Металлокаркас дата-центра внешне не отличается от каркаса производственного здания. Разница проявляется в нагрузках и в том, что переделать конструкцию после ввода в эксплуатацию практически невозможно — остановить работающий ЦОД дороже, чем построить новый.
Ниже — то, что определяется на стадии проекта и потом не меняется.
Нагрузка сосредоточена, а не размазана
Типовое здание считают на равномерно распределённую нагрузку. В машинном зале картина другая: ряды стоек стоят по осям, между ними — пустые проходы. Нагрузка приходит полосами, и с ростом плотности вычислений вес стойки растёт.
Отсюда следствия:
- расчётная схема строится под фактическую расстановку рядов, а не под усреднённую нагрузку на квадратный метр;
- перекрытие под фальшполом считается на сосредоточенные нагрузки от опор стоек;
- изменение расстановки рядов — это изменение расчётной схемы. Если через год ряды переставят, конструкция окажется нагружена не так, как считали.
Практический вывод: расстановку нужно зафиксировать до расчёта либо честно заложить запас под несколько сценариев. Второе дороже на старте и дешевле потом.
Запас под рост мощности
Плотность мощности на стойку растёт, и с ней растёт вес оборудования, вес систем охлаждения и объём кабельных трасс. Здание проектируется на десятилетия, оборудование меняется каждые несколько лет.
Что закладывается заранее:
- резерв несущей способности перекрытий и фундаментов;
- свободные узлы для подвески дополнительных трасс и оборудования;
- строительная высота с запасом на более объёмные системы охлаждения;
- проёмы и маршруты для замены крупных агрегатов без разборки конструкций.
Последний пункт стоит обдумать всерьёз. Чиллер или трансформатор рано или поздно придётся менять. Если путь его выноса не заложен, замена превращается в демонтаж части здания.
Вибрация
Чиллеры, насосы, вентиляторы, дизель-генераторы — источники постоянной вибрации. Металлический каркас передаёт её лучше, чем железобетонный.
Что учитывается:
- виброизоляция оборудования на этапе проекта, а не «потом подложим»;
- собственные частоты конструкций — чтобы не попасть в резонанс с частотой оборудования;
- раздельные опоры для тяжёлых агрегатов, не связанные жёстко с несущим каркасом;
- узлы крепления кабельных трасс — вибрация постепенно ослабляет болтовые соединения.
Кабельные трассы и подвесное оборудование
В дата-центре под потолком проходит больше, чем в обычном здании: силовые трассы, слаботочка, трубопроводы охлаждения, газовое пожаротушение. Всё это вешается на каркас.
Ошибка, которую видно уже на монтаже: подвесная нагрузка не учтена в расчёте, и трассы крепят куда придётся — к прогонам, не рассчитанным на такую нагрузку, или к элементам решётки фермы вне узлов.
Правильный порядок — собрать подвесные нагрузки от всех смежных разделов до расчёта каркаса и заложить закладные детали в проектных местах. Приваривать что-то к готовой оцинкованной конструкции на объекте — значит нарушать покрытие и создавать очаги коррозии.
Огнестойкость
Незащищённая стальная конструкция теряет несущую способность при нагреве быстрее железобетонной. Требуемый предел огнестойкости определяется проектом, а способ его обеспечения влияет и на стоимость, и на геометрию:
- вспучивающиеся составы — тонкий слой, не меняет вид конструкции, но требует контроля толщины и периодического обновления;
- конструктивная защита плитными материалами — надёжнее, но увеличивает габариты;
- увеличение сечений — иногда проще и дешевле, чем защита, особенно при небольшом требуемом пределе.
Решение принимается до заказа металла: оно меняет и сортамент, и стоимость антикоррозионной защиты.
Что зафиксировать до начала проектирования
- Расстановку рядов стоек и планируемую нагрузку на стойку.
- Тип системы охлаждения и вес наружного оборудования.
- Требуемый запас под рост мощности — в цифрах, а не «на будущее».
- Подвесные нагрузки от всех смежных разделов.
- Маршруты замены крупного оборудования.
- Требуемый предел огнестойкости и способ его обеспечения.
- Класс ответственности и требования к надёжности.
Пункты 1 и 3 — самые дорогие в исправлении. Всё остальное поддаётся корректировке на стадии рабочей документации, а эти два определяют расчётную схему и, через неё, фундаменты.
Отдельная тема, которую сегодня закладывают на этапе проекта, — физическая защита наружного оборудования. Чиллеры и подстанции стоят вне периметра здания и остаются самым уязвимым звеном, при том что именно от них зависит непрерывность работы зала.
