20世紀(jì)以來，全球的經(jīng)濟(jì)和科技都得到了非常驚人的發(fā)展，人類也在20世紀(jì)正式迎來了信息時代?；ヂ?lián)網(wǎng)行業(yè)的蓬勃發(fā)展讓各類信息采集和傳播技術(shù)得到了前所未有的水平，信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和普及帶來的就是龐大的信息數(shù)據(jù)。2020年3月，黨中央提出了要加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。由于數(shù)據(jù)中心的給排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計有其特有的需求，故筆者結(jié)合近年來負(fù)責(zé)過和參與過的大型數(shù)據(jù)中心設(shè)計，針對《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》GB50174-2017（以下簡稱《數(shù)規(guī)》）中的要求，總結(jié)并分析了給排水和消防的設(shè)計要點。

01數(shù)據(jù)中心的構(gòu)成

    大型數(shù)據(jù)中心一般包含各種類型的功能區(qū)域，主要包括：主機(jī)房、電力電池室、配電室、空調(diào)間、測試機(jī)房、運營商接入間、進(jìn)線間、備品備件間等。根據(jù)《數(shù)規(guī)》，數(shù)據(jù)中心主要分為以下三類：

A級數(shù)據(jù)中心：電子信息系統(tǒng)運行中斷將造成重大的經(jīng)濟(jì)損失或公共場所秩序嚴(yán)重混亂的數(shù)據(jù)中心；

B級數(shù)據(jù)中心：電子信息系統(tǒng)運行中斷將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失或公共場所秩序混亂的數(shù)據(jù)中心；

不屬于A級或B級的數(shù)據(jù)中心為C級。

《數(shù)規(guī)》中對不同等級的數(shù)據(jù)中心都提出了不同的設(shè)計要求，在設(shè)計過程中應(yīng)對不同等級的數(shù)據(jù)中心有針對性地進(jìn)行設(shè)計。

02數(shù)據(jù)中心機(jī)房給排水系統(tǒng)設(shè)計要點分析

1給水系統(tǒng)設(shè)計

生活給水系統(tǒng)

由于大型數(shù)據(jù)機(jī)房一般不安排專人進(jìn)行值守，有安排值守的機(jī)房也僅僅是在其入口處設(shè)置一些保安人員及運維人員的監(jiān)控室，并配套小型的衛(wèi)生間，生活給水管設(shè)計時完全避開機(jī)房區(qū)域即可，無特殊要求。

生產(chǎn)給水系統(tǒng)

    大型數(shù)據(jù)中心中生產(chǎn)給水系統(tǒng)的設(shè)計是需要重點關(guān)注的，A級數(shù)據(jù)中心一般按12小時的冷卻水補(bǔ)水量設(shè)計冷卻塔補(bǔ)水池。冷卻塔補(bǔ)水系統(tǒng)設(shè)置時應(yīng)充分考慮冗余原則，即任意一點產(chǎn)生故障，均不影響整套生產(chǎn)供水系統(tǒng)的運行。有條件的情況下，補(bǔ)水池應(yīng)設(shè)計為可獨立運行的兩座水池，兩座水池的連通管、生產(chǎn)供水泵、生產(chǎn)水泵后端的供水管道亦按冗余原則設(shè)計，均設(shè)置充足的備份。設(shè)計時可將水泵后端的管道成環(huán)，并設(shè)置分段閥門，閥門設(shè)置時亦應(yīng)考慮該閥門損壞時是否影響供水，如有必要應(yīng)在同一個位置設(shè)置兩個閥門，保障系統(tǒng)安全。供屋頂冷卻塔的兩路供水環(huán)管，建議設(shè)置在不同的水管井內(nèi)，將兩路管道進(jìn)行物理分隔。此外，筆者在設(shè)計過程中還遇到部分業(yè)主擔(dān)心泵房出現(xiàn)整體事故，要求考慮泵房的冗余，為此設(shè)計了另一種供水方案：在傳統(tǒng)“水池—水泵—冷卻塔”供水系統(tǒng)外，另外，設(shè)置一套疊壓供水設(shè)備往冷卻塔補(bǔ)水，兩套設(shè)備共用生產(chǎn)供水環(huán)管，平時由疊壓供水設(shè)備優(yōu)先供水，市政斷水時啟動生產(chǎn)供水泵組。該方案既滿足了業(yè)主的要求，又可充分利用市政水壓節(jié)能[1]。

    機(jī)房空調(diào)間內(nèi)的空調(diào)根據(jù)暖通專業(yè)的要求，一般會設(shè)置加濕水補(bǔ)水系統(tǒng)。設(shè)計時一般不與冷卻水補(bǔ)水系統(tǒng)共用水泵，獨立設(shè)置一套供水設(shè)備，如市政水水質(zhì)一般，則可考慮在加濕水補(bǔ)水系統(tǒng)中設(shè)置軟化水裝置，減少水垢的產(chǎn)生。加濕水的供水管路無環(huán)狀供水的要求，可根據(jù)業(yè)主的需求來設(shè)計。為了避免管道出現(xiàn)漏水情況對機(jī)房造成嚴(yán)重影響，一般會選擇減少其進(jìn)入機(jī)房區(qū)域的長度來進(jìn)行改善。筆者推薦的處理方法是將立管就近設(shè)置在加濕器旁，并將立管進(jìn)行包封，以此來減少漏水時對機(jī)房的影響。

2雨水排水系統(tǒng)

《數(shù)規(guī)》中并未對雨水排水系統(tǒng)作出詳細(xì)規(guī)定，故重現(xiàn)期根據(jù)建筑的重要性確定。A級數(shù)據(jù)中心重要性很高，筆者建議A級數(shù)據(jù)中心的屋面總排水量按不小于100年重現(xiàn)期的雨水量確定，B級和C級數(shù)據(jù)中心按重要建筑設(shè)計，屋面總排水量不小于50年重現(xiàn)期的雨水量確定。因為數(shù)據(jù)中心內(nèi)的電氣設(shè)備較多，故有條件的情況下應(yīng)盡量考慮采用外排水系統(tǒng)，以減少事故時對機(jī)房的影響，如采用內(nèi)排水系統(tǒng)，雨水立管應(yīng)盡量設(shè)置在走道等公共部位，不得布置在機(jī)房等關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)。

3污水、廢水排水系統(tǒng)

生活污水系統(tǒng)

主要為衛(wèi)生間污水排水，就近排入室外污水井即可。

生產(chǎn)廢水系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心的生產(chǎn)廢水主要由以下四種：

1、冷凍機(jī)房內(nèi)的排污水；

2、機(jī)房空調(diào)區(qū)域的冷凝水；

3、屋頂冷卻塔的排污水；

4、公共走道消防廢水。

對于前兩種廢水，建議設(shè)置地漏收集后集中排入室外污水管網(wǎng)，接入污水管網(wǎng)前應(yīng)設(shè)置水封井或其他防止臭氣進(jìn)入室內(nèi)的措施，空調(diào)區(qū)的地漏根據(jù)《數(shù)規(guī)》應(yīng)采用潔凈室專用地漏或自閉式地漏，排水地漏應(yīng)直接安裝在空調(diào)附近和加濕器附近；對于屋頂冷卻塔的排污水，可在每個冷卻塔處設(shè)置一個DN100污水接口，各個污水接口匯合成一根單獨的污水立管排入室外污水管網(wǎng)；為了保障機(jī)房使用安全，對于公共區(qū)域消防時產(chǎn)生的廢水，應(yīng)在走道內(nèi)設(shè)置地漏，將消防廢水匯合排出，接入室外雨水管網(wǎng)。

03數(shù)據(jù)中心機(jī)房消防設(shè)計要點分析

1室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計

消火栓系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)注意將消火栓箱設(shè)置在顯眼的位置，消火栓立管不得設(shè)置在數(shù)據(jù)機(jī)房及電池室等房間內(nèi)，避免檢修或者滲漏對機(jī)房產(chǎn)生影響。如遇到部分機(jī)房和空調(diào)區(qū)用墻體分隔，空調(diào)區(qū)進(jìn)深較大，無法保證空調(diào)區(qū)最深處滿足兩股水柱要求的情況時，可考慮在機(jī)房和空調(diào)區(qū)的隔墻上開門，以滿足消火栓的布置要求。

2自動噴水滅火系統(tǒng)

《數(shù)規(guī)》中，A級機(jī)房在有異地備份的情況下，可以使用自動噴水滅火系統(tǒng)，B、C級機(jī)房可以設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。實際設(shè)計過程中，一般運營商業(yè)主傾向于采用氣體滅火系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)業(yè)主傾向于采用經(jīng)濟(jì)性較高的自動噴水滅火系統(tǒng)，系統(tǒng)選擇時還是需要根據(jù)各業(yè)主的具體需求來確定。如果機(jī)房內(nèi)采用自動噴水滅火系統(tǒng)時，建議選用充氣雙連鎖預(yù)作用系統(tǒng)，并在報警閥室內(nèi)設(shè)置空壓機(jī)，對管網(wǎng)進(jìn)行充氣，用于檢測管網(wǎng)是否漏水，可以避免管網(wǎng)充水時發(fā)生漏水現(xiàn)象對未起火區(qū)域造成影響。雙連鎖系統(tǒng)的啟動方式則是在“火災(zāi)探測器或手動火災(zāi)報警按鈕的報警信號”與“充氣管道上的壓力開關(guān)報警信號”兩者均觸發(fā)時，啟動預(yù)作用裝置從而啟動消防泵，這種啟動方式較單連鎖系統(tǒng)另外加了一道壓力開關(guān)報警信號作為保險，可以防止火災(zāi)報警探測器誤動作時造成管網(wǎng)充水情況的發(fā)生。綜合來說，由于氣體滅火系統(tǒng)的造價、安全性等問題的存在，使得在數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)采用水來滅火正逐漸地變成一種趨勢，在克服數(shù)據(jù)備份問題后，未來的數(shù)據(jù)中心內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)可能會占據(jù)主導(dǎo)地位。

3滅火器系統(tǒng)

關(guān)于數(shù)據(jù)中心內(nèi)的滅火器的選擇，目前業(yè)界沒有形成統(tǒng)一的意見，主要觀點有以下兩種：

1、采用二氧化碳型滅火器。這種觀點的依據(jù)為《數(shù)規(guī)》13.3.5條，滅火劑不應(yīng)對電子信息設(shè)備造成污漬損害及《數(shù)據(jù)中心二氧化碳滅火器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》T/CECS 808-2021中4.3.2條，高危險級的數(shù)據(jù)中心（A級數(shù)據(jù)中心）單具滅火器最小配置滅火級別R為3Ea，可采用MT7（7kg）型手提式二氧化碳滅火器。這種觀點認(rèn)為干粉滅火器會對機(jī)柜造成污損，滅火之后會在其表面留下粉末狀態(tài)的覆蓋物，這些覆蓋物會對電子產(chǎn)品造成一定的污染，有些還會造成腐蝕作用，故應(yīng)采用二氧化碳滅火器作為機(jī)房的滅火手段[2]。

2、采用磷酸銨鹽干粉滅火器。這種觀點的依據(jù)是機(jī)房起火時，伴隨有機(jī)柜外殼等固體燃燒，包括E類（帶電）及A類（固體）火災(zāi)同時發(fā)生，而二氧化碳滅火器對A類火災(zāi)基本無效，僅能適用于帶電的B類火災(zāi)，故不應(yīng)該采用二氧化碳作為機(jī)房的滅火劑。綜合以上兩種觀點，筆者建議在機(jī)房內(nèi)同時設(shè)置以上兩種類型滅火器，火勢較小時可判斷為電氣火災(zāi)，優(yōu)先采用二氧化碳型滅火器進(jìn)行滅火，如二氧化碳型滅火器無法撲滅或者火勢較大時，則直接采用磷酸銨鹽干粉滅火器進(jìn)行滅火，這樣設(shè)計既能最大限度地保護(hù)機(jī)柜不受滅火劑污損，又可以兼顧滅火效果。

4氣體滅火系統(tǒng)

氣體滅火系統(tǒng)一直是數(shù)據(jù)中心消防設(shè)計中的重點，目前主要采用的滅火劑為七氟丙烷和IG541（惰性氣體）。當(dāng)采用IG541作為滅火劑時，由于鋼瓶內(nèi)充壓壓力較高，故輸送距離較遠(yuǎn)，可達(dá)到130m左右；當(dāng)采用七氟丙烷作為滅火劑時，內(nèi)儲壓式的輸送距離僅能達(dá)到40m～50m，外儲壓式的輸送距離可達(dá)到200m左右。

IG541的優(yōu)勢在于：

1、輸送距離較遠(yuǎn)，鋼瓶間位置靈活；

2、系統(tǒng)造價較低；

3、滅火劑無毒無污染；

缺點則是需要占用較大的鋼瓶間。

七氟丙烷的優(yōu)勢在于：

1、鋼瓶間占地較?。?/span>

2、當(dāng)采用外儲壓式時鋼瓶間位置非常靈活；

缺點則是：

1、造價相對較高；

2、當(dāng)采用內(nèi)儲壓式時，輸送距離太短，只適用于中小型數(shù)據(jù)中心；

3、七氟丙烷有低毒性且對大氣有污染。

    綜合比較兩種滅火劑，在大型數(shù)據(jù)中心中采用IG541系統(tǒng)更合適，七氟丙烷系統(tǒng)更適用于中小型數(shù)據(jù)中心。此外，對于那些僅建設(shè)一部分機(jī)房，剩余的機(jī)房留待后期需求明確后再建設(shè)的項目，在設(shè)計時推薦采用IG541系統(tǒng)。因為在防護(hù)區(qū)沒確定的情況下，初期建設(shè)好的七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)因為其匹配度不夠靈活，經(jīng)常會發(fā)生鋼瓶滅火濃度不夠，如果再加一個鋼瓶，又會導(dǎo)致出現(xiàn)有毒濃度的情況，而IG541因為其無毒性，故沒有這種限制，IG541在那些大小不同的防護(hù)空間內(nèi)使用情況會更好[3]。

    設(shè)計時需要與建筑專業(yè)配合，確定各層鋼瓶間的位置，一般將相近體積的防護(hù)區(qū)劃分到同一套管網(wǎng)滅火系統(tǒng)內(nèi)，并按照8個防護(hù)區(qū)建設(shè)一套氣體滅火系統(tǒng)的原則，在平面上確定好鋼瓶間的位置。對于部分體積較小或者超過氣體滅火系統(tǒng)輸送距離的防護(hù)區(qū)，可以采用預(yù)制式氣體滅火系統(tǒng)。預(yù)制滅火系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)注意該系統(tǒng)一般只適用于小型防護(hù)區(qū)，防護(hù)區(qū)面積不應(yīng)超過500㎡，體積不得超過1600㎡。

    綜上所述，對于大型數(shù)據(jù)機(jī)房而言，IG541氣體滅火系統(tǒng)在舒適性、安全性以及可靠性均較為出色，筆者推薦優(yōu)先采用該系統(tǒng)；在中小型數(shù)據(jù)中心中，兩者各有利弊，應(yīng)綜合權(quán)衡后確定。

5細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

    細(xì)水霧系統(tǒng)主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心主機(jī)房中，用于替代氣體滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)相較于氣體滅火系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：

1、安全性較高，無鋼瓶爆炸及滅火時人員窒息的風(fēng)險；

2、供水管道管徑較小，減少了走道內(nèi)及機(jī)房內(nèi)管綜排布的壓力。

    目前，細(xì)水霧系統(tǒng)之所以沒有大規(guī)模得到應(yīng)用，主要是由于其相對氣體滅火系統(tǒng)而言，造價相對較高；另外在滅火后，部分殘留水霧顆?？赡苣Y(jié)成水滴，影響了機(jī)柜的安全性。細(xì)水霧系統(tǒng)主要在金融行業(yè)的自用機(jī)房內(nèi)使用較多，礙于篇幅本文不再展開。

04結(jié)束語

    我國的大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房的給排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計工作非常復(fù)雜，相比于一般建筑物而言，需要考慮到機(jī)房內(nèi)電子設(shè)備的安全性，因此在進(jìn)行設(shè)計和修改上都會面臨諸多需要考慮的問題，加上一些機(jī)房的規(guī)模較大，機(jī)房內(nèi)安裝的管線數(shù)量繁多，走廊的綜合管線如何合理排布也是一個值得思考的問題，希望通過本文的總結(jié)和分析，能夠給今后設(shè)計師提供有效參考和幫助，以促進(jìn)維護(hù)我國大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房的穩(wěn)定運行。

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