文｜天津惠普數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)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(jì)

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

隨著數(shù)據(jù)中心等級(jí)的提升，機(jī)電設(shè)計(jì)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(shí)會(huì)影響日后的施工方案及項(xiàng)目的運(yùn)行維護(hù)，本文結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)公共設(shè)備通道中的空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計(jì)做出總結(jié)，對(duì)該部分的設(shè)計(jì)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(guó)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(jí)日益提高（Tier-3/Tier-4或A級(jí)機(jī)房，已成為常見(jiàn)的數(shù)據(jù)中心等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），機(jī)電設(shè)計(jì)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(jí)的增長(zhǎng)，在項(xiàng)目的各個(gè)設(shè)計(jì)階段（方案設(shè)計(jì)/初步設(shè)計(jì)/施工圖設(shè)計(jì)）需對(duì)公共通道內(nèi)的設(shè)備做出合理布置，如果輕視該項(xiàng)工作會(huì)造成建筑布置及結(jié)構(gòu)形式的重大調(diào)整、機(jī)電設(shè)計(jì)返工、現(xiàn)場(chǎng)施工困難及工期拖延、運(yùn)行維護(hù)困難等一系列不良后果，本文結(jié)合多個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)機(jī)電綜合圖設(shè)計(jì)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(jí)

數(shù)據(jù)中心的等級(jí)劃分決定了基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行能力，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)源不同分為：

Tier I～I(xiàn)V等級(jí)：根據(jù)國(guó)際Uptime協(xié)會(huì)及美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)TIA 942“數(shù)據(jù)中心用遠(yuǎn)程通信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定的數(shù)據(jù)中心分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

A/B/C級(jí)機(jī)房：根據(jù)國(guó)家《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50174-2008）規(guī)定的數(shù)據(jù)中心分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）公共設(shè)備通道

建筑工程中供機(jī)電設(shè)備進(jìn)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(duì)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(lái)解決管道設(shè)備交叉問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)施工、控制凈高、控制造價(jià)、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(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立。

3 各設(shè)計(jì)階段的空間協(xié)調(diào)圖要求

（1）方案設(shè)計(jì)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(jì)包括主要設(shè)備的機(jī)電綜合圖：主要橋架/主要風(fēng)管/主要水管等。

（2）初步設(shè)計(jì)階段

◆ 進(jìn)一步細(xì)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(jì)包括大部分設(shè)備的機(jī)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(jì)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(jì)包括所有設(shè)備的機(jī)電綜合圖，并標(biāo)定最終尺寸，最終尺寸包括所有設(shè)備規(guī)格/設(shè)備標(biāo)高/設(shè)備間距/設(shè)備坡度等。

4 空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計(jì)的主要流程及原則

空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計(jì)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(jī)電綜合圖設(shè)計(jì)所需收集的設(shè)計(jì)資料（包括設(shè)備材質(zhì)、尺寸、數(shù)量、位置、標(biāo)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(rèn)

考慮到設(shè)備搬運(yùn)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?？紤]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(jì)方案或設(shè)計(jì)圖紙；

◆ 國(guó)家頒布的各專業(yè)的制圖標(biāo)準(zhǔn)；

◆ 業(yè)主方提出的凈空高度要求；

◆ 其他合作設(shè)計(jì)單位提供的設(shè)計(jì)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(jì)合理的方式排布各管線設(shè)備，一般按照以下原則進(jìn)行布置：

◆ 由上而下，由大到?。?/p>

◆ 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(shí)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(jià)較高；

◆ 電纜動(dòng)力自控通信等橋架與輸送液體的管道宜分開(kāi)布置或布置在其上方以免管道滲漏時(shí)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(hù)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(shí)，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(jì)時(shí)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(cè)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(jī)/卷簾門控制箱等動(dòng)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(jí)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(kāi)孔。

（3）主要設(shè)備間距確認(rèn)

①電氣（因數(shù)據(jù)較多，故只標(biāo)注參照的文獻(xiàn)資料，具體數(shù)據(jù)請(qǐng)自行查找，余同）

◆ 電氣橋架與其他工藝管道的布置間距參照J(rèn)GJ-16-2008 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，第83頁(yè)相關(guān)規(guī)定；

◆ 電氣橋架間的布置間距間距參照J(rèn)GJ-16-2008 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，第94頁(yè)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(jì)規(guī)定，第11頁(yè)相關(guān)規(guī)定。

②弱電及通信

◆ 弱電/通信橋架與強(qiáng)電橋架的布置間距參照GB 50311-2007 綜合布線工程設(shè)計(jì)規(guī)范，第36頁(yè)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(jì)規(guī)范，第37頁(yè)相關(guān)規(guī)定。

③暖通及給排水等動(dòng)力設(shè)備

◆ 氣體滅火管道的布置要求參照國(guó)標(biāo)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(yè)相關(guān)規(guī)定；

◆ 動(dòng)力管道間的布置間距參照國(guó)標(biāo)圖集03S402室內(nèi)管道支吊架，第40～42頁(yè)相關(guān)規(guī)定；

◆ 管溝內(nèi)的動(dòng)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(yè)相關(guān)規(guī)定；

◆ 管井內(nèi)的動(dòng)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(yè)相關(guān)規(guī)定。

④其他工藝設(shè)備

其他工藝管道與動(dòng)力管道及強(qiáng)弱電設(shè)備間的布置間距參照“動(dòng)力管道設(shè)計(jì)手冊(cè)（2006）”（機(jī)械工業(yè)出版社），第239/268頁(yè)相關(guān)規(guī)定。

5 空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計(jì)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(jì)的最新技術(shù)的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的不斷進(jìn)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(jiǎn)述一下3D軟件在空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)。

可視化：可視化即“所見(jiàn)所得”的形式，將100%實(shí)際尺寸的三維立體實(shí)物圖形展示出來(lái)，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(yàn)進(jìn)行空間協(xié)調(diào)，BIM可自動(dòng)檢測(cè)各設(shè)備的碰撞信息，生成協(xié)調(diào)報(bào)告，大大提高效率。

優(yōu)化性：事實(shí)上整個(gè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過(guò)程就是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程，優(yōu)化受信息、復(fù)雜程度和時(shí)間的制約。BIM模型提供了建筑物的實(shí)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(shí)修改。另外，BIM模型可在短時(shí)間內(nèi)提供多種方案比較，極大地縮短了決策時(shí)間。

可出圖性：BIM模型除了可以提供常規(guī)的建筑及機(jī)電設(shè)計(jì)圖紙，還可以通過(guò)對(duì)建筑物進(jìn)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(guò)碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改，消除了相應(yīng)錯(cuò)誤以后）、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖（預(yù)埋套管圖）、碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案等圖紙。

對(duì)以后的管理及運(yùn)維提供實(shí)質(zhì)的幫助：BIM模型可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的最新施工變化，動(dòng)態(tài)的更新模型，保證模型與施工狀態(tài)的一致性，為未來(lái)的管理及運(yùn)行維護(hù)提供重要的支持。

圖2為某項(xiàng)目的3D模型圖。

圖2

7 結(jié)束語(yǔ)

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(jì)需綜合多方面因素考慮，在設(shè)計(jì)的不同階段及時(shí)準(zhǔn)確地做出適當(dāng)?shù)目臻g協(xié)調(diào)圖，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度及各專業(yè)的設(shè)計(jì)均有很大的幫助。

將來(lái)采用更直觀、準(zhǔn)確的3D模型輔助設(shè)計(jì)會(huì)是空間協(xié)調(diào)圖設(shè)計(jì)未來(lái)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(shí)踐.人民郵電出版社

2 動(dòng)力管道設(shè)計(jì)手冊(cè)（2006）.機(jī)械工業(yè)出版社

3 數(shù)據(jù)中心用遠(yuǎn)程通信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)ANSI TIA 942-2005

4 電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50174-2008

5 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ-16-2008

6 儀表配管配線設(shè)計(jì)規(guī)定HGT 20512-2000

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

8 國(guó)標(biāo)圖集07S207氣體消防系統(tǒng)選用、安裝與建筑滅火器配置

9 國(guó)標(biāo)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