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ISO/IEC 22237-2数据中心建筑结构要求解读

ISO/IEC 22237-2数据中心建筑结构要求解读

ISO/IEC 22237-2:2024是数据中心设施与基础设施系列标准的重要组成部分,主要针对数据中心建筑及其配套结构的场地位置、环境风险、场地配置、建筑结构、建筑材料、空间布局、出入口、防入侵、防火、防水以及施工质量等提出要求和建议。本文结合数据中心建筑建设与液冷基础设施应用场景,对标准的适用范围、主要技术内容、建筑结构关注点、数据中心空间设计、消防分区、液冷系统建设配合以及实际实施中的检查重点进行系统解读,帮助项目建设、设计、施工、运维及检测人员理解建筑条件与数据中心可用性、物理安全之间的关系。

ISO/IEC 22237-2:2024《信息技术 数据中心设施与基础设施 第2部分:建筑结构》主要面向承载数据中心设施与基础设施的建筑物及其他结构,围绕数据中心的物理安全、可用性以及建筑建设条件提出要求和建议。与仅关注机房内部设备不同,该标准从场地位置、环境风险、建筑结构、建筑空间、出入口、防火、防水和施工质量等层面建立建筑侧的技术要求,为数据中心设施长期运行提供基础条件。

需要注意的是,ISO/IEC 22237-2:2024已经取代ISO/IEC TS 22237-2:2018,并对原有内容进行了技术修订和结构调整。2024版新增了数据中心空间建设相关内容,并进一步明确建筑设计与物理安全系统之间的关系。对于采用冷板式液冷、浸没式液冷或CDU等技术的数据中心,建筑结构并不是独立于液冷系统之外的条件,承重、排水、防水、设备运输通道、机械设备空间以及机房分区等都会影响液冷基础设施的部署和运行。

标准介绍

ISO/IEC 22237-2:2024属于ISO/IEC 22237数据中心设施与基础设施系列标准,第一版于2024年2月发布。标准以ISO/IEC 22237-1确定的物理安全分类为基础,从建筑建设角度支持数据中心可用性,覆盖位置与选址、环境风险防护、场地配置、建筑结构、建筑配置、人员及设备通行、物理入侵防护、实体防火、防水损害以及施工质量等内容。

该标准并不是单纯的建筑工程施工规范,也不负责替代当地建筑、消防、电气安全等强制性法规。标准明确将安全和电磁兼容性要求排除在自身范围之外,这些内容应由其他标准和法规处理。因此,在实际项目中,应将ISO/IEC 22237-2与建筑结构、消防、防雷、电气、液冷系统以及当地法规要求结合使用,根据数据中心等级、保护需求、建筑形式和实际运行条件确定具体设计与验证方案。

ISO/IEC 22237-2:2024主要覆盖哪些内容

内容方向主要关注点数据中心建设中的作用
位置与选址地理位置、自然环境、周边环境、环境风险及公用设施条件降低外部环境因素对数据中心连续运行造成的影响
场地配置场地选择、既有建筑评估、公用设施以及场区布局为建筑、能源、机械和通信设施提供合理部署条件
建筑结构承重结构、基础、外墙、内墙、屋面、楼板等保证建筑能够满足设备及基础设施长期运行所需条件
建筑空间计算机房、控制室、电气空间、机械空间、通信空间等支持不同功能区域合理分区和维护通道设计
物理防护外围边界、门、通道及不同Protection Class区域从建筑侧降低未经授权进入造成的风险
防火与防水防火分区、防火隔断、洪水防护、排水等降低火灾、水损害等事件对关键设施的影响
施工质量建筑材料、施工过程及建筑构造质量控制提高设计要求在实际工程中的实现程度

数据中心选址与环境风险要求

ISO/IEC 22237-2首先将建筑安全问题前移到场地选址阶段。标准第5章涉及位置评估、地理位置、环境风险分析以及公用设施供应等内容。对于数据中心项目而言,仅判断建筑物本身是否满足设计条件并不足够,还需要结合自然环境和周边人为环境分析潜在风险。

自然环境因素可以根据项目所在地进一步考虑洪水、地质条件、极端天气以及其他可能影响建筑和基础设施的外部因素。周边环境则需要关注邻近建筑、交通、工业设施以及其他可能影响数据中心物理安全和运行条件的因素。对于新建数据中心,应在项目早期形成选址风险评估,并将风险结果传递到建筑结构、机电系统和安全防护设计中。

场地配置与外围区域要求

场地配置不仅涉及建筑物所在位置,也包括车辆和人员进入路线、停车区域、临时设施、燃料储存设施、地下设施以及场区外围防护边界等。ISO/IEC 22237-2:2024将相关内容进一步整理到“Outside spaces”章节,使建筑主体与外部空间之间的关系更加清晰。

对于高密度计算数据中心,还应结合设备运输和维护需求考虑大型CDU、冷却设备、配电设备以及服务器机柜的运输路径。如果建筑入口、门洞、走廊或设备运输通道在建设阶段没有充分考虑设备尺寸和维护空间,后期可能出现大型设备无法进入机房或更换设备困难的问题。

建筑结构与承重能力

数据中心建筑结构需要为服务器、机柜、配电设备、机械设备及相关基础设施提供稳定的承载条件。ISO/IEC 22237-2:2024第8章覆盖承重结构、建筑材料与饰面、基础、外墙、内墙和隔断、屋面、地面、架空地板、吊顶、走廊与门以及运输电梯等内容。

液冷数据中心尤其需要关注设备集中布置区域的实际荷载。冷板式液冷系统中的CDU、液冷机柜及管路系统可能形成较明显的局部设备荷载;浸没式液冷则还需要考虑Tank、冷却液以及配套设备在运行状态下形成的综合荷载。因此,不能简单依据传统风冷机房的设备布置经验判断建筑结构是否满足要求,而应结合设备规格、安装方式、运行介质及布置位置进行结构条件确认。

建筑部位关注内容液冷数据中心应用关注点
承重结构设备及运行状态下的荷载条件核实CDU、液冷机柜、Tank及相关机械设备的荷载影响
基础建筑基础稳定性及设备基础条件关注大型机械设备和集中布置设备的安装条件
楼板与地面承载、平整度、设备安装及维护条件结合液冷机柜和设备重量确认局部承载条件
墙体与隔断区域划分及物理防护配合机房、机械空间、电气空间等区域进行分隔
屋面防护及排水条件关注外部水风险及屋面设备安装对建筑的影响
运输电梯及通道设备运输与维护条件确认CDU、Tank及大型机电设备的运输可达性

建筑材料与物理防护

建筑材料和饰面不仅影响建筑本身的耐久性,也会影响数据中心物理防护、火灾风险控制以及长期维护。标准第8章对建筑材料与饰面设置了相应要求和建议,并通过Protection Class边界将建筑结构与物理安全需求建立联系。

对于需要划分不同安全区域的数据中心,应根据实际Protection Class要求设计外围边界、墙体、门以及其他隔离构造。建筑结构所形成的安全边界需要与后续的门禁、监控、入侵检测等系统协调,不能将建筑防护和电子安全系统完全割裂考虑。

数据中心功能空间设计要求

ISO/IEC 22237-2:2024专门设置第9章讨论数据中心空间设计,包括控制室、计算机房、电气空间、机械空间、通信空间、消防系统空间、存储空间、测试和暂存空间、装卸区域以及办公空间等。不同功能区域应结合设备类型、运行维护方式和安全要求合理布置。

对于液冷数据中心,机械空间的重要性更加突出。CDU、泵组、换热设备、过滤设备以及液冷系统相关管路通常需要独立的维护和操作条件。若机械空间与计算机房之间距离过大,可能增加管路长度和系统压降;如果维护空间不足,又可能影响过滤器、泵、阀门、换热器等部件的检修。因此,在建筑设计阶段就需要将液冷系统的设备尺寸、管路走向、维护距离和设备更换路径纳入空间规划。

液冷数据中心建筑条件重点

建筑条件对应液冷系统重点确认内容
楼板及设备基础CDU、液冷机柜、Tank设备重量、运行状态荷载及安装区域承载条件
机械设备空间CDU、泵组、换热设备设备布置、维护空间、检修通道和更换路径
管路通道FWS、TCS及机柜侧液冷管路管路敷设、穿墙位置、维护和扩展条件
排水与防水冷却液管路及设备潜在泄漏情况下的排水、防护和区域隔离条件
防火分区机房、机械空间及辅助区域建筑防火分隔与液冷设施布置之间的协调
设备运输条件CDU、Tank及大型设备门洞、走廊、电梯、装卸区和设备运输路线

防水与排水要求为什么重要

数据中心建筑中的水风险并不只来自外部降雨或洪水。对于液冷数据中心,还需要结合冷却液管路、接头、阀门、CDU以及其他液冷设备的布置分析内部液体泄漏风险。ISO/IEC 22237-2:2024在建筑建设和数据中心空间建设章节中均涉及水损害及防洪相关内容,因此建筑防水、排水和液冷系统设计需要形成协同关系。

实际项目中可以重点检查设备区域地面条件、排水组织、管路穿越建筑构件的位置、潜在泄漏区域与关键设备之间的关系。对于浸没式液冷Tank,还需要根据Tank容积、布置方式及现场设计进一步确认泄漏控制和应急处理条件。具体措施不能脱离建筑形式和液冷系统方案直接套用,应根据实际项目进行风险评估。

防火分区与防火隔断

ISO/IEC 22237-2:2024第11章专门涉及防火分区和防火隔断,并进一步讨论Protection Class边界。对于数据中心而言,建筑防火措施需要与机房、电气空间、机械空间、通信空间以及其他辅助空间的功能划分相结合。

液冷系统进入不同建筑区域时,管道、电缆和其他通道可能穿越墙体、楼板或防火分隔构件,这些穿越位置应在设计阶段同步考虑。不能仅在设备安装完成后再处理建筑开口,否则可能增加防火封堵、维护以及后续扩容的难度。

ISO/IEC 22237-2:2024与2018版的主要变化

变化方向2024版调整特点实际影响
标准性质由2018版技术规范升级为2024版国际标准项目引用时应重点确认采用的标准版本
安全关系进一步明确与ISO/IEC 22237-6安全系统之间的建筑条件关系建筑防护与安全系统设计需要协同考虑
场地内容原有场地配置内容重新组织并增加Outside spaces章节外围区域、边界和场地条件的关注更加清晰
建筑结构建筑结构相关要求集中调整到第8章便于从承重、材料、基础、墙体、屋面和地面等方面系统检查
数据中心空间新增数据中心空间建设相关章节进一步关注机房、机械、电气、通信等空间的建设条件
防火内容防火分区和防火隔断内容重新修订有利于建筑分区与物理安全要求协调

因此,在使用ISO/IEC 22237-2进行项目分析时,不宜继续简单按照2018版技术规范的章节结构进行理解。对于已经按照旧版本开展设计的项目,应结合实际项目阶段判断哪些内容需要重新核对,特别是场地、建筑空间、外围防护、液冷机械空间、防水及防火分区等部分。

ISO/IEC 22237-2符合性检查关注点

如果项目需要按照ISO/IEC 22237-2开展建筑条件检查,可以将标准要求转化为设计文件审查、现场检查和必要的技术验证三个层面的工作。具体检查深度应根据数据中心项目目标、Protection Class、建筑形式以及项目所采用的其他相关标准确定。

  • 场地条件检查:确认选址评估、自然环境风险、周边环境风险及公用设施条件是否经过系统分析。
  • 场区配置检查:确认人员、车辆、设备运输路线、外围边界及辅助设施的布局是否与数据中心运行需求匹配。
  • 建筑结构检查:核对承重结构、基础、楼板、墙体、屋面、地面及相关建筑构造的设计条件。
  • 功能空间检查:核对计算机房、机械空间、电气空间、通信空间、控制室以及测试和装卸区域的设置情况。
  • 液冷设施条件检查:重点核实CDU、液冷机柜、Tank、泵组及管路系统的设备空间、荷载、维护和运输条件。
  • 防护条件检查:确认建筑边界、出入口、门、围护结构以及不同Protection Class区域之间的物理隔离条件。
  • 防水排水检查:结合外部水风险和液冷系统潜在泄漏风险检查建筑防水、排水及区域防护条件。
  • 防火条件检查:检查防火分区、防火隔断以及设备管线穿越建筑构件的位置是否与整体设计协调。

检测与评估流程

  • 项目资料确认:收集建筑总平面、建筑结构图、机房平面、设备布置图、液冷系统图及相关设计资料。
  • 适用范围确认:根据数据中心用途、建筑形式、运行方式及目标Protection Class明确评价范围。
  • 设计条件审查:从场地、建筑结构、功能空间、外围防护、防水和防火等方面逐项核对设计条件。
  • 现场条件核查:对建筑结构、设备空间、通道、门洞、排水、防护边界和防火分隔等实际条件进行核查。
  • 液冷专项核对:结合CDU、Tank、液冷机柜、管路及机械设备的实际布置分析建筑条件是否满足使用和维护需求。
  • 问题分析与整改:针对设计资料和现场检查发现的问题进行分类,明确涉及建筑、液冷、消防或其他专业的整改方向。
  • 形成评估结果:根据项目约定的评价范围整理检查记录、问题项及技术建议,为后续设计优化和工程整改提供依据。

实际项目实施中的注意事项

ISO/IEC 22237-2的建筑要求不能脱离项目所在地的建筑、消防和工程法规单独使用。数据中心项目通常涉及多个专业,标准条款与当地强制性要求出现差异时,应按照适用的法规和项目技术要求进行协调,并明确各专业的责任边界。

对于液冷数据中心,还需要避免只检查液冷设备本身而忽略建筑条件。CDU的容量、接口形式、管路压力和流量等属于液冷系统设计问题,但CDU是否有足够的设备空间、建筑楼板是否满足荷载要求、运输路线是否可达、泄漏后是否存在合理的排水与隔离条件,则属于建筑与基础设施协同设计问题。

此外,标准中同时存在要求和建议性质的内容,项目评估时应明确区分两者。不能将建议性措施直接理解为所有项目统一适用的强制指标,也不能仅因为某项内容属于建议就完全忽略其与项目风险之间的关系。

ISO/IEC 22237-2对液冷数据中心建设的应用价值

随着高功率服务器和AI计算设备进入数据中心,液冷系统逐渐从单纯的设备级技术扩展到建筑、机电和运行管理的综合设计。ISO/IEC 22237-2能够从建筑结构和物理环境角度,为液冷数据中心的场地、空间、承重、防水、防火、设备运输和维护条件提供系统化的检查框架。

对于新建液冷数据中心,提前按照标准思路审查建筑条件,有助于在设备安装前发现楼板承载、机械空间不足、设备运输受限、管路通道不合理以及防水排水条件不足等问题。对于既有数据中心改造项目,则可以通过建筑条件评估判断原有空间是否适合增加CDU、液冷机柜或其他液冷设施,从而减少后期改造过程中的设计冲突。

关于德恺液冷检测

德恺液冷检测围绕数据中心液冷系统及相关基础设施的测试与技术评估需求,可结合液冷机柜、CDU、冷板、浸没式液冷Tank、液冷管路及配套设备的实际应用场景,对建筑条件与液冷系统之间的接口问题进行技术分析。针对ISO/IEC 22237-2相关项目,可重点从设备空间、承载条件、防水排水、设备运输、机械空间、管路布置以及运行维护条件等方面开展针对性检查。

具体项目实施时,应结合数据中心建筑形式、液冷技术路线、设备参数、安装位置、运行工况以及项目采用的标准版本确定检查范围和技术方案。ISO/IEC 22237-2:2024属于建筑建设层面的数据中心标准,其评价不能替代当地建筑、消防、电气及其他专业法规要求,最终方案应根据项目实际条件进行综合确认。

欢迎咨询资深专业工程师,获取ISO/IEC 22237-2数据中心建筑结构评估专属方案。

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