数据中心改造项目造价控制分析

2023-01-02康国辉上海艾力克新能源有限公司上海201401

建筑科技 2022年3期

康国辉（上海艾力克新能源有限公司，上海 201401）

新世纪迎来大数据、人工智能的高速发展，对数据储存、计算需求越发旺盛，数据中心已经成为支撑社会数字化转型必不可少的基础设施，是数字经济蓬勃发展的重要引擎。我国数据中心建设项目的规模和市场份额正呈现出爆发式的增长。

对既有项目进行数据中心化改造不仅可以缩短建设周期，节约资金，还可以利用原有项目资源，盘活闲置存量项目，实现资源的优化配置。不同于普通民用、商办项目，数据中心机房建设项目是为数据中心提供关键的基础支持，其能耗由 IT 设备、制冷系统设备、供配电系统设备、其他设备组成，通常改造项目机电造价占比可高达 85%，扣除 IT设备、冷水机组、冷却塔、板式换热器、蓄冷罐、精密空调、不间断电源、蓄电池、变压器、中压柜及柴油发电机设备等后，机电造价占比仍然可达 35%。本文以 S 市厂房改造数据中心项目为例（简称“S 项目”），并结合同类项目经验，针对数据中心改造项目造价管控重点及要点进行分析，希望能为同类数据中心改造项目的造价控制提供参考。

1 案例介绍

S 项目的原厂房为光伏生产车间，总建筑面积 78 905.03 m2。改造后数据中心项目建筑面积 81 943.73 m2，负载 42.3 MW，机柜数量 3 582 个。分三期建设，一期建筑面积 19 840 m2，地上三层；二期建筑面积 19 840 m2，地上三层，三期建筑面积 23 050 m2，地上三层；各期负载均为 14.1 MW，机柜数量均为 1 194 个。目前一期已投入运营。二期已竣工验收，三期正在建设。

2 数据中心改造项目造价控制重难点分析

2.1 荷载及加固改造

一般厂房标准设计荷载要远小于数据中心主机房的荷载要求。改造项目 S 的主机房恒载要求为 12 kN/m2、钢瓶间12 kN/m2、电力室、电池室 16 kN/m2，而原有厂房恒载要求为 8 kN/m2，因而需要对原结构进行局部的拆改以及加固处理。常用的结构加固方式有增加钢结构、加大原有混凝土结构截面、碳纤维加固、型钢加固等。数据中心项目为减少冷桥，一般外立面的门窗洞口小，同时业主也会依据项目情况对改造有具体的要求，如不得破坏原有外立面效果。原厂房正处于使用阶段，原有的建筑结构图纸不能全部反映厂房的现状，需要进行项目的现场踏勘。综上所述，拆改和加固部分的造价虽然占比不高，但影响因素复杂、子目繁多，是造价控制的重难点。

2.2 电路改造

S 项目为 A 级机房，需设置双路外市电系统，要求采用不间断电源系统及自备应急电源，保证在偶然断电情况下还能保证机柜的正常运行，且电容量需满足数据中心用电需求。而原有厂房的电力引入方式为单路供电，因此需向当地供电部分申请引入市电电源,并增加电容量。双路电、扩容等需要经供电局审批确定变电站接入点、外线路径，场内需增设 35 kV 开关站、10 kV 用户站，增加外线建设及场地内站点建设。双路市电接入数据中心中压柜，同时每路市电下都会配置变压器、低压柜，并配置不间断电源、并机柜、输出柜、蓄电池等。外线建设、场地内站点建设、场地内线路建设等都会大幅增加造价。

2.3 冷系统改造

数据中心设备需 24 h×365 d 不间断地运行，布置密集且发热量大，为保证设备不因冷热空气的混合影响正常使用，需采取合理的制冷及送风模式。原有厂房的制冷系统通常达不到数据中心项目的要求，需要根据主机房布局重新设计。

S 项目主机房、电力室、电池室制冷系统采用冷冻水精密空调，一层我域改造成冷冻机房，冷冻水由冷冻机房引出A、B 路进入各层环网，冷却水进入屋面冷却塔，冷冻水末端为精密空调，配置在各个空调间。冷冻机房改造前的地面承重不能满足设备承载要求，需增加设备基础，无论采取土方开挖至持力层还是压密注浆加固地基的方式均会产生较多成本。冷冻机房平面位置决定如何将管道引入各层环网，冷冻水管道采用无缝钢管，每米造价较高。因此平面布局不仅影响能耗，也对成本有重要影响。

2.4 改造项目变更、签证多

改造项目因改造前资料不全、踏勘不细致，容易忽略现有场地状况或忽视原有场地复杂程度，进而产生理解分歧、偏差，造成变更签证多，导致成本增加。

3 数据中心改造项目造价控制要点分析

3.1 拟改建项目的选择

在投资决策阶段，需要依据原有项目资料来测算改造为数据中心项目所需的成本，需考虑公司战略布局、收购成本、改造成本、能耗指标等，其中改造成本涉及到结构改造、外立面改造、外总体改造、室外构筑物新建等。改造成本会因原项目的情况不同而差异较大。

如 S 项目原荷载 8 kN/m2，电力室、电池室增加至16 kN/m2，主机房、钢瓶间增加至 12 kN/m2，结构加固采用粘钢＋粘碳＋扩大界面方式，加固成本约 330 元/m2。某项目二层原层高 5.5 m，层高不满足要求，拆除原屋面结构，升高柱子并重做屋面，改造后层高 6.12 m，结构改造费用约 560 元/m2。若收购项目正处于完成报规、尚未开工的阶段，报规资料中明确外立面为造型铝板幕墙，且因规划要求不得修改建筑的外立面形式，单幕墙成本需增加约800 元/m2。

因此在项目前期，需重视项目的已报规资料，考虑各项手续办理的难易程度，综合分析各项成本，尽可能选择与拟建项目锲合度高的已有项目作为拟改造项目。

3.2 项目定位

从战略布局出发，合理确定数据中心规模、机房建设等级，根据目标客户群体定位，选择最优单机柜功率。如果项目目标客户已落地，可以按照客户功能需求配置设备。如果尚无落地客户，可参照当前主流功能需求或公司战略目标定位确定，结合价值工程原理实现最佳效果，需要同时启动工艺与设计工作，减小成稿过程中设计修改工作量。

3.3 方案设计

依据项目功能需求，进行方案设计的比选，包括各系统的设计、平面布局、设备选型、品牌确定等。确定合理的设计方案对提高项目的投资收益有重要意义。一般而言，一路市电一路高压直流、一路市电一路 UPS(Uninterruptible Power Supply)、双路高压直流、双路 UPS 对应供电方案的成本将依次递增；水冷空调、间接蒸发冷、液冷对应的每种制冷模式建设成本、运营成本均不同；送风模式的不同也对造价有着在需求明确的前提下重点控制平面布局对节约成本至关重要。S 项目一期、二期布局紧凑，主机房、电力室等都在同一层；三期布局松散，电力室、电池室及冷冻机房位于一层，主机房位于二层。因布局松散导致的电缆量增加使得三期电缆造价比一期、二期高出约 205 元/ kW。平面布局应考虑缩短变压器与用户站距离，变压器与蓄电池、列头柜等的距离，减少电缆用量，降低成本。

3.4 界面划分

界面划分决定整个项目的合同目录，决定着成本控制的方向、策略。改造项目更要重视界面划分以及界面划分的颗粒度，建立健全造价管理台账，可有效厘清各承包商职责范围，避免不必要的争议产生。数据中心项目界面通常划分为机电总包、消防承包、弱电承包、柴发配套安装、市政配套、外电工程、甲供材料/设备。这样划分既满足项目管理需要、减小管理协调工作量，又能发挥各个承包商的竞争优势，有利于价格的充分竞争。

通常数据中心项目的设备造价占比高达 50%，为有效管理和节约成本，宜将主要设备列为甲供，包括冷水机组、冷却塔、蓄冷罐、板式换热器、水泵、高压柜/中压柜、三箱柜、变压器、不间断电源、蓄电池、柴油发电机组、列头柜、精密空调等。根据设备特点划分甲供设备与机电总包的界面，如变压器，设备板车交货，交货后的运输、储存、安装均由机电总包负责；冷却塔由供货商完成设就位、组装，机电总包仅负责接驳管道等工作。专业性强的工作发挥供货商优势，其余工作发挥机电总包价格优势。

消防水、消防电、防排烟划分到消防承包商；综合布线、视频监控、门禁、BA 系统、动环系统等划分到弱电承包商；将柴油发电机安装、油路系统、并机系统等划分为柴发配套安装工程。从专业度、验收、价格竞争优势等角度，均能发挥每个承包商的专业优势与价格优势，整合最优资源，有利于成本控制。

3.5 合同模式的选择

施工合同一般分为固定总价合同和固定综合单价合同。依据项目特点，结合项目进度计划和招标图纸深度，选择合适的合同模式对造价管控有着重要作用。

如招标图的深度已达到可以用来指导施工的程度，建议采用固定总价合同模式招标，按照合同总价＋签证、变更金额＋索赔金额进行结算。签证、变更的成本控制可以在施工阶段完成，有助于及时掌握成本变化趋势。如需在图纸深度不够的情况下招标，建议采用固定综合单价合同。在施工图完成后进行重计量，将单价合同以补充协议形式转为总价合同。