基于BIM技术的新一代数据中心的规划设计

主讲人：么军

主讲人单位：太极计算机股份有限公司

咨询工程师继续教育课件——电子专业

中国工程咨询协会电子专业委员会

基于BIM技术的新一代数据中心的规划设计

课程内容

一、BIM技术简介

二、新一代数据中心的概念

三、数据中心规划设计要素

四、BIM技术在数据中心全生命周期的应用

五、小结

一、BIM技术简介

本课程旨在帮助大家认识BIM融合跨界的应用

·帮助大家了解集成化设计理念在新一代数据中心规划设计领域的应用探讨

·了解数据中心设计方式发展的历史

·了解BIM技术的行业发展趋势

·了解BIM技术给数据中心设计思维与技术手段带来的变革以及应用方法

BIM全称：Building Information Modeling 建筑信息模型

通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在这里信息不仅是三维几何形状信息，还包含大量的非几何形状信息，如建筑所需的构件材料、规格、重量、价格等的描述。

早期计算机机房制图的方式

图纸是机房设计人员用来表达设计思想，传达设计意图的技术文件；

图纸是方案投标、技术交流和机房施工的要件；

图纸是根据正确的制图理论和方法，按照统一的建筑制图规范将设计思想和技术特征清晰、准确地表现出来。

2D计算机辅助设计制图时代

在2D的设计方式下，设计单位通常采用平面图纸、文字设计说明、2.5D或3D效果图等方式和用户等不同参建单位进行交流，经过多次修改才能定型。

设计方案反复修改，平面布局、各种材料、设备的型号、数量及位置都在不断调整，数据不断的变化，容易导致设计疏漏的发生，增加了设计过程中计算分析的时间。

BIM设计时代

建立可用的数据中心物理基础设施模型库，这里的物理基础设施模型库不仅是三维几何形状信息，如：建筑、工艺、装修、暖通、电气等，还包括非几何形状信息，如各系统设备的规格、型号、数量、价格、甚至进度等模型库。

电气设备族

BIM已成为行业信息化发展的方向和目标

实时输出工程量、设备材料明细表

采用BIM 技术在可视化设计环境中的反复验证和修改，导出的材料设备数据有很高的可信度，应用BIM 模型导出的数据可以直接应用到项目预算中，为造价控制、工程招标、工程决算提供了有利的依据。

采用BIM技术支持数字化加工和项目管理

利用 BIM 数字化项目管理功能解决工程实际问题，重要机电设备的安装模拟等可视化技术应用，是未来施工管理的发展方向。

2011-2015年建筑业信息化发展纲要

国家住房与城乡建设部要求在“十二五”期间，基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设，促进具有自主知识产权软件的产业化，形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业。

上海市为贯彻创新驱动发展战略，推进“科技创新中心”建设，按照指导意见的目标、原则和任务，通过2015至2017三年分阶段、分步骤推进建筑信息模型（以下简称“BIM”）技术应用，建立符合本市实际的BIM技术应用配套政策、标准规范和应用环境，构建基于BIM技术的政府监管模式，到2017年在一定规模的工程建设中全面应用BIM技术。

中国BIM发展中一个结点性的标志

《民用建筑信息模型设计标准》

标准号DB11/T10069-2014

2014年2月26日发布 / 2014年9月01日实施

二、新一代数据中心的概念

本课程旨在帮助大家认识BIM融合跨界的应用

·帮助大家了解数据中心的演进历史

·理解信息技术的发展如何与时俱进

·了解数据中心基础设施的规划设计如何实现可持续发展

第一代叫计算机场地（计算机机房），离我们比较久远，在国内以上世纪60、70年代为代表，主要特点是大型的科学计算。

第二代是上世纪80年代以后开始，是立式服务器和小型机为主的时代，主要从事商务计算和工程设计，特点是机房里边有操作台和终端。

第三代的标志是上世纪90年代以后开始的以金融行业数据大集中为代表的，大型的有多个机架组成的计算机机房。对应设备是机架设备，无论是服务器、存储、网络设备开始采用机架式设备。

进入21世纪以后，以互联网应用为代表的多业务整合占据主导，数据海量增长，能源消耗剧增，制冷受限，对人工服务过于依赖和连续服务性差等问题凸显。

由于传统数据中心是“固态的”，缺乏灵活性和扩展性，随着业务的发展和应用的增加，传统数据中的弊端也逐渐显现。

进入 2010年以后，到了云大物移（云计算、大数据、物联网、移动互联网）时代，心须要利用最新的ICT技术、解决方案与服务才能实现服务器和存储虚拟化、虚拟网络连接、刀片技术、智能散热技术、数据中心自动化管理等新应用需求，才能适应IT技术和IT设备对数据中心的要求。

未来的业务将构建在融合基础设施之上

新一代数据中心的定义为：

“新一代数据中心是基于标准构件模块，通过软件实现自动化24x7的无人值守计算与管理，并以供应链方式提供共享的基础设施、信息与应用等IT服务。也就是说，新一代数据中心应是一个整合的、标准化的、最优化的、虚拟化的、自动化的适应性基础设施环境和高可用计算环境。

新一代数据中心的架构为：

数据中心涉及专业很广，包含建筑、电气、消防、网络、智能化、运营等等，从数据中心的逻辑功能上来划分，可分为物理层、网络层、资源层、业务层、运维管理层等五大逻辑功能模块。

新一代数据中心为我们带来的一系列好处：

新一代数据中心将能满足IT部门对未来数据中心的迫切需求，如标准化、模块化、虚拟化设计，动态IT 基础设施（灵活、资源利用率高）， 24x7自动化运营管理（流程自动化、管控自动化），支持业务连续性（容灾、高可用），提供共享IT服务（跨业务的基础设施、信息、应用共享），快速响应业务需求变化（资源按需供应），绿色数据中心（节能、减排）等。

降低 IT 运营成本—动态 IT 基础设施将非共享的专用 IT 孤岛转变为动态管理、集中、可共享的IT 资产，提高资源利用率，并对资源进行重新部署，使数据中心满足不断变化的业务需求和降低 IT 成本。

新一代数据中心的特征：

（1）模块化的标准基础设施（2）虚拟化资源与环境（3）自动化远程管理（4）快速的可扩展能力

（5）节能与节省空间（6）高 IT 资源利用率

（7）高可用性冗余设计（8）面向服务的计算平台

三、数据中心规划设计的要素

本课程旨在帮助大家认识BIM融合跨界的应用

·帮助大家了解新一代数据中心的设计理念

·了解规划设计中需要考虑的重点要素

新一代数据中心的设计理念

数据中心基础设施的业务价值

数据中心基础设施业务价值的体现，取决于其所保护、支撑的 IT 业务需求。

随着数据中心资源整合、虚拟化以及云计算趋势的不断深入，IT 业务对数据中心基础设施的需求主要体现在以下方面：连续运行的高可用性，快速响应需求变化的灵活性，以及在全生命周期内建设和运营的总拥有成本（TCO）。

1.等级——根据数据中心行业标准规范所要实现的系统可用性级别，国标A、B、C级（参照TIA942-T4~T1级）。

2.容量——数据中心基础设施支持的最大IT负载（X千瓦/机柜*XXX个机柜）。

3.成长计划——过渡到最大功率需求的描述，一期XXX台机柜，二期XXX台机柜。

4.能效——数据中心物理基础设施系统的能效目标（PUE<1.5）

5.功率密度—IT机柜预期消耗的平均和峰值功率（平均X千瓦/机柜，峰值X千瓦/机柜）

6.预算——项目计划投入的资金成本

采用BIM技术可以涵盖数据中心的全生命周期中，从前期的咨询规划、深化设计、施工管理、运维阶段到升级改造阶段的各环节，可以优化和提升设计水平，实现虚拟三维可视化数据中心，让数据中心的设计、建造和管理在实施前先模拟实验一下，从而减少不必要的损失和风险。

机房功能区

主机区

·存储设备区

·通讯网络区

·打印区

·设备安装和测试区·监控中心区

·备件区

·介质存储区域

辅助功能区

·空调设备区

·动力设备区·UPS设备分区

·后备电池分区·低压配电设备分区·后备柴油发电机·分区消防设备区·气瓶间分区

·消防控制中心分区·保安控制中心区·值班室

数据中心基础设施·专业装饰装修·电气系统

·空调制冷系统·给排水系统

·消防系统

·智能化系统

四、BIM技术在数据中心全生命周期的应用

本课程旨在帮助大家认识融合跨界的应用

·帮助大家了解BIM技术在数据中心全生命周期中的主要应用·以实例说明在数据中心项目中需要多种技术的融合

智能化总控中心BIM规划设计

工艺设计

3D实时温度场仿真

针对数据中心设计的虚拟现实的概念，在整个数据中心的设计过程中保有数据中心整个生命周期的历史记录，随时用来规划和审查未来的发展。达到管理数据中心的两个首要目的：

规划和追踪数据中心里任一设施的实际位置和状态；

为数据中心维护一个适当的热环境。

管线碰撞检测

管线综合

随着数据中心规模和使用功能复杂程度的增加，利用 BIM 技术，通过搭建各专业的 BIM 模型，设计师能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，从而大大提高了管线综合的设计能力和工作效率。降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。

员工培训，突发事件模拟演练

通过虚拟现实技术，可以对设施的实际情况进行真实模拟，用户可以通过键盘、手柄或手持设备直接实现对设施内部的漫游，如身临其境般对设施的实际位置进行全方位了解，可应用于员工培训、突发事件演练等场景。

下半年重点工作计划

可视化设施管理

IT设备监控界面

可视化动力环境监控

数据中心出入口管理