پروژه‌های مرکزداده: طراحی پلان کف [1]

مقدمه

طراحی کف مرکزداده، با چیدمان محدودهٔ سالن (اتاق) و جانمایی تجهیزات فاوای داخل آن انجام می‌شود. بیشتر بهره‌برداران یا اهمیت چیدمان کف را در عملکرد مرکزداده درنیافته‌اند یا پس از اجرای نامناسب به آثار منفی آن پی می‌برند. «طرح طبقه» تعیین‌کنندهٔ مشخصات زیر است یا تاثیر زیادی بر آن‌ها دارد:

• تعداد جای رک (Rack Locations) ـ[2] در سالن
• توان مصرفیِ دست‌یافتنی
• پیچیدگی سیستم توزیع برق و روش‌های هوارسانی
• پیش‌بینی‌پذیریِ پراکندگی دما در سالن
• مصرف برق مرکزداده

بسیاری از بهره‌برداران در مرحلهٔ برنامه‌ریزی مرکزداده، متوجه نیستند که پلان کف چه نقشی در تاسیسات دارد. به همین دلیل چیدمان را در زمان مناسب مشخص نمی‌کنند. بدین ترتیب برنامه‌ریزیِ بسیاری از مراکزداده، عملکرد ناکارآمد و غیرضروری به بار می‌آورد.

در این مقاله نخست تاثیر پلان کف را بر ویژگی‌های پیش‌گفته روشن خواهیم ساخت؛ سپس برای توسعهٔ مشخصات چیدمان فضا، روش موثر ارائه می‌کنیم.

نقش طرح طبقه در توالی برنامه‌ریزی سیستم

توجه به پلان کف و توسعهٔ آن می‌باید به‌موقع انجام شود؛ یعنی در ترتیب مراحل فرایند طراحی، در جای درستی باشد. این کار معمولا هنگام طراحی و هم‌زمان با پرداختن به جزئیات انجام می‌شود که بسیار دیر است. تعیین و انتخاب طراحی کف باید در بخش مشخصات اولیه و پیش از آغاز طراحی جزئیات انجام بشود. شکل ۱ نشان می‌دهد طراحی پلان کف کجای توالی برنامه‌ریزی سیستم قرار دارد. جزئیات بیش از این را در مقالهٔ «پروژه‌های مرکزداده: برنامه‌ریزی سیستم» [3] مطالعه کنید.

شکل ۱: «پلان کف» ورودی اصلیِ توالی برنامه‌ریزی سیستم است

در طرح چیدمان کف لازم نیست جای دقیق دستگاه‌های فاوا تعیین شده باشد. در این مقاله نشان می‌دهیم که برای پلان کف کارآمد، فقط جانمایی رک‌های فاوا و رک‌های تجهیزات دیگر، همراه با تعیین توان مصرفی مبنا ضرورت دارد. جانمایی مقدماتی نیازی به دانش دربارهٔ تجهیزات ویژهٔ فاوا ندارد. کوشش برای پیشاپیش تعیین‌کردنِ مکان تجهیزات ویژهٔ فاوا، برای بیشتر بهره‌برداران کار بیهوده‌ای است. زیرا امکان دارد رک‌ها در نهایت تجهیزاتی را در خود جای بدهند که در هنگام طراحی مرکزداده هنوز به بازار نیامده بودند.

دلیل اینکه پرداختن به پلان کف می‌باید زودتر و همراه با مشخصات اولیه باشد و تا هنگام طراحی جزئیات به تاخیر نیفتد، موارد زیر هستند:

• تعیین ظرفیت در سطح ردیف بهترین حالت است. ازاین‌رو ردیف‌ها را می‌باید پیش از تعیین ظرفیت شناسایی کرد. برای اطلاعات بیشتر به مقالهٔ «راهنمایی برای تعیین توان مصرفی مرکزداده» [4] مراجعه کنید.
• پلان‌های مرحله‌ای (Phasing Plans) در بهترین حالت با استفاده از ردیف‌ها یا گروهی از چند ردیف تعیین می‌شوند. ازاین‌رو شناسایی و تعیین ردیف‌ها را می‌باید پیش از طراحی مرحله‌ایِ کارآمد انجام داد.
• اجرای شبکهٔ کف کاذب یا سقف کاذب باید با جای رک‌ها هماهنگ باشد. ازاین‌رو پیش از ساختن آن می‌باید ردیف‌ها را شناسایی و تعیین کرد.
• در نواحی مختلف مرکزداده می‌توان میزان حساسیت (اهمیت) یا پایایی (Availability) را (به‌شکل اختیاری) با مقادیر متفاوت تعیین کرد. ازاین‌رو شناسایی و تعیین ردیف‌ها را می‌باید پیش از طراحی پایایی چندگانه انجام داد.

ظرفیت و طراحی مرحله‌ای، برای تعیین مشخصات مرکزداده بسیار مهم هستند و جانمایی ردیف‌ها برای هر دو ضرورت دارد. طراحیِ با جزئیات را فقط پس از تعیین ظرفیت و حساسیت، همچنین انجام مرحله‌بندی می‌توان آغاز کرد.

نتیجه اینکه «پرداختن به پلان کف» باید در ابتدای مرحلهٔ «تعیین مشخصات پروژه» و پس از «مفهوم سیستم»، ولی پیش از «طراحی با جزئیات» باشد. (شکل ۱)

مفاهیم پلان کف

پلان کف مرکزداده دارای دو بخش است: یکی جانمایی ساختار فضای خالی و دیگر جانمایی تجهیزاتی که درون سالن خواهند بود. توجه داشته باشید که خود سالن، در بسیاری از پروژه‌ها ازپیش‌آماده است؛ یعنی تنها می‌توان با جانماییِ تجهیزات کار کرد. قانون راهگشا و مهم در طراحی مرکزداده می‌گوید اگر طراح بتواند خودش محدودهٔ محیط را در همان آغاز کار تعیین بکند، از بهره‌وری و تراکم ظرفیت مزایای بسیاری به دست خواهد آورد. می‌باید هرچقدر که می‌توان کوشش کرد و اصولی را که در این مقاله بیان می‌شود، در جانمایی ساختار فضای تاسیسات به کار برد.

جانمایی ساختاری

جانمایی سالن شامل معلوم‌کردنِ جای دیوارها، درها، ستون‌های اصلی، پنجره‌ها، پنجره‌های خارجی، همچنین اتصالات اصلی آب و برق است. اگر سالن دارای کف کاذب باشد، ارتفاع کف کاذب و جای دسترسی رمپ‌ها یا آسانسور نیز جزء جانمایی ساختاری خواهد بود. بهره‌گرفتن از نقطهٔ مرجع [5] برای پوشاندن کف یا سقف کاذب با تایل، از عوامل اصلی طراحی است و باید آن را در جانمایی ساختاری در نظر گرفت. در این مقاله ابعاد و اندازه‌های سالن در قالب اندازهٔ تایل (عرض ۶۰۰ میلی‌متر) بیان می‌شود که همان اندازهٔ رک استاندارد باشد.

جانمایی تجهیزات

جانمایی تجهیزات، مشخص‌کنندهٔ سطح اشغالِ (Footprint) تجهیزات فاوا و دستگاه‌های برق و سرمایش است. سطح اشغال تجهیزات فاوا را معمولا می‌توان بدون درنظرگرفتن دستگاه‌های داخل هر رک، با واحد «جای رک» تعریف کرد. ولی شکل و اندازهٔ دیگر تجهیزات همچون ذخیره‌ساز نواری یا سرورهای بزرگ سازمانی، ممکن است با رک‌های معمول فرق داشته باشد. ازاین‌رو آن‌ها را باید به‌دقت و به‌روشنی توصیف کرد. افزون بر این برای جانمایی می‌باید مسیر جریان هوای تجهیزات فاوا را نیز در نظر گرفت. جریان هوای رک‌های معمولِ فاوا از جلو به عقب است؛ ولی برخی از دستگاه‌ها الگوی متفاوتی همچون جلو به بالا دارند [مطالعهٔ بیشتر]. در این کار به تجهیزات برق و سرمایش نیز باید توجه بشود. البته بسیاری از تجهیزات جدید برق و سرمایش، یا درون رک نصب می‌شوند یا طراحی آن‌ها چنان است که با ردیف رک‌ها یکپارچه می‌شوند. این ویژگی جانمایی را آسان می‌سازد.

تاثیر پلان کف بر عملکرد مرکزداده

بسیاری از ویژگی‌های مهم مرکزداده از پلان کف تاثیر می‌پذیرند. برای درک روش موثرِ چیدمان کف، باید پیامدها و اثرات آن را درک کرد.

تعداد جای رک

تعداد رک‌هایی که می‌توان در سالن نصب کرد، بسیار وابسته به چیدمان کف است. با اینکه تخمین تعداد جای رک به‌شکل میانگین، با تقسیم‌کردن سطح سالن بر ۲٫۶ متر مربع بر رک امکان‌پذیر می‌شود؛ عدد واقعی برای هر مرکزدادهٔ مشخص ممکن است بسیار متفاوت از این مقدار معمول باشد.

اصل پایه‌ایِ طراحی پلان کف این است که تعداد جای رک در سالن باید هرچه بیشتر باشد. هر تغییر کوچکی در مکان دیوارها، تجهیزات فاوای موجود، دستگاه‌های تهویهٔ مطبوع، همچنین دستگاه‌های توزیع برق ممکن است تاثیر بسیاری بر تعداد بالقوهٔ جای رک داشته باشد. هنگامی که به ظرفیت برق زیاد نیاز باشد، این اثر چند برابر می‌شود. به همین دلیل است که رویکرد دقیق و روشمند برای طراحی پلان کف ضرورت دارد.

توان مصرفی دست‌یافتنی

پلان کف بر مقدار دست‌یافتنیِ توان مصرفی تاثیر بزرگی دارد. چیدمان ضعیف چنانچه با برخی از معماری‌های خاص سرمایش نیز همراه بشود، میزان مجاز توان رک مشخص را تا ۵۰ درصد کاهش می‌دهد. این مسئله در مرکزدادهٔ مدرن، ریسک بزرگ عملکرد به شمار می‌رود. زیرا میزان توان مصرفی فناوری‌های جدید، به‌خودی‌خود کار را بر قابلیت‌های طراحی مرکزداده سخت می‌کند. در بسیاری از مراکزداده ممکن است بهره‌بردار بخواهد بخش‌ها ظرفیتیِ گوناگون داشته باشد. اگر چنین باشد، ظرفیت این ناحیه‌ها را در چیدمان تجهیزاتِ متفاوت مشخص می‌کنند. بدین ترتیب برای تعریف و تعیین ظرفیت مرکزداده، داشتن پلان کف ابزار ضروری است.

پیچیدگی سیستم توزیع

 پلان کف در پیچیدگی سیستم توزیع برق و هوارسانی بسیار اثرگذار است. به‌طور کلی بهره‌گرفتن از ردیف‌های طولانی‌تر و جانماییِ ردیف‌ها بدین شکلی که در این مقاله آمده است، این مشکل را آسان می‌کند، از هزینه می‌کاهد، همچنین اطمینان‌پذیری را افزایش می‌دهد.

پیش‌بینی‌پذیری عملکرد سرمایش

پلان کف علاوه بر اثرگذاری بر میزان ظرفیت مرکزداده، در پیش‌بینی‌پذیری ظرفیت نیز نقش دارد. بهترین روش آن است که ظرفیت در دسترس، از پیش و برای هر جای رک معلوم بشود. روش معمول کنونی که تجهیزات را به امید بهترین نتیجه با سهل‌انگاری اجرا می‌کند، کار درستی نیست. به‌کار گرفتن پلان کف کارآمد همراه با فناوری سرمایش ردیفی، پیش‌بینیِ ظرفیت سرمایش را به‌شکل آسان و مطمئن فراهم می‌سازد. ابزارهای طراحی همچون InfraStruXure Designer ساخت شرکت اشنایدر الکتریک، می‌توانند در چرخهٔ طراحی از فرایند‌ خودکار استفاده کنند. هنگامی که چیدمان از روش‌های استاندارد پیروی می‌کند، بهره‌برداران با نرم‌افزارهای عملیاتی آماده‌ و از پیش تنظیم‌شده همچون InfraStruXure Manager می‌توانند بر ظرفیت برق و سرمایش به‌شکل آن‌به‌آن نظارت کنند.

بهره‌وری الکتریکی

بیشتر کاربران از دانستن نقش چشمگیری که چیدمان تجهیزات در مصرف برق مرکزداده دارد، بسیار شگفت‌زده می‌شوند. دلیل این مسئله تاثیر بسزای جانمایی بر بهره‌وری سیستم هوارسانی است که به‌ویژه در شیوه‌های قدیمی سرمایشِ محیطی نمود بیشتری دارد. جانمایی‌کردن درست تجهیزات با اثرگذاری بر بهره‌وریِ سیستم تهویهٔ مطبوع، موجب کاهش چشمگیر مصرف برق مرکزداده می‌شود.

• چیدمان بر دمای هوای برگشتی دستگاه CRAC تاثیر می‌گذارد. جانمایی نامناسب موجب می‌شود هوا با دمای کمتر به دستگاه بازگردد. بازگشت با دمای کمتر، بهره‌وری CRAC را کاهش می‌دهد. [مطالعهٔ بیشتر]
• چیدمان بر دمای هوای رفت دستگاه CRAC نیز تاثیر می‌گذارد. اگر جانمایی نامناسب باشد، برای خنک‌کردن همهٔ مصارف فاوا، به دمای هوای رفت کمتری نیاز خواهد بود. هوای رفت خنک‌تر، بهره‌وری دستگاه CRAC را کاهش می‌دهد و موجب رطوبت‌زدایی از هوا می‌شود. این مسئله نیاز تاسیسات به دستگاه رطوبت‌ساز را افزایش می‌دهد که مصرف انرژی بیشتر را در پی دارد.
• چیدمان بر هوایی که CRAC به جریان می‌اندازد تا دما را با درآمیختن هوای سالن همگن کند، تاثیر می‌گذارد. جانمایی نامناسب موجب می‌شود فن‌ها برای برهم زدن هوا به توان بیشتری نیاز داشته باشند. مصرف برق بیشتر، بهره‌وری را کاهش می‌دهد؛ تا آنجا که ممکن است به تعداد بیشتری از دستگاه‌های CRAC نیاز باشد و مصرف برق از این هم بیشتر بشود.

تخمین محتاطانه نشان می‌دهد میلیاردها کیلووات ساعت برق به‌دلیل طراحی نادرستِ کف سالن‌های مراکزداده به هدر می‌رود؛ در حالی که کمابیش همهٔ این مقدار قابل پیش‌گیری است.

اصول پایهٔ چیدمان تجهیزات

اگر رک را در چیدمان به‌عنوان واحد توسعهٔ سالن در نظر بگیریم، می‌توان در طراحی پلان کف به‌روش استاندارد دست یافت. خلاصهٔ اصول پایه‌ای این طراحی عبارت‌اند از:

• هدایت جریان هوا با استفاده از چیدمان دالان گرم ـ دالان سرد
• فراهم‌کردن راه‌های دسترسی ایمن و آسان
• هماهنگ‌بودن طراحی تایل‌های سقف و کف با جای تجهیزات
• به کمترین تعداد رساندن دستگاه‌های فاوای جداافتاده و حداکثر کردن مقدار طول ردیف‌ها
• پیش‌طراحی چیدمانِ همگی تجهیزات، حتی با وجود پلان‌های تعریف‌نشده (آینده)

روش موثر طراحی پلان کف از درک درست همین اصول به دست می‌آید.

هدایت جریان هوا با چیدمان دالان گرم ـ دالان سرد

استفاده از چیدمان دالان گرم ـ دالان سرد روش رایجی است. اصول آن در مستنداتی همچون « ASHRAE TC 9.9 تاسیسات مشاغل حیاتی و حساس» [6] یا «رهنمودهای حرارتی برای محیط‌های پردازش داده» [7] سال ۲۰۰۴ آمده است. موسسهٔ آپ‌تایم (Uptime Institute) نیز دراین‌باره مقاله‌ای با عنوان «دالان‌های یک‌درمیان سرد و گرم، سرمایش باثبات‌تری در تاسیسات فراهم می‌کند» [8] منتشر کرده است. اصل اولیه این است که هوای گرم تهویه‌شده و هوای سردی که وارد می‌شود، هرچه بیشتر ازهم جدا باشند. این کار با ایجاد دالان سرد که ورودی هوای تجهیزات در آن است و دالان گرم که خروجی هوای تهویه‌شده در آن است، ممکن می‌شود. منظور از این کار، کاستن از مقدار هوای گرم تهویه شده‌ای است که به‌سوی ورودی هوای تجهیزات کشیده می‌شود. [مطالعه دربارهٔ بازگشت هوای تهویه‌شده]

شکل ۲: پلان چیدمان اصلیِ تجهیزات مرکزداده برای دالان گرم ـ دالان سرد

تصویر کلی چیدمان دالان گرم ـ دالان سرد را در شکل ۲ مشاهده می‌کنید. خانه‌های ردیف‌ها در شکل ۲، رک‌های فاوا را نمایش می‌دهند. رک‌ها در هر ردیف چنان سامان‌دهی شده‌اند که روبه‌رو یا پشت‌به‌پشت هم باشند و دالان‌های گرم و سرد را به وجود آورند.

با افزایش توان مصرفی، مزایای چیدمان دالان گرم ـ دالان سرد به‌خوبی آشکار می‌شود. برخلاف چیدمان بی‌برنامه یا چیدمانی که در آن رک‌های تمام ردیف‌ها به یک جهت باشند، در رویکرد دالان گرم ـ دالان سرد اگر دستگاه‌های CRAC به‌خوبی سامان‌دهی بشوند، توان مصرفی را می‌توان بدون رخ‌دادن نقاط داغ تا ۱۰۰ درصد یا بیشتر افزایش داد. از آنجا که چیدمان دالان گرم ـ دالان سرد، بجز رک کاملا بسته برای تمام معماری‌های سرمایش مزایای روشنی دارد، راهبرد اصلی طراحی برای هر نوع از جانمایی کف به شمار می‌رود.

فراهم‌ساختن گذرگاه ایمن و راحت برای دسترسی

الزامات قانونی همچنین منطق چنین حکم می‌کند که گذرگاه دسترسیِ مناسب در اطراف تجهیزات فراهم باشد. در سیستم دالان گرم ـ دالان سرد به‌شکل طبیعی راهروهایی شکل می‌گیرد که درست تعریف شده‌اند. از آنجا که هر مرکزدادهٔ کارآمدِ دارای چیدمان ردیفی برای گذرگاهِ دسترسی مسیرهایی دارد، ضروری است تاثیر محل ستون‌ها را بر این چیدمان شناسایی و درک کنیم. ستونی که در میان ردیف قرار می‌گیرد، ممکن است کمابیش فضای سه رک را اشغال کند. بدتر آن است که وسط دالان بیفتد و آن را ببندد که موجب حذف ردیف کامل می‌شود. شکل ۳ و ۴ نشان‌دهندهٔ تاثیر احتمالی مکان ستون بر چند جای نصب رک است. [9] سالنی که شکل 3a نشان می‌دهد، بدون هیچ ستون گنجایش ۴۰ جای رک دارد. شکل 3b نشان می‌دهد که اگر ستون در درون ردیف رک‌ها بیفتد، تنها بر یک رک اثر می‌گذارد.

شکل ۳: نمونه‌ای از تاثیر ستون بر تعداد بالقوهٔ جای رک؛ هنگامی که ستون در ردیف‌ها باشد

ستونی که در دالان ساماندهی شده باشد، تاثیر کارآمدتری دارد. شکل 4a ستون را در درون دالان نشان می‌دهد. البته گاهی ممکن است مراجع ذی‌صلاح مطابق با قوانین منطقه‌ای چنین تشخیص بدهند که جابه‌جاکردن ردیف تجهیزات که احتمالا همراه با حذف موقعیت‌های در دسترس رک‌ها خواهد بود، مکان را برای معلولان نامناسب خواهد کرد. [10] این محدودیت پذیرفتنی است. شکل 4b نشان می‌دهد کوشیده‌اند با جابه‌جاکردن رک‌ها عرض کافی برای دالان فراهم کنند. ولی این کار نادرستی است؛ زیرا به کارکرد چیدمان دالان سرد ـ دالان گرم به‌شدت آسیب می‌رساند و از پیش‌بینی‌پذیری سرمایش می‌کاهد. در شکل 4c چند رک را چنان جابه‌جا کرده‌اند که ستون در وسط دالان نباشد. توجه کنید که در این حالت تعداد جای رک‌ها بسیار کم شده (۲۹ از ۴۰) و ۲۵ درصد کاهش یافته است. آخرین طرح پیشنهادی را شکل 4d نمایش می‌دهد. ردیف رک‌ها را در این پیکربندی به‌جای جهت شرق به غرب، در جهت شمال به جنوب چیده‌اند. به این جابه‌جایی «تغییر جهت محور چیدمان» [11] می‌گویند. در این چیدمان می‌توان ۳۵ رک جا داد که در مقایسه با روش جابه‌جاکردنِ ردیف‌ها مطلوب‌تر است. در ادامهٔ این مقاله دربارهٔ چرخش ۹۰ درجه‌ای محور چیدمان برای دستیابی به مکان‌های بهینه، ملاحظات و نکاتی را بیان خواهیم کرد.

شکل ۴: نمونهٔ تاثیر ستون بر تعداد بالقوهٔ جای رک؛ هنگامی که ستون‌ها در دالان باشد

شکل 4a-b – مقاله ۱۴۴ حالت a و b	شکل 4c-d – مقاله ۱۴۴ حالت c و d

یکی از کارهای رایج این است که ستون‌ها را درون ردیف‌ها بیندازند. البته ستونی که درون ردیف باشد، جای بالقوهٔ نصب تجهیزات را اشغال می‌کند. این ضرورت که ستون‌های سازه نباید در فضای راهرو باشند، مشکل مهمی برای فراهم‌کردنِ بیشترین جا برای تجهیزات به وجود می‌آورد. زیرا وجود ستون در درون دالان به‌ناچار بخشی از مسیر راهرو را می‌بندد. چنان‌که در شکل 4c می‌بینید، هنگامی که ردیف تجهیزات میان دیوار یا موانع دیگر و ستون قرار می‌گیرد، جابه‌جاکردن آن ردیف‌ برای جاگیری ستون‌ها موجب هدر رفتن فضای یک ردیف کامل می‌شود. ازاین‌رو جانمایی درست ردیف‌ها چنان‌که در هماهنگی با ستون‌ها باشد، نکتهٔ مهمی است که در چیدمان کف باید به آن توجه بشود.

هم‌راستا بودن تجهیزات با تایل‌های سقف و کف

طراحی تایل‌های سقف و کفِ بسیاری از مراکزداده، بخشی از سیستم هوارسانی است. در مرکزدادهٔ دارای کف کاذب، ضروری است شبکهٔ پوشش کف با رک‌ها هم‌راستا باشد. اگر رک‌ها با شبکهٔ کف به‌خوبی هماهنگ نباشند، درست‌بودن جریان هوا آسیب زیادی خواهد دید. همچنین سودمند خواهد بود اگر شبکهٔ تایل‌های سقف و کف نیز با یکدیگر هم‌راستا باشند. ازاین‌رو طراحی و نصب شبکهٔ تایل‌های کف نباید پیش از تعیین چیدمان تجهیزات انجام بشود. این شبکه باید با چیدمان تجهیزات هماهنگ باشد و مطابق با گزینه‌ها در جهت‌گیری ردیف‌ها سامان‌دهی بشود.

متاسفانه اغلب طراحان و تصمیم‌گیرندگان چنین فرصت بهینه و رایگانی را از دست می‌دهند. از این کوتاهی دو اشکال پیش می‌آید:

۱ـ شبکهٔ تایل‌ها با رک‌ها ناهماهنگ خواهد بود که کم‌شدن بهره‌وری و کاهش قابلیت تامین ظرفیت را در پی دارد.

۲ـ شبکهٔ تایل‌ها هماهنگ با رک‌ها خواهد بود؛ ولی چیدمان ناکارآمد از تعداد رک‌های قابل نصب در محیط خواهد کاست.

گام (Pitch): معیار اندازه‌گیری فضای ردیف‌ها

طول ردیف‌های چیدمان دالان گرم ـ دالان سرد با افزودن بر تعداد رک‌ها تغییر می‌کند. این ویژگی انعطاف‌پذیری چشمگیری فراهم می‌سازد. عرض دالان‌ها انعطاف کمتری دارد؛ زیرا به جانمایی تجهیزات موجود وابسته است. در مرکزداده به‌اندازهٔ فاصلهٔ هر ردیف تا ردیف دیگر «گام» (Pitch) می‌گویند. [12] گام در چیدمان ردیف‌ها عبارت از فاصلهٔ مرکز هر دالان سرد تا مرکز دالان سرد کناری است. (شکل ۵)

شکل ۵: نمایش «گام» (Pitch) در چیدمان ردیف‌ها

شکل ۶ چهار گونه از گام استاندارد را در چیدمان کف مرکزداده نمایش می‌دهد. اندازهٔ هر گام با بیان تعدادی از تایل‌های ۶۰۰ میلی‌متری تعریف می‌شود. توجه کنید که رک‌های تجهیزات در هر چهار گام، هماهنگ با تایل‌های دالان سرد سامان‌دهی شده‌اند. زیرا دالان‌های سرد در تاسیساتِ دارای کف کاذب که با سرمایش محیطی کار می‌کنند، برای هوارسانی نیازمند به تایل‌های تهویه (تمام سوراخ‌دار) هستند.

شکل ۶: نمایش چهار گونه از گام استاندارد در چیدمان ردیف‌ها

شکل 6a-b – مقاله ۱۴۴ حالت a و b	شکل 6c-d – مقاله ۱۴۴ حالت c و d

شکل ۷: راهنمای ‌انتخاب گام مناسب

گام شکل 6a فشرده‌ترین هندسه را برای یک جفت ردیف دارد. پهنای آن برابر با ۷ تایل (۴٫۲۵ متر) است که رایج‌ترین گام سازه‌ای در چیدمان ردیف‌های مرکزداده به شمار می‌رود. البته  وضعیت‌هایی نیز هستند که به گام‌های پهن‌تری نیاز دارند. با بهره‌گرفتن از روندنمای (Flowchart) شکل ۷ می‌توان پس از مشخص‌شدن طراحی مرجع مرکزداده، یکی از ۴ گزینهٔ بالا را انتخاب کرد. برای نمونه در این فلوچارت می‌بینید که برای مصارف پرظرفیتی که از هوارسانیِ کف کاذب بهره می‌برند، انتخاب گام شکل 6b ظرفیت سرمایش کف کاذب را در دالان سرد تا ۵۰ درصد افزایش می‌دهد. از سوی دیگر هنگام به‌کاربردن رک‌های با پلنوم اختصاصیِ سرمایش که در پشت رک نصب و تثبیت می‌شود، ممکن است به گام شکل 6c یا 6d نیاز باشد.

تعیین فواصل برای محیط‌های با کف سازه

برای محیط‌های با کف سازه، استفاده از گام‌های ردیفیِ غیر استاندارد مناسب‌تر است که از چهار گام پیش‌گفته کوچک‌تر هستند. گام‌های شکل ۶ رک‌های دالان سرد را با تایل‌های کف هم‌راستا کرده‌اند تا هوارسانی (سرد) از کف کاذب به‌خوبی انجام شود. هنگامی که از کف کاذب استفاده نمی‌شود، این کار لزومی ندارد. برای نمونه وضعیت پرظرفیتی را فرض کنید که عمق رک به‌دلیل وجود لوازم جانبیِ سرمایشی در پشت آن، به‌جای ۱ متر ۱٫۳ متر است. با به‌کاربردن کمترین فاصلهٔ ردیفی با دالان گرم ۰٫۹ متری و دالان سرد ۱٫۲ متری، کمترین عرض گام مجاز برابر با ۴٫۷ متر (فضای ۲۰ سانتی‌متری × ۲ ردیف رک) به دست می‌آید. هرگاه کف سازه با جانمایی گام‌های استاندارد (شکل ۶) دچار اشکال شود، مثلا چند سانتی‌متر اختلاف فضا یک ردیف کامل را بی‌استفاده کند، می‌توان گام را فشرده ساخت. ولی ابعاد نباید از عرض ۰٫۹ متر برای دالان گرم و ۱٫۲ متر برای دالان سرد کمتر بشود.

پلان موثر مرکزداده باید با ردیف‌های دوتایی اجرا شود و از فواصل گام‌های پیش‌گفته استفاده کند. گرچه در ادامه خواهیم گفت که دستیابی به چیدمان بهینه، موانع و محدودیت‌های گوناگونی پیش رو دارد.

به کمترین تعداد رساندن دستگاه‌های فاوای جداافتاده و حداکثر کردن مقدار طول ردیف‌ها

چنان‌که گفتیم، مهار کردن و جداسازیِ جریان هوای سرد و گرم در انتهای ردیف‌ها کار دشواری است که از تلاش برای آن نتیجهٔ مشخصی به دست نمی‌آید. زیرا هوای گرم، رک را دور می‌زند و در سمت دیگر به ورودی هوای تجهیزات فاوا می‌رسد. ازاین‌رو در طراحی مطلوب مرکزداده، به‌شکل نظری نباید ردیف‌ها انتها داشته باشند؛ یعنی طول بی‌نهایت. از سوی دیگر بدترین وضعیت ممکن آن هنگامی است که طول ردیف‌ها معادل یک رک باشد؛ یعنی رک‌های جداافتاده.

افزون بر این، طولانی‌تر بودن ردیف‌ها قابلیت اجرای موثر افزونگی را نیز بهبود می‌دهد. هدفِ چیدمان ردیف‌ها بیشینه‌کردن طول آن‌ها است؛ چنان‌که هم‌زمان گذرگاه دسترسی مناسب و ایمن نیز فراهم باشد. به‌طور کلی چیدمان با ردیف‌های طولانی‌تر مطلوب‌تر شمرده می‌شود و باید از ردیف‌های کوتاه با طول ۱ تا ۳ رک پرهیز کرد.

ملاحظات دربارهٔ عرض رک‌ها

رک‌های استاندارد (پهنای ۶۰۰ میلی‌متری) که با تایل‌های کف کاذب هم‌عرض هستند، به‌خوبی با یکدیگر هماهنگ می‌شوند. هنگامی که می‌خواهند کابلی را از کف کاذب برای رک بیرون بیاورند، معمولا تایل زیر آن را سوراخ می‌کنند که درست زیر رک درمی‌آید و کابل را از آنجا می‌گذرانند. سپس اگر رک را جابه‌جا کنند یا به‌کلی بردارند، به‌سادگی تایلِ سوراخ‌شده را با تایل بدون سوراخ دیگری جایگزین می‌کنند.

رک‌های عریضی که با تایل‌های استاندارد کف کاذب مطابقت ندارند، ما را با مسئلهٔ جدیدی روبه‌رو می‌کنند. زیرا ممکن است رک روی دو تا سه تایل را بپوشاند. هنگامی که چنین رکی را برمی‌دارند، دیگر نمی‌توان تایل سوراخ‌شده را به‌سادگی با تایل دیگری جایگزین کرد. زیرا قسمتی از آن تایل به زیر رک‌های کناری رفته است. با اجرای زیرسقفیِ کابل‌کشی شبکه و برق می‌توان از چنین مشکلاتی دوری کرد.

برنامه‌ریزی پیشاپیش برای چیدمان تمامی کف

اولین مرحلهٔ اجرای تجهیزات، اغلب محدودیت‌هایی را برای اجراهای بعدی به وجود می‌آورد. به همین دلیل است که چیدمان همهٔ کف را باید پیشاپیش برنامه‌ریزی و طراحی کرد.

اصول پایهٔ ساختار چیدمان سالن

بسیاری از مراکزداده تجهیزات را در فضای مشخصی نصب می‌کنند که از پیش موجود است. در چنین حالتی، چیدمانِ ساختار سالن ثابت است و قابل تنظیم و تغییر نیست. در بعضی از مراکزداده می‌توان دیوارها را جابه‌جا کرد یا تغییرات دیگری داد. مرکزداده‌ای که در ساختمان جدید برپا می‌شود، دربارهٔ جای دیوارها گزینه‌های بیشتری دارد. یکی از اصول پایهٔ طراحی مرکزداده که اغلب به آن بی‌توجهی می‌شود، همین قابلیت بازآرایی دیوارها است که بهره‌بردن از آن عملکرد مرکزداده را به‌مقدار زیادی بهبود می‌دهد. ازاین‌رو اگر چنین امکانی فراهم باشد، محدودهٔ سالن باید بر اساس اصول استاندارد طراحیِ مرکزداده جانمایی شود. این اصول را در ادامه بیان خواهیم کرد. [13]

استانداردسازی ابعاد سالن

هر سالن بر اساس نوع گامی که برای آن انتخاب می‌شود، دارای ابعاد مطلوب مشخصی است. با فرض اینکه سالن یا محیط دارای شکل مستطیل باشد و صرف‌نظر از مشکلات ناشی از وجود ستون‌های سازه که پیش‌تر گفته‌ایم، طول و عرض مطلوب به‌شکل زیر تعیین می‌شود:

• اندازهٔ یکی از ابعاد سالن (طول یا عرض) باید مضربی از گام دالان گرم ـ دالان سرد، بعلاوهٔ فضای دسترسی پیرامونی به‌مقدار تقریبی ۲ تا ۴ تایل باشد.
• اندازهٔ بُعد دیگر سالن، انعطاف دارد و بر طول ردیف‌های رک تاثیر می‌گذارد.

عملکرد سالنی که یکی از ابعاد آن بهینه نباشد، به‌مقدار چشمگیری کاهش می‌یابد؛ به‌ویژه اگر سالن کوچک‌تر باشد. نخست اینکه امکان دارد چون بخشی از فضا قابل استفاده نیست، تعداد رک‌ها از آنچه انتظار می‌رود کمتر شود. مشکل دیگر ناشی از چیدمان نامطلوب است که چندان نیز به‌چشم نمی‌آید. این مشکل کمتر بودنِ توان مصرفی و بهره‌وری برق سیستم است.

شکل ۸: نمایش تاثیر ابعاد سالن بر تعداد ردیف‌ها

برای درک بهترِ تاثیر ابعاد سالن بر تعداد رک‌ها، اکنون سالنی را در نظر می‌گیریم که طول ثابت آن ۸٫۵ متر و عرض آن متغیر باشد. طول ردیف‌ها در چنین محیطی ۱۰ رک است که برای دسترسی در انتهای هر ردیف به‌اندازهٔ ۲ تایل (۱٫۲ متر) فاصلهٔ پیرامونی وجود دارد. چنان‌که شکل ۸ نمایش می‌دهد، تعداد رک‌های قابل نصب در این سالن، به‌عنوان تابعی از عرض آن تغییر می‌کند.

در شکل ۸ می‌بینید که چگونه افزودن بر تعداد ردیف‌ها موجب افزایش تعداد رک‌های قابل نصب در سالن می‌شود. افزون بر این چنان‌که نمودار نشان می‌دهد، عدد مشخصی از رک‌ها مطلوب‌تر است. زیرا اگر تعداد ردیف‌ها زوج باشد، می‌توان یک جفت دالان سرد ـ دالان گرم به محیط اضافه کرد. در شکل زیر ابعاد مطلوب انتخاب شده است؛ یعنی گام به‌اندازهٔ فشرده‌ترین حالت (شکل 6a) و فواصل پیرامونی به‌اندازهٔ ۲ تایل. عدد کنار نقشهٔ هر سالن (به‌متر) عرض محیط را نشان می‌دهند.

مکان ستون‌های سازه در جانمایی محدودهٔ سالن

پیش‌تر بیان کردیم که جای ستون‌های سازه در سالن، بر چیدمان تجهیزات تاثیر زیادی دارد. ازاین‌رو هنگامی که گزینه‌ای دربارهٔ جانماییِ محدودهٔ سالن پیش رو داریم، بهره‌گرفتن از رهنمودهای زیر مفید است:

• برای فضای کوچک‌تر، محدودهٔ سالن را چنان سامان دهید که تا می‌شود هیچ ستون سازه‌ای درون محیط تجهیزات نباشد.
• سالن باید تا بشود به‌شکل مستطیل باشد. در اَشکال غیرمعمول، اغلب نمی‌توان از فضای تورفتگی‌های دیوار یا زوایا به‌شکل کارآمد استفاده کرد. این مسئله توان مصرفی و بهره‌وری الکتریکی را کاهش می‌دهد.
• هرگاه وجود ستون در محیط گریزناپذیر باشد ولی محدودهٔ سالن را بتوان تغییر داد، می‌باید پلان کف را بر اساس ابعاد استاندارد و گام ضروری چنان تعیین کرد که گویی ستونی وجود ندارد. سپس ستون را درست در جای یکی از رک‌ها یا بهتر از آن در انتهای ردیف گذاشت.
• در محیط‌های بسیار بزرگ، مکان قرارگیری دیوارها نسبت به ستون‌ها اغلب انعطاف‌پذیری لازم را ندارد.

هنگامی که ستون (سومین مورد بالا) درست در جای یکی از رک‌ها قرار می‌گیرد، می‌باید فاصلهٔ میان ستون و رک‌های کناری را به‌خوبی بست و درزبندی کرد. اگر این فواصل با پنل‌های پرکننده مسدود نشوند، جریان هوای سرد و گرم درهم می‌روند و عملکرد سرمایش آسیب می‌بیند.

اجرای مرحله‌به‌مرحله

هنگام برنامه‌ریزیِ اجرای گام‌به‌گام، دو راهبرد پیش رو است که هریک مزایای خودش را دارد:

• تقسیم محیط مرکزداده با بهره‌گرفتن از دیواره‌ها
• جانمایی پیشاپیش برای ردیف‌های آینده

هرگاه مراحل آیندهٔ اجرا با عدم قطعیت زیادی روبه‌رو باشند، می‌توان از دیواره (پارتیشن) بهره گرفت و محیط مرکزداده را به دو یا چند بخش تقسیم کرد. مزایای این کار عبارت است از:

• امکان تغییر کاربری محیط
• امکان انجام تغییرات زیربنایی در زیرساخت، بدون تداخل با کارکرد محیط‌های دیگر
• امکان عقب انداختن نصب و اجرای زیرساخت اصلی، یعنی کارهایی همچون لوله‌کشی یا کابل‌کشی، تا تاریخ مشخصی در آینده

پیدایش معماری ردیفیِ ماژولار برق و سرمایش، موجب کاهش نیاز به دادن تغییر اساسی در زیرساخت اجراهای جدید شده است. همچنین به‌مقدار زیادی از هزینه و عدم قطعیت لوله‌کشی و کابل‌کشی کاسته است. به‌کاربردن این معماری نیاز به پارتیشن‌بندی را نیز بسیار کم می‌کند. با این حال امکان تغییر کاربریِ محیط برای برخی بهره‌برداران بسیار ارزشمند است. عامل اصلی پارتیشن‌بندی موفق، درک این مسئله است که هرگز نباید دیواره‌ها را دل‌بخواهی و بدون تحلیلِ سناریوی چیدمانِ تجهیزات اجرا کرد. به این دلیل که انتخاب نادرست مکان پارتیشن‌ها، چیدمان کف را در معرض آسیب جدی قرار می‌دهد.

در تعیین و تنظیم دیوارها و پارتیشن‌های مرکزداده می‌باید اصولی به کار رود که با اصول تعیین محدودهٔ کلی سالن همانند هستند. فواصل استاندارد ردیف‌ها را نیز باید در نظر گرفت. هر اشتباه در این مرحله مشکلاتی در پی می‌آورد (شکل ۹).

شکل ۹: تاثیر تقسیم‌بندی محیط بر تعداد رک‌های قابل نصب

به شکل ۹ توجه کنید که چگونه جای دیوار در سناریوی پایینی، موجب شده ردیف شمارهٔ ۵ در چیدمان تجهیزات از دست برود. یعنی ۱۰ رک از ۸۰ رک چیدمان حذف شده که ۱۲ درصد از کل رک‌ها است. این میزان هدررفت از سطح اشغال، مقدار چشمگیری است. می‌بینیم که جای دیوار فقط اندکی نادرست است. ولی در این حال اگر ردیف پنجم آنجا باشد، فاصلهٔ دیوار تا دیوار کم می‌شود که اندازهٔ آن برای گذرگاه دسترسی مناسب نیست. پس به‌ناچار این ردیف را حذف کرده‌اند که به کاهش تعداد رک‌ها و هدررفت فضا انجامیده است. همچنین در این وضعیت، گذرگاه دسترسی که در فاصلهٔ میان ردیف ۶ و دیوار قرار دارد، با دالان گرم یکی شده که کار کردن در آن برای افراد راحت نیست. همهٔ این‌ها در کنار هم نشان می‌دهد چگونه در تقسیم‌بندیِ محیط مرکزداده، کوچک‌ترین تغییر در جای دیوار آثار مهمی بر جای می‌گذارد.

مراحل طراحی پلان کف

اگر در چیدمان کف از «رک» به‌عنوان واحد توسعهٔ فضای سالن و از «گام هر جفت ردیف» به‌عنوان معیار فاصله‌گذاری استفاده بشود، می‌توان در تعیین جانمایی به‌روش استاندارد دست یافت. انجام کار با نمودار پلان کف آغاز می‌شود. در ادامه خلاصهٔ اصول دیگر آن را بیان می‌کنیم:

شناسایی و مکان‌یابیِ محدودیت‌های سالن

نخست همهٔ محدودیت‌های فیزیکی سالن را شناسایی و مکان‌یابی کنید:

• ستون‌ها: تعیین ابعاد دقیق ستون‌های ساخته‌شده (As-built)
• درها با چهارچوب
• تجهیزات ثابت موجود: جعبه‌کلیدها، اتصالات لوله‌ها، تجهیزات اطفای حریق، تجهیزات سرمایش

گزینه‌های اصلی سطح سالن را تدوین کنید

تجهیزات اضافیِ سالن را شناسایی کنید. همچنین گزینه‌های تحویل و نصب آن‌ها را با توجه به محدودیت‌های کنونی بررسی کنید:

• تجهیزات اضافیِ داخل سالن را مشخص کنید. این تجهیزات غیر از تجهیزات فاوا و دستگاه‌های سرمایش و برق ردیفی هستند. این‌ها دستگاه‌های بخش سرمایش، اطفای حریق، برق، همچنین وسایل محیط کار افراد هستند.
• اگر سالن کف کاذب دارد، طول رمپ‌های دسترسی را مشخص کنید و همهٔ گزینه‌های احتمالی را برای جاگیری رمپ در فضا بررسی کنید.

اگر سالن کف کاذب خواهد داشت، در این مرحله می‌بایست مشخص شده باشد. بسیاری از مراکزدادهٔ پرظرفیت جدید، کف کاذب ندارند. بنابراین داشتن کف کاذب را نباید پیش‌فرض گرفت. بلکه برعکس گاهی نیز لازم می‌شود کف کاذب موجودِ اجراهای جدید جمع‌آوری شود.

تعیین محور اصلی چیدمان تجهیزات فاوا

دو محور اصلی یا جهت برای چیدمان ردیف‌ها وجود دارد: موازی طول سالن، موازی عرض سالن. «انتخاب محور» یکی از حساس‌ترین تصمیم‌های طراحی پلان مرکزداده است که نقش بزرگی بر عملکرد و اقتصاد محیط دارد. هنگامی که از چیدمان جفتیِ ردیف‌ها، با دالان گرم ـ دالان سرد و گام ضروری یا مطلوب استفاده می‌شود، باید هر دو محور اصلی چیدمان را ارزیابی کرد و مزایای هریک را روشن ساخت. در انجام این ارزیابی از موارد زیر اطمینان یابید:

• ستون‌ها درون گذرگاه‌های اصلیِ دسترسی نباشند.
• اگر سالن بدون کف کاذب است، ردیف‌ها با شبکهٔ سقف کاذب هم‌راستا باشند؛ چنان‌که تایل‌های دالان سرد درست و به‌شکل کامل بالای ردیف قرار گیرند.
• میان انتهای ردیف‌ها و دیوار، فاصلهٔ کافی وجود داشته باشد.
• پیرامون هریک از تجهیزات ثابت سالن، فاصلهٔ کافی برای دسترسی وجود داشته باشد.
• چنانچه به رمپِ دسترسی نیاز هست، جای قرارگیری آن به‌شکل بهینه انتخاب شده باشد.
• فضاهای باز یا با کاربری دیگر، در درون دالان سرد باشند نه دالان گرم.
• در گزینه‌های بالا برای چیدمان سطح سالن، همهٔ تجهیزات اضافی جانمایی شده باشند.
• نباید جهت چیدمان ردیف‌هایی که با گذرگاه دسترسی جدا شده‌اند، برعکس شود.
• همهٔ ردیف‌ها باید هم‌راستای یک محور باشند. به‌عبارتی همهٔ ردیف‌ها با هم موازی باشند و هیچ‌یک بر دیگری عمود نباشد.
• پلان کف باید همهٔ سالن را در بر بگیرد، هرچند که هنوز برخی از بخش‌های سالن هیچ برنامه‌ریزی اجرایی نداشته باشد.

برای چیدمان مطلوب باید موارد زیر را در نظر گرفت:

• با کدام محور می‌توان ستون‌های سازه را به بهینه‌ترین شکل جانمایی کرد؛ چنان‌که از گذرگاه‌های دسترسی بیرون باشند؟
• از کدام محور بیشترین تعداد جای نصب رک به دست می‌آید؟
• کدام محور با توجه به گام مطلوب، میان دالان گرم ـ دالان سرد بهترین عملکرد را دارد؟
• کدام محور در اجرای دالان گرم ـ دالان سرد، فضای کافی برای جفت‌بودنِ تعداد ردیف‌ها فراهم می‌آورد و از فرد شدن جلوگیری می‌کند؟
• کدام محور کمترین ردیف‌های کوتاه و رک‌های جداافتاده را دارد؟
• اگر بهره‌بردار اهدافی همچون بازدید از مرکزداده دارد، کدام چیدمان زیباترین شکل ظاهری را به مرکزداده می‌دهد؟

اهمیت هریک از این معیارها ممکن است برای بهره‌برداران مختلف متفاوت باشد. هرچند که محور چیدمان را اغلب بر پایهٔ زیبایی و با بی‌توجهی به عملکرد مرکزداده انتخاب می‌کنند؛ سپس از تصمیم نادرست خود پشیمان می‌شوند. روش بهتر آن است که هر دو محور را در هنگام برنامه‌ریزی و طراحی ارزیابی کنید؛ آنگاه بر پایهٔ آنچه به دست می‌آید تصمیم بگیرید و انتخاب کنید.

تعیین قطعی محدودهٔ ردیف‌ها

در فرایند انتخابِ محور اصلی چیدمان، معمولا جای ردیف‌ها به‌دقت تعیین می‌شود. پس از این کار باید محدودهٔ ردیف‌ها را معلوم و تایید کرد. اکنون باید فهمید انتهای ردیف‌ها کجا است؛ یعنی محدودهٔ شروع و پایان ردیف‌ها را با توجه به تجهیزات دیگر و ستون‌ها یا دیوارها تعیین کرد.

گذرگاه دسترسی میان انتهای ردیف و دیگر موانع می‌باید با توجه به رهنمودهای زیر فراهم باشد:

• برای دیوارهای معمول، فاصلهٔ پذیرفته تا انتهای ردیف دست‌کم ۲ تایل است. در مرکزدادهٔ بزرگ‌تر، برای دسترسیِ بهتر معمولا ۳ تایل مناسب‌تر است.
• در بعضی چیدمان‌ها ممکن است بهتر باشد انتهای ردیف به دیوار بچسبد. هرچند که بدین ترتیب دالان بن‌بست می‌شود و طول چنین دالان‌هایی را الزامات قانونی محدود می‌کند.
• ممکن است مقررات منطقه‌ای برای ردیف‌های طولانی‌تر از ۱۰ رک اجبار کند که برای عبور کارکنان در میان ردیف‌ها فاصله‌هایی وجود داشته باشد. چنین الزامی خواستهٔ کاربردی کارشناسان را نیز برآورده می‌سازد که نیاز دارند بدون دور زدنِ مسافت طولانی بتوانند به هر دو سوی رک‌ها دسترسی داشته باشند.
• فاصله‌ای که جلوی ردیف (در دالان سرد) یا پشت ردیف (در دالان گرم) با تجهیزات دیگر دارد، باید برای اطمینان از مناسب‌بودن گذرگاه دسترسی به‌دقت بررسی شود. همچنین اینکه برای تعمیر و نگهداریِ آن دستگاه‌های دیگر نیز دسترسی ضروری وجود داشته باشد و مقررات رعایت شده باشد.
• باید بررسی شود که در پلان کف، دسترسیِ هیچ‌یک از تجهیزات را لوله‌کشی یا دیگر مسیرهای تاسیسات یا سایر موانع محدود نکرده باشد.

محدودیت‌ها و جانمایی‌های بالا باید پیش از انتخاب محور و تایید چیدمانِ ردیف‌های سالن مشخص شده باشند.

فرایند طراحی پلان کف برای مرکزدادهٔ کوچک که تا دو ردیف رک دارد، ممکن است به‌اندازهٔ مطالعهٔ ساده باشد. ولی در سالن‌های بزرگ برای اینکه مقیاس‌ها در برنامه‌ریزی دقیقِ چیدمان کف به‌شکل متناسب در نظر گرفته بشوند، به ابزارهای کامپیوتری نیاز هست. به‌شکل مطلوب باید به محیط تاسیسات رفت و چیدمانِ ردیف‌ها و مرز فضاها را با چسب‌های رنگی شبیه‌سازی کرد. چنین کاری برای بیشتر طراحی‌های کوچک (فقط چیدمان تجهیزات) و در بعضی از بازسازی‌های کلی عملی است. اغلب در این مرحله محدودیت‌های غافل‌گیرکننده‌ای پیدا می‌شود که در طراحی مفهومی آشکار نشده بود.

تعیین ظرفیت ردیف ـ رک

پس از اینکه محدودهٔ ردیف‌ها و جهت‌گیریِ محور آن‌ها تعیین شد، می‌توان رک‌ها را جانمایی کرد. چیدمان رک‌ها با مرحلهٔ ساخت پارتیشن‌بندیِ ردیف‌ها آغاز می‌شود. هر مرحله دارای منطقه‌ها یا ناحیه‌هایی است که هریک الزامات ظرفیتی ویژهٔ خودشان را دارند. در مقالهٔ «راهنمایی‌ برای تعیین توان مصرفی مرکزداده» [4] مقرراتی را بیان کرده‌ایم که سطح ترجیحی و مقرون‌‌به‌صرفهٔ الزامات ظرفیت را تعیین می‌کند و برای عملی‌کردنِ توسعهٔ مبتنی بر نیاز سودمند است.

تعیین نقطهٔ مرجع، برای سالن جدید

در تاسیساتی که از پیش کف کاذب داشته است، جای دقیق شبکهٔ کف در نسبت با دیوار، از قبل تعیین شده و ما در گام‌های آغازین فرایند از این موضوع آگاه شده‌ایم. مکان شبکهٔ کف کاذب در سالن‌های جدید، وابسته به چیدمان کف است. در پلان باید یک نقطهٔ شاخص را برای شبکهٔ کف کاذب مشخص کرد و آن را در سالن به‌روشنی و پی‌درپی نشانه‌گذاری نمود. ضروری است پیمانکاری که کف کاذب را اجرا می‌کند، شبکهٔ پوشش کف را هم‌راستا با این نقطهٔ شاخص نصب کند. زیرا اگر چنین نکند، امکان دارد بعدها نتوان به‌دلیل محدودیت مرز فضاها، چیدمان را برای هماهنگ‌کردن با شبکهٔ کف جابه‌جا کرد. چنین بی‌توجهی در طراحی کف کاذب موجب هدررفت چشمگیرِ قابلیت توان مصرفی می‌شود و از بهره‌وری انرژی بسیار می‌کاهد. با اینکه از چنین اشتباه بسیار بدی به‌خوبی می‌توان پیش‌گیری کرد، رخ‌دادن آن در ساختن مرکزداده رایج است. مرکزداده‌ای که به‌جای کف کاذب از کف سازه استفاده می‌کند، چنین مشکلی را ندارد.

اگر در مرکزداده برای نورپردازی یا برای مسیر هوای برگشت از سقف کاذب استفاده می‌شود، به‌ویژه توصیه می‌شود نقطهٔ شاخص در راستای شبکهٔ سقف باشد. البته این موضوع به‌اندازهٔ هماهنگ‌بودن با شبکهٔ کف اهمیت ندارد.

به کمترین تعداد رساندن دستگاه‌های فاوای جداافتاده و حداکثر کردن طول ردیف‌ها

سیستم توزیع سرمایش برای ردیف‌های با طول سه رک یا کمتر، اثربخشی کمتری دارد. در ردیف‌های کوتاه امکان درهم رفتن هوای سرد و گرم بیشتر است. به همین علت اگر یکی از ابعاد سالن کمتر از ۶ تا ۴٫۶ متر باشد، آنگاه از دید سرمایش، یک ردیف طولانی از چندین ردیف بسیار کوتاه بهتر است.

تعیین چیدمان کف

گام پایانی در فرایند طراحی پلان کف، تعیین‌کردن چیدمان سالن برای مراحل بعدی طراحی‌ و نصب پروژهٔ مرکزداده است. چیدمانِ تعیین‌شده به‌عنوان نمودار دقیق پلان کف، مستند و مکتوب می‌شود. مشخصات آن دربرگیرندهٔ همهٔ سالن‌ها و اندازه‌گیری موانع، همهٔ مکان رک‌های مشخص‌شده (Rack Locations)، همهٔ فضاهای غیرقابل استفاده، همچنین نیاز به برق و سرمایش آن تجهیزات فاوایی است که رک‌پایه نیستند (Non-rack-based). به‌شکل مطلوب نمودار مشخصات با ابزارهای کامپیوتری همچون InfraStruXure Designe از اشنایدر الکتریک ایجاد می‌شود که طراحی کامل زیرساخت فیزیکی مرکزداده را با جزئیات سطح رک امکان‌پذیر می‌سازد.

اشتباه‌های رایج

بسیاری از بهره‌برداران مراکزداده که چیدمان اولیه و ابتدایی را اجرا می‌کنند، در آینده و در ادامهٔ توسعهٔ تاسیسات با مشکلات گوناگونی روبه‌رو می‌شوند. اکنون چند مشکل بسیار متداول را برمی‌شماریم که از تجارب اشنایدر الکتریک به دست آمده است:

خطاهای اولیه در طراحی کلی چیدمان

کار نصب را بیشتر مراکزداده، بدون در دست داشتن برنامهٔ جامعِ اجرای تجهیزات شروع می‌کنند. ازاین‌رو با پیشرفت اجرای چیدمان به تنگناهایی دچار می‌شوند. از جمله:

• تعدادی از تجهیزات سخت‌افزاری به‌گونه‌ای نصب می‌شوند که به‌جای چیدمان گرم‌به‌گرم، چیدمان گرم‌به‌سرد دارند. یعنی جلوی برخی از آن‌ها در مقابل پشت برخی دیگر قرار گرفته است. نتیجه اینکه نقاط داغ به وجود می‌آید و توان مصرفی به هدر می‌رود.
• تجهیزات گسترش می‌یابند تا به نزدیک دیوار می‌رسند. آنگاه آشکار می‌شود که جای کافی برای اجرای آخرین ردیف وجود ندارد. در حالی که اگر برنامه‌ریزی مناسب برای چیدمان در دست می‌بود، این ردیف آخری نیز جا می‌شد.
• محور چیدمان برای ردیف‌ها انتخاب و اجرا می‌شود. سپس گذشت زمان آشکار می‌کند که اگر ردیف‌ها با محور دیگری جانمایی می‌شدند یعنی عمود بر وضع کنونی، تعداد تجهیزات نصب‌شده در سالن بسیار بیشتر می‌بود. ولی اکنون دیگر برای تغییردادن دیر شده است.
• تجهیزات گسترش می‌یابند و به‌سوی یکی از ستون‌های سازه پیش می‌روند. سپس آشکار می‌شود که این ستون درون گذرگاه دسترسی می‌افتد و اجرای تجهیزات را محدود می‌کند. در حالی که اگر برنامه‌ریزی برای چیدمان وجود می‌داشت، گنجایش فضا برای تعداد تجهیزات بسیار بیشتر می‌بود.
• تجهیزات گسترش می‌یابند تا آشکار می‌شود که با فواصل استانداردِ تایل‌ها منطبق نیستند. ازاین‌رو در اجرای پرظرفیت مشکل خواهند داشت. زیرا تایل‌های تهویه به‌شکل کامل در دالان سرد قرار نمی‌گیرند. نتیجه اینکه توان مصرفی به هدر می‌رود.

بیشتر مراکزدادهٔ موجود با یک یا چند مشکل پیش‌گفته درگیر هستند که کاهش عملکرد را در پی دارد. این مشکلات در مرکزدادهٔ معمول موجب اتلاف ۱۰ تا ۲۰ درصد از کل سطح اشغالِ مکان رک‌ها می‌شود. از سوی دیگر هدررفتِ قابلیت توان مصرفی نیز بیش از ۲۰ درصد است. با برنامه‌ریزی ساده می‌توان از این هدررفت عملکرد جلوگیری کرد که زیان مالی چشمگیری به بهره‌بردار مرکزداده تحمیل می‌کند.

به‌خطر انداختن نتیجهٔ برنامه‌ریزی با بی‌توجهی به ستون‌های سازه

در تحلیل‌های بالا از نقش مهم مکانِ ستون‌های سازه در چیدمان تجهیزات گفتیم و اینکه بی‌توجهی به آن چه دشواری‌هایی را تحمیل می‌کند. برای جلوگیری از پیامدهای غافل‌گیرکننده باید جای ستون‌ها در پلان کف به‌دقت مشخص شود.

بسیاری از نقشه‌های ساختمانی، ابعاد درست ستون‌های سازه را نشان نمی‌دهند. مشکلات پیش‌گفته با این ایراد پیچیده‌تر می‌شود. در واقعیت برای جا دادن کابل‌ها و لوله‌ها، اغلب ستون‌ها را با ابعاد بزرگ‌تر از نیاز می‌سازند. بنابراین اندازهٔ واقعی ستون‌ها را باید با اندازه‌گیری در محل به دست آورد و نباید به نقشهٔ معماری ساختمان اعتماد کرد.

افزودن پارتیشن، بدون بررسی تاثیر آن بر جانمایی تجهیزات

بسیاری از مراکزداده را به‌دلایل گوناگون پارتیشن‌بندی می‌کنند که یکی از آن‌ها اجرای مرحله‌به‌مرحله است. معمولا پارتیشن‌ها را در واپسین مراحل طراحی و بدون توجه و بررسی به پلان می‌افزایند. ولی اجرای پارتیشن‌ها برای بیشینه ساختنِ عملکرد مرکزداده، راهکاری است که به بررسی و برنامه‌ریزی زیادی نیاز دارد. ستون‌ها چنان مشکل‌ساز هستند که بهترین راهبرد برای آن‌ها، اغلب این است که پارتیشن‌ها را در راستای بیشترین تعداد ممکن از ستون‌‌ها بچینند. در هر حال به‌کاربردن آنچه در بخش «اجرای مرحله‌به‌مرحله» همین مقاله بیان کرده‌ایم، کمک می‌کند از مشکلات پرهیز شود. همچون هنگامی که پارتیشن نابجا، مکان یک ردیف کامل از تجهیزات را بی‌استفاده می‌کند.

نتیجه‌گیری

چیدمان کف در فرایند طراحیِ پروژه‌های بزرگ و کوچک مرکزداده گام بسیار مهمی است. اگر در همان ابتدای فرایندِ برنامه‌ریزی به پلان کف نپردازیم، پیامدهای جبران‌ناپذیری بر عملکرد نهایی مرکزداده دارد. از جمله می‌توان کاهش ظرفیت تجهیزات فاوا، کاهش قابلیت تامین توان مصرفی، همچنین افزایش رقم قبض برق را برشمرد.

بسیاری از کاربران تصور می‌کنند چون معلوم نیست که در آینده چه دستگاه‌های فاوایی نصب خواهد شد، نمی‌توان پلان کف را در همان آغاز فرایند ایجاد کرد و ارائه نمود. در این مقاله نشان دادیم که آگاهی‌داشتنِ پیشاپیش از مشخصات دقیق دستگاه‌های فاوا، در بیشتر طراحی‌ها ضرورتی ندارد. زیرا بیشتر مزایای برنامه‌ریزیِ چیدمان کف مستقل، از دستگاه‌های فاوای نصب‌شده به دست می‌آیند.

داشتن پلان کف مناسب، پایهٔ ضروری برای طراحی‌کردنِ برنامهٔ ظرفیت کارآمد و مرحله‌به‌مرحله است. در واقع برنامهٔ ظرفیت مرحله‌به‌مرحلهٔ بدون پلان کف، از دید فنی مبهم و ناقص است. با به‌کارگیری پلان کف در روش طراحی استاندارد می‌توان طراحی مرکزداده را خودکارتر و پیش‌بینی‌پذیرتر ساخت.

پانویس

[1] این مطلب بخشی از کتاب «آئین‌نامهٔ مهندسی مرکزداده» و ترجمهٔ فارسی مقالهٔ زیر است:

APC White Paper 144: “Data Center Projects: Establishing a Floor Plan” (Revision 2)

نویسنده نیل راسموسن (Neil Rasmussen) [آشنایی با نویسنده و مطالعه‌ی مقالات فارسی او]، مترجم نازلی مجیدی، بازنویسی و ویراستاری پرهام غدیری‌پور، به‌کوشش دکتر بابک نیکفام، تهیه‌شده در باشگاه مراکزداده

[2] این واحد اندازه‌گیریِ قراردادی، در مرکزداده برای بیان مساحت به کار می‌رود. اندازهٔ سطح اشغال رک، مشخص و استاندارد است. ازاین‌رو از «تعداد جای رک» برای بیان مساحت سطح اشغال سایر تجهیزات و برای محاسبات استفاده می‌کنند.

[3] APC White Paper 142: Data Center Projects: System Planning

[4] APC White Paper 120: Guidelines for Specification of Data Center Power Density

[5] Index points for the floor or ceiling grid: برای پوشاندن سطح سقف یا کف کاذب با تایل‌های مربعی، چنانکه کمترین شکل ناقص (تایل شکسته) تحمیل بشود (تایل برش‌خورده)، نصب تایل‌های کامل را از جای مشخصی در سطح شروع می‌کنند. این نقطه‌ای است که به آن «نقطهٔ مرجع» می‌گویند.

[6] ASHRAE TC 9.9 Mission Critical Facilities

[7] Thermal Guidelines for Data Processing Environments

[8] Alternating Cold and Hot Aisles Provides More Reliable Cooling for Server Farms

[9] شکل ۳ و شکل ۴ (تکهٔ اول، تکهٔ دوم) بر اساس چیدمان سالن با دالان سرد ۱۲۰ سانتی‌متری، دالان گرم ۹۰ سانتی‌متری، فاصلهٔ پیرامونی ۱۲۰ سانتی‌متری ارائه شده است.

[10] قوانین مربوط به معلولان در سراسر جهان رهنمودهایی را برای گذرگاه مناسب ارائه داده‌اند. مراجع ذی‌صلاح محلی تعیین می‌کنند که فضاهای مناسب برای معلولان به‌شکل موردی بررسی شده است یا خیر. نمونه‌هایی از این قوانین را در اینجا مشاهده کنید:

1- ada.gov, 2- gov.uk, 3- comlaw.gov.au

[11] Axis of the layout

[12] این واژه همچنین برای توصیف فاصلهٔ تکرارشوندهٔ مرکزبه‌مرکز، برای موارد دیگری همچون رزوهٔ پیچ یا امواج صوتی یا ستو‌ن‌های دیوار به کار می‌رود.

[13] اگر در جانمایی سالن انعطاف‌پذیری کافی ندارید، می‌توانید از این بخش مقاله بگذرید.