李曉紅

中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司

0 引言

進入新世紀以來，隨著全社會信息化的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的發(fā)展態(tài)勢空前迅猛。近年來，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心市場以每年約30%的幅度增長，2020 年國家明確“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略，對數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與發(fā)展更是形成了國家層面的推動，帶動供給側(cè)尋求更多的建設(shè)提速方法，數(shù)據(jù)中心模塊化建設(shè)思路加速演進。

數(shù)據(jù)中心模塊化既可以是機柜模塊、配電模塊、制冷模塊等單一功能的模塊，也可以是將傳統(tǒng)機房的機柜、空調(diào)、消防、布線、配電、監(jiān)控、照明等部分或全部功能組成一個多功能集成的模塊。模塊化建設(shè)充分利用標準設(shè)計和生產(chǎn)優(yōu)勢，實現(xiàn)快速部署，不僅降低建設(shè)成本，更突出的是能夠大幅縮短數(shù)據(jù)中心建設(shè)周期。

集裝箱模塊、微模塊是目前數(shù)據(jù)中心模塊化建設(shè)的典型模式。眾多國際公司Google（圖1）、微軟（圖2）等和國內(nèi)公司華為（圖3）、騰訊、電信運營商、IT 服務(wù)商等在此方面不斷創(chuàng)新實踐。本文對應(yīng)《模塊化組合式機房設(shè)計規(guī)范》中的空間尺寸數(shù)據(jù)，重點闡述集裝箱模塊搬運設(shè)備的選用和搬運空間的研究。

圖1 Google 集裝箱數(shù)據(jù)中心（兩層-鋼架式）

圖2 微軟集裝箱數(shù)據(jù)中心（兩層-堆垛式）

1 集裝箱模塊室內(nèi)搬運的特點

集裝箱模塊，其顯著特點就是其外殼使用標準貨運集裝箱（20 英尺或40 英尺）改良而成。它充分利用集裝箱成熟的貨運方式、模塊化結(jié)構(gòu)、大批量生產(chǎn)、低成本運輸?shù)痊F(xiàn)代工業(yè)的特征。而且其空間也很適合IT 機柜、UPS、空調(diào)機柜及走線等的布放。

集裝箱模塊外殼是一個整體、不適于拆卸再拼裝。其外殼尺寸較大，在應(yīng)用于建筑物內(nèi)時，其搬運所需經(jīng)過的通道和門的寬度、高度均不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計標準要求。集裝箱搬運還有一個特征是其轉(zhuǎn)彎（主機房內(nèi)布置宜≤30°）所需空間很大，為充分利用室內(nèi)空間，提高機房利用率，設(shè)計階段需避免這個不利因素，即集裝箱模塊在室內(nèi)搬運中不需大角度轉(zhuǎn)彎也能方便搬運和裝卸的流線。

這里需要說明一點，集裝箱模塊數(shù)據(jù)中心設(shè)置于建筑物內(nèi)時，其適用于單層大跨建筑，集裝箱可單層設(shè)置也可雙層堆疊設(shè)置，所通過的門宜靠外墻，不宜設(shè)置搬運內(nèi)走道。這樣才能既經(jīng)濟合理，又能充分發(fā)揮其快速部署的市場適應(yīng)優(yōu)勢。

下圖為華為某一款集裝箱模塊內(nèi)部示意圖（圖3）。

圖3 華為某集裝箱模塊內(nèi)部示意圖

2 適用于集裝箱模塊搬運的設(shè)備選擇與分析

通過對使用集裝箱最多的港口、碼頭、鐵路、公路貨運站搬運設(shè)備的收集、調(diào)研和分析，不同的搬運設(shè)備其作用各不相同，比如適用不同的場所、不同的運輸距離、不同的碼垛層數(shù)等等。通過對其中體型相對較的集裝箱搬運設(shè)備分析，不同搬運設(shè)備的適用場景歸納如表1 所示，搬運設(shè)備式樣如圖4 所示。

圖4 常見集裝箱搬運設(shè)備式樣

表1 不同集裝箱搬運設(shè)備的適用場景

2.1 集裝箱叉車

圖5 叉車產(chǎn)品外觀尺寸圖

圖6 叉車搬運放置集裝箱實景圖

表2 叉車特征數(shù)據(jù)表

對以上特性數(shù)據(jù)分析，當選擇叉車作為數(shù)據(jù)中心集裝箱模塊搬運的設(shè)備時，搬運所經(jīng)過的門、裝卸通道、主機房凈高尺寸取決于叉車自身長寬高、集裝箱長寬高、叉車運輸中的抬高、高度方向富裕量、寬度方向側(cè)身過人及寬度方向富裕量等。其中裝卸通道寬度需重點考慮箱體寬度、叉車轉(zhuǎn)向?qū)挾?，室?nèi)搬運裝卸中箱體不轉(zhuǎn)向，長向進出，短向借助叉車或人力平移調(diào)整到位。機房門、裝卸通道、主機房凈高尺寸如表3所示。

表3 機房門、裝卸通道、主機房凈高尺寸（適用于集裝箱叉車搬運設(shè)備）

2.2 集裝箱自裝自卸車（車側(cè)裝卸方式）

集裝箱自裝自卸車組由集裝箱牽引車、集裝箱半掛車和裝卸機構(gòu)組成。集裝箱自裝自卸車組可以在沒有其他裝卸機械的條件下，自行完成集裝箱的裝卸和運輸，適用于集裝箱運量，沒有起重裝卸設(shè)備的場所，適應(yīng)于中短途“門到門”運輸。具有自重大、運輸方便、裝卸成本低的特點。集裝箱自裝自卸車產(chǎn)品尺寸圖（圖7、圖9）、搬運實景圖（圖8、圖10）、特征數(shù)據(jù)表（表4）分別如下。

圖7 集裝箱自裝自卸車外觀尺寸圖

圖8 集裝箱自裝自卸車搬運實景圖

圖9 集裝箱自裝自卸車外觀尺寸圖

圖10 集裝箱自裝自卸車搬運實景圖

表4 集裝箱自裝自卸車特征數(shù)據(jù)表

對以上特性數(shù)據(jù)分析，當選擇集裝箱自裝自卸車作為數(shù)據(jù)中心集裝箱模塊搬運的設(shè)備時，搬運所經(jīng)過的門、裝卸通道、主機房凈高尺寸取決于自裝自卸車的寬高、自裝自卸車起升高度、高度方向富裕量、裝卸載擺幅寬度、寬度方向單邊過人及寬度方向富裕量等。其中裝卸通道寬度相對較，因其集裝箱模塊的卸載可以最大化靠近設(shè)計定位。機房門、裝卸通道、主機房凈高尺寸如表5 所示。

表5 機房門、裝卸通道、主機房凈高尺寸（適用于集裝箱自裝自卸車搬運設(shè)備）

2.3 集裝箱跨運車

集裝箱跨運車是用于集裝箱碼頭前沿和庫場之間短途水平搬運和堆碼集裝箱的專用機械。它以門形車架跨在集裝箱上，由裝有集裝箱吊具的液壓升降系統(tǒng)吊起集裝箱，進行搬運堆碼。具有自重輕、成本低、靈活性、可拆裝、場地空間利用率高、無線遙控器操作簡單的特點。集裝箱跨運車產(chǎn)品尺寸圖（圖11）、搬運實景圖（圖12）、特征數(shù)據(jù)表（表6）分別如下。

圖11 集裝箱跨運車外觀尺寸圖

圖12 集裝箱跨運車搬運實景圖

表6 集裝箱跨運車特征數(shù)據(jù)表

對以上特性數(shù)據(jù)分析，當選擇集裝箱跨運車作為數(shù)據(jù)中心集裝箱模塊搬運的設(shè)備時，搬運所經(jīng)過的門、裝卸通道、主機房凈高尺寸取決于跨運車自身寬高、跨運車運輸中的抬高、跨運車起升高度、高度方向富裕量、寬度方向單邊過人及寬度方向富裕量等。其中裝卸通道高寬主要考慮的是跨運車高寬，因集裝箱在跨運車架內(nèi)，室內(nèi)搬運裝卸中箱體不轉(zhuǎn)向，長向進出，短向借助叉車或人力平移調(diào)整到位。機房門、裝卸通道、主機房凈高尺寸如表7 所示。

表7 機房門、裝卸通道、主機房凈高尺寸（適用于集裝箱跨運車搬運設(shè)備）

3 結(jié)束語

綜上所述，在集裝箱模塊數(shù)據(jù)中心平面設(shè)計前，應(yīng)先確定搬運集裝箱的設(shè)備，規(guī)劃好搬運流線，然后依據(jù)搬運流線確定集裝箱模塊安裝順序、主機房大門、搬運主通道、卸載區(qū)域等。室內(nèi)集裝箱模塊的搬運不宜通過建筑內(nèi)走道進入主機房；搬運通過的主機房門宜直接開向室外。不同搬運設(shè)備適宜的空間尺寸（同《模塊化組合式機房設(shè)計規(guī)范》中數(shù)據(jù)）歸納如表8所示。

表8 不同搬運設(shè)備對應(yīng)的適宜空間尺寸表