淺談人工智能算力中心建筑設(shè)計(jì)與空間布局

來源：建科 瀏覽：- 發(fā)布日期：2025-11-21 08:56:06

1、概述

人工智能算力中心的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮數(shù)據(jù)中心的散熱、承重、消防、防雷、電磁屏蔽及未來可擴(kuò)展性等多方面因素。空間布局需科學(xué)合理，以滿足大規(guī)模高性能計(jì)算設(shè)備的高效運(yùn)行、維護(hù)以及人員的正常活動(dòng)需求。

2、人工智能算力中心建筑設(shè)計(jì)的核心邏輯

人工智能算力中心（AI算力中心）與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的核心差異，在于其對高密度算力支撐、持續(xù)熱管理、彈性擴(kuò)展的極致需求，建筑設(shè)計(jì)需以“技術(shù)適配性”為核心，平衡功能性、安全性與經(jīng)濟(jì)性。其核心邏輯可概括為“三維適配”：一是適配AI服務(wù)器的高密度部署（單機(jī)柜功率常達(dá)20-50kW，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的5-10kW）；二是適配算力集群的低延遲互聯(lián)需求（需縮短服務(wù)器間物理距離，減少信號損耗）；三是適配全生命周期的運(yùn)維效率（降低設(shè)備更換、能耗管控的操作成本）。

建筑設(shè)計(jì)的首要原則是“在地性適配”，需結(jié)合區(qū)域氣候、土地條件優(yōu)化方案：寒冷地區(qū)可采用“自然冷卻+間接蒸發(fā)冷卻”的混合制冷模式，建筑外立面可設(shè)計(jì)成高隔熱密閉結(jié)構(gòu)，減少冷量流失；炎熱潮濕地區(qū)則需強(qiáng)化空調(diào)系統(tǒng)的除濕能力，建筑布局優(yōu)先保障氣流組織合理性，避免陽光直射機(jī)房區(qū)域。同時(shí)，AI算力中心作為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，建筑需具備一定的“抗災(zāi)冗余”，抗震等級通常不低于8級，防洪標(biāo)準(zhǔn)需滿足百年一遇，外立面材料優(yōu)先選用防火、耐腐蝕的工業(yè)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)需滿足數(shù)據(jù)中心大規(guī)模設(shè)備安裝及運(yùn)行的要求，如高功率密度計(jì)算設(shè)備的承重需求。根據(jù)設(shè)備擺放的力學(xué)模型，計(jì)算并選擇合適的承重結(jié)構(gòu)材料及結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)需考慮未來5-10年的設(shè)備升級需求，預(yù)留一定的冗余空間和承重能力。

4、功能區(qū)域劃分

根據(jù)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部功能模塊的不同，將整體空間劃分為以下幾個(gè)主要功能區(qū)：計(jì)算區(qū)(ComputeArea)、存儲區(qū)(StorageArea)、網(wǎng)絡(luò)區(qū)(NetworkArea)、監(jiān)控與管理區(qū)(MonitoringandManagementArea)、維護(hù)與支持區(qū)(MaintenanceandSupportArea)、電力設(shè)備區(qū)(PowerEquipmentArea)、冷卻設(shè)備區(qū)(CoolingEquipmentArea)、管理與辦公區(qū)(Administrationand0fficeArea)等。

5、空間布局優(yōu)化

在進(jìn)行空間布局時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)優(yōu)化：

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

2）通道優(yōu)化：設(shè)計(jì)合理的維護(hù)通道和設(shè)備巡檢路徑，減少交叉干擾，提高設(shè)備維護(hù)效率。通道寬度應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備搬運(yùn)和維修的要求。

3）電力與數(shù)據(jù)線纜規(guī)劃：預(yù)留充足的電力布線空間和弱電布線空間，形成獨(dú)立的垂直或水平橋架系統(tǒng)，減少線纜混亂和交叉。通過計(jì)算來確定所需橋架的數(shù)量和承重能力。

4）可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)：在平面布局和豎向布局中預(yù)留擴(kuò)展空間，確保數(shù)據(jù)中心能夠根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需求進(jìn)行功能的增加或擴(kuò)容。

6、綠色環(huán)保設(shè)計(jì)

建筑設(shè)計(jì)應(yīng)高度注重綠色環(huán)保理念，采用高效節(jié)能的設(shè)備和材料：

1）自然采光：合理設(shè)計(jì)天窗或玻璃幕墻，利用自然光線進(jìn)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(shè)置雨水收集系統(tǒng)，用于冷卻設(shè)備的冷卻水源或綠化灌溉。

4）廢棄物處理系統(tǒng)：設(shè)計(jì)高效的廢棄物處理系統(tǒng)，包括廢水處理和固體廢棄物分類回收。

總之，通過科學(xué)合理的建筑設(shè)計(jì)與空間布局方案，確保人工智能算力中心的長期穩(wěn)定運(yùn)行，并為未來的擴(kuò)展和升級提供可能性。