數(shù)據(jù)中心集裝箱模塊室內(nèi)搬運(yùn)空間的研究

李曉紅

中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司

0 引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著全社會(huì)信息化的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的發(fā)展態(tài)勢(shì)空前迅猛。近年來，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)以每年約30%的幅度增長(zhǎng)，2020 年國(guó)家明確“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與發(fā)展更是形成了國(guó)家層面的推動(dòng)，帶動(dòng)供給側(cè)尋求更多的建設(shè)提速方法，數(shù)據(jù)中心模塊化建設(shè)思路加速演進(jìn)。

數(shù)據(jù)中心模塊化既可以是機(jī)柜模塊、配電模塊、制冷模塊等單一功能的模塊，也可以是將傳統(tǒng)機(jī)房的機(jī)柜、空調(diào)、消防、布線、配電、監(jiān)控、照明等部分或全部功能組成一個(gè)多功能集成的模塊。模塊化建設(shè)充分利用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)快速部署，不僅降低建設(shè)成本，更突出的是能夠大幅縮短數(shù)據(jù)中心建設(shè)周期。

集裝箱模塊、微模塊是目前數(shù)據(jù)中心模塊化建設(shè)的典型模式。眾多國(guó)際公司Google（圖1）、微軟（圖2）等和國(guó)內(nèi)公司華為（圖3）、騰訊、電信運(yùn)營(yíng)商、IT 服務(wù)商等在此方面不斷創(chuàng)新實(shí)踐。本文對(duì)應(yīng)《模塊化組合式機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》中的空間尺寸數(shù)據(jù)，重點(diǎn)闡述集裝箱模塊搬運(yùn)設(shè)備的選用和搬運(yùn)空間的研究。

圖1 Google 集裝箱數(shù)據(jù)中心（兩層-鋼架式）

圖2 微軟集裝箱數(shù)據(jù)中心（兩層-堆垛式）

1 集裝箱模塊室內(nèi)搬運(yùn)的特點(diǎn)

集裝箱模塊，其顯著特點(diǎn)就是其外殼使用標(biāo)準(zhǔn)貨運(yùn)集裝箱（20 英尺或40 英尺）改良而成。它充分利用集裝箱成熟的貨運(yùn)方式、模塊化結(jié)構(gòu)、大批量生產(chǎn)、低成本運(yùn)輸?shù)痊F(xiàn)代工業(yè)的特征。而且其空間也很適合IT 機(jī)柜、UPS、空調(diào)機(jī)柜及走線等的布放。

集裝箱模塊外殼是一個(gè)整體、不適于拆卸再拼裝。其外殼尺寸較大，在應(yīng)用于建筑物內(nèi)時(shí)，其搬運(yùn)所需經(jīng)過的通道和門的寬度、高度均不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。集裝箱搬運(yùn)還有一個(gè)特征是其轉(zhuǎn)彎（主機(jī)房?jī)?nèi)布置宜≤30°）所需空間很大，為充分利用室內(nèi)空間，提高機(jī)房利用率，設(shè)計(jì)階段需避免這個(gè)不利因素，即集裝箱模塊在室內(nèi)搬運(yùn)中不需大角度轉(zhuǎn)彎也能方便搬運(yùn)和裝卸的流線。

這里需要說明一點(diǎn)，集裝箱模塊數(shù)據(jù)中心設(shè)置于建筑物內(nèi)時(shí)，其適用于單層大跨建筑，集裝箱可單層設(shè)置也可雙層堆疊設(shè)置，所通過的門宜靠外墻，不宜設(shè)置搬運(yùn)內(nèi)走道。這樣才能既經(jīng)濟(jì)合理，又能充分發(fā)揮其快速部署的市場(chǎng)適應(yīng)優(yōu)勢(shì)。

下圖為華為某一款集裝箱模塊內(nèi)部示意圖（圖3）。

圖3 華為某集裝箱模塊內(nèi)部示意圖

2 適用于集裝箱模塊搬運(yùn)的設(shè)備選擇與分析

通過對(duì)使用集裝箱最多的港口、碼頭、鐵路、公路貨運(yùn)站搬運(yùn)設(shè)備的收集、調(diào)研和分析，不同的搬運(yùn)設(shè)備其作用各不相同，比如適用不同的場(chǎng)所、不同的運(yùn)輸距離、不同的碼垛層數(shù)等等。通過對(duì)其中體型相對(duì)較的集裝箱搬運(yùn)設(shè)備分析，不同搬運(yùn)設(shè)備的適用場(chǎng)景歸納如表1 所示，搬運(yùn)設(shè)備式樣如圖4 所示。

圖4 常見集裝箱搬運(yùn)設(shè)備式樣

表1 不同集裝箱搬運(yùn)設(shè)備的適用場(chǎng)景

2.1 集裝箱叉車

圖5 叉車產(chǎn)品外觀尺寸圖

圖6 叉車搬運(yùn)放置集裝箱實(shí)景圖

表2 叉車特征數(shù)據(jù)表

對(duì)以上特性數(shù)據(jù)分析，當(dāng)選擇叉車作為數(shù)據(jù)中心集裝箱模塊搬運(yùn)的設(shè)備時(shí)，搬運(yùn)所經(jīng)過的門、裝卸通道、主機(jī)房?jī)舾叱叽缛Q于叉車自身長(zhǎng)寬高、集裝箱長(zhǎng)寬高、叉車運(yùn)輸中的抬高、高度方向富裕量、寬度方向側(cè)身過人及寬度方向富裕量等。其中裝卸通道寬度需重點(diǎn)考慮箱體寬度、叉車轉(zhuǎn)向?qū)挾?，室?nèi)搬運(yùn)裝卸中箱體不轉(zhuǎn)向，長(zhǎng)向進(jìn)出，短向借助叉車或人力平移調(diào)整到位。機(jī)房門、裝卸通道、主機(jī)房?jī)舾叱叽缛绫?所示。

表3 機(jī)房門、裝卸通道、主機(jī)房?jī)舾叱叽纾ㄟm用于集裝箱叉車搬運(yùn)設(shè)備）

2.2 集裝箱自裝自卸車（車側(cè)裝卸方式）

集裝箱自裝自卸車組由集裝箱牽引車、集裝箱半掛車和裝卸機(jī)構(gòu)組成。集裝箱自裝自卸車組可以在沒有其他裝卸機(jī)械的條件下，自行完成集裝箱的裝卸和運(yùn)輸，適用于集裝箱運(yùn)量，沒有起重裝卸設(shè)備的場(chǎng)所，適應(yīng)于中短途“門到門”運(yùn)輸。具有自重大、運(yùn)輸方便、裝卸成本低的特點(diǎn)。集裝箱自裝自卸車產(chǎn)品尺寸圖（圖7、圖9）、搬運(yùn)實(shí)景圖（圖8、圖10）、特征數(shù)據(jù)表（表4）分別如下。

圖7 集裝箱自裝自卸車外觀尺寸圖

圖8 集裝箱自裝自卸車搬運(yùn)實(shí)景圖

圖9 集裝箱自裝自卸車外觀尺寸圖

圖10 集裝箱自裝自卸車搬運(yùn)實(shí)景圖

表4 集裝箱自裝自卸車特征數(shù)據(jù)表

對(duì)以上特性數(shù)據(jù)分析，當(dāng)選擇集裝箱自裝自卸車作為數(shù)據(jù)中心集裝箱模塊搬運(yùn)的設(shè)備時(shí)，搬運(yùn)所經(jīng)過的門、裝卸通道、主機(jī)房?jī)舾叱叽缛Q于自裝自卸車的寬高、自裝自卸車起升高度、高度方向富裕量、裝卸載擺幅寬度、寬度方向單邊過人及寬度方向富裕量等。其中裝卸通道寬度相對(duì)較，因其集裝箱模塊的卸載可以最大化靠近設(shè)計(jì)定位。機(jī)房門、裝卸通道、主機(jī)房?jī)舾叱叽缛绫? 所示。

表5 機(jī)房門、裝卸通道、主機(jī)房?jī)舾叱叽纾ㄟm用于集裝箱自裝自卸車搬運(yùn)設(shè)備）

2.3 集裝箱跨運(yùn)車

集裝箱跨運(yùn)車是用于集裝箱碼頭前沿和庫場(chǎng)之間短途水平搬運(yùn)和堆碼集裝箱的專用機(jī)械。它以門形車架跨在集裝箱上，由裝有集裝箱吊具的液壓升降系統(tǒng)吊起集裝箱，進(jìn)行搬運(yùn)堆碼。具有自重輕、成本低、靈活性、可拆裝、場(chǎng)地空間利用率高、無線遙控器操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。集裝箱跨運(yùn)車產(chǎn)品尺寸圖（圖11）、搬運(yùn)實(shí)景圖（圖12）、特征數(shù)據(jù)表（表6）分別如下。

圖11 集裝箱跨運(yùn)車外觀尺寸圖

圖12 集裝箱跨運(yùn)車搬運(yùn)實(shí)景圖

表6 集裝箱跨運(yùn)車特征數(shù)據(jù)表

對(duì)以上特性數(shù)據(jù)分析，當(dāng)選擇集裝箱跨運(yùn)車作為數(shù)據(jù)中心集裝箱模塊搬運(yùn)的設(shè)備時(shí)，搬運(yùn)所經(jīng)過的門、裝卸通道、主機(jī)房?jī)舾叱叽缛Q于跨運(yùn)車自身寬高、跨運(yùn)車運(yùn)輸中的抬高、跨運(yùn)車起升高度、高度方向富裕量、寬度方向單邊過人及寬度方向富裕量等。其中裝卸通道高寬主要考慮的是跨運(yùn)車高寬，因集裝箱在跨運(yùn)車架內(nèi)，室內(nèi)搬運(yùn)裝卸中箱體不轉(zhuǎn)向，長(zhǎng)向進(jìn)出，短向借助叉車或人力平移調(diào)整到位。機(jī)房門、裝卸通道、主機(jī)房?jī)舾叱叽缛绫? 所示。

表7 機(jī)房門、裝卸通道、主機(jī)房?jī)舾叱叽纾ㄟm用于集裝箱跨運(yùn)車搬運(yùn)設(shè)備）

3 結(jié)束語

綜上所述，在集裝箱模塊數(shù)據(jù)中心平面設(shè)計(jì)前，應(yīng)先確定搬運(yùn)集裝箱的設(shè)備，規(guī)劃好搬運(yùn)流線，然后依據(jù)搬運(yùn)流線確定集裝箱模塊安裝順序、主機(jī)房大門、搬運(yùn)主通道、卸載區(qū)域等。室內(nèi)集裝箱模塊的搬運(yùn)不宜通過建筑內(nèi)走道進(jìn)入主機(jī)房；搬運(yùn)通過的主機(jī)房門宜直接開向室外。不同搬運(yùn)設(shè)備適宜的空間尺寸（同《模塊化組合式機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》中數(shù)據(jù)）歸納如表8所示。

表8 不同搬運(yùn)設(shè)備對(duì)應(yīng)的適宜空間尺寸表