淺談人工智能算力中心建筑設計與空間布局

來源：建科 瀏覽：- 發布日期：2025-11-21 08:56:06

1、概述

人工智能算力中心的建筑設計應綜合考慮數據中心的散熱、承重、消防、防雷、電磁屏蔽及未來可擴展性等多方面因素。空間布局需科學合理，以滿足大規模高性能計算設備的高效運行、維護以及人員的正常活動需求。

2、人工智能算力中心建筑設計的核心邏輯

人工智能算力中心（AI算力中心）與傳統數據中心的核心差異，在于其對高密度算力支撐、持續熱管理、彈性擴展的極致需求，建筑設計需以“技術適配性”為核心，平衡功能性、安全性與經濟性。其核心邏輯可概括為“三維適配”：一是適配AI服務器的高密度部署（單機柜功率常達20-50kW，遠超傳統數據中心的5-10kW）；二是適配算力集群的低延遲互聯需求（需縮短服務器間物理距離，減少信號損耗）；三是適配全生命周期的運維效率（降低設備更換、能耗管控的操作成本）。

建筑設計的首要原則是“在地性適配”，需結合區域氣候、土地條件優化方案：寒冷地區可采用“自然冷卻+間接蒸發冷卻”的混合制冷模式，建筑外立面可設計成高隔熱密閉結構，減少冷量流失；炎熱潮濕地區則需強化空調系統的除濕能力，建筑布局優先保障氣流組織合理性，避免陽光直射機房區域。同時，AI算力中心作為數字基礎設施，建筑需具備一定的“抗災冗余”，抗震等級通常不低于8級，防洪標準需滿足百年一遇，外立面材料優先選用防火、耐腐蝕的工業化板材（如彩鋼板、鋁合金夾芯板），兼顧耐久性與施工效率。

3、建筑結構設計

建筑結構需滿足數據中心大規模設備安裝及運行的要求，如高功率密度計算設備的承重需求。根據設備擺放的力學模型，計算并選擇合適的承重結構材料及結構形式。設計時需考慮未來5-10年的設備升級需求，預留一定的冗余空間和承重能力。

4、功能區域劃分

根據數據中心內部功能模塊的不同，將整體空間劃分為以下幾個主要功能區：計算區(ComputeArea)、存儲區(StorageArea)、網絡區(NetworkArea)、監控與管理區(MonitoringandManagementArea)、維護與支持區(MaintenanceandSupportArea)、電力設備區(PowerEquipmentArea)、冷卻設備區(CoolingEquipmentArea)、管理與辦公區(Administrationand0fficeArea)等。

5、空間布局優化

在進行空間布局時，需注意以下幾點優化：

1）高低配合理：高功率密度設備與非高功率密度設備合理分區，優先考慮高功率密度設備放置在靠近冷卻設備的位置，以減少熱量傳遞距離。

2）通道優化：設計合理的維護通道和設備巡檢路徑，減少交叉干擾，提高設備維護效率。通道寬度應滿足標準設備搬運和維修的要求。

3）電力與數據線纜規劃：預留充足的電力布線空間和弱電布線空間，形成獨立的垂直或水平橋架系統，減少線纜混亂和交叉。通過計算來確定所需橋架的數量和承重能力。

4）可擴展性設計：在平面布局和豎向布局中預留擴展空間，確保數據中心能夠根據業務發展需求進行功能的增加或擴容。

6、綠色環保設計

建筑設計應高度注重綠色環保理念，采用高效節能的設備和材料：

1）自然采光：合理設計天窗或玻璃幕墻，利用自然光線進行照明。

2）外墻隔熱：采用高性能隔熱材料，減少建筑能耗。

3）雨水收集與再利用：設置雨水收集系統，用于冷卻設備的冷卻水源或綠化灌溉。

4）廢棄物處理系統：設計高效的廢棄物處理系統，包括廢水處理和固體廢棄物分類回收。

總之，通過科學合理的建筑設計與空間布局方案，確保人工智能算力中心的長期穩定運行，并為未來的擴展和升級提供可能性。