数据中心模块化建筑示意图

日本NTT设施公司(NTT-F)正在开发一种新型建筑方法,旨在大幅缩短数据中心的申请、设计及建设周期。该方法通过将建筑物及设备模块化,利用工厂预制的部件在现场进行组装(预制装配),实现高效建造。

通过标准化从设计到建设的全过程,NTT-F计划将面向超大规模数据中心(几十至数百兆瓦级)的申请、设计及施工时间相比传统方式最多缩短约50%。

该公司正在开发名为“Hyper Ready Module”的数据中心模型,尽可能模块化建筑结构及整体设备,工厂生产部件后现场组装,预计可将申请和设计周期控制在1年,建设工期控制在1年,整个项目周期约为2年。

模块化建筑结构

设计与工期缩短的主要举措

建筑模块化(采用系统建筑工法)

为缩短设计及建设周期,NTT-F与日本国家日铁工程公司签署基本协议,开始探讨利用系统建筑工法实现模块化数据中心的标准化及短工期建设。

该模型将建筑的五大主要部件——基础、挡土墙、钢结构、外墙及屋顶进行模块化,提前在工厂生产,以缩短工期。

主要空调和电气设备布置于室外,建筑物保持低层(约1至2层)且轻量化,建筑主体采用高耐震结构,主要设备实现制振,数据厅地板采用免震设计,形成免制振混合结构。

通过不将整个建筑设计为免震结构,但保持免震建筑相当的业务连续性计划(BCP)性能,缩短结构评定及相关审批时间,免震及基础工程时间也得以缩短或省略,实现申请及设计周期1年,建设工期1年的目标。

设备模块化示意

设备模块化

随着IT服务器性能提升及发热量增加,空调冷水管、电气配线槽及配线架等管线数量和重量不断增加。传统将这些管线悬挂于上部楼板的方式,在层高较大的数据中心中暴露出耐震性和施工难题。

为应对这些问题,该模型在主要结构框架之外,预先构建用于设备耐震的子框架(俗称“葡萄架”),并采用工厂预制空调管线和电气配线单元,现场组装的DfMA(设计制造装配)方法。

利用升降机减少高空作业,推动设备工程的预制装配,提高效率。同时,电源设备也实现单元化(集装箱PTU化),进一步缩短设备施工周期。

抗震设计示意

不间断IT服务的韧性设计(PML低于10%且最小化停机时间)

该模型致力于确保对地震风险的高度信赖,实施韧性设计。

具体措施基于日本数据中心协会(JDCC)制定的最高等级Tier4相当的PML(地震风险评估)标准,采取以下对策以抑制地震时设备影响,保障数据中心功能:

  • 设备耐震子框架(葡萄架)制振化,提高抗震能力
  • 在建筑主体与电气机械设备安装架连接部位引入制振材料,提升设备耐震性
  • 数据厅地板采用免震设计,确保IT服务器区域耐震
  • 引入结构及设备监测系统

韧性设计监测系统

未来计划

基于该模型,NTT-F将与数据中心运营商及相关机构合作,推动“面向超大规模用户的模块化数据中心(Hyper Ready Module)”的具体化,目标于2028财年实现短工期建设。

NTT-F表示,将从应对数据中心高发热、高密度需求、实现碳中和及区域协调等多角度出发,提出理想数据中心方案,贯穿设计、建设、空调及电力设备销售与维护全过程,支持ICT服务,助力区域循环型社会及可持续未来的建设。