文｜天津惠普數(shù)據(jù)中心設(shè)計有限公司 石 英 張振江

數(shù)據(jù)中心公共設(shè)備通道空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計

文｜天津惠普數(shù)據(jù)中心設(shè)計有限公司 石 英 張振江

隨著數(shù)據(jù)中心等級的提升，機電設(shè)計方案的不斷更新，在公共設(shè)備通道中的設(shè)備布置矛盾日益突出，已經(jīng)極大影響了建筑及結(jié)構(gòu)形式方案，同時會影響日后的施工方案及項目的運行維護，本文結(jié)合多年工作經(jīng)驗，對公共設(shè)備通道中的空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計做出總結(jié)，對該部分的設(shè)計提出解決思路，供大家借鑒。

公共設(shè)備通道 空間協(xié)調(diào)圖 BIM

1 引言

隨著信息化浪潮席卷全球，云概念如火如荼，中國的數(shù)據(jù)中心建設(shè)也在迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)中心等級日益提高（Tier-3/Tier-4或A級機房，已成為常見的數(shù)據(jù)中心等級標準），機電設(shè)計方案不斷更新（電氣的2N系統(tǒng)架構(gòu)、氣體滅火系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)、水/冷媒系統(tǒng)精密空調(diào)、災(zāi)后清空系統(tǒng)等新技術(shù)已普遍應(yīng)用），公共走廊里的設(shè)備呈幾何級的增長，在項目的各個設(shè)計階段（方案設(shè)計/初步設(shè)計/施工圖設(shè)計）需對公共通道內(nèi)的設(shè)備做出合理布置，如果輕視該項工作會造成建筑布置及結(jié)構(gòu)形式的重大調(diào)整、機電設(shè)計返工、現(xiàn)場施工困難及工期拖延、運行維護困難等一系列不良后果，本文結(jié)合多個項目的設(shè)計經(jīng)驗，對機電綜合圖設(shè)計提出了一定的解決思路，供大家借鑒。

2 名詞解釋

（1）數(shù)據(jù)中心等級

數(shù)據(jù)中心的等級劃分決定了基礎(chǔ)設(shè)施的運行能力，根據(jù)標準來源不同分為：

Tier I～IV等級：根據(jù)國際Uptime協(xié)會及美國國家標準TIA 942“數(shù)據(jù)中心用遠程通信基礎(chǔ)設(shè)施標準”規(guī)定的數(shù)據(jù)中心分級標準。

A/B/C級機房：根據(jù)國家《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》（GB 50174-2008）規(guī)定的數(shù)據(jù)中心分級標準。

（2）公共設(shè)備通道

建筑工程中供機電設(shè)備進行布置的公共空間，主要包括設(shè)備走廊、設(shè)備夾層、主要室內(nèi)管溝、公共管道豎井、公共降板區(qū)域、架空地板等區(qū)域。

（3）空間協(xié)調(diào)圖

根據(jù)公共設(shè)備通道的典型建筑斷面，匯總了電氣/弱電/暖通/給排水各專業(yè)的設(shè)備布置及相對尺寸的綜合圖紙，一般由建筑專業(yè)匯總出圖。該圖紙主要用來解決管道設(shè)備交叉問題，實現(xiàn)指導(dǎo)施工、控制凈高、控制造價、提高質(zhì)量、美化空間效果、利于維修等功能。

（4）BIM

建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進行建筑模型的建立。

3 各設(shè)計階段的空間協(xié)調(diào)圖要求

（1）方案設(shè)計階段

◆ 預(yù)估公共設(shè)備通道內(nèi)的主要設(shè)備種類/數(shù)量/規(guī)格；

◆ 初步確定公共設(shè)備通道的尺寸：寬/高/梁高/吊頂高度等；

◆ 設(shè)計包括主要設(shè)備的機電綜合圖：主要橋架/主要風(fēng)管/主要水管等。

（2）初步設(shè)計階段

◆ 進一步細化公共設(shè)備通道內(nèi)的主要設(shè)備種類/數(shù)量/規(guī)格；

◆ 基本確定公共設(shè)備通道的尺寸：寬/高/梁高/吊頂高度等；

◆ 設(shè)計包括大部分設(shè)備的機電綜合圖：主要橋架/主要風(fēng)管/主要水管等。

（3）施工圖設(shè)計階段

◆ 最終確定公共設(shè)備通道內(nèi)的主要設(shè)備種類/數(shù)量/規(guī)格；

◆ 確定公共設(shè)備通道的尺寸：寬/高/梁高/吊頂高度等；

◆ 設(shè)計包括所有設(shè)備的機電綜合圖，并標定最終尺寸，最終尺寸包括所有設(shè)備規(guī)格/設(shè)備標高/設(shè)備間距/設(shè)備坡度等。

4 空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計的主要流程及原則

空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計的主要流程為：資料收集—空間協(xié)調(diào)。

4.1 資料收集

數(shù)據(jù)中心公共設(shè)備通道機電綜合圖設(shè)計所需收集的設(shè)計資料（包括設(shè)備材質(zhì)、尺寸、數(shù)量、位置、標高等）如表1所示。

4.2 空間協(xié)調(diào)

（1）公共設(shè)備通道的尺寸確認

考慮到設(shè)備搬運及吊頂設(shè)備安裝高度等因素，一般吊頂不低于通道內(nèi)的門高度，原則上不低于2.6m。考慮到兼做空調(diào)靜壓箱、橋架布置及檢修要求，架空地板高度不宜低于600mm。

（2）設(shè)備布置原則

設(shè)備布置的主要依據(jù)如下：

◆ 建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)備各專業(yè)設(shè)計方案或設(shè)計圖紙；

◆ 國家頒布的各專業(yè)的制圖標準；

◆ 業(yè)主方提出的凈空高度要求；

◆ 其他合作設(shè)計單位提供的設(shè)計資料（裝修，智能化等）。

空間協(xié)調(diào)圖的目的是采用最經(jīng)濟合理的方式排布各管線設(shè)備，一般按照以下原則進行布置：

◆ 由上而下，由大到??；

◆ 先布置管徑較大的管線，后布置管徑較小的管線，遇管線交叉時應(yīng)小管避讓大管；

◆ 壓力流管道避讓重力流管道；

◆ 冷水管避讓熱水管，因熱水管往往需要保溫且造價較高；

◆ 電纜動力自控通信等橋架與輸送液體的管道宜分開布置或布置在其上方以免管道滲漏時損壞電纜造成事故；

◆ 附件少的管道避讓附件多的管道，這樣有利于施工操作和維護及更換管件；

◆ 可彎曲管避讓不可彎曲管；

◆ 各種管線在同一處垂直方向布置時，一般是線槽/電纜在上，水管在下，熱水管在上，冷水管在下，風(fēng)管在上，水管在下；

◆ 空調(diào)風(fēng)管/供回水管/冷凝水管/熱水管等設(shè)計時應(yīng)考慮保溫層厚度、法蘭尺寸、吊架材料所占空間；

◆ 氣滅管道宜布置于上層，水噴霧管宜布置于下層，消火栓管靠近消火栓箱側(cè)布置；

◆ 走廊送、回風(fēng)口燈具/感煙探測器/攝像頭/廣播喇叭/噴頭等布置應(yīng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)避免相碰，一般風(fēng)口、燈具等要求居中呈一直線布置，以保證裝修效果；

◆ 檢查公共設(shè)備通道內(nèi)是否有風(fēng)機/卷簾門控制箱等動力設(shè)備；

◆ 如設(shè)備有分支管道或橋架，需考慮彎通及三通的設(shè)備尺寸影響；

◆ 保證通道有可上人至吊頂內(nèi)的檢修通道（原則上預(yù)留在通道中部），檢修通道寬度原則上不小于500mm；

◆ 根據(jù)數(shù)據(jù)中心級別合理布置主要工藝設(shè)備：如2N系統(tǒng)的供電及IT橋架/暖通風(fēng)管等需分兩側(cè)布置；

◆ 可匯總各專業(yè)設(shè)備做綜合吊架；

◆ 極端情況下，設(shè)備可穿梁布置，需與結(jié)構(gòu)專業(yè)協(xié)調(diào)后設(shè)置開孔。

（3）主要設(shè)備間距確認

①電氣（因數(shù)據(jù)較多，故只標注參照的文獻資料，具體數(shù)據(jù)請自行查找，余同）

◆ 電氣橋架與其他工藝管道的布置間距參照JGJ-16-2008 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范，第83頁相關(guān)規(guī)定；

◆ 電氣橋架間的布置間距間距參照JGJ-16-2008 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范，第94頁相關(guān)規(guī)定；

◆ 電氣橋架與弱電/儀表橋架的布置間距參照HGT 20512-2000儀表配管配線設(shè)計規(guī)定，第11頁相關(guān)規(guī)定。

②弱電及通信

◆ 弱電/通信橋架與強電橋架的布置間距參照GB 50311-2007 綜合布線工程設(shè)計規(guī)范，第36頁相關(guān)規(guī)定；

◆ 弱電/通信橋架與其他工藝設(shè)備的布置間距參照GB 50311-2007 綜合布線工程設(shè)計規(guī)范，第37頁相關(guān)規(guī)定。

③暖通及給排水等動力設(shè)備

◆ 氣體滅火管道的布置要求參照國標圖集07S207氣體消防系統(tǒng)選用、安裝與建筑滅火器配置，第67頁相關(guān)規(guī)定；

◆ 動力管道間的布置間距參照國標圖集03S402室內(nèi)管道支吊架，第40～42頁相關(guān)規(guī)定；

◆ 管溝內(nèi)的動力管道間的布置間距參照天津地方圖集DBJT03-22-2005-05S9管道支吊架，第139～144頁相關(guān)規(guī)定；

◆ 管井內(nèi)的動力管道間的布置間距參照天津地方圖集DBJT03-22-2005-05S9管道支吊架，第119～122頁相關(guān)規(guī)定。

④其他工藝設(shè)備

其他工藝管道與動力管道及強弱電設(shè)備間的布置間距參照“動力管道設(shè)計手冊（2006）”（機械工業(yè)出版社），第239/268頁相關(guān)規(guī)定。

5 空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計典型案例

某工程的空間協(xié)調(diào)圖如圖1所示。

6 空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計的最新技術(shù)的應(yīng)用

隨著計算機輔助設(shè)計軟件技術(shù)開發(fā)應(yīng)用的不斷進步，3D模型技術(shù)為空間協(xié)調(diào)給出了新的解決思路。目前，主流的3D模型技術(shù)包括：Autodesk公司的BIM（建筑信息模型）、Autoplant，Graphisoft公 司 的 ArchiCAD，Bentley公司的Microsta-tion、PDS等?，F(xiàn)以BIM軟件為例，簡述一下3D軟件在空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計中的優(yōu)勢。

可視化：可視化即“所見所得”的形式，將100%實際尺寸的三維立體實物圖形展示出來，不是普通的平面/立面圖。

協(xié)調(diào)性：傳統(tǒng)的空間協(xié)調(diào)依靠工程師的經(jīng)驗進行空間協(xié)調(diào)，BIM可自動檢測各設(shè)備的碰撞信息，生成協(xié)調(diào)報告，大大提高效率。

優(yōu)化性：事實上整個設(shè)計、施工、運營的過程就是一個不斷優(yōu)化的過程，優(yōu)化受信息、復(fù)雜程度和時間的制約。BIM模型提供了建筑物的實際信息，包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息，并可根據(jù)需要隨時修改。另外，BIM模型可在短時間內(nèi)提供多種方案比較，極大地縮短了決策時間。

可出圖性：BIM模型除了可以提供常規(guī)的建筑及機電設(shè)計圖紙，還可以通過對建筑物進行了可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后，可以幫助業(yè)主出綜合管線圖（經(jīng)過碰撞檢查和設(shè)計修改，消除了相應(yīng)錯誤以后）、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖（預(yù)埋套管圖）、碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案等圖紙。

對以后的管理及運維提供實質(zhì)的幫助：BIM模型可根據(jù)現(xiàn)場的最新施工變化，動態(tài)的更新模型，保證模型與施工狀態(tài)的一致性，為未來的管理及運行維護提供重要的支持。

圖2為某項目的3D模型圖。

圖2

7 結(jié)束語

綜上所述，數(shù)據(jù)中心的公共設(shè)備通道空間協(xié)調(diào)圖的設(shè)計需綜合多方面因素考慮，在設(shè)計的不同階段及時準確地做出適當(dāng)?shù)目臻g協(xié)調(diào)圖，對整個項目的進度及各專業(yè)的設(shè)計均有很大的幫助。

將來采用更直觀、準確的3D模型輔助設(shè)計會是空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計未來發(fā)展的主要方向。

1 朱偉雄，王德安，蔡建華編譯.新一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)理論與實踐.人民郵電出版社

2 動力管道設(shè)計手冊（2006）.機械工業(yè)出版社

3 數(shù)據(jù)中心用遠程通信基礎(chǔ)設(shè)施標準ANSI TIA 942-2005

4 電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范GB 50174-2008

5 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJ-16-2008

6 儀表配管配線設(shè)計規(guī)定HGT 20512-2000

7 綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范GB 50311-2007

8 國標圖集07S207氣體消防系統(tǒng)選用、安裝與建筑滅火器配置

9 國標圖集03S402室內(nèi)管道支吊架

10 天津地方圖集DBJT03-22-2005-05S9管道支吊架