大型数据中心机电建造关键技术研究与应用

一、大型数据中心机电建造关键技术分析

（一）预制建造技术

预制建造技术是当前建筑领域中应用较为广泛的先进技术，其能够有效提高施工效率。在大型数据中心机电建造中应用该技术，能够有效提高建造进度，同时精准地安装还能够促进机电系统运行的稳定性。大型数据中心开始节点建造时，提前在工厂进行供配电系统、制冷机组以及管路的组装，当前预制建造技术的预制率较高。在预制过程中根据现场结构进行标准化设计，有利于减少安装事件，同时该技术能够提高建造现场的施工精度。除了相关机组能够预制外，管线模块也能够借助 BIM 技术进行合理设计，工厂结合设计方案进行管线的一系列处理，经过预制后，管线单元的现场安装仅需要模块拼接，大幅度缩减了现场安装的焊接流程，能够有效提高安装效率并降低漏点率[1]。

（二）装饰化机电数字辅助施工技术

装饰化机电数字模拟系统是一种新型智能建造方法，其能够有效减少碳排放，使大型数据中心机电建造的碳排放得到有效控制，进而符合国家要求的碳排放目标。施工过程中选择 BIM 技术进行辅助，一方面能够实现设备基础精准定位和一体化浇筑，另一方面能够使预留洞口的返工率降低。对该技术合理开发和利用，能够实现支架一体化施工，对机电系统管线的整体布局进行优化，进而缩短工期，减少成本投入。

（三）高精度安装施工技术

数据中心机电建造中，想要保证机电系统的运行效率，就必须提高机电设备的安装精度。而高精度安装施工技术的应用有效解决了这一问题，该技术包含大型制冷设备的安装、精密母线槽安装、管道焊接施工等。数据中心机电系统中冷区设备，如冷却塔、冷水机组是重要的组成部分，属于大型设备，在安装的过程中，采用高精度安装技术，能够有效控制安装水平度，将其误差控制在最小范围。同时选择减震垫置于基础与设备之间，使设备运行时的振动传递得到良好控制，避免振动衰减率的提高。在进行母线槽安装时，可使用激光放线等位技术，其能够减少垂直度、直线度的偏差并控制在合理范围内。数据中心机电建造中，管线安装十分重要，需要合理地选择焊接技术，其中氩电联焊技术常用于空调水管的焊接，具有较高的焊缝射线检测合格率。

（四）建造中BIM、物联网、无人机等数字化技术

如今数字化技术在数据中心电气建造中应用广泛，其中 BIM技术的应用较为常见，该技术涉及建造全流程，施工前利用 BIM 技术建造三维模拟，并开展碰撞检测，能够提前发现管线设计中的冲突问题，有利于降低返工率。在施工过程中利用 BIM 的应用主要为利用现场与 BIM 模型的对比，对施工进度和现场进行管理，能够有效加快施工进度。

数据中心机电建造流程较为复杂，许多关键环节的施工需要严格把控，尤其是重要施工部位，需要加强监测，而物联网施工技术能够做到实时监测；例如选择传感器安装于重要部位，对该部位的振动、温度和湿度等参数进行监测 [2]。如将温度传感器在电缆敷设中安装，能够对制作电缆头时的温度进行监测，保证能够根据工艺要求将温度控制在合理的范围内，以免施工温度过高，损坏电缆的绝缘体。

在数据中心机电建造中管线的安装具有复杂性特点，施工中需要对管线偏差问题严密监测，此时无人机巡检技术进行巡检，同时与 BIM 模型进行对比，能够在短时间内明确偏差部位，进而提高巡检效率。

二、大型数据中心机电建造关键技术的应用实践

（一）预制技术和数字化技术在机电建造中的应用

以某大型数据中心的建造为例，其采用模块化预制和数字管控建造技术，对数据中心的供配电模块和制冷模块均在工厂完成模块化预制，预制完成后与施工现场通过标准化结构完成安装和拼接，该数据中心不到两个就完成了所有机电的安装，与传统施工方法相比施工周期得到有效缩短。在施工进度精度控制方面，该数据中心机电建筑时对其管线采用 BIM 技术进行优化，通过 BIM 三维模型进行管线碰撞点的检测，有效减少了原设计中的碰撞点，同时现场返工率得到明显下降。 在大型冷水机组安装时，利用激光定位技术进行水平控制，将安装水平度有效控制在合理范围内，同时机组运行过程中产生的噪声也符合规定要求。

（二）大型数据中心机电建造中装饰化技术与安全保障技术的应用

以中国人保北方信息中心项目为例，其在机电建造中采用装饰化机电数字模拟系统实施了智能化建造，有效减少了碳排放量。施工中使用BIM 技术进行设备基础的精准定位，利用装饰化机电技术，实现支架一体化施工，机电管线整体布局得到良好优化，有效缩短了工期。

该数据中心应用的 PLC 电气检测系统，提供了不间断供电和供冷保障技术，有效提高了数据中心供电的稳定性和可靠性。通过对该技术进行合理的实际，不仅提高了对数据中心可靠性、安全性和高性能的保障能力，而且还实现了可扩展性、经济性、易维护性的特点。在建造中使用一系列高效和实用性强的工具，使现有产品的缺陷得到改善，因施工质量导致的运维问题发生的可能性得到有效控制，进而提高了数据中心的稳定性。针对该数据中心，使用电器检测系统，有效提高了数据中心工作效率。

（三）大型数据中心机电建造中BIM 技术的应用

以阿里巴巴云数据中心某机电项目为例，该项目共包含 305 套大型动力设备，5 300 米大型动力管道，2000 多套配电柜。项目建设中主要使用了 BIM 建造技术，项目工期要求短、系统管线严重交叉且密集，机电管线安装空间有限。首先使用 BIM 进行建模，参照原有的建筑模型完成此次建模，为了提高模型数据交互效率，对局域网协采用 Revit 工作集交互模式，根据楼层和转接进行模型的拆分，BIM 技术在建模阶段应用，实现了多人可视化的模型交互，同时合理地分配权限和授权，避免了意外修改率，减少了错误修改率。另外，综合考虑机电系统的施工、调试和维护等因素，使用 BIM 进一步优化设计，模拟配电线路，以此施工中进行电缆敷设的指导。在电缆敷设前期，梳理供电系统，进行电缆型号的整理，结合不同区域内电压和电缆要求进行电缆型号的区分。同时根据 BIM 模型中确定的配电柜电位和动力设备点位，合理地开展电缆敷设[3]。此外，本工程利用 BIM 技术对机电各系统管线的功能进行分析，以此为基础对设备机房内的管道水平和标高位置进行确定，以此为管线施工提供指导。通过 BIM 技术的应用，缩短了该工程工期，成本投入也得到良好控制，同时施工中一些技术问题也得到良好的解决。

结语：大型数据中心机电建造技术的合理应用直接关系到数据中心的运行效率、安全性和可靠性。合理地选择相关技术也是促进数据中建筑模式改革的重要基础。未来，需要对融合技术持续创新，不断优化实施策略，为实现数据中心高质量的发展提供技术支持。

参考文献：

[1] 王斌. 数据中心机电工程低碳建造及高效运行关键技术研究与应用 [J]. 安装 , 2024, (S1): 150-151.

[2] 孙安华, 大型能源数据中心机电安装施工关键技术研究与应用 . 河南省 , 郑州一建集团有限公司 , 2023-09-24.

[3] 刘飞 , 方芹 , 于刚 , 等. 大型数据中心机电工程关键技术研究与应用 [J]. 安装 , 2022, (S1): 202-203.