在我院新建的婦兒綜合樓上，規劃了一個總面積不足160m2的小型數據中心，而我院原有的兩個數據中心均為C級，面積之和尚不足100m2。顯然，這個待建的數據中心將在未來很長一段時間內作為醫院的主數據中心，將其設計成“小而美”的B級數據中心成為我院的必然選擇。

　　注釋：《數據中心設計規范》(GB50174-2017)中規定數據中心應劃分為A、B、C三級。A級數據中心的基礎設施宜按容錯系統配置，在電子信息系統運行期間，基礎設施應在一次意外事故后或單系統設備維護或檢修時仍能保證電子信息系統正常運行;B級數據中心的基礎設施應按冗余要求配置，在電子信息系統運行期間，基礎設施在冗余能力范圍內，不得因設備故障而導致電子信息系統運行中斷;C級數據中心的基礎設施應按基本需求配置，在基礎設施正常運行情況下，應保證電子信息系統運行不中斷。國家衛生健康委在《全國醫院信息化建設標準與規范》中要求：三級醫院數據中心應參照B級標準建設。

01 基本條件

　　該數據中心規劃凈長度21m，凈寬度7.6m，總面積159.6m2;梁下凈高4m，活荷載12kN/m2，如圖1所示。

圖1：數據中心初步設計平面圖

02 初步設計

　　樓宇智能化設計單位給出了一版初步設計方案：數據中心內部規劃了600×1000×2000規格的服務器機柜24個，配線柜4個，配電列頭柜4個;額定制冷量75KW的精密空調2臺，采用地板下送風，架空地板高度35cm;采用“雙路市電+柴油發電機+UPS不間斷電源”的供電方式，設置2臺額定容量為120KVA的模塊化UPS電源，配備2組蓄電池，電池后備時間1小時;配線機柜分別引出2根12芯萬兆多模光纖和12根非屏蔽雙絞線連接到各機柜。設備安裝位置如圖1所示。

03 方案分析

　　因數據中心對樓層的活荷載有特殊要求，原有的活荷載設計標準需要進行調整;初步設計方案也有一些不合理之處：首先是空間利用率太低，諾大的空間只規劃了24個服務器機柜;其次是架空地板高度過低，不利于制冷;第三是UPS與空調制冷量不匹配，B級數據中心精密空調應該按照N+1設計，若按照此標準，初步設計方案中數據中心實際可用制冷量僅75KW，而UPS額定容量為120KVA;第四是UPS室面積過大，后備電池過多;第五是數據中心內部網絡布線不滿足實際需求。

04 優化設計

　　整體優化思路：數據中心按照B級數據中心標準進行設計;因面積有限，數據中心主要建設主機房與支持區(UPS與電池室)，輔助區、行政管理區另行考慮;數據中心采用地板下送風加冷通道封閉微模塊方案，提高制冷效率，降低PUE(Power Usage Effectiveness，電能利用效率，是評價數據中心能源效率的指標，越低越好);數據中心網絡布線采用預連接方式，避免后期使用過程中進行跨機柜的線纜連接，同時，盡可能采用光纜連接，減少銅纜的使用。

　　(1)優化措施一：增大活荷載標準

　　《數據中心設計規范》(GB50174-2017)要求，蓄電池組4層擺放時，電池室活荷載標準值不應小于16kN/m2，所以首先將樓宇設計方案中數據中心區域活荷載標準提高到16kN/m2。

　　(2)優化措施二：提高空間利用率

　　《數據中心設計規范》(GB50174-2017)中4.3.4條要求，主機房內通道與設備之間的距離應符合下列規定：用于搬運設備的通道凈寬不應小于1.5m;面對面布置的機柜(架)正面之間的距離不宜小于1.2m;當需要在機柜(架)側面和后面維修測試時，機柜(架)與機柜(架)、機柜(架)與墻之間的距離不宜小于1.0m;成行排列的機柜(架)，其長度大于6m時，兩端應設有通道;當兩個通道之間的距離大于15m時，在兩個通道之間還應增加通道。

　　為提高空間利用率，綜合考慮供電、制冷、層高等因素，本數據中心規劃了一組冷通道封閉機柜，包括800×1200×2200規格的網絡機柜6臺、600×1200×2200規格的服務器機柜30臺、600×1200×2200規格的配電列頭柜2臺，冷通道寬度1.2m;另外在墻邊單獨部署了600×600×2200規格的配線柜5臺，如圖2所示。

圖2：數據中心機柜部署平面圖

　　(3)優化措施三：抬高架空地板

　　為優化氣流組織，將數據中心架空地板高度由35cm增加到50cm，因樓宇設計方不支持數據中心區域樓板降板處理，所以采取墊高數據中心防靜電地板的方式，并在數據中心門口做踏步處理。

　　注釋：樓板降板處理，是指將數據中心所在區域的樓板進行特殊處理，使其低于其他區域的樓板高度，在降板區域鋪設架空地板，使架空地板與其他區域的樓板水平，這種設計可以避免數據中心門口的踏步處理，方便數據中心的后期使用(如設備搬運)。

　　(4)優化措施四：優化供電與制冷方案

　　采用雙路模塊化UPS，每一路額定容量為150KVA(后期可擴容)，搭配制冷量65KW的3臺精密空調(2用1備，后期可根據需要更換更高冷量的空調)，確保單機柜達到3.5KW的平均負荷，同時，所有機柜均采用32A規格PDU，確保任一機柜可達到7KW的最大負荷。

　　(5)優化措施五：壓縮UPS與電池室

　　本數據中心采用“雙路市電+柴油發電機+UPS不間斷電源”的供電方式，按照《數據中心供配電設計規程》(T/CECS486-2017)要求，“B級數據中心使用柴油發電機組作為備用電源時，不間斷電源系統的電池備用時間不宜小于15min”;同時考慮到單獨增加電池備用時間并不能實質性延長數據中心工作時間(因精密空調不使用UPS供電，在無制冷條件下，數據中心內部設備很快就會因為過熱而宕機)，將電池備用時間設計為30min，根據估算出來的電池數量壓縮電池室面積，最終設計的數據中心如圖3所示。

圖3：數據中心最終設計平面圖

　　(6)優化措施六：完善數據中心網絡布線方案

　　數據中心網絡布線采用預連接方式，避免后期使用過程中進行跨機柜的線纜連接，盡可能采用光纜連接，減少銅纜的使用。每個服務器機柜都安裝一個24口RJ45配線架，連接到配線柜，主要用于帶外管理網，同時安裝兩個多模24口光纖配線架，一個到配線柜，另一個到對面機柜(方便設備連接對面機柜的網絡設備，實現雙鏈路上聯);每個網絡機柜安裝4個24口RJ45配線架，連接到配線柜，安裝120口多模光纖配線架(其中24口到對面網絡柜，其余到配線柜)，安裝48口單模光纖配線架，連接到配線柜。

05 最終效果

　　經過優化設計，該數據中心的承重能力、空間使用效率得到了提升，供電、制冷條件得到了改善，業務承載能力顯著增強，使用和維護也更加方便，必將為我院的信息化建設提供強有力的支撐，建成后的數據中心具體效果如圖4、5、6所示。

圖4：冷通道封閉機柜內部

圖5：冷通道封閉機柜外部

圖6：模塊化UPS與配電柜

　　作者簡介

　　王磊，山東大學齊魯醫院信息網絡中心副主任，信息系統項目管理師，信息安全工程師，(ISC)2注冊信息系統安全專家，BSI信息安全管理體系(ISO 27001) 內審員，數據中心規劃設計工程師。擔任山東省健康管理協會醫院信息化分會副主任委員等社會兼職。