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從日本大地震看數據中心防震技術
2011-3-14 來源:IDC
關鍵詞:減震 隔震系統 日本大地震

    上周日本發生的地震已經造成廣泛性的破壞,并引發了海嘯。一些早期報告指出,部分電信服務已經發生中斷。但報告同時顯示,日本的大部分數據服務中心仍在照常工作,我們將繼續關注日本的相關報導。
    對于日本這樣一個地震頻發的國家,當地的數據中心是如何應對地震風險所帶來的種種問題的呢?近一千家日本公司正使用它們的成果來保護他們的設備。減震產品可以對主機柜體和框架進行加固,以保證主機在面對可能出現的最強烈的大地震時,只會發生輕微的振動。
    減震產品已經在過去十年中在保護日本數據中心的各類設備中交出了令人滿意的答卷——它已經幫助這些設備平安度過了十余次大型地震。該產品采用了具有技術專利的Ball-N-Cone(球體轉錐體)隔震系統,該裝置由兩塊負荷板材構成,其上帶有扣住鋼珠軸承的錐形凹槽。這種設計能夠使被保護的設備通過順暢及勻速的橫向移動抵消地震所帶來的動能。該產品根據安全狀況的不同,每柜安裝的花費在一千美元至一千五百美元之間。
    上述避震系統所承諾的平移極限范圍為八英寸,意即主機受地震影響而平移的距離小于八英寸時,則不會受到任何物理損傷。但對于我們時下面對的這場地震,關鍵問題是,這樣的強度(所帶來的動能將使主機平移超過理論上限)是不是超出了保護設備的能力之外。
    有許多地區,標準的避震方式是將螺栓固定在地板上。但WorkSafe的意見是,這種"剛性避震螺栓"的確能讓設備保持在原位,但地震所造成的動能會由設備自身承擔,這樣很可能導致主機及內部結構的損壞。
    現在我們列舉一個建筑級別的實例——舊金山的Digital Realty Trust(數字房地產信托公司)365主數據中心。該設施中容納著包含房產關鍵信息的系統,而這一舊金山旗艦級數據中心所安裝的,正是base isolation system(基礎隔震系統)。
    365主體坐落于堅固的地基之上,并由共計九十八根立柱支撐著整棟建筑。這九十八根立柱在板材和橡膠軸承的輔助下,共同構建成了一種名為"friction pendulum(摩擦鐘擺)"的避震架構,它能夠有效吸收由地震活動所造成的沖擊力。在面對地震時,該設施將使整棟建筑物相對其地基部分進行一定程度的位移。而樓內的管道、線纜及各種常用連接也相應具備隔離保護功能,以保證遭遇地震時仍能夠工作正常。
    大家都知道數據中心里設備的昂貴價格,因此有很多大型、專業型的數據中心還是采取了很多值得我們學習和借鑒的防震措施:

    數據中心的升級防震地臺

    數據中心建有升降防震地臺,確保冷氣順通及維持正常室溫。此外,升降防震地臺能減低靜電干擾,提供一個專業、優質的環境存放服務器。
    升降防震地臺一般有幾個特點:
    450mm升降防震地臺
    假天花系統
    升降防震地臺與假天花間存有2600mm凈空高度
    數據中心的地震滑行器
    許多數據中心采用隔震技術,來保護在一個大地震時的機架和服務器。去年WorkSafe的DylanMason提供了其公司的等基線(ISO-Base)平臺的一份說明書,這個等基線平臺坐在數據中心機架的底部,在地震時,可以移動,而不是固定在建筑物上,這樣可以減少損失。
    這些滑行器為服務器機房提供了解決方案。但對于整個數據中心,這種滑行器會怎樣呢?這里有一個建筑物級的地震緩解的例子,是由365Main提供的。365Main在其舊金山的旗艦數據中心,在設施改造時,安裝了隔震系統,用來安置關鍵任務系統。
    365Main大廈的隔震系統是以頂部為基礎的,支撐建筑物的98根柱子都裝備有一個特殊的連接裝置,它就是一個“摩擦力鐘擺”,它是由一個盤子和橡膠軸承組成的,這個裝置能吸收地震波動造成的沖擊。在地震中,這個裝置將使整個建筑物內的設施有效地在地面上漂浮。進入建筑物的管道、電纜和市政設施連接在上述隔離連接裝置的上面,使它們在地震中保持完整性。

    數據中心內地板防震支架

    一種機房地板防震支架,它包括底座、上下導軌、上梁、斜支承。上下導軌與上梁底座為一體,本實用新型由于支架高度可調,并能固定任意位置,支撐與地板固定加強了結構強度,底座可與地面固定,實現設備、地板、地面連成一體、具有高度可調、任意安裝、拆卸方便、增加了設備、地板的穩定性。
    數據中心的防爆墻及安全緩沖區
    數據中心防爆墻、安全緩沖區和高度的抗震設防烈度等防護措施,不僅可以使中央機房免于災難毀壞,并且可以實現現場無人值守運行。數據中心的中央機房遠離外部設施,且其一層外墻為防爆墻,有效防止人為破壞;園區周邊設置安全緩沖區,可御防非法闖入;中央機房高度的抗震設防烈度都可以減少地震給數據中心帶來的災難。
    數據中心的機柜對抗地震損壞的對策技術
    雙重框架防震結構
    立柱和隔檔分離的雙重框架結構,兩者之間安裝的「防震減震器」通過變形吸收地震能量,從而減低機柜的震動。
    抗震框架
    采用滾壓成形的多重彎曲立柱結構,實現了框架的輕量化及高剛性。
    防震減震器(2段可變式)
    裝上了雙層結構的高性能減震橡膠,具有在中小地震中呈現軟性、而大地震中則變硬。無論是震動大小,減震機柜都能發揮出高效的減震效果。
    數據中心內抗震框架及防震減震器的結合
    抗震框架及防震減震器的結合造就了突破性的防震能力
    雙重框架防震結構的機柜,能將機柜內的地震震動最低減至50%左右。高強度的耐震框架造就了能抵受地震能量的機柜結構。防震減震器之中安裝了能夠吸收能量的特殊高性能減震橡膠。高性能減震橡膠為雙層設置,其特點是在中小地震時呈現軟性、而大地震中則變硬。無論大小震動,減震機柜都能有效發揮減震效果。

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(藍劍)
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