市场洞察 | 国内数据中心规划的深度思考与策略

随着产业和经济数字化发展转型的深入,数据中心作为算力基础设施,面临着技术发展、市场需求、政策法规、能源条件快速变化的挑战。然而,部分规划设计人员仍然沿用固有的模式化规划思路,忽视所面临的的变化及挑战。本文将从以上变化与挑战方面阐述数据中心规划与时俱进中的思考。

 

 

市场需求

 

随着短视频、直播、5G、人工智能等技术的发展,数据中心产业迎来了新一波的高速发展。各行业对算力需求的增速已显著高于摩尔定律的增速,其中人工智能的算力需求更是几个月就翻一番。因此,对于第三方算力中心基础设施服务商来说,在基础设施规划设计阶段必须充分了解市场需求的特点,才能抓住行业发展的新机遇。

 

从第三方算力中心基础设施服务商的角度来说,可以将市场分为批发型和零售型两种业务模式。两种业务模式的特点如表1所示。

 

 

在当前市场竞争激烈的环境下,第三方算力中心基础设施服务商往往选择“批发+零售”组合模式,即为了满足大客户的快速交付需求,抢占市场,服务商往往会选择部分园区级项目土建先建设,有订单再机电建设的模式。在这样的模式下,前期规划时需充分考虑不同模式的特点,在满足不同数据中心等级的选址要求前提下,选择合适的地理位置、结合外部电力条件和成本,特别是清洁能源的富集状况,便于扩容和兼容性强的解决方案。

 

 

政策法规

 

笔者工作中发现,规划人员在进行项目方案设计时,往往只关注建筑楼体内部的平面布局而忽视了建筑本身在园区内的布置是否满足相关政策、法规的要求。尤其是参与类似项目较少、经验和理论学习不深的规划人员更容易发生以上的情况。

 

在地块进行规划的时候,需要满足的相关政策、法规主要包括:政府部门(通常为规划局)提供的规划设计要求或规划条件复函(不同地区文件名称会有所差异)、防火规范等。

 

规划设计要求或规划条件复函主要规定了园区规划的容积率、建筑密度、建筑高度、绿地率、建筑间距、建筑退线、停车、地下空间、水资源利用等内容。不同地区对于以上内容的要求会不同,有的地区会规定下限值,有的会规定上限值,有的会是区间值。因此,在不同地区进行园区规划时一定要根据当地政府部门提供的规划设计要求文件进行规划,否则规划方案将无法通过相关部门审批,影响建设报批节点,严重者可能会影响整个项目的交付。

 

在满足政策要求之外,还需要满足相关标准规范的要求。近年来随着国家工程建设标准化工作改革的深入,陆续颁布实施了许多全文强制性条文的通用标准。在规划过程中,规划人员应时刻关注行业规范的更新变化,保证规划方案合法合规。

 

 

 

能源资源

 

在园区建筑总平规划的同时,能源资源的调研工作也应同步开展。只有在能源资源情况明确之后,才能匹配合适的系统架构,园区平面和建筑内部平面才能稳定。能源资源既包括项目所在地能源政策和电网架构,同时也包括电力资源、水资源、可再生能源的供应情况。

 

1、能源政策调研

 

数据中心是支撑未来经济社会发展的战略资源和公共基础设施,同时也是关系新型基础设施节能降耗的最关键环节。为贯彻落实碳达峰碳中和的目标要求,各地方政府纷纷研究制定了针对数据中心的相关政策。

 

在数据中心选址规划阶段,进行能源政策调研是至关重要的环节。政策调研可以及时了解和适应政策变化,避免因不合规而受到处罚或进行改造。同时,也可以了解为促进数据中心环保、节能、高效运行而提供的各种激励政策,比如税收优惠、资金支持、电价补贴等。表2为“东数西算”工程中10个国家数据中心集群所在省、市2021年以来对电能利用效率(PUE)和水资源利用效率(WUE)的相关政策统计。

 

 

2、能源供给情况调研

 

除政策调研外,能源供给情况调研也非常重要,因为其直接影响数据中心的选址、系统架构、成本控制和可持续发展。

 

调研的能源种类包括:电、水、供冷、供暖、可再生能源等。

 

调研内容包括:供应量、稳定性、水的类型、输配距离、能源价格、可扩展性、供应时间、扩容计划、余热回收强制性要求等。

 

 

空调设备侧能效限值建议

 

在合规的前提下,规划最终的目的在于控制成本、提高产出。对于数据中心来说,产出主要指可以容纳的IT容量。在建筑面积、电力资源一定的情形下,影响产出的因素主要是电力、空调系统的能耗。在电力系统架构确定后,设计工况的供电能效因子(PLF)即确定。同理,制冷和暖通系统架构确定后,设计工况的制冷能效因子(CLF)也确定了。在监控、安防、门禁、办公等其他用电需求明确后,其它用电因子(OLF)亦即确定。设计工况下供电能效因子和制冷能效因子决定了数据中心的IT产出。

 

PUE=1+PLF+CLF+OLF=数据中心总能耗/数据中心IT设备能耗

 

要提高数据中心IT产出,需要降低PLF、CLF和OLF数值。对于制冷和暖通系统来说,则需要提高能效。在规划阶段,未深入设计的情形下,需要借助相关规范规定的设备能效值来对系统能效做一个门槛值的限定,以保证较低的CLF值以及较高的IT产出。

 

对于冷水机组,现行《冷水机组能效限定值及能效等级》(GB 19577-2015)及即将施行的《热泵和冷水机组能效限定值及能效等级》(GB 19577-2024)规范,均对机组的规定工况性能系数(COP)做出了规定,GB 19577-2024更是单独列出了数据中心专用型机组的相关限值。

 

对于单元式空调机组,现行《单元式空气调节机》(GB/T 17758-2023)、《计算机和数据处理机房用单元式空气调节机》(GB/T19413-2010)、《单元式空气调节机能效限定值及能效等级》(GB 19576-2019)均只规定了全年能效比(AEER),并未限定规定工况下的性能系数。一方面AEER不能直观反映出特定工况下的能效情况,无法直观判断规定工况或设计工况下性能,不易于考核;另一方面前期规划人员也没有一个可靠的规划依据,只能凭借经验或咨询厂家来提出设计工况性能系数,容易造成在采购时只有个别厂家可以满足限值要求的情况。因此,对于单元式空调机组,建议仍应明确特定工况下的性能系数。

 

 

结语

 

数据中心既是数字经济和数字战略的基础,同时也对能源供给提出了更高的要求。在“双碳”背景下,政策、市场需求、法律规范、能源供给等要素均在发生变化,规划设计人员应时刻关注这些要素。充分利用土地、电力、水、可在能资源,适配合理的系统架构方案,从项目整体出发,做出合规合理的方案,同时得到合理化的最大IT产出。应避免同一地块多次规划、多次调整系统架构,尤其是园区规划已经报批完成后的调整。报批完成后的调整,往往会对IT产出带来不可估量的影响。

 

——摘自 DeepKnowledge

 

 

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