)中心工作時間(因精密空調(diào)不使用UPS供電，在無制冷條件下，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部設(shè)備很快就會因為過熱而宕機)，將電池備用時間設(shè)計為30min，根據(jù)估算出來的電池數(shù)量壓縮電池室面積，最終設(shè)計的數(shù)據(jù)中心如圖3所示。

圖3：數(shù)據(jù)中心最終設(shè)計平面圖

　　(6)優(yōu)化措施六：完善數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)布線方案

　　數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)布線采用預(yù)連接方式，避免后期使用過程中進(jìn)行跨機柜的線纜連接，盡可能采用光纜連接，減少銅纜的使用。每個服務(wù)器機柜都安裝一個24口RJ45配線架，連接到配線柜，主要用于帶外管理網(wǎng)，同時安裝兩個多模24口光纖配線架，一個到配線柜，另一個到對面機柜(方便設(shè)備連接對面機柜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實現(xiàn)雙鏈路上聯(lián));每個網(wǎng)絡(luò)機柜安裝4個24口RJ45配線架，連接到配線柜，安裝120口多模光纖配線架(其中24口到對面網(wǎng)絡(luò)柜，其余到配線柜)，安裝48口單模光纖配線架，連接到配線柜。

05 最終效果

　　經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，該數(shù)據(jù)中心的承重能力、空間使用效率得到了提升，供電、制冷條件得到了改善，業(yè)務(wù)承載能力顯著增強，使用和維護(hù)也更加方便，必將為我院的信息化建設(shè)提供強有力的支撐，建成后的數(shù)據(jù)中心具體效果如圖4、5、6所示。

圖4：冷通道封閉機柜內(nèi)部

圖5：冷通道封閉機柜外部

圖6：模塊化UPS與配電柜

　　作者簡介

　　王磊，山東大學(xué)齊魯醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)中心副主任，信息系統(tǒng)項目管理師，信息安全工程師，(ISC)2注冊信息系統(tǒng)安全專家，BSI信息安全管理體系(ISO 27001) 內(nèi)審員，數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計工程師。擔(dān)任山東省健康管理協(xié)會醫(yī)院信息化分會副主任委員等社會兼職。