论文部分内容阅读
摘 要：本文主要对比常见民用建筑和数据中心的特点，分析其中能够改造成为数据中心的建筑类型及其特点。
关键词：数据中心;公共建筑;建筑类型;改造
新型基础设施建设（以下简称“新基建”）是指发力于科技端的基础设施建设，主要包含5G 基建、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大领域。国家层面高度关注新型基础设施建设。数据中心作为国家“新基建”战略举措已进入快速发展窗口期，越来越受到大家的重视。与此同时，如何控制建设成本、缩短建设周期、减少运营成本和提高数据中心的运行效率，成为互联网企业和运营商的最大课题。而利用旧建筑改造数据中心，成为缩短建设周期和节省投资的一个手段。
一、数据中心的特点
数据中心是为通信机架服务器服务的建筑，这就和绝大多数我们常见的建筑不同，數据中心主要具备如下特点
1、大空间
在动力能源足够的前提下最大限度的多装机架，是数据中心投资方和建设单位的基本诉求。而影响装机数量的因素主要是规范，例如防火规范规定的最大防火分区面积、消防疏散距离以及气体灭火房间的最大体积等。即便如此，普通数据中心依旧可以做到动辄上万平方米的规模。而某些采用微模块的数据中心，因为不受气体灭火体积的限制，所以微模块的布置摆放就更加的自由灵活，也能够获取最大的平面利用率。
2、层高较高
建筑的层高主要由其服务对象的尺度及空间心理感受确定的。例如住宅，因为只有一家人住，人数较少，一般也就3米左右的层高，办公室因为人员较多，房间面积大，太过低矮会给人以压抑感，所以层高会比住宅略高，而机场火车站，更是因为有大量的人员集散，即使如同办公建筑一样的层高依然会感觉压抑，所以我看到的此类建筑主要功能空间如候车厅候机厅的层高尺度通常是非常之大的。
但是数据中心是为机架服务的，机架是不会有心理感受，同时维护管理人员数量也比较少，所以数据中心内工作人员的因素并不对数据中心室内高度的确定构成直接影响。数据中心的室内高度主要由机架设备高度、机架上空的各层线缆桥架之间的间隔高度以及结构构件的尺寸确定的，而有些采用地板下送风的机房，还需要考虑架空地板的高度。数据中心的高度过低，会直接导致机架无法安装，或者机架上方的各层线缆距离过近，无法施工或检修，而且线缆过于密集也会有安全隐患;而机房过高， 机架上方的各层线缆桥架距离建筑结构构件较远，无法借助其提供支撑， 需要新做支撑系统，造成浪费;若机房高度超过了一定数值，甚至会带来消防方式上的弊端。
3、功能组成简单
数据中心的功能组成相对比较简单，主要功能就是机房、空调机房（制冷机房）、动力用房（柴油发电机房 + 高低压变配电室），以及一些面积较小的辅助性房间。
而且数据中心为了争取最大的装机率，还会压缩辅助用房的面积，摒除不必要的辅助性房间。
二、其他类型建筑
建筑类型有很多种，大体可以分为工业建筑和民用建筑，其中工业建筑中，厂房和仓库因为空间单一，单层面积大，层高较高，比较适宜改造成为数据中心，而民用建筑就相对复杂。民用建筑中，大体分为住宅和公共建筑，其中公共建筑按功能不同还可以进一步细分。
1、居住建筑
住宅这一类型的建筑是人们天天接触的，其具体性质和特点已显而易见是非常不适合改造成为数据中心的。
2、交通建筑
这一类的建筑包括机场航站楼、火车站、汽车站、轮渡码头等。其中航站楼、火车汽车站由于人流量巨大，所以空间开阔，同时为了避免给人们造成压抑的感觉，所以通常设计的层高很高，这一类的建筑比较适宜改造成数据中心使用。
3、体育建筑
体育建筑例如体育馆、体育场，主要可以分为两种情况，一种为露天场地的，例如北京的鸟巢、工人体育场等，其主要的运动比赛场地是露天的，观众看台围绕场地，观众看台虽然有顶棚，但主要空间形式也属于露天，而其他空间例如办公室、更衣室、运动员休息室等都布置在看台下部，这些房间相对面积较小，层高不高，设计荷载也较小，所以这种形式的体育建筑不适合作为数据中心改造。
不露天的体育场，例如水立方、五棵松篮球馆等，虽然主要空间形式也是功能性房间围绕比赛场地布置，但是因为整体空间是封闭的，且空间开阔净空高度很高，有充足的空间可以利用，也是比较适合改造成为数据中心的。
4、观演建筑
此类建筑包括电影院、剧院、音乐厅等，较为著名如悉尼歌剧院。
这一类型的建筑以观众厅为核心，其他如办公、库房、附属用房等居于其次且面积较小空间低矮;而观众厅因为有视线要求，通常采用阶梯状的地面设计，类似体育建筑的观众看台;虽然观众厅的层高非常高，空间开阔，但是其地面的形式并不适宜直接摆放机架等设备，但通过架空改造等方式可以获取水平的室内地面用以安装机架设备，且对于室内高度的影响微乎其微。
因此观演建筑也是具备改造成为数据中心的可行性的。
5、展览建筑
展览建筑主要空间构成是通过一条或几条参观路线，将多个空间串联并联或者将一个大空间分隔为若干小空间。
展览建筑的空间通常具备空间开阔、层高较高的特点，从空间角度也是比较适合作为数据中心改造使用的。
但是对于多个空间串联并联的展览建筑，由于各个空间比较分散，不够集中，作为数据中心使用会带来管线距离过长的问题。
6、图书馆档案馆
图书馆和档案馆中的书库或档案库房，因为需要存储大量的图纸和档案，所以设计荷载很大，若室内净高足够，是可以做为数据机房使用的。阅览室虽然空间开阔，室内净高也基本满足要求，但是设计荷载往往不满足安装机架设备的要求，需要进行加固改造。
7、商业建筑
商业建筑的形式最为多样，小的有临街开设的便利店、小卖部，大到十几万平方米的商业超市、商业综合体。
大型的商业超市、卖场，例如家乐福、沃尔玛，空间形式是单一高大空间内，依靠货架或柜台将平面划分为若干的岛，这些货架和柜台都不是主体结构的一部分，都是可以移动和拆除的，拆除或移动并不影响原有设计的消防疏散，因此大型的商业超市也是具备改成成为数据中心使用的条件的。
商业综合体通常都是多层或高层建筑，内部往往存在通高的中庭，各个商业单元围绕中庭布局，而较大空间的单元例如影院等通常布置在顶层。商业综合体虽然体量很大，空间高度也足够，但是空间形式不够集中，中庭部分改造难度较大，若不改造又会造成空间浪费，所以商业综合体不适宜改造成为数据中心使用的。
8、医院旅馆学校办公
这一类型的建筑主要的服务对象是人，所以空间尺寸主要参照人的尺度设计，通常层高都不高，空间构成上，医院旅馆和学校主要以交通流线贯穿个个空间单元例如医疗诊室、客房、教室等，办公建筑虽然现在很多写字楼以大空间办公为主，但是室内净高是短板，因此这一类型的建筑是不适合改造成为数据中心使用的。
9、饮食建筑
因为现在大多数饮食建筑都是依托商场或商业综合体存在的，独立存在的大型的饮食建筑已经比较少了，不但规模有限，而且大多数独立存在的饮食建筑也都是旧建筑改造的，新建的极少，由于行业发展的特点，改造的饮食建筑甚至都已经被改造过很多次。所以这一类型的建筑，是非常不适合作为数据中心改造使用的。
三、结束语
无论是何种形式的旧建筑，如果要改造成为数据中心使用，除了要以《数据中心设计规范》为作为判定准则和建设标准，还要兼顾使用需求和经济因素，因此在设计前期，务必要做好准备工作，落实需求和建设标准， 认真调研旧建筑的详细情况。在做设计的时候，也要考虑周全，考虑好各种可能性，为无法预料的改变做好准备。
关键词：数据中心;公共建筑;建筑类型;改造
新型基础设施建设（以下简称“新基建”）是指发力于科技端的基础设施建设，主要包含5G 基建、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大领域。国家层面高度关注新型基础设施建设。数据中心作为国家“新基建”战略举措已进入快速发展窗口期，越来越受到大家的重视。与此同时，如何控制建设成本、缩短建设周期、减少运营成本和提高数据中心的运行效率，成为互联网企业和运营商的最大课题。而利用旧建筑改造数据中心，成为缩短建设周期和节省投资的一个手段。
一、数据中心的特点
数据中心是为通信机架服务器服务的建筑，这就和绝大多数我们常见的建筑不同，數据中心主要具备如下特点
1、大空间
在动力能源足够的前提下最大限度的多装机架，是数据中心投资方和建设单位的基本诉求。而影响装机数量的因素主要是规范，例如防火规范规定的最大防火分区面积、消防疏散距离以及气体灭火房间的最大体积等。即便如此，普通数据中心依旧可以做到动辄上万平方米的规模。而某些采用微模块的数据中心，因为不受气体灭火体积的限制，所以微模块的布置摆放就更加的自由灵活，也能够获取最大的平面利用率。
2、层高较高
建筑的层高主要由其服务对象的尺度及空间心理感受确定的。例如住宅，因为只有一家人住，人数较少，一般也就3米左右的层高，办公室因为人员较多，房间面积大，太过低矮会给人以压抑感，所以层高会比住宅略高，而机场火车站，更是因为有大量的人员集散，即使如同办公建筑一样的层高依然会感觉压抑，所以我看到的此类建筑主要功能空间如候车厅候机厅的层高尺度通常是非常之大的。
但是数据中心是为机架服务的，机架是不会有心理感受，同时维护管理人员数量也比较少，所以数据中心内工作人员的因素并不对数据中心室内高度的确定构成直接影响。数据中心的室内高度主要由机架设备高度、机架上空的各层线缆桥架之间的间隔高度以及结构构件的尺寸确定的，而有些采用地板下送风的机房，还需要考虑架空地板的高度。数据中心的高度过低，会直接导致机架无法安装，或者机架上方的各层线缆距离过近，无法施工或检修，而且线缆过于密集也会有安全隐患;而机房过高， 机架上方的各层线缆桥架距离建筑结构构件较远，无法借助其提供支撑， 需要新做支撑系统，造成浪费;若机房高度超过了一定数值，甚至会带来消防方式上的弊端。
3、功能组成简单
数据中心的功能组成相对比较简单，主要功能就是机房、空调机房（制冷机房）、动力用房（柴油发电机房 + 高低压变配电室），以及一些面积较小的辅助性房间。
而且数据中心为了争取最大的装机率，还会压缩辅助用房的面积，摒除不必要的辅助性房间。
二、其他类型建筑
建筑类型有很多种，大体可以分为工业建筑和民用建筑，其中工业建筑中，厂房和仓库因为空间单一，单层面积大，层高较高，比较适宜改造成为数据中心，而民用建筑就相对复杂。民用建筑中，大体分为住宅和公共建筑，其中公共建筑按功能不同还可以进一步细分。
1、居住建筑
住宅这一类型的建筑是人们天天接触的，其具体性质和特点已显而易见是非常不适合改造成为数据中心的。
2、交通建筑
这一类的建筑包括机场航站楼、火车站、汽车站、轮渡码头等。其中航站楼、火车汽车站由于人流量巨大，所以空间开阔，同时为了避免给人们造成压抑的感觉，所以通常设计的层高很高，这一类的建筑比较适宜改造成数据中心使用。
3、体育建筑
体育建筑例如体育馆、体育场，主要可以分为两种情况，一种为露天场地的，例如北京的鸟巢、工人体育场等，其主要的运动比赛场地是露天的，观众看台围绕场地，观众看台虽然有顶棚，但主要空间形式也属于露天，而其他空间例如办公室、更衣室、运动员休息室等都布置在看台下部，这些房间相对面积较小，层高不高，设计荷载也较小，所以这种形式的体育建筑不适合作为数据中心改造。
不露天的体育场，例如水立方、五棵松篮球馆等，虽然主要空间形式也是功能性房间围绕比赛场地布置，但是因为整体空间是封闭的，且空间开阔净空高度很高，有充足的空间可以利用，也是比较适合改造成为数据中心的。
4、观演建筑
此类建筑包括电影院、剧院、音乐厅等，较为著名如悉尼歌剧院。
这一类型的建筑以观众厅为核心，其他如办公、库房、附属用房等居于其次且面积较小空间低矮;而观众厅因为有视线要求，通常采用阶梯状的地面设计，类似体育建筑的观众看台;虽然观众厅的层高非常高，空间开阔，但是其地面的形式并不适宜直接摆放机架等设备，但通过架空改造等方式可以获取水平的室内地面用以安装机架设备，且对于室内高度的影响微乎其微。
因此观演建筑也是具备改造成为数据中心的可行性的。
5、展览建筑
展览建筑主要空间构成是通过一条或几条参观路线，将多个空间串联并联或者将一个大空间分隔为若干小空间。
展览建筑的空间通常具备空间开阔、层高较高的特点，从空间角度也是比较适合作为数据中心改造使用的。
但是对于多个空间串联并联的展览建筑，由于各个空间比较分散，不够集中，作为数据中心使用会带来管线距离过长的问题。
6、图书馆档案馆
图书馆和档案馆中的书库或档案库房，因为需要存储大量的图纸和档案，所以设计荷载很大，若室内净高足够，是可以做为数据机房使用的。阅览室虽然空间开阔，室内净高也基本满足要求，但是设计荷载往往不满足安装机架设备的要求，需要进行加固改造。
7、商业建筑
商业建筑的形式最为多样，小的有临街开设的便利店、小卖部，大到十几万平方米的商业超市、商业综合体。
大型的商业超市、卖场，例如家乐福、沃尔玛，空间形式是单一高大空间内，依靠货架或柜台将平面划分为若干的岛，这些货架和柜台都不是主体结构的一部分，都是可以移动和拆除的，拆除或移动并不影响原有设计的消防疏散，因此大型的商业超市也是具备改成成为数据中心使用的条件的。
商业综合体通常都是多层或高层建筑，内部往往存在通高的中庭，各个商业单元围绕中庭布局，而较大空间的单元例如影院等通常布置在顶层。商业综合体虽然体量很大，空间高度也足够，但是空间形式不够集中，中庭部分改造难度较大，若不改造又会造成空间浪费，所以商业综合体不适宜改造成为数据中心使用的。
8、医院旅馆学校办公
这一类型的建筑主要的服务对象是人，所以空间尺寸主要参照人的尺度设计，通常层高都不高，空间构成上，医院旅馆和学校主要以交通流线贯穿个个空间单元例如医疗诊室、客房、教室等，办公建筑虽然现在很多写字楼以大空间办公为主，但是室内净高是短板，因此这一类型的建筑是不适合改造成为数据中心使用的。
9、饮食建筑
因为现在大多数饮食建筑都是依托商场或商业综合体存在的，独立存在的大型的饮食建筑已经比较少了，不但规模有限，而且大多数独立存在的饮食建筑也都是旧建筑改造的，新建的极少，由于行业发展的特点，改造的饮食建筑甚至都已经被改造过很多次。所以这一类型的建筑，是非常不适合作为数据中心改造使用的。
三、结束语
无论是何种形式的旧建筑，如果要改造成为数据中心使用，除了要以《数据中心设计规范》为作为判定准则和建设标准，还要兼顾使用需求和经济因素，因此在设计前期，务必要做好准备工作，落实需求和建设标准， 认真调研旧建筑的详细情况。在做设计的时候，也要考虑周全，考虑好各种可能性，为无法预料的改变做好准备。