随着互联网、通讯行业的迅猛发展，数据中心的建设体量和建设规模正不断扩大。据统计，我国的数据中心总量已超过40万个，同时，每年用电量占到全社会用电量的1.8%左右，成为了广受关注的“能耗大户”。而建筑作为数据中心最重要载体和基础设施，其规划、设计、选材、建造能够在一定程度上决定数据中心后续节能效率。为此，住建部于2015年年底印发《绿色数据中心建筑评价技术细则》，将绿色数据中心建筑分为一星级、二星级、三星级，其中三星级为最高等级，力求通过科学、合理的评价，引导数据中心建筑健康可持续发展。

  近日，首个采用《绿色数据中心建筑评价技术细则》进行评价的“三星级绿色数据中心”在沪亮相。由华建集团华东建筑设计研究总院（以下简称华东设计总院）设计的上海证券交易所金桥技术中心基地项目，在经过上海市绿色建筑协会组织的预评审并进行了多轮优化后，最终在住建部科技与产业化发展中心组织的专家评审会上获得一致认可，成为全国首个“三星级绿色数据中心”。 

为“数聚”布局的绿色园区

  “数据中心不仅是上交所业务系统与数据资源集中、集成、共享、分析的场地，更成为了各方资源汇聚融合的体现，由此，‘数聚’成为了该项目的设计理念。”负责设计的华东设计总院事业一部总建筑师乔伟指出，“数聚”不仅有数据汇集之意，还包含了“聚气”“聚水”“聚景”“聚宝”的设计理念。

其中，“聚气”意指“精之所聚、气之所蓄”。园区的总体布局以高大的数据机房围合办公区域，起到挡风聚气的作用，维护中心庭院的生态环境。据介绍，该项目总用地面积近10万平方米，地上总计容建筑面积约19.45万平方米，容积率为2.0。园区主要由8栋数据中心机房楼、2栋动力楼、1栋总降压站、2栋生产辅助楼共同组成。

  “聚水”意指“天降甘霖、地出醴泉”。在园区的主入口处，景观水幕从天而降，与古代建筑的照壁有异曲同工之妙，也成为入口独特的景观标识。步入庭院内部，涓涓细流又能依次汇入大片水面池塘，“寓意着天上降下甜美的雨露、地上涌出甘甜的泉水，以示物华天宝、人杰地灵。”乔伟解释道。

  “聚景”意指“移景于庭、聚景于园”。设计截取园区周围的景观片段进行新的组合，将绿化、休憩场所分散布置，是对自然景观的缩微和再创造，形成“幽曲奇巧”的庭院环境。

  “聚宝”意指“广纳贤才、汇聚财富”。园区的总体布局采用“向心、围合式”的设计形态，寓意上海证券交易所金桥数据中心不仅集成各方关键数据，更吸引社会财富、招纳天下贤才。

为机器打造的绿色建筑

   数据中心项目的最重要特征是“为机器服务的建筑”。因此，与传统的民用建筑相比，数据中心项目具有用电负荷大、室内空气洁净度要求高、机房散热要求高等特点，并且对周边环境产生噪声影响。对此，负责该项目绿色建筑与建筑节能专项设计的华东设计总院绿色中心副总监陈珏认为，数据中心项目的绿色设计首要考虑的是提高能源利用效率、控制室内空气洁净度，并优化机房的气流组织。

   合理的机房气流组织能为大型计算机提供良好的运行环境，增加使用寿命，降低运行能耗。为此，针对高密度机房发热量大的问题，设计团队将高密度机房集中设置，并通过数值模拟优化气流组织等方式保证机房内散热。机房采用弥漫式空调送风方式，即经空调处理后的冷空气通过垂直送风夹道，送入机房室内底部，经服务器升温变成干热空气后，进入封闭的热通道，通过封闭的吊顶回到空调机组，完成一个循环。与普通建筑混杂的冷热环境不同，这种方式采用冷热通道隔离，可大幅降低机房内冷热空气混流带来的能耗损失。同时，空调系统设置高效过滤器，机房内严格控制空气含尘浓度。

   在暖通设计方面，为保证空调冷源系统安全、经济的运行，该项目设定了常规运行方式、冬季和春秋季节能运行和事故运行等多种运行方式，其中冬季和春秋季运行时可高效利用自然冷源方式，有效减少冷水机组开启时间。同时采用蓄冷技术，每路空调水系统设置若干个有效容积为40立方米的蓄冷水罐。此外，数据中心的配套办公楼内，还为冬季设置了补热水循环系统，可通过回收数据中心排出的废热对冬季的办公环境进行补热。

   在设计和施工过程中，该项目全面应用BIM技术，这也是华东总院较早在设计阶段利用BIM正向出图。通过制定按统一逻辑机电系统全专业的命名规则，确保单一设备在数据中心全生命周期中的唯一性，并为后期设备信息植入预留空间。通过BIM技术解决管线综合以及专业碰撞问题，规划管线设备安装操作空间、设备检修空间占位、大型设备吊装和运输路线分析等。实施阶段应用BIM技术进行场布、方案模拟，深化设计、模型维护等，确保工程质量、进度、安全的目标实现。

   除了上述绿色数据中心所特有的节能手段，“穿上保暖服”这一普通民用建筑提高能源利用率的一大“利器”，也同样适用于数据中心。“相比一般民用建筑，数据中心的‘面料’更为考究，”乔伟介绍说，平面布局上数据机房均不靠外墙布置，除了保温外墙，机房楼还增加了保温岩棉，同时外立面用石材作装饰，都能起到保温隔热的作用。此外，为提高建筑气密性，避免室外未处理空气进入室内，尽可能减少窗体面积，机房各朝向的窗墙比均小于0.08。而普通建筑的窗墙比约为0.4~0.5，一般数据中心的窗墙比也达到0.2左右。 

为人们服务的绿色环境

 “节能设计就好比为建筑穿上件绿色‘外衣’，以前我们看中的是‘衣服’的厚度和面料材质，如今还要关注‘衣服’的设计与裁剪。”乔伟认为，运用适合建筑全生命周期的节能手段，营造出适合人与机器和谐共处的绿色环境才是“外衣”设计与裁剪的关键所在。

   在场地与建筑设计方面，该项目园区的总体布局采用“向心、围合式”的形态，即主运行中心与核心机构数据中心机房置于园区北侧中央，生产辅助及配套区与托管机房置于基地周边，保证了园区内部人行区域的舒适环境。

   为营造建筑内外良好的声环境，项目方委托专业声学设计单位进行声学设计，为达到良好的声学要求，该项目将总控中心远离有噪机房，与数据中心分楼布置。支持区的柴油发电机房、冷冻站内，工作人员接触的噪声声级严格控制在工业企业设计卫生标准范围之内。

   此外，为实现理想的遮阳效果，避免由于玻璃表面换热性强、热透射率高对室内热条件造成极大的影响，在园区主入口一侧的办公楼的玻璃幕墙外侧安装了垂直设置的遮阳挡板，即不影响玻璃幕墙的整体通透感，又能起到被动节能的效果。

   如何将数据中心与建筑作完美结合？上交所金桥数据中心给出了完美的答案。经过综合经济效益分析，采用适当的绿色建筑理念及技术，该项目的单位面积增量成本估算约为77.65元/平方米，低于三星级绿色建筑150~260元/平方米的成本增量，为全国范围内同类项目提供参考，具有良好的示范作用。  

媒体：建筑时报 徐敏

2019年5月