Строим ЦОД: ретрофит или гринфилд?

ИКС № 01-02 2014

Авторы:

Василий КАЗАКОВ, ведущий инженер, NVision Grou

Петр РОНЖИН, главный инженер отдела Климатических Систем департамента инженерных систем технической дирекции, NVision Group

В мировой практике известно два вида строительства дата-центров. Попробуем разобраться, в чем их плюсы и минусы и с какими проблемами могут столкнуться заказчики при выполнении работ в том и другом случае.

Подход «ретрофит» подразумевает, что существующее и эксплуатируемое здание модернизируется путем встраивания в него ЦОДа. «Гринфилд» означает, что здание под дата-центр проектируется и строится с нуля. В настоящее время в России наиболее популярен рет-рофит, а ЦОДов, построенных «в чистом поле», относительно общего количества совсем немного.

Ретрофит

Чем привлекательно ретрофитное строительство (рис. 1)? В числе первостепенных положительных факторов: местоположение площадки, наличие на ней подходящих зданий, внешних сетей и коммуникаций, электрических мощностей. Большинство заказчиков, выбирая площадку для строительства ЦОДа, руководствуются именно этими соображениями, полагая, что такой подход существенно сократит капитальные затраты, связанные с возведением несущих конструкций, прокладкой коммуникаций и подключением к сетям. Любой человек, который даже не сталкивался с подобными работами, но умеет считать деньги, понимает, что данная статья расходов будет велика. Кроме капитальных затрат важнейшим критерием являются сроки реализации, которые при выполнении значительных объемов строительных работ могут вырасти в два раза и более. Формула бизнеса «время – деньги» до сих пор остается актуальной, поэтому на этапе выбора пути часто отбрасываются «медленные» варианты.

Наличие на площадке внешней инженерной инфраструктуры, подходящей для проектируемого ЦОДа, является огромным преимуществом. Действующие линии связи, электроснабжения, тепло- и водоснабжения, канализация очень сильно снижают стоимость строительства и сокращают сроки реализации проекта. Еще одна немаловажная деталь: проектирование ретрофитных дата-центров в большинстве случаев подразумевает одну стадию – «рабочая документация», что исключает из процесса согласований проекта проведение экспертизы и уменьшает объем выпускаемой проектной документации.

Но у всякой медали, как известно, есть обратная сторона. Основной недостаток ретрофитного ЦОДа в том, что выбранная площадка накладывает существенные ограничения на использование проектных решений инженерных систем, а также требует серьезной проработки организационно-технических мероприятий, так как строительство, заполнение и запуск ЦОДа происходят в процессе эксплуатации действующего здания, которую в ряде случаев невозможно остановить. Любое проектное решение должно быть досконально продумано, а все его последствия учтены и согласованы со службой эксплуатации здания/площадки.

Серьезно усложняет проектирование и строительство на ретрофитных площадках необходимость отталкиваться от существующих помещений и их особенностей, таких как форма, геометрические размеры, соотношение сторон, материалы стен и перекрытий, их несущая способность и допустимые удельные нагрузки. При неблагоприятном стечении обстоятельств, если помещение имеет неправильную форму или даже прямоугольную, но сильно вытянутую в длину, это может привести к тому, что придется использовать инженерное оборудование того типоразмера, который удается разместить в габаритах помещения. Понятно, что выбранное таким образом оборудование может оказаться неоптимальным как по техническим характеристикам, так и по стоимости.

По нашему опыту, наиболее частой проблемой в ретрофитных дата-центрах является то, что при выборе площадки заказчики «забывают» предусмотреть места для размещения инженерной инфраструктуры ЦОДа. Другими словами, здание выбирается только на основании того, что есть площадь для размещения стоек и необходимая электрическая мощность. В дальнейшем при проектировании выясняется, что банально не хватает места для какой-либо части инженерных систем: то ИБП ставить некуда, то чиллеры не умещаются на площадке, то дизель-генераторы вылезают за территорию. Соответственно, чтобы дата-центр оказался работоспособным, приходится искать оригинальные технические решения, проектировать и строить эстакады, прятать оборудование в помещения, которые изначально не были для него приспособлены. Следует понимать, что все это существенно увеличивает стоимость ЦОДа.

Кроме того, в реконструируемых зданиях приходится сталкиваться с инженерными атавизмами прошлого строительства. В выделенном помещении может оказаться какое-нибудь странное инженерное оборудование с особыми требованиями или инженерная коммуникация, которые грозят стать диктующим элементом всей концепции, и вокруг них приходится выстраивать технические решения. Дата-центры в большинстве случаев размещаются на территориях бывших производств, а на них вполне может обнаружиться транзитный паровой трубопровод, хранилище химических отходов, находящееся рядом бомбоубежище и т. п.

Браунфилд

Как разновидность ретрофитного строительства можно рассматривать так называемый браунфилд (рис. 2). В буквальном переводе с английского это «заброшенное поле», а в применении к строительству означает освоение земель, которые ранее использовались для промышленных целей, например территорий бывших заводов и промышленных производств. Такой вариант обладает рядом свойств как ретрофитного строительства, так и строительства гринфилд.

Как известно, с развалом Советского Союза и последующими изменениями в экономике большое количество заводов остановилось, перестав производить продукцию. Наличие на таких площадках мощностей и инженерных коммуникаций сделало их весьма привлекательными для размещения дата-центров. Производственные корпуса более приспособлены под размещение машинных залов, чем обычные здания. Однако острой проблемой становится фактическое состояние строительных конструкций, которые за годы заброшенности часто ветшают. В таких случаях масштабы ремонта превышают объемы строительства «с нуля».

Гринфилд

Практически полной противоположностью ретрофитного строительства является строительство «с чистого» листа» (на западный манер – гринфилд), т. е. на территории, не занятой никакими зданиями и строениями (рис. 3). В данной ситуации не нужно ломать голову, как параллельно вести эксплуатацию здания и строительство. Не нужно задумываться о недостатке пространства в помещениях для размещения инженерной инфраструктуры. В процессе проектирования эти помещения будут «рисоваться» вокруг систем, и потому есть возможность спланировать их так, чтобы они были наилучшим образом приспособлены для дальнейшей эксплуатации. Соответственно, проектирование зданий ЦОДа будет вестись под необходимые нагрузки.

Что еще привлекательного в новом строительстве? Есть прекрасная возможность применить любую инновационную технологию: к примеру, спроектировать систему охлаждения на базе прямого воздушного фрикулинга. Если в большинстве ретрофитных дата-центров это практически всегда невыполнимо из-за того, что нет места для прокладки воздуховодов большого сечения, то при строительстве с нуля можно сразу построить здание с необходимыми проемами и пристыковать к нему воздухообрабатывающие установки. Таким образом, можно получить максимальную эффективность при охлаждении ИТ-оборудования и тем самым снизить операционные расходы.

Однако не все с гринфилдом так радужно, как кажется на первый взгляд.

Во-первых, есть проблема выбора территории для строительства ЦОДа. Критериев выбора очень много, поэтому перечислим только основные из них: достаточная площадь, доступность для заказчиков, наличие поблизости линий связи и электропитания. Каждый критерий необходимо тщательно проработать, увязать с другими и просчитать, во что обойдется обсуждаемый компромисс. Так как речь идет о новом строительстве, необходимо рассмотреть вопросы разработки проектной документации стадии «проект» и ее согласования, а также получения технических условий на площадку. Кроме того, потребуется серьезная юридическая проработка покупки и оформления земли под строительство. Только лишь после завершения «формально-бумажного» этапа наступит период практической реализации – подготовки рабочей документации. Перечисленное выше требует достаточно продолжительной работы квалифицированных специалистов, а значит, дополнительных расходов, которые также будут весьма велики.

Часто в случае, когда вновь строящийся дата-центр находится на значительном удалении от сетей (электрических или тепловых), приходится проводить сравнительный анализ вариантов решения. Примером может служить выбор варианта отопления офисно-административной части ЦОДа. В одних условиях стоит тянуть теплотрассу «из города», в других – строить индивидуальную котельную и газопровод, в третьих лучшим вариантом для отопления может оказаться использование тепловых насосов и т. д. После выбора варианта технического решения следует еще раз проверить, вписывается ли это решение в территорию для строительства. Результатом такой проверки могут стать некоторые подвижки остальных систем или возвращение на этап выбора решения.

Следует также учитывать, что сейчас при строительстве ЦОДа часто задумываются о его официальной сертификации на предмет соответствия требованиям и рекомендациям международных компаний, таких как Uptime Institute, DC Dynamics и т.п. Даже если сертификация дата-центра не планируется, владельцы ЦОДа ставят проектировщикам задачу применять решения, соответствующие тому или иному уровню отказоустойчивости, так как любые простои ИТ-оборудования приводят к огромным убыткам. В связи с этим многие опасения заказчиков выливаются в более строгие требования к инженерным системам ЦОДа, чем это прописано в регламентирующих документах. Проработка подобных вопросов часто не ограничивается рассмотрением двух независимых источников питания – исследуется возможность обеспечить бесперебойный подвоз дизельного топлива даже в случае какого-либо регионального коллапса или возможность сократить время приезда пожарных нарядов, другие подобные мероприятия.

Таким образом, при детальном рассмотрении варианта строительства гринфилд появляется очень много задач, которые не так-то просто решить: поиск территории, покупка, согласование строительства, получение технических условий, согласование и экспертиза проекта и т.п. Все это настолько затягивает и удорожает весь процесс, что пройти его до конца обычно готовы только те компании, которые строят дата-центр для собственных нужд и рассчитывают на длительный срок возврата инвестиций.

* * *

Как и следовало ожидать, не существует «идеального» и «беспроблемного» строительства. В любом варианте придется решать серьезные инженерные и организационные задачи. Но кто предупрежден, тот вооружен.