Spis treści
Czwarta rewolucja przemysłowa, a zwłaszcza transformacja cyfrowa oraz dynamiczny rozwój technologii, takich jak Internet Rzeczy, sztuczna inteligencja czy rozwiązania chmurowe, zwiększają zapotrzebowanie na sprawne przechowywanie, przetwarzanie i dystrybucję dużych zbiorów danych. W związku z tym rośnie liczba centrów danych (data center).
Zaprojektowanie hali czy też innego budynku, w którym mieści się centrum danych, to dość spore wyzwanie. Wiąże się bowiem z koniecznością spełnienia rygorystycznych norm technicznych, bezpieczeństwa i dotyczących efektywności energetycznej. Przy projektowaniu centrum danych istotna jest zarówno konstrukcja obiektu, jak i jego wyposażenie techniczne.
Czym jest centrum danych i jakie pełni funkcje?
Centrum danych to zespół połączonych sieciowo serwerów, których zadaniem jest przechowywanie i zarządzanie danymi oraz aplikacjami cyfrowymi. Z punktu widzenia funkcjonalnego i technicznego tego typu obiekty najbliższe są halom magazynowym, choć mogą również wykazywać cechy obiektów biurowych, a nawet usługowych. Dlatego też budynki, w których znajdują się centra danych, klasyfikuje się najczęściej jako obiekty produkcyjne o charakterze magazynowym. Jednak można spotkać również przypadki, w których centra danych zaliczane są do obiektów użyteczności publicznej. Wszystko zależy od dokładnego przeznaczenia całego obiektu i konkretnego kontekstu.
Przeczytaj również: Pożary hal przemysłowych i magazynowych a zagrożenia CBRN
Bez względu jednak na klasyfikację centrum danych podstawą jego działania jest wydzielone pomieszczenie serwerowe wyposażone w niezbędną infrastrukturę towarzyszącą. Konieczne są m.in. niezależne przyłącza energetyczne, telekomunikacyjne oraz systemy chłodzenia i bezpieczeństwa, co gwarantuje ciągłość i niezawodność pracy.
Centrum danych ‒ konstrukcja, która zapewni bezpieczeństwo
Hala przeznaczona na centrum danych musi mieć solidną konstrukcję, być odporna na czynniki zewnętrzne oraz wyposażona w odpowiednie zabezpieczenia fizyczne serwerów. Szczelny dach i solidne ściany stanowią fundament ochrony przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi i wnikaniem kurzu, co zapewnia bezpieczną i długotrwałą pracę wrażliwego sprzętu elektronicznego. Odpowiednią konstrukcję budynku łatwiej osiągnąć podczas jego wznoszenia – wszystkie elementy konstrukcyjne można wtedy precyzyjnie dopasować do bieżących potrzeb. Możliwe jest również zaadaptowanie istniejącej hali przemysłowej na potrzeby centrum danych.
Przeczytaj również: Monitoring wizyjny ze sztuczną inteligencją (AI) – jak analiza obrazu zwiększa bezpieczeństwo?
Pomieszczenia serwerowe powinny być przede wszystkim odporne na ogień (zwykle wyższym stopniem niż standardowe hale), działanie wody (np. podczas forsowanych akcji gaśniczych), a także na zakłócenia elektromagnetyczne. Ważna jest też zwiększona wytrzymałość na uszkodzenia mechaniczne i wstrząsy. Dzięki temu centrum danych gwarantuje bezpieczne środowisko pracy dla sprzętu i ochronę przed dewastacjami. Budynki, w których będą się mieścić data center, często projektuje się jako obiekty wolnostojące.
Niezawodne zasilanie centrum danych
Jednym z najistotniejszych elementów infrastruktury centrum danych jest system zasilania elektrycznego. Zapotrzebowanie tego typu obiektów na energię jest nawet kilkanaście-kilkadziesiąt razy większe niż w magazynach o podobnej powierzchni. Dlatego należy bardzo dokładnie zaprojektować system zasilania, żeby również w przyszłości nie wystąpiły sytuacje kryzysowe związane z brakiem prądu.
W praktyce nowoczesne centra danych powinny spełniać standardy Tier 3 (według ANSI lub ITU-942), które wymagają dwutorowego systemu zasilania (2N) z redundantnymi elementami: transformatorami, agregatami prądotwórczymi i UPS-ami. Dzięki temu możliwe jest przeprowadzanie konserwacji bez przerywania pracy i szybka reakcja na awarie. Zwiększanie niezawodności zasilania zgodnie ze standardem Tier 4 wiąże się już ze znacznym wzrostem kosztów budowy lub rozbudowy systemu zasilania. Z kolei standardy TIER I i TIER II mają tylko 1 tor zasilania, nie zapewniają więc możliwości konserwacji i serwisowania urządzeń bez wyłączenia zasilania.
Przeczytaj również: Jakość energii elektrycznej: identyfikacja zakłóceń, diagnostyka i zaawansowane techniki monitoringu
Najważniejszy z punktu widzenia ciągłości zasilania centrum danych jest odpowiedni dobór UPS-ów i agregatów, które pozwalają uniknąć przerw w dostawie usług. Problemem może być to, że bardzo często podczas projektowania takiego obiektu nie jest znana docelowa moc. W takich sytuacjach warto postawić na rozwiązania modułowe, które można łatwo rozszerzać wraz ze wzrostem zapotrzebowania na dodatkową moc tych urządzeń. Modułowe systemy zasilania pozwalają elastycznie reagować na zmieniające się potrzeby, co zwiększa skalowalność i ogranicza ryzyko niedoborów energii.
Coraz większą rolę w zasilaniu centrów danych odgrywa także energia odnawialna, np. z elektrowni wiatrowych lub słonecznych. Pozwala to zmniejszyć ogólne koszty funkcjonowania takiego obiektu, a jednocześnie wpisuje się w trendy ekologiczne i zmniejsza ślad węglowy takich obiektów. Korzyści może zapewnić także wykorzystanie ciepła odpadowego, które jest wytwarzane w dużych ilościach przez urządzenia pracujące w centrach danych.
Polecany artykuł:
Zaawansowane systemy chłodzenia i klimatyzacji
Ponieważ serwery generują ogromne ilości ciepła, dlatego bardzo ważna jest kwestia utrzymania optymalnych warunków termicznych w centrum danych. Jest to drugi (po zasilaniu) najważniejszy czynnik z punktu widzenia bezawaryjnej pracy centrum danych. Stąd też tak istotne jest zastosowanie odpowiednio wydajnego układu klimatyzacji, chłodzenia i wentylacji, dzięki któremu w pomieszczeniu utrzymywane są optymalne, ściśle ustalone parametry powietrza (przede wszystkim temperatury i poziomu wilgotności). I to niezależnie od pory roku czy natężenia pracy urządzeń.
Projektując centrum danych, warto wziąć pod uwagę możliwość późniejszej rozbudowy systemów chłodzących. Pozwoli to zapewnić ciągłą kompatybilność z rosnącymi wymaganiami sprzętowymi. Dlatego też bardzo dobrym pomysłem są rozwiązania modułowe, które można stosunkowo szybko i łatwo rozbudować o kolejne moduły (szafy).
W data center wykorzystuje się różne rodzaje układu klimatyzacji – zarówno te bardziej tradycyjne, jak i dopasowane do konkretnych potrzeb danego pomieszczenia (w tym chłodzenie powietrzem lub cieczą). Naturalnie najważniejszy jest dobór urządzeń chłodzących pod kątem ich wydajności, ale coraz istotniejsze są również względy ekologiczne.
Bezpieczeństwo fizyczne i monitoring
Poza fizyczną konstrukcją obiektu i infrastrukturą techniczną, niezbędne jest również wdrożenie rozwiązań, które zwiększą bezpieczeństwo centrum danych. Mowa tu m.in. o systemach kontroli dostępu, monitoringu, alarmu, czujnikach dymu i ognia oraz nowoczesnych instalacjach gaśniczych. Wielu inwestorów decyduje się także na zastosowanie komór Lampertza – specjalistycznych pomieszczeń odpornościowych na zjawiska takie jak impulsy elektromagnetyczne, powodzie, trzęsienia ziemi czy inne katastrofy naturalne.
System gaśniczy w data center opiera się zwykle na specjalnych mieszankach gazów. Jest to o tyle ważne, że w przypadku pożaru mają one skutecznie gasić ogień, ale jednocześnie nie mogą uszkodzić elektroniki. Coraz popularniejszym elementem wyposażenia centrum danych są obecnie również systemy DCIM (Data Center Infrastructure Management). Dzięki nim można na bieżąco monitorować i zarządzać parametrami działania całej infrastruktury, co podnosi poziom kontroli i szybkość reagowania na ewentualne problemy.
Planowanie i lokalizacja centrum danych
Proces tworzenia centrum danych wymaga dość wnikliwej analizy nie tylko bieżących, ale również przyszłych potrzeb przedsiębiorstwa, jeśli chodzi o zakres gromadzonych danych. Po ustaleniu tych potrzeb dobiera się do nich odpowiednią architekturę i wielkość obiektu. Myśląc o lokalizacji dla centrum danych, należy uwzględnić m.in. dostępność infrastruktury sieciowej, zasobów energetycznych – w tym preferencyjnie z odnawialnych źródeł – oraz minimalizować ryzyko zdarzeń losowych, jak klęski żywiołowe.
Z kolei decydując się na adaptację istniejącego budynku pod data centrum, należy przeanalizować możliwość jego przebudowy z uwzględnieniem wszystkich wymagań, jakie musi spełniać centrum danych. Konieczne będzie bowiem zapewnienie odpowiedniej wytrzymałości konstrukcyjnej budynku, odporności przed ogniem, wodą czy kurzem. Taka analiza musi uwzględniać wszelkie niezbędne prace modernizacyjne. I choć w teorii może się wydawać, że koszt adaptacji istniejącego budynku będzie dużo tańszy, niż budowa nowego obiektu, to jednak warto zrobić dokładną kalkulację wszystkich kosztów. Może się bowiem okazać, że budowa od podstaw nowego budynku pod kątem centrum danych, będzie jednak bardziej opłacalną inwestycją.
Podsumowanie
Zaprojektowanie i wybudowanie centrum danych to proces, który wymaga spełnienia wyjątkowo rygorystycznych standardów – od bezpiecznej i trwałej konstrukcji, przez niezawodne systemy zasilania i chłodzenia, aż po zaawansowane środki ochrony fizycznej. Tylko takie kompleksowe podejście do projektowania i realizacji inwestycji zapewni stabilną, bezpieczną i efektywną infrastrukturę, która sprosta rosnącym wymaganiom cyfrowej gospodarki.
Zobacz: Ekologiczne budynki biurowe i mixed-use z certyfikatem BREEAM
