針對(duì)數(shù)據(jù)中心的建筑設(shè)計(jì)研究

劉德建 左思聰 (中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 北京 100044)

2020年以來,黨中央再一次強(qiáng)調(diào)了“新基建”的重要性。中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院作重點(diǎn)服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略,發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì),已在城際高速鐵路、城市軌道交通、數(shù)據(jù)中心、5G 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域開展了多角度的研發(fā)和探索,并取得了相應(yīng)成果。而國(guó)家東南健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心是我國(guó)統(tǒng)一布局的五大國(guó)家健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)區(qū)域中心第二個(gè)落地實(shí)施的,本數(shù)據(jù)中心由中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)完成,現(xiàn)對(duì)該數(shù)據(jù)中心建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行全面介紹。

1 項(xiàng)目概述

國(guó)家東南健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心坐落福州濱海新城,屬于規(guī)模龐大的健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園,占地60畝,總建筑面積12.0萬平方米,終期供應(yīng)1.2萬架機(jī)柜。項(xiàng)目由3棟?rùn)C(jī)房樓、1棟科研樓、1棟ECC 控制中心樓組成。機(jī)房樓及科研樓輪廓為折線形,共同圍合出一個(gè)巨大的內(nèi)部院落,建筑整體輪廓為“八角大樓”造型。數(shù)據(jù)中心布局的三級(jí)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的傳播距離、覆蓋范圍這兩個(gè)指標(biāo)會(huì)受到技術(shù)的限制。由于我國(guó)幅員遼闊,數(shù)據(jù)中心布局必定是一種多級(jí)結(jié)構(gòu)。第一級(jí)別為區(qū)域級(jí):例如,阿里巴巴在華北、東南、華南、西南分別建設(shè)了數(shù)據(jù)中心,每一個(gè)區(qū)域中心的規(guī)模都在50萬平方米左右,采用”一地三中心“的模式,保證了足夠的機(jī)柜數(shù)量和安全性,百度、騰訊、華為等公司也都采用這一模式,國(guó)內(nèi)目前的數(shù)據(jù)中心建設(shè)正處于這一階段。第二級(jí)為城市級(jí):區(qū)域之下的重點(diǎn)城市會(huì)建設(shè)自己的城市級(jí)數(shù)據(jù)中心,規(guī)模預(yù)計(jì)在3～5萬平方米左右。第三級(jí)為用戶級(jí):如產(chǎn)業(yè)園區(qū)、辦公園區(qū)、住宅區(qū)的弱電機(jī)房改擴(kuò)建,直接對(duì)接企業(yè)及個(gè)人用戶。這三級(jí)結(jié)構(gòu)將支撐起中國(guó)未來的5G 時(shí)代。只有看清楚了布局,明確了需求,才能規(guī)避掉盲目性。目前,我國(guó)東、西、南、北、中五大醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)區(qū)域中心已基本確定。位于福州的國(guó)家東南健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心已成為第二個(gè)落成并投入使用的醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)區(qū)域中心。福建東南健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目圖如圖所示 。

2 城市與場(chǎng)地設(shè)計(jì)

整個(gè)園區(qū)有一條貫穿其中的城市景觀帶,南北向穿過本地塊。但被地塊中央的ECC控制中心阻擋。經(jīng)于規(guī)劃部門協(xié)商后,將ECC控制中心的部分建筑沉入地下,并采用下沉庭院解決地下展廳的采光與通風(fēng),取得了豐富的空間的效果和景觀效果。本項(xiàng)目用地僅有60畝,非常較局促。數(shù)據(jù)中心場(chǎng)地處理的經(jīng)典模式是:柴油發(fā)電機(jī)房、蓄冷罐、冷凍站都位于地上。這樣的處理綜合考慮了消防、進(jìn)排風(fēng)、排煙等問題。而現(xiàn)實(shí)情況:安排好四棟主體建筑后,場(chǎng)地已經(jīng)無法滿足。迫使設(shè)計(jì)充分研究了規(guī)范,在滿足了各項(xiàng)規(guī)范的要求后,將上述功能轉(zhuǎn)入地下室。并結(jié)合地上建筑小心的處理了大量出地面的進(jìn)排風(fēng)井道,排煙井道。取得了良好的效果。

圖1 福建東南健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目圖

2.1 筑藝術(shù)及建筑文化表達(dá)

數(shù)據(jù)中心應(yīng)該做的務(wù)實(shí)一些,多考慮房屋適用性和造價(jià),也不排斥少部分?jǐn)?shù)據(jù)中心項(xiàng)目由于各種原因,可以投入更多一些。本項(xiàng)目規(guī)模較大,要想保證城市設(shè)計(jì)控制水平,要以公共建筑為參照物,確保其建筑文化表現(xiàn)出較高的地域性。同時(shí),在信息時(shí)代背景下,誕生出數(shù)據(jù)中心這一產(chǎn)物,表明該數(shù)據(jù)中心屬于信息時(shí)代,不完全屬于工業(yè)時(shí)代,所以,要突出建筑藝術(shù)表達(dá)的科技性、細(xì)膩性。為了呈現(xiàn)出完整的建筑形象,體現(xiàn)出項(xiàng)目本身具有的氣質(zhì)。采用了類似福建民居“土樓”的處理方式。把四棟樓采用相同的折線形處理,并圍合出內(nèi)部院落。這樣的處理既可以形成強(qiáng)有力的形象,在周邊松散的環(huán)境中脫穎而出,切削出的角部也對(duì)市政道路的十字路口做了回應(yīng)。建筑外立面采用白色埃特板,在紅土綠樹的環(huán)境襯托下既顯得安靜又突出。福州濕熱多雨的氣候逐漸發(fā)展出注重通風(fēng)、防雨的建筑文化。由此入手,在研發(fā)樓大量采用中庭、邊庭的方式。在建筑內(nèi)設(shè)計(jì)了9 個(gè)錯(cuò)層、挑空的外部休息空間。大面積的陰影和平臺(tái)綠化結(jié)合海風(fēng),營(yíng)造出清涼的室外休息環(huán)境。地下建筑使用空間也采用下沉庭院與窗井采光、通風(fēng)。建筑外立面采用通長(zhǎng)的橫向遮陽板+穿孔鋁板遮陽設(shè)施。外窗采用內(nèi)開內(nèi)倒開啟方式加大開啟面積。鼓勵(lì)更多的自然通風(fēng)降溫,減少空調(diào)用電量。

2.2 室內(nèi)空間及精裝修設(shè)計(jì)

辦公樓緊緊連接于裙房會(huì)議中心處,呈現(xiàn)出“L”型外觀,為用戶提供良好的公共空間體驗(yàn),確保用戶能夠更好地沐浴陽光。同時(shí),還要利用裝配式技術(shù),對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì),并不斷擴(kuò)大玻璃頂棚鋼構(gòu)截面尺寸,以起到遮陽作用,另外,還要結(jié)合天窗的十字網(wǎng)格,對(duì)噴灑裝置和燈具進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。

2.3 幕墻設(shè)計(jì)

埃特板幕墻優(yōu)點(diǎn)在于重量輕,不褪色。但如果大面積平鋪后會(huì)比較單調(diào),缺乏細(xì)節(jié)。我們選用了規(guī)范允許范圍內(nèi)厚度最薄的板材,通過局部雙層疊加處理,形成了橫線條的紋理。同時(shí)弱化了板材安裝時(shí)露在板材表面的釘孔。在一定程度上也遮蓋了幕墻安裝時(shí)出現(xiàn)的不平整的問題,取得了比較好的效果。在設(shè)計(jì)幕墻期間,需要采用抽象設(shè)計(jì)法,以突出幕墻花瓣的柔美特性,避免為了過于突出形似而犧牲實(shí)用性和造價(jià)面,確保用戶在相似與不相似之間擁有更多的想象空間。金屬幕墻在實(shí)際設(shè)計(jì)中,要對(duì)縱向拉槽進(jìn)行處理,從而形成相應(yīng)的紋路,確保平板式的有趣性和靈動(dòng)性,便于后期夜景照明效果的增強(qiáng)創(chuàng)造了良好的條件。在設(shè)計(jì)玻璃幕墻期間,要借助金屬豎向遮陽板,對(duì)整個(gè)花瓣造型進(jìn)行延伸,所使用玻璃材質(zhì)要選用空鍍膜玻璃,確保其材質(zhì)與周邊綠化地帶能夠有效地融合。在對(duì)幕墻進(jìn)行施工期間,要對(duì)幕墻材料進(jìn)行提取加工,從而形成相應(yīng)的龍骨板塊,確保鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。在此基礎(chǔ)上,做好對(duì)單元板塊的吊裝處理。另外,在組裝幕墻單元式框架期間,要采用工廠化加工的方式,避免出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的交叉、重復(fù)施工,使得幕墻施工效率和效果得以大幅度提高,從而降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 夜景照明設(shè)計(jì)及標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)

在四棟樓體的屋面設(shè)計(jì)了一圈2米高的金屬百葉格柵墻體,原本是遮擋屋面的冷卻塔等設(shè)備用的。在這個(gè)墻體上設(shè)計(jì)了橫向的LED 燈帶,強(qiáng)化了八角大樓的整體形象。并在格柵墻體上預(yù)留了標(biāo)識(shí)安裝的條件。避免了建筑上到處安裝標(biāo)識(shí)的問題。標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔得體,采用藍(lán)色與紅色為主色,在白天和夜間均有著高識(shí)別度。

2.5 景觀設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目到濟(jì)南段的距離在1公里以下,通過將持刀土層設(shè)置為粉質(zhì)黏土,可以確保土層具有一定的厚度。通過利用鋼筋混凝土,對(duì)樁基進(jìn)行灌注操作,可以有效地滿足空間布置通透需求。樁基的直徑較高,高達(dá)800mm,通過對(duì)樁長(zhǎng)進(jìn)行優(yōu)化后,將該樁長(zhǎng)設(shè)置為40m。機(jī)房樓樓面等效荷載較高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過辦公建筑的等效荷載。為了更好地滿足數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)需求,需要將各個(gè)樓層的高度和層數(shù)分別設(shè)置為7m、10層。該數(shù)據(jù)中心屬于規(guī)模龐大的乙類設(shè)防建筑,為了保證其具有較高的抗震設(shè)防能力,需要不斷提高該建筑的安全等級(jí)。為了確保整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)具有較高的堅(jiān)固性、安全性和經(jīng)濟(jì)性,在設(shè)計(jì)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)期間,要做好對(duì)多種結(jié)構(gòu)性能的全面化分析和對(duì)比,通過對(duì)相關(guān)參數(shù)模型進(jìn)行構(gòu)建,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面尺寸的科學(xué)化調(diào)整和控制,從而提高建筑藝術(shù)性能,為保證結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量產(chǎn)生了積極的影響。

2.6 EPC模式應(yīng)用的提速增效

本項(xiàng)目要求建設(shè)速度要快、嚴(yán)格控制建設(shè)成本。因此采用了EPC模式,我們作為設(shè)計(jì)總包方,從方案階段就去考慮施工周期和成本控制,并在施工過程中不斷優(yōu)化。除了做設(shè)計(jì)之外,還做了大量的現(xiàn)場(chǎng)督造工作,工作范圍的增加也鍛煉了建筑師的綜合能力。在機(jī)房設(shè)計(jì)上采用機(jī)房模塊的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。在建筑外墻、內(nèi)裝修采用了裝配式技術(shù),也起到提速增效的目的。

2.7 數(shù)據(jù)中心布局的三級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)的傳播距離,覆蓋范圍這兩個(gè)指標(biāo)是受技術(shù)限制的。由于我國(guó)幅員遼闊,不可避免的會(huì)決定中國(guó)的數(shù)據(jù)中心布局會(huì)是一種多級(jí)結(jié)構(gòu)。第一級(jí)別為區(qū)域級(jí):以阿里巴巴的布局舉例,在華北,東南,華南,西南分別建設(shè)了數(shù)據(jù)中心,每一個(gè)區(qū)域中心都在50萬平米左右,采用一地三中心的模式。這樣保證了足夠的機(jī)柜數(shù)量和安全性。百度,騰訊,華為等公司都采用這一模式;(國(guó)內(nèi)目前的數(shù)據(jù)中心建設(shè)正處于這一階段)第二級(jí)為城市級(jí):在區(qū)域之下的重點(diǎn)城市會(huì)分別建設(shè)自己的城市級(jí)數(shù)據(jù)中心,規(guī)模預(yù)計(jì)在3～5萬平米左右;第三級(jí)為用戶級(jí):產(chǎn)業(yè)園區(qū),辦公園區(qū),住宅區(qū)的弱電機(jī)房改擴(kuò)建,直接對(duì)接企業(yè)及個(gè)人用戶。這個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)將支撐起中國(guó)未來的5G 時(shí)代。只有看清楚了布局,明確了需求,才能規(guī)避掉盲目性。

2.8 機(jī)電設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目屬于國(guó)家大型基礎(chǔ)設(shè)施,對(duì)系統(tǒng)安全性要求很高:在電力上除了2路來自不同方向的110KV 電力保障同時(shí),還有2N+1的柴由發(fā)電機(jī)組、蓄電池的保障;在制冷系統(tǒng)上采用水冷機(jī)組的冷卻方式;在節(jié)能上獲得國(guó)際LEED金級(jí)認(rèn)證。整體PUE 低于1.2。目前項(xiàng)目運(yùn)行良好。

3 工程基礎(chǔ)設(shè)施施工

為了進(jìn)一步提高項(xiàng)目工程基礎(chǔ)設(shè)施施工水平,技術(shù)人員除了要做好對(duì)機(jī)房裝修系統(tǒng)的安裝和應(yīng)用外,還要做好對(duì)地面工程、隔斷工程和門窗工程的施工,為保證數(shù)據(jù)中心建筑設(shè)計(jì)的規(guī)范性和合理性發(fā)揮出重要作用。

3.1 機(jī)房裝修系統(tǒng)

對(duì)于計(jì)算機(jī)機(jī)房而言,其吊頂板具有表面平整、抗腐蝕性強(qiáng)、邊緣整齊等特點(diǎn),通過對(duì)其封邊進(jìn)行處理后,可以避免脫膠現(xiàn)象的發(fā)生,此外,還要做好對(duì)頂棚的填充處理,確保頂棚具有較高的保溫性能,另外,還要做好對(duì)隔音材料的平整、干燥、包縫處理。在此基礎(chǔ)上,還要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求,做好放線操作,確保按照位置的精確性和合理性。在定準(zhǔn)吊頂期間,要將龍骨與吊頂有效結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)配合安裝。

3.2 地面工程

整個(gè)地面在鋪設(shè)地板之前,需要做好防塵、防潮工作。為了確?；顒?dòng)地板所對(duì)應(yīng)的建筑面具有一定的平整性和光滑性,要做好對(duì)其保溫防塵處理,另外,將等電位體設(shè)置在機(jī)房?jī)?nèi)防靜電地板上。

3.3 隔斷工程

在對(duì)無框玻璃進(jìn)行隔斷期間,要優(yōu)先選用槽鋼架構(gòu),并在隔斷墻位置處,將彈性密封材料固定在龍骨建筑圍護(hù)上,確保龍骨定位的合理性和精確性,此外,還要采用校正處理的方式,將龍骨豎直放置于沿地,確保玻璃低于12mm。

3.4 門窗工程

在對(duì)門窗工程進(jìn)行施工期間,技術(shù)人員要確保所選用的鋁合金門框型號(hào)完全符合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求,確保整個(gè)門框の堅(jiān)固性、平整性。同時(shí),還要使用非腐蝕性材料,對(duì)其進(jìn)行密封處理。另外,還要將隔斷墻各個(gè)立柱固定點(diǎn)的間距統(tǒng)一設(shè)置為800mm。

結(jié)束語

總之,醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建是一項(xiàng)體量龐大、投資額度大、復(fù)雜程度高的綜合性系統(tǒng)工程,而隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)一步提升,民眾對(duì)醫(yī)療健康衛(wèi)生事業(yè)的要求進(jìn)一步提升,利用先進(jìn)科學(xué)的健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)是大勢(shì)所趨。因此,各省市醫(yī)院應(yīng)在切實(shí)考量自身實(shí)際情況的基礎(chǔ)上順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流,將健康醫(yī)療信息和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)等進(jìn)一步融合,充分利用大數(shù)據(jù)中心為我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。