Этапы проектирования инженерных систем

Раздел раскрывает структуру и логику проектирования инженерных систем ЦОД — от анализа исходных условий до сопровождения после ввода. Основная цель — обеспечить надёжное, энергоэффективное и адаптируемое решение, соответствующее требованиям ASHRAE, Uptime и действующих норм (СП 60.13330, СП 131.13330 и др.).

Три подхода к проектированию

Подход Суть Применение
Реализация (Implementation) Использование готовых систем и типовых конфигураций (например, CRAC по периметру зала с фальшполом). Быстрые проекты, временные ЦОД, ограниченный бюджет.
Оптимизация (Optimization) Сравнение и расчёт нескольких вариантов систем, подбор оборудования под конкретные требования. Базовый путь для большинства коммерческих ЦОД.
Революция (Revolution) Проектирование уникальных схем, объединение подсистем (например, рекуперация тепла, DTC, встроенные теплообменники). Для проектов с экстремальными целями: плотность, энергоэффективность, бюджет.

Фазы проектирования Процесс проектирования следует стандартной последовательности, адаптируемой под контрактную модель (design–bid–build или design–build):

1. Предпроектная стадия (Predesign)

  • Оценка исходных данных, климата, электроснабжения, резервов.
  • Разработка концепции энергопотребления и охлаждения.
  • Анализ площадки: новая, реконструируемая или расширяемая.
  • Формирование требований к эффективности и отказоустойчивости.
  • Определение предварительных нагрузок и распределения по зонам.
  • Координация с архитектурой и электротехникой для уточнения доступных мощностей.

2. Эскизное проектирование (Schematic Design)

  • Уточнение целей и приоритетов заказчика: надёжность, энергоэффективность, стоимость.
  • Формирование концепции систем: охлаждение, вентиляция, теплоотвод.
  • Определение допустимых параметров среды (по ASHRAE TC 9.9).
  • Расчёт нагрузок: по зонам, стойкам и общему балансу.
  • Оценка архитектурных ограничений, размещения оборудования.
  • Анализ кодов и нормативных требований.
  • Подготовка дизайн-нарратива и укрупнённых схем.

3. Разработка проектной документации (Design Development)

  • Финализация выбора типа системы (воздушная, жидкостная, гибридная).
  • Определение схемы резервирования (2N, N+1).
  • Расчёт оборудования, подбор по мощности, КПД, габаритам.
  • Разработка схем воздухораспределения и контуров жидкостного охлаждения.
  • Оптимизация трассировок и интеграция с архитектурой.
  • Проведение Value Engineering — балансировка стоимости и эффективности.
  • Подготовка спецификаций и предварительных чертежей.

4. Рабочая документация и тендер (Construction Documents)

  • Завершение расчётов нагрузок, подбора и спецификаций оборудования.
  • Проверка коллизий (2D/3D координация, BIM-модели).
  • Определение систем управления и контроля (DDC, BMS, DCIM).
  • Интеграция с системами электроснабжения и пожаротушения.
  • Подготовка пакета на экспертизу и для закупок (чертежи, спецификации, схемы).
  • Разработка контрольных точек для commissioning.

5. Строительство и авторский надзор (Construction Administration)

  • Проверка соответствия монтажа проектным решениям.
  • Анализ заявленного оборудования и субмиттов.
  • Корректировка решений при обнаружении коллизий.
  • Участие в испытаниях, пусконаладке, тестировании отказоустойчивости.
  • Контроль чистоты, вибрации, зазоров, прокладок труб и воздуховодов.
  • Подготовка отчётов и актов.

6. Ввод в эксплуатацию и сопровождение (Commissioning & Post-Support)

  • Проведение функциональных испытаний всех систем.
  • Проверка режимов управления, автоматики, резервов.
  • Настройка и обучение эксплуатационного персонала.
  • Оформление as-built документации.
  • Анализ работы в реальных условиях и оптимизация энергопотребления.
  • Поддержка в эксплуатации и развитии ЦОД (phase build-out).

Схема процесса проектирования инженерных систем

flowchart LR classDef big font-size:36px,stroke-width:1.2px,padding:10px; A["Предпроектная стадия"]:::big --> B["Эскизное проектирование"]:::big B:::big --> C["Проектная документация"]:::big C:::big --> D["Рабочая документация"]:::big D:::big --> E["Строительство и авторский надзор"]:::big E:::big --> F["Ввод и эксплуатация"]:::big F:::big --> G["Постэксплуатационная поддержка"]:::big

Ключевые документы по стадиям

Стадия Основные результаты Ключевые документы
Предпроектная стадия Формирование архитектуры инженерных систем, оценка нагрузок, анализ площадки Концепция инженерных систем
Теплотехнический и энергобалансовый расчёт
Эскизное проектирование Выбор типа систем, предварительные расчёты, компоновочные решения Пояснительная записка по концепции охлаждения
Укрупнённые схемы и планировки
Проектная документация (П) Расчёт и подбор оборудования, окончательная схема инженерных систем Спецификация оборудования
Планировочные и технологические схемы
Рабочая документация (Р) Детальные чертежи, трассировка, спецификации, готовность к закупкам и монтажу Чертежи марок ОВ/ОВК/ТХ
Кабельные и трубопроводные журналы
Детализированные схемы автоматики
Авторский надзор и стройка Контроль монтажа, корректировка решений, сопровождение подрядчика Заключения по изменениям
Акты скрытых работ
Ввод в эксплуатацию Пусконаладка, проверки, настройка автоматики, выпуск режимных карт Программа и методика ПНР
Акт ввода инженерных систем
Режимные карты по ОВК
Эксплуатация и постподдержка Оптимизация, работа под реальными нагрузками, рекомендации Отчёты по энергоэффективности
Рекомендации по эксплуатации

Ключевые принципы проектирования

  • Определение критических параметров на старте (нагрузка, резервирование, климат).
  • Тесная интеграция архитектуры, механики и электрики на всех стадиях.
  • Проверка соответствия нормативам (ASHRAE 90.1, 90.4, TC 9.9, СП 60.13330).
  • Учёт энергоэффективности при выборе системы охлаждения и управления.
  • Применение методов CFD и энергомоделирования на стадии концепта.
  • Подготовка к масштабированию и модульному развитию.