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【2018】第004号分享|老旧厂房和传统通信局房改造建设数据中心

 yi321yi 2018-07-10



演讲嘉宾

丁聪,男,高级工程师,上海邮电设计咨询研究院有限公司IDC行业经理、中国数据中心工作组(CDCC)数据中心设计师技术委员会副主任委员、上海市绿色数据中心专业委员会常务副主任、国家财政部政府采购评审专家、上海市建设工程评标专家、上海市政府采购评审专家、高级项目经理、注册咨询工程师(投资)、注册监理工程师、信息系统项目管理师(高级)。


论坛会议

会议名称:2018数据中心科技万里行·上海

会议时间:2018年4月11日

会议地点:上海·银星皇冠假日酒店

举办单位:中国数据中心工作组(CDCC)主办


本期导读

(一)内容介绍


(1)第一章 老旧建筑改造建设数据中心的背景

介绍当前数据中心建设面临的主要困难和瓶颈,需要从建设模式和资源上寻找出路,老旧建筑的特点适合改造建设为数据中心。

对适合改造的老旧建筑分为四类,本次演讲重点关注老旧工业厂房改造。

介绍国务院和上海市对老旧工业厂房改造的政策支持,对老旧工业厂房重新包装,赋予新的生命活力。

整理公开新闻报道介绍老旧工业厂房改造建设数据中心的发展现状。


(2)第二章 老旧建筑改造建设数据中心的优势

从老厂房的地理位置、建筑特点、结构条件、供电能力等方面介绍老厂房针对数据中心工艺需求方面的自身的优势。

从老厂房改造建设成数据中心的视角,介绍在建设周期、建设成本、节能环保、历史情怀等方面的优势。


(3)第三章 老旧建筑改造建设数据中心的难点

介绍老旧厂房改造建设数据中心在规划设计方面的重点和操作流程。

从承重及结构加固、外市电容量扩容、消防改造和消防验收、外立面、屋面、层高、油机、空调外机等方面重点分析老旧厂房改造建设数据中心的主要技术难点。

从能效指标PUE、碳排放配额指标、报批/报备/报建手续等方面重点介绍老旧厂房改造建设数据中心的主要政策难点;特别提示:必须通过发改委关于立项、节能评估、环保局关于环境影响评价、电力局关于电力增容、发改委关于碳排放配额等事项的审批之后,项目方可实施!


(4)第四章 老旧建筑改造建设数据中心的设计

限于演讲时间,该章节存目、无内容。


(5)第五章 老旧建筑改造建设数据中心的案例

简单介绍上海地区的三个典型的利用老旧厂房改造建设数据中心的案例。

简单介绍上海邮电设计咨询研究院有限公司在上海地区设计的老旧建筑改造数据中心项目案例名称。


(二)关注亮点


(1)对老旧厂房改造建设数据中心的规划设计流程介绍,见PPT文件第12页。


(2)对外市电容量扩容的分类情况和技术方面的考虑,见PPT文件第15页。


(3)对外市电容量扩容的成本造价的考虑,见PPT文件第16页。


(4)结合新版国标的消防改造和验收,当数据中心建于厂房内或工业用地内时,数据中心的建筑防火设计可按照厂房要求进行设计;当数据中心建于民用建筑内或非工业用地内时,数据中心的建筑防火设计可按照民用建筑要求进行设计;见PPT文件第17~19页。


(5)技术层面的主要难点,在外立面、屋面、层高、油机、室外外机的布局、功能规划、设计理念等方面的总结,见PPT文件第20页。


(6)上海地区对数据中心PUE管理的政策,见PPT文件第21页。


(7)比较通用的老旧厂房改造建设中心的建设流程,见PPT文件第22页;上海市的建设流程手续等介绍,见PPT文件第23~28页。


(三)会议场景

演讲PPT

(演讲稿根据现场发言录音整理)

(第1页)

尊敬的各位嘉宾、各位专家学者、朋友们:

大家下午好!我是来自上海邮电设计咨询研究院的丁聪,很荣幸能在这里,和大家分享“老旧厂房和传统通信局房改造建设数据中心”这个话题。

数据中心运营商为了抢占市场先机、增强综合竞争力、大幅缩短建设周期、节省建设投资,越来越多的考虑购买或租赁以老旧厂房为主的老旧工业建筑进行改造建设成为数据中心的建设模式,并形成了许多非常成功的案例。

(第2页)

我们的话题分为五个部分,我们从数据中心建设面临的困难出发,介绍老旧建筑改造的政策支持和发展现状,分析老旧建筑改造数据中心的主要优势、可行性;然后老旧建筑改造成数据中心,仍然面临着许多困难,我们从技术上和政策报批手续上分析存在的主要难点;接下来介绍设计和案例,希望能为大家科学合理的利用老旧建筑改造建设数据中心提供参考。

首先是第一部分,老旧工业建筑,是一个城市工业现代化大发展的时代之花,由于城市产业布局结构调整、环保政策引导等,城市里的工厂逐渐搬离市区,留下破旧的厂房,就像曾经璀璨的花朵凋谢一样,今天我们把这些破旧的厂房再利用起来改造,让他们焕发出新的生命。

(第3页)

目前,我们建设数据中心面临着许多的挑战,在一线城市,数据中心基础设施建设的瓶颈,主要受限于土地资源、能源供应和环境保护等政策和指标紧张。

数据中心在完全自建的模式下,从园区选址规划到完成各类报批报建手续约1年时间,从建筑土建、外市电引入、配套系统建设到机房主体设备安装、交付投产、业务上线约3年时间,漫长的建设周期,难以及时满足爆发式增长的数据业务需求,需要从建设模式和资源上寻找出路。

城市中原有闲置、存量的老旧厂房资源,渐渐地得到数据中心建设者们的关注。

(第4页)

对老旧建筑进行盘活再利用,可以克服土地制约项目的瓶颈问题。

老旧建筑的主要特点,比较契合数据中心建设的特点。

老旧建筑一般有比较优越的地理位置,具有一定的园区规模,具备较为充足的外市电和市政用水配套,具有高大、开敞、多层、方方正正的建筑结构,工业厂区的产业已经迁移,亟待盘活资产,重获新生。

(第5页)

老旧建筑可以改造为数据中心的,首先选址上应满足新国标的要求,然后可分为四类,我们建议优先选择工业厂房、多层车间、通信局房等,本次分享只有半个小时,我们重点讲老旧工业厂房的改造。

(第6页)

我们以上海为例,介绍一下老旧工业厂房改造,在政策方面的支持。

上海市政府和国务院对于“盘活存量工业用地”,发布过十多个政策文件,积极支持对老旧工业厂房进行再改造利用、重新包装,给老建筑、老厂房,融入新的产业、赋予新的生命。

(第7页)

近年来,数据中心运营商做了许多尝试,在国内外都形成了很多的案例,我们从公开的新闻报道中,列举了这些案例,都是采用老旧工业厂房、老旧工业建筑来改造建设的。

(第8页)

接下来,我们详细的分析的一下老旧建筑改造建设数据中心特别灵的地方,老旧建筑具有一些先天优势,可谓近水楼台先得月,向阳花木早逢春。

(第9页)

数据中心的本质是数字与逻辑,这与工业建筑“机器实用性”的理念是相符合的。

数据中心建筑实际上是个布满机柜和服务器的工厂,需要充足可靠的电力和制冷供应。对建筑的基本要求是外形方正、高空间,大承重。

老旧厂房在这些方面具备先天的优势,表现在四个方面。

老厂房的地理位置,如今往往已经成为市中心的一部分;可以避免因拆迁补偿和场地清理费用过高的问题;周边良好的交通、给水、排水系统。

老厂房的单层面积大,单层的层高较高,更加适合数据中心的设备排布。

老厂房在建造时已经考虑当时对结构承重的要求;即使达不到最新规范对承重的要求,所需的加固工作量也相对较小;如果改造成高等级数据中心,需要重点考虑抗震加固的可行性和措施。

老厂房厂区的电力会有富余;即使不够,厂区内也具备电力增容的园区建设条件。

(第10页)

对于改造建设而言,先天优势,也主要表现在四个方面。

新建数据中心的建设周期较长,各种报建验收手续周期经常不可控。利用既有的建筑在缩短建设周期方面,优势非常明显,同时也能节省建筑土建的成本。

相对于新建而言,减少推倒重建造成的不同程度的环境破坏和大量材料资源的消耗,减少大量建筑垃圾的产生以及施工过程中对城市交通、自然资源的消耗。

老旧厂房改造,可以保留旧址、外观及周边区域布局,使城市的发展印迹和广大人民追求美好幸福生活的历史情感得以继承和延续。

(第11页)

前面我们介绍了老旧厂房的各种先天优势,但是老旧厂房在建筑结构、供电能力、消防等很多个方面与数据中心的建设要求仍存在较大的差距。

要改造成完全符合数据中心的标准,前进的道路充满荆棘和坎坷,可谓是雄关漫道真如铁。

而我们改造建设的目标,就像一位需要我们逆流而上去苦苦追求的女神,就如同《诗经·秦风·蒹葭》中所讲的“所谓伊人,在水一方,溯洄从之,道阻且长“。

这个部分是我们本次演讲的重点,从技术层面和政策手续层面为大家分析主要的难点。

(第12页)

先介绍技术层面的主要难点。

改造成数据中心需因地制宜,综合考虑各种限制条件,尤其是建筑结构方面的限制,尽量减少土建改造的成本,技术难度非常大。

从规划设计的角度,我们针对老旧厂房改造,分三个步骤。

首先进行功能分区布局规划,经过各个专业的规划人员充分沟通,提出详细的工艺对土建的改造要求,如果某一项工艺要求的土建改造成本过高,实现难度太大,那么就需要对这部分的工艺布局进行调整,经过反复来回的论证,最后形成改造的规划方案。

(第13页)

技术层面的第一个大难点,首先是抗震、承重、结构加固等方面的难点。

在GB50174新版国标中规定“数据中心的抗震设防类别不应低于丙类,新建A级数据中心的抗震设防类别不应低于乙类”。

改建的数据中心应根据荷载要求进行抗震鉴定;经抗震鉴定后需要进行抗震加固的建筑,应按有关规定进行加固。

当抗震设防类别为丙类的建筑改建为A级数据中心时,在使用荷载满足要求的条件下,建筑可不做加固处理。

(第14页)

大多数已有建筑的抗震设防为丙类,已基本满足数据中心的使用要求。

当已有建筑抗震设防类别为丙类,若改建后的IDC机房需求也为丙类,则仅需复核相应的楼面荷载是否满足机房的承载要求;

荷载不足的应分二种情况加固:①主体结构不够,应采取整体加固方法;②局部构件不够,可采取局部加固方法;

当抗震设防类别为丙类的建筑改建为A级数据中心时,在使用荷载满足要求的条件下,建筑可不做加固处理。

对于采用已有建筑改造建设数据中心的建筑,其结构设计荷载对各房间的荷载取值应按《数据中心设计规范》GB50174-2017的有关规定及具体工程项目的用户需求,采取相应的荷载数值。

(第15页)

技术层面的第二个大难点,是外市电容量扩容。

老厂房原有的外市电容量,对不同的厂房性质和生产规模,可能有大有小,而电力引入方式往往是单路馈电。

新国标中对于A级数据中心,要求应由双重电源供电,来自两路外市电。

若老厂房原有的外市电容量和引入方式无法满足数据中心需求,则需向所在地块供电局申请电力增容、重新引入市电、对原有的变电站进行改造、特殊情况下还需要新建变配电站。

市电增容若需要考虑利旧老厂房原有变电站建筑,则新增市电容量会受建筑物预留发展空间、可安装的变配电设备尺寸的限制,但是利旧原变电站建筑有时又是最经济合理的。在新增市电容量不大的前提下,建议优先考虑利旧原变电站。

利旧原变电站建筑进行市电扩容,如果原变电站内的负载设备还需要供电,则市电扩容过程中存在负载割接工作,具有一定的风险。

(第16页)

外市电容量扩容存在这些难点,那么我们就需要和项目所在地供电部门充分沟通,确定经济合理的供电方案。

以往的外市电引入工程的造价和距离远近关系很大,2016年上海市发改委最新的文件精神,造价和容量挂钩,不再和距离远近挂钩。

(第17页)

技术层面的第三个大难点,是消防改造方面的。

根据GB50174新版国标,这里特别注意的是,当数据中心建于厂房内或工业用地内时,数据中心的建筑防火设计可按照厂房要求进行设计;当数据中心建于民用建筑内或非工业用地内时,数据中心的建筑防火设计可按照民用建筑要求进行设计。

工业厂房改造数据中心,应遵守《建筑设计防火规范》GB50016-2014工业建筑的相关条款。

工业建筑相比较民用建筑,民用建筑防火分区的面积、疏散距离等总体要求更苛刻。

(第18页)

我们结合新版国标,从几个大的方面来介绍下改造技术要求和难点。

原则上不改变原有建筑的性质;当按照民用建筑进行设计时,防火分区的面积、疏散距离限制较严;当按照工业建筑进行设计时,防火分区的面积、疏散距离限制大大放宽。

电气设备因建筑内各功能设施的增加需增设消防用电负荷。

(第19页)

新版国标增设了电气火灾监控这一设施,需要增设相应的消防电源监控装置。

建筑电气方面,对数据中心用房涉及门禁控制和消防疏散、应急照明和出入口控制等设施。

需增设消防水池或高位消防水箱。

增设相应的气体灭火装置、高压细水雾灭火装置、排氧注氮灭火装置、柴发设备的泡沫喷淋或水喷雾灭火装置。联动控制设备应根据灭火场景不同做相应调整和新增。

(第20页)

老旧厂房的场地和建筑空间是既有的,在外立面、屋面这些方面也都需经过不同程度的改造才能满足使用要求。

(1)外立面:

靠近道路的外立面,和在园区里面但是外面的道路上能看到的外立面,尽量不要有大的改动,会增加规划报建手续的复杂程度。

外立面上如果有外窗玻璃,机房内外会发生热交换,造成冷量的浪费,所以考虑节能要求,需要对外立面上的外窗进行封堵。

在外立面上,往往会附着一些从楼顶下来的管线,这些管线,要考虑外立面的承重能力,尽量靠近柱子布置,并设置抗震承重的支架。

(2)屋面:

轻钢结构屋面,维护结构防水,等级高的数据中心要求屋面的防水达到一级,一般工业建筑达不到这个水平,应采取措施做到一级防水。

气体消防启动的时候,压力非常大,需要考虑满足气体消防的承压要求。

机房内走线架、消防管线、灯带,均有吊挂安装的需求,轻钢结构屋面,不利于打吊挂,可考虑做联合吊架体系。

可考虑在屋面布置光伏板,光伏发电,一方面为建筑和办公供电,一方面能获得政策补贴,对节能有好处。也可以在做光伏板工程时一起施工解决一级防水的问题。

(3)层高:

如果某一层的层高特别高,那么建筑体积大,需要采取措施减少空调的负荷,比如加层、封闭冷/热通道等,也需要考虑气体消防分区的限制。

如果某一层的层高比较低,比如梁下净高3米左右的,可以考虑采用微模块的方式建设。

(4)油机:

如果建设新建油机房,那么在规范要求上,防火间距限制较多。

而在建筑主体外部部署集装箱式室外油机,在消防法规上没有明确条文,室外集装箱柴油发电机属于工业建筑还是民用建筑,没有明确。

需要特别考虑,多台柴发,布置在钢结构平台或者混凝土平台上,需要考虑平台和设备会发生共振问题,需要采取措施消除共振影响。

(5)空调外机:

老旧厂房的屋面大多考虑为不上人屋面,承重不足以布置冷却塔或空调室外机等设备,需要进行加固或屋面翻新;

可考虑将空调外机布置在外立面新增室外钢平台上。

(第21页)

然后是政策方面的难点。

上海地区针对数据中心节能管理的相关政策,严格控制新建数据中心,确有必要建设的,必须确保数据中心能源利用效率(PUE)值优于1.5;推动数据中心能源效率(PUE)高于1.5的数据中心实施节能改造。

PUE指标为什么是难点,是因为在设计阶段,有几十种技术手段可以节能,使得设计计算的PUE达到1.5以下,那么实际投入运营后的PUE是多少,谁也不知道,要等到投产后一两年后才知道。

在上海地区建设数据中心,立项手续,最难搞定的,就是碳排放配额指标,在立项阶段,年综合能源消费量(增量)5000吨标准煤以上,由市发改委审批,在5000吨标准煤以下的,由区发改委审批。

(第22页)

在报批、报备、报建手续方面,较为通用的流程分为六个部分。

向发改委申报立项,递交可研、固定资产投资项目节能报告、能效测评报告、环境影响评价报告(表)、碳排放配额申请。

取得发改委立项批文、环保部门环评审查报告、发改委碳排放配额等。

持土地证、房产证、老厂房照片、改建方案,向规划部门申报改建,经现场勘查,用地性质符合城市总体规划,进入办理程序。

经规划部门批准后,再向建设主管部门报建,取得建筑工程施工许可证等,才可开始施工改建。

内部生产/生活设施改建、生产/生活污水、室内消防改造,涉及到多个部门的审批。

如果工业用地存在污染物沉积问题,还需要经修复之后才可用。

还会有产权权属不清的问题。

(第23页)

结合上海本地的政策,涉及立项和报批报建的,是三个文件。

必须按照建设程序规定,严格履行项目立项、项目报建、环境影响评价、规划许可、征地拆迁、设计文件审查、施工许可和竣工验收等审批和备案程序。

今年上海市政府为了进一步优化营商环境,印发了《进一步深化本市社会投资项目审批改革实施办法》。

全市社会投资项目划分为“工业项目”(指104产业区块内的工业项目,易燃易爆等特殊工业项目除外)、“小型项目”(指建筑面积不大于5000平方米、建筑高度不大于24米、功能单一、技术要求简单的建设项目)、“其他社会投资项目”三类,从取得土地后到获取施工许可证(利用自有土地建设的改建、扩建项目从获得规划设计条件后到获取施工许可证)为止,政府审批时间原则上分别不超过15个、35个、48个工作日。

(第24~27页)

那么,我们依据沪府办发[2018]4号文件精神,整理了办理“施工许可证”的手续,一共是13个环节。

这是大家都比较关心的问题,针对新建和改扩建工程,都适用的。

(第28页)

这里需要特别提示的是:

必须通过发改委关于立项、节能评估、环保局关于环境影响评价、电力局关于电力增容、发改委关于碳排放配额等事项的审批之后,该项目方可实施!

老旧厂房改造必须向发改委报批,否则建好了,也会被关停。

另外,工信部正在要求各省市的经信委,严查非法数据中心。

(第29页)

前面介绍了老旧厂房改造数据中心的主要优势、主要技术难点和政策难点,那么如何因地制宜的、在既有的条件下、最大限度的,来规划和设计符合相关标准、经济合理的最佳方案,就需要发挥我们设计单位的能力和水平了,发挥我们精卫填海、愚公移山的精神,像《诗经·卫风·淇奥》中君子琢玉一样精益求精。

这个话题很大,可以讲三天三夜,今天我们时间有限,这个话题留待CDCC协会以后的大会活动中再分享,欢迎大家关注,也欢迎大家来我司上海邮电设计咨询研究院交流。

(第30页)

最后是案例介绍,《诗经·鹤鸣》他山之石,可以攻玉,我们简单介绍三个老厂房改造的案例,供大家参考借鉴。

(第31页)

先看第一个案例,2017年最火爆的游戏——XXXX出品的“XXXXXXXX”,业务服务器机房就位于XXXXXX的一片毫不起眼的厂房里。

这里的前生是工业园区的几栋空置的厂房。在变为XXXX定制大型微模块数据中心之前,它的命运也和郊区大量的停产工厂一样前程未卜。

目前项目一期已经投产,二期的微模块机房已进入工程收尾阶段。

(第32页)

再看第二个案例,是利用上海XXXXXXXXXX厂房改建成的XXXXXXXX定制的高端数据中心。

XXXX厂区内有一号楼厂房、二号楼厂房和五号楼厂房,老厂房的建设面积约XX万平方米,建筑层数XX层,改建后共XX个机房模块,共安装机柜XXXXXX个,总外市电容量XX路XX000kVA。

这是XXXXXXXX建设的,部分提供给XXXX、XXXX使用,采用了市电高压直流供电;水冷、风冷双冷源配置。

(第33页)

再看第三个案例,上海XXXXXXXX数据中心,是大型第三方机房,总机架数大约XX000个;前身是XXXXXX太阳能产品的厂房;单层钢结构厂房改建成为动力中心,多层混凝土厂房改建为数据机房。

(第34页)

最后,简单介绍一下,我司上海邮电设计咨询研究院在上海地区做过的老旧建筑改造数据中心案例,包括三大运营商的,和第三方运营商的一些案例。

我司上海邮电设计咨询研究院有限公司提供数据中心全程一体化服务,咨询、规划、设计、绿色节能、检测评估、EPC总包、BIM咨询等服务,欢迎大家来我司开展技术交流。

(第35页)

今天非常荣幸,能够与今天到会的各位尊敬的嘉宾、各位专家学者、各位朋友们一起,交流老旧厂房改造这个话题,非常荣幸!

希望这次分享能促进老旧厂房改造数据中心的技术交流,推动数据中心行业发展,谢谢大家!


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