模块化技术在应急医院信息数据机房建设中的优势
0 引言
信息数据机房是集众多功能性系统于一体的大型专业数据化智能平台,是整个建筑内所有信息化的处理及存储中心。机房内智能化设备及电气设备种类繁多,各子系统安装及调试要求极高。因此在传统信息数据机房建设中,往往根据预定需求及既定步骤将各子系统设备在机房内进行现场组装,同时结合现场情况与各子系统功能进行局部细化调整。虽然各子系统均有严格的施工步骤,但现场情况复杂多变,各子系统设备安装和调试往往具有严密的逻辑步骤,从而导致信息数据机房的建设需投入大量时间及人工成本。
武汉火神山医院须7d内完成信息数据机房内各子系统设备安装及调试,需采用一定量的模块化设备及相关技术,缩短工期、提高效率。
1 信息数据机房中模块化设备及相关技术的应用
1.1 信息数据机房概况
火神山医院信息数据机房总体面积90m2,由5个标准集装箱拼装构成。信息数据机房包含装饰、配电、空调、消防、防雷接地5个子系统。
1.2 模块化设备及相关技术
医院信息数据机房为节省建设时间,在机房UPS配电和IT设备机柜方面采用模块化设计及相关技术,有效缩短工期、提升安装调试效率。机房空调系统等计划采用模块化设备,但因厂家缺货等原因无法应用。本文就机房UPS配电系统采用的模块化设备及相关技术进行分析。
1.2.1 机房配电
1)主干供配电火神山医院信息数据机房整体供电来源于项目主供电网络,采用2用1备设计,即2路市政电及1路柴发经过配电箱后接至UPS内,保障信息数据机房不间断总体供配电需求。
2)UPS配电整体计算所有智能化系统前端供电需求、弱电井内各服务器及中心控制等设备供电需求、信息数据机房内总控设备及各类交换机等设备供电需求,总供电需求为80kV,考虑后期扩容需求、安装便利,设计1台160kV模块化UPS,同时设计后备时间为30min。
3)模块化设备及相关技术应用信息数据机房内采用模块化UPS,因模块本身是UPS电源,包括整流器、静态旁路开关及附属控制电路等。其最大优点是提高系统便利性和可靠性,某模块出现故障并不影响其他模块正常工作,可热插拔的设计大大缩短系统安装和修复时间。模块化UPS具有极大的供电弹性,功率模块在系统运行时可随意移除和安装,不影响系统运行及输出,既实现随需扩展,又实现动态成长。
1.2.2 IT设备机柜
火神山医院信息数据机房内配置18台超大型IT设备机柜及4台列头柜,机柜尺寸600mm×1 200mm×2 000mm,由于机房面积较狭窄,且为非标准超大型机柜,若按传统排布方式将无法合理摆放,充分计算各机房的承重及冷热通道气流组织后,采用模块化一体式机柜。
模块化一体式机柜是集传统机柜、冷热通道、配电输入输出于一体的集成式专业智能机柜。机柜本体自带冷热通道,同时融合配电输入输出功能,极大节省机柜、冷热通道所占空间,同时由于预设冷热通道,无须现场模拟各类冷热气流组织,极大节省现场组装及测试时间。
模块化一体式机柜是将原传统机柜、机柜配电、机柜制冷、机柜内消防进行深度整合和集成,采用内部装配式供配电设计、自带全封闭冷热通道、集成机柜动环监控(消防、监控及报警)于一体的大型智能型机柜。模块化一体式机柜在设计时进行产品深度整合,出厂时进行各功能验证测试及现场模拟环境试运行,保证设备抵达施工现场时即装即用。全密封设计杜绝外界空气尘埃及腐蚀性气体对IT设备的危害。动环监控系统全方位监控基础设施,及时告警异常状况,安全无忧。机柜的出厂预制化功能使现场无须大量安装人员,调试过程简单便利,节省调试时间。
1.3 医院信息数据机房与传统信息数据机房的差异
1.3.1 传统信息数据机房建设特性
传统信息数据机房一般先进行整体化设计,包含机房装修、配电、UPS、机柜、空调、防雷接地等,再逐步逐次循序推进各专业施工,以达到交付条件。
1)建设特点建设目标是提供以稳定为基础、以安全为保障、以高效为核心、以高冗余为依托的信息处理与存储中心。围绕该目的所用的建设手段同样需要稳定、成熟、安全。
2)存在弊端信息数据机房是集众多功能性系统于一体的大型专业数据化智能平台,其中智能化设备及电气设备种类繁多,各子系统安装及调试要求极高,因此在传统信息数据机房建设中,往往根据预定需求及步骤将各子系统设备在机房内进行现场组装,施工时再结合现场情况与各子系统功能进行局部细化调整。虽然各子系统均有严格的施工步骤,但现场情况复杂多变,各子系统设备安装和调试往往具有严密的逻辑步骤,导致信息数据机房建设往往需投入大量的时间及人工成本。
1.3.2 医院信息数据机房建设特性
信息数据机房需在医院投入使用前完成市级、省级、国家级医疗数据的对接,所以信息数据机房从开始设计到投入使用时间<7d。信息数据机房内部子系统众多、设备繁杂、安装调试要求极高,不能采用传统信息数据机房建设方式。
该医院建设特点为快速、远程维护、无人值守,短期内需实现从无到有、从零到全,因而建设速度是首要目标,在不影响信息数据机房功能的同时,最快速、最高效地完成医院信息数据机房建设是首要条件。其次专业性临时医院既不作为其他医疗用途,也不常年运营,日后随着疫情解除,医院将会关闭,因此信息数据机房内数据量不会太大、用途不会太复杂,因此冗余性相对较低,作为传染病临时应急医院,人员感染风险较高,专业数据机房维护人员难以在医院投入运行后进入信息数据机房维护设备及数据,因此无人值守尤为重要。
建设目的及使用产生的差异是以上两类信息数据机房最大的区别(见表1),正是由于建设目标及使用需求差异,导致信息数据机房所采用技术有差异性。
表1 医院信息数据机房与传统信息数据机房差异
表1 医院信息数据机房与传统信息数据机房差异
火神山医院信息数据中心模块化设备及相应技术的选用,极大提升信息数据机房的建设效率。
1.4 模块化设备及相关技术的优势
1)模块化UPS部署简单,建设周期短,安装调试工作量少。
2)采用标准化接口,多种方案灵活配置,场景适应性强。
3)设备高度兼容,质量高且可靠。
4)无人值守,模块化UPS可远程查验及修复,不需要人员进行现场维护。
因此,模块化UPS技术解决的最大难题是1d内完成搭建,2d内完成整体联动调试并投入使用,为信息化系统上线预留充足时间。同时实现远程维护,无须人员进行现场维护,避免人员频繁进出医院而受到病毒感染。
2 应用前景
模块化设备及相关技术充分响应火神山医院信息数据机房快速施工、快速部署原则,因此也适用于相同类型应急性临时工程信息数据机房的建设。
由于设备缺货,医院信息数据机房采用模块化设备及相关技术的UPS配电与IT设备机柜,如果更多设备采用模块化技术,将把应急特性发挥到极致。
目前,市面上已有预制一体化数据中心的信息数据机房解决方案,预制一体化数据中心的预制化是预先设计、组装和集成,且测试过的数据中心物理基础设施系统作为标准化即插即用式模块被运至数据中心现场。预制化可实现数据中心建设的去工程化,将传统15~18个月以上的大型数据中心建设周期至少缩短10~12个月,降低前期高昂成本投入和可能发生的施工延期风险。同时,数据中心作为重资产投资,投资者希望尽早获得收益。预制化模块运用,使规划周期重点已从现场施工转变为对预生产、预测试的供电和制冷模块现场集成,同时带来并行的设备交付和拼接。以总体相当的成本,加快部署速度,减少空间占用,提高预测性,增加灵活性,同时降低数据中心现场施工带来的人为失误,提高数据中心的利用价值。
3 结语
火神山医院从设计到投入使用共10d,其中信息数据机房从设计到投入使用共7d。若按照传统医院建设方式至少3~4个月方能完成。
通过以上分析可知,在应急医院信息数据机房建设中,传统信息数据机房技术因工期过长、安装调试繁杂、需要专业人员值守维护等原因,不再适用,而模块化技术有效解决传统信息数据机房在设计和施工中的弊端,随着模块化机房的日益成熟,可广泛应用于各类应急性临时工程中。
[2] 吕欣豪,游天亮,蒋阳阳,等.BIM技术在大型医疗建筑施工中的应用[J].施工技术,2020,49(6):41-43,87.