老厂房改造数据中心建设项目的难点分析.pdf

1、邮电设计技术/2018/01收稿日期：2017-11-070 引言互联网数据中心IDC建设是一个长期的过程，通常从需求收集到土建开工到最终交付需要34年的时间，采用现有老厂房改造数据中心的建设模式可以有效节省新建机楼土建工程的建设周期和建设成本，从而大幅缩短交付周期，提升IDC运营商的市场竞争力。然而老厂房在建筑结构、供电能力、消防等多方面与数据中心的要求存在一定的差距，老厂房改扩建工程的报批备案手续繁琐、产权结构复杂等问题使得老厂房改造成数据中心面临着诸多技术、手续上的难点，本文拟对此展开介绍和讨论。1 老厂房改造数据中心的技术难点老厂房在建筑结构、供电能力、消防等多方面与数据中心的要求有较

2、大差距，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，要尽量减少土建改造的成本，技术难度非常大。首先需根据建筑所在位置、与相邻建筑的关系以及周边环境情况来进行功能分区布局，功能区域的布老厂房改造数据中心建设项目的难点分析关键词：数据中心；老厂房；改造；难点分析doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2018.01.011中图分类号：TN914文献标识码：A文章编号：1007-3043（2018）01-0049-04摘要：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老厂房进行改造成为IDC

3、数据中心的建设模式，并形成了许多非常成功的案例。但是老厂房改造成数据中心，仍然面临着许多困难。重点分析老厂房改造数据中心在工程技术上、政策报批手续上存在的难点，并分别对这些难点进行介绍和分析，望能为未来科学合理的利用老厂房改造成为数据中心提供参考。Abstract：In order to seize market opportunities，enhance overall competitiveness，significantly shorten the construction period，saveconstruction investment，data center operators

4、consider the construction mode of buying or leasing the old industry building asIDC data center，and a number of very successful cases are formed.There are many difficulties on reconstructing old industrybuilding into a data center.It intends to analyze the difficulties on reconstructing old industry

5、 building into data center，includingengineering technology and policy approval procedures，to provide reference for the future rational reconstruction of old indus-try building.Keywords：Data center；Old industry building；Reconstruction；Difficulties analysis丁聪，王星照，徐东庆（上海邮电设计咨询研究院有限公司，上海 200092）Ding Con

6、g，Wang Xingzhao，Xu Dongqing（Shanghai Posts&Telecommunications Designing Consulting Institute Co.，Ltd.，Shanghai200092，China）Analysis of the Difficulties in the Reconstructionof the Data Center of the Old Industry Building引用格式：丁聪，王星照，徐东庆.老厂房改造数据中心建设项目的难点分析 J.邮电设计技术，2018（1）：49-52.数据通信Data Commuincation

7、丁聪，王星照，徐东庆老厂房改造数据中心建设项目的难点分析492018/01/DTPT局确定后，需与各功能专业充分沟通，提出详细的工艺对土建的改造需求，主要包括承重加固、抗震加固、管井设置、防火分区重新设定、防火等级提升、屋面防水、供电扩容、供水扩容等。当某项工艺要求的土建改造成本过高，实现难度太大时，则需对这部分工艺布局进行调整，开展“工艺专业规划方案土建配套专业反馈工艺专业方案优化修改工艺专业对土建专业输出规划方案并提出具体的土建配套建设要求”的循环，反复论证，形成改造方案。本文结合上海地区老厂房改造数据中心建设项目的经验，从以下几个方面来探讨分析此类项目的难点。1.1 承重及结构加固一般工

8、业建筑/厂房根据活荷载限值（楼面承重能力限值）大小可将厂房分为轻型厂房、中型房及重型厂房。一般轻型厂房楼面活荷载限值为3.5 kN/m2，重型厂房楼面活荷载限值为7.5 kN/m2以上，中间即为中型厂房。一般厂房设计楼板能承受标准活荷载是4.2kN/m2。数据中心机楼结构设计荷载对各房间的荷载取值按国家标准 GB 50174-2008电子信息机房设计规范“附录A各级电子信息系统机房技术要求”“建筑与结构”中的有关规定及非电信系统数据机房改建经验，屋面及楼面均布活荷载标准值（机房部分为楼板面活荷载）如表1所示。机房板底走线架、电缆吊顶荷载1.2 kN/m2计入恒载。从表1可以看出，一般厂房设计楼

9、板标准活荷载4.2 kN/m2远小于IDC主机房要求的8.0 kN/m2荷载要求，若要改造成数据中心机楼，首先必须进行加固设计。厂房改建加固设计满足国家标准 GB 50223-2008建筑抗震设防分类标准 中关于抗震设计规范的控制参数要求是该厂房成功改建为数据中心的前提，经过结构专业的复核和初步计算，增加荷载后房屋的控制参数若能满足抗震要求，才可以开展后续的改造规划工作。以上海地区为例，上海地区的典型生产厂房建筑物抗震设防烈度为7度，抗震等级为3级，抗震设防类别为丙类，一层地面堆载为5.0 kN/m2，二层以上楼面承载为6.0 kN/m2，其抗震要求及楼地面承载要求均不能满足电子信息机房的使用

10、要求，需对整幢建筑进行全面结构加固。将建筑物由生产厂房改为电子信息机房，活荷载增加幅度较大，结构加固基本涉及整幢建筑物。正式加固设计前必须进行抗震鉴定，鉴定参照国家标准GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准 第1.0.6条规定。厂房建筑普遍存在的问题主要体现在以下3个方面。a）底层部分柱抗弯强度不足。b）大部分框架梁、次梁正截面抗弯承载力不足。c）底层、楼层、屋面层楼板正截面承载力不足。针对上述问题，结构加固通常采用如下方法。a）梁黏贴碳纤维/粘钢进行正截面加固（用于主机房主、次梁）。b）梁增大截面进行正截面加固（用于电力室主、次梁）。c）柱外包钢进行大偏心受压加固。d）楼板黏贴碳纤维/粘

11、钢进行正截面加固（用于主机房）。在结构加固计算方面，梁黏贴碳纤维布/粘钢加固依据 混凝土结构加固设计规范（GB 503672006）第9、10章的计算方法予以计算。其中9.2.10与10.2.8条规定“钢筋混凝土结构构件加固后，其正截面受弯承载力的提高幅度，不应超过40%，并应验算其受剪承载力，避免因受弯承载力提高后而导致构件受剪破坏限于受弯破坏”。由于碳布加固提高承载能力有限，在活荷载增加幅度较大的数据机房的改造加固中，最安全有效的加表1屋面及楼面均布活荷载标准值序号12345678910111213141516荷载类别监控大厅IDC主机房微模块机房运营商接入机房监控机房变配电室电力室蓄电池

12、室钢瓶间卫生间卫生间（带蹲坑）门厅、楼梯、走廊电梯、空调机房不上人屋面上人屋面上人屋面（空调）标准值/（kN/m2）6.08.08.08.08.08.09.016.08.02.58.03.57.00.52.04.0数据通信Data Commuincation丁聪，王星照，徐东庆老厂房改造数据中心建设项目的难点分析50邮电设计技术/2018/01固方法为增大截面、型钢加固的传统方法。业主对加固往往会有一些具体的要求，例加固不得损坏外立面、不得破坏地下室防水等，需要在工程实施中结合现场情况具体处理。1.2 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

13、往往是单路馈电。根据国家标准 GB 50174-2008电子信息机房设计规范“附录A各级电子信息系统机房技术要求”“电气技术”中关于电力引入的有关规定，数据中心A级机房引入工程要求采用一类市电，从不同的公用变电站双路馈电（600 V或更高），即采用两路外市电引入，两路外市电引自2个稳定可靠的独立电源，两路市电不应该出现同时检修停电；B级机房采用二类市电；C级机房具备条件时采用二类市电，不具备条件时采用三类市电。以上海地区机房为例，建设规模约3 000个机柜、单机柜平均功耗约3 kW的数据中心，所需要的外市电变压器供电容量约为20 000 kVA。若老厂房原有的外市电容量和引入方式无法满足数据中

14、心需求，则需向所在地块供电局重新申请外市电引入。以GB 50174 A级机房为例，改造数据中心大楼开局建设外市电引入工程要求为一类市电，需由所在地块供电局从附近2个已有或新建开关站各引入一路市电电源，供电方式采用双电源供电。1.3 消防改造及验收老厂房改造其中最重要的也是最难处理的环节就是房屋属性改变，主要是房屋所在地块的用地性质变更和原有规划的变更，其中就涉及消防设施的选型和防火分区及功能性需求的变更以及防火建筑材料耐火性能的变化要求。消防设施的设置是和房屋用地使用性质息息相关的，原有老厂房在设置时均按厂房使用性质考虑，早期建设时多只设置了消火栓灭火系统，而变更为办公用房时房屋的使用性质发生

15、了改变，相应的消防设施的设置均需做相应的改变，就目前典型的老厂房改造项目分析，主要涉及以下变更，详见表2。表2典型老厂房改造涉及消防专业的变更序号1234大类建筑结构方面建筑电气方面消防给水和灭火设施消防排烟及通风细分防火间距安全疏散防火构造防火分区消防电源供配电防火火灾报警与联动控制消防用水量消防水泵房其他灭火系统新增灭火器的配置排烟通风改造注意事项说明原有丙类或丁戊类厂房变更为民用建筑防火间距需适当加大厂房的疏散出口数量原先是按照厂房来设置的，民用建筑需根据建筑格局重新划分，并依据新规设置相应数量的防火疏散逃生门等设施主要是建筑的结构和装饰隔墙的耐火时间问题，相关的数据需按消防的整体性能规

16、划做相应变更允许的最大的保护区的面积厂房的指标根据建筑性质和耐火等级最大可以做到8 000 m2，民用建筑最大的是2 500 m2（设置自动灭火系统后才可以加倍计算做到5 000 m2）原有的厂房电源大多为满足生产用电，最多也仅有保障消防设施的用电，民用设施里至少要满足两路市电需求，相应的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主要是根据新规范增设了电气火灾监控这一设施，早期厂房内多无此类设备厂房内的联动较单一，多为消火栓启泵和相应的电源强切和排烟风机启动，对应民用的生产办公用房涉及的还包含门禁控制和消防疏散、应急照明和出入口控制厂房的消防用水主要为室内外消火栓灭火用水，单使用性质改

17、民用后相应的自动喷淋（如大空间的消防水炮、柴油发电机的水喷雾等）用水灭火的设施均需要考虑，相应的消防水源和用水量变化后需增设消防水池或高位消防水箱，相应的消防泵房也需改造或新设使用性质变化后，水泵房的设备布置和功率扬程都需要变化厂房改造为数据机房区域需增设气体灭火装置，相应的联动控制设备也需新增厂房一般做为大开间考虑的，内部没有消防隔断，新增隔断后改民用设施，房间内外灭火器数量需新增，同时根据使用性质不同，机房区域内的灭火器也只能是气体灭火器如二氧化碳或七氟丙烷手提灭火器那种性质改变后排烟风量需增加，如内部设置气体灭火，需增设相应的灭火后通风设施2 老厂房改造数据中心的手续难点老厂房改建较为通

18、用的报备流程是持土地证、房产证、老厂房照片、改建方案及相关资料向规划部门申报改建，经规划部门现场勘查，用地性质符合城市总体规划的方可进入办理程序。经规划部门批准后，再向建设主管部门报建，取得施工许可证，然后才可开始施工改建。竣工验收后向房产部门申报办理产数据通信Data Commuincation丁聪，王星照，徐东庆老厂房改造数据中心建设项目的难点分析512018/01/DTPT权证。就上海地区而言老厂房改建项目报备程序非常复杂，需要办理初步设计审查、规划部门 建设用地规划许可证、国土资源局 国有土地使用权证、发改委碳排放配额申请、发改委立项批文、环保部门 环评审查报告、规划部门 建设工程规划

19、许可证、气象局防雷设施设计审核书、防震部门 建设场地地震安全性评估报告、消防部门 建筑工程消防设计审核意见书、建设部门 建筑工程施工许可证、城市管理部门 建设施工卫生许可 等，方可开工，开工后还需要办理 建设工程质量与安全监督备案、竣工验收及备案等诸多手续。2011年上海市政府下发 关于进一步规范本市建筑加强建设工程质量安全管理的若干意见，对于工业老厂房的改造“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”，导致项目报备时间长、程序繁复。老厂房改建数据中心还涉及到内部生产/生活设施改建、生产/生活污水、室内

20、消防改造等相关问题，涉及到规划、房管、环卫、电力、公安消防等政府相关部门的审批。如果工业用地在历史上沉积了污染物，还需要经修复之后才可用于其他用途。此外老厂房报备手续办理时，往往还涉及到产权权属不清的问题。由于长期以来的国有企业改制、企业关停并转等原因，导致老厂房的产权权属关系错综复杂。大部分老厂房都是划拨土地，难以办理出 国有土地使用权证 和 建设用地规划许可证，而这是取得 建设工程规划许可证 的前提条件。3 结束语老厂房改造成为数据中心，不仅可以最大程度的利用原有的建筑资源，更是通过改造和一定程度上的新建赋予了老厂房新的生命力和新的运营模式。老厂房改造成为数据中心，从工程项目实施角度既节省

21、了土建资源和建设周期，又满足了新的功能需求。虽然在技术方面、手续方面存在诸多棘手的难点，但仍然是合理的也是可行的，本文介绍和分析了这些难点。随着城市经济的发展、产业布局的调整，未来可供改造和再利用的老厂房仍有很多。与此同时移动互联网、大数据、云计算的业务需求爆发式增长，如何科学合理的利用老厂房改造成为数据中心，将会是一项当前环境下亟待探讨和研究的重要课题。参考文献：1 电子信息系统机房设计规范：GB 50174-2008 S.北京：中国计划出版社，2009.2 数据中心基础设施设计规程：DG/TJ08-2125-2013 S.上海：上海市建筑建材业市场管理总站，2013.3 建筑工程抗震设防分

22、类标准：GB 50223-2008 S.北京：中国建筑工业出版社，2008.4 陈城.浅谈结构加固技术在旧厂房改造工程中的应用 J.江西建材，2017（5）：105-105.5 蒋海杰，杨子明.某数据中心混凝土结构改造加固 J.山西建筑，2011，37（23）：36-37.6 耿萍，姚勇，刘影.混凝土结构加固技术在某加层改造工程中的应用 J.四川建筑科学研究，2007，33（4）：126-128.7 姚红，熊长财，谢寅庆，等.数据中心机房供电系统研究 J.邮电设计技术，2011（5）：72-76.8 张钰.数据中心机房UPS供电系统可靠性研究与应用 J.通讯世界，2016（5）：119-120

23、.9 俞杰.某市数据中心供电规划 J.电信工程技术与标准化，2013（6）：22-25.10李玉昇.数据中心供配电系统规划 数据中心供电系统一般不超过35 kV J.电气应用，2017（2）：14-15.11王志强.大型数据中心供配电系统设计研究 J.电信技术，2014，1（4）：32-37.12杨琦，胡峥，董浩，等.数据中心建筑消防灭火系统的选择 J.中国给水排水，2011，27（14）：46-49.13李红娥.某数据中心改造项目给排水专业设计方案 J.低碳地产，2016，2（12）：210-210.14黄以明，王丽.大型数据中心建筑消防系统设计研究 J.中国给水排水，2014（16）：81

24、-84.15杜文忠.数据中心公共走道的照明和应急照明控制 J.上海建设科技，2013（1）：21-23.16 何孝发.IDC工程中的照明设计若干问题 J.智能建筑电气技术，2011，5（5）：29-33.17 王绍红，陶悦.某数据中心火灾自动报警及联动控制系统设计J.建筑电气，2015（1）：23-27.18唐楚城.数据中心建筑消防灭火系统选择方案研究 J.建材发展导向（下），2013（4）：19-19.19杨琦，胡峥，董浩，等.数据中心建筑消防灭火系统的选择 J.中国给水排水，2011，27（14）：46-49.20朱小方，薛学斌.浅析数据中心给排水设计特点 J.给水排水，2017，43（1）：99-102.作者简介：丁聪，高级工程师，硕士，上海市建设工程评标专家，主要从事数据中心咨询、规划、设计、评估工作；王星照，助理工程师，学士，主要从事数据中心消防专业咨询、设计工作；徐东庆，工程师，学士，主要从事数据中心建筑结构专业咨询、设计工作。数据通信Data Commuincation丁聪，王星照，徐东庆老厂房改造数据中心建设项目的难点分析52