Auswahl von Doppelböden und Paneelen für das Rechenzentrum

Aug 17, 2023

Dieser Tipp ist der zweite in einer Reihe zur Auswahl eines Doppelbodens für ein Rechenzentrum. Lesen Sie Teil eins über die Überlegungen zu einem Doppelboden in einem Rechenzentrum.

Nehmen wir an, Sie haben sich für die Verwendung eines Doppelbodens in einem Rechenzentrum entschieden. Was sind die wichtigsten Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt? Es gibt eigentlich drei: strukturelle Festigkeit, Luftstrom und Leckage, wenn Sie es zur Kühlung und zur Ableitung statischer Elektrizität verwenden. Die Auswahl und ordnungsgemäße Spezifikation eines Doppelbodens umfasst mehr, als wir hier behandeln können. In diesem Tipp wird jedoch erläutert, wie Doppelböden und -paneele anhand einer Vielzahl von Faktoren bewertet werden, darunter Bewertungen, Materialien der Bodenoberfläche und Luftstrom.

Doppelböden gibt es in vielen Arten und Ausführungen. Frühe Platten bestanden aus Holz, Holzverbundwerkstoffen oder Hohlstahl. Die meisten waren nicht besonders stark und mussten es auch nicht sein. Moderne Doppelböden für Rechenzentren bestehen in der Regel aus zementgefülltem Stahl oder Aluminiumguss. Für einen einfachen Zugang benötigen wir „eingelegte“ Paneele, die leicht entfernt werden können, und nicht die verschraubten Paneele, die an jeder Ecke mit den Sockeln verschraubt werden. Und da die Schränke in den heutigen Rechenzentren immer schwerer werden, benötigen wir die Stärke und Stabilität einer „verschraubten Stringer“-Unterkonstruktion und nicht von Paneelen, die sich an den Ecken einfach selbst mit den Sockeln verriegeln.

Die Auswahl eines Panels, das den strukturellen Anforderungen eines Rechenzentrums entspricht, kann verwirrend sein. In der Vergangenheit wurden Module aufgrund ihrer „Konzentrationslast“-Bewertung gekennzeichnet und vermarktet. Dies ist die maximale Belastung, die auf den schwächsten Quadratzoll der Fliese ausgeübt werden kann, ohne diese um mehr als einen bestimmten Betrag zu verformen. Verschiedene Hersteller geben jedoch andere Werte an, darunter die gleichmäßige Belastung (das durchschnittliche Gewicht pro Quadratfuß, das das Paneel tragen kann, wenn das Gewicht gleichmäßig über seine vier Quadratfuß große Fläche verteilt ist), die Streckgrenze (wo sich das Paneel dauerhaft verformt) und die Grenzlast (wo das Paneel das Gewicht tragen kann). (Eine konzentrierte Belastung führt tatsächlich dazu, dass das Paneel zusammenbricht oder bricht.)

Ein großer Hersteller gibt lieber die „Bemessungslast“ an, bei der es sich im Wesentlichen um die konzentrierte Last (multipliziert mit einem Sicherheitsfaktor) handelt, die gemessen wird, während das Paneel auf seiner eigentlichen Unterkonstruktion aufliegt, anstatt auf vier Eck-„Testblöcken“ abgestützt zu werden, wie es bei der üblichen Standardprüfmethode der Fall ist . Die Auslegungslast lässt sich zwar besser mit der realen Nutzung vergleichen, macht den Vergleich mit Produkten, die für konzentrierte Last ausgelegt sind, jedoch schwieriger. In jedem Fall ist uns die konzentrierte oder konstruktive Belastung und nicht die gleichmäßige Belastung am wichtigsten, da die Schränke normalerweise auf kleinen Nivellierfüßen oder Rollen stehen und nicht auf soliden, vollwertigen Untergestellen. Eine gleichmäßige Belastung ist in einem Rechenzentrum bedeutungslos.

Böden verfügen in der Regel über Design- oder konzentrierte Belastungswerte zwischen 1.000 und 3.000 Pfund. Welche Kraft brauchen wir also wirklich? Es besteht die Tendenz, die höchste Tragfähigkeit zu verwenden, nur weil die Schränke schwerer werden. Aber ist das wirklich notwendig? Bedenken Sie, dass ein 2.500 Pfund schwerer Schrank, dessen Gewicht gleichmäßig auf seine vier Füße oder Rollen verteilt ist, 625 Pfund auf einen Quadratzoll der Fliese bringen könnte. Wenn der Schrank 24 x 24 Zoll groß wäre, bräuchten wir eine Fliese, die für eine Tragfähigkeit von 2.500 Pfund ausgelegt ist. Heutzutage sind Schränke in der Regel größer, sodass alle vier Schrankstützbeine auf unterschiedlichen Fliesen stehen können. In diesem Fall würden Fliesen mit einem Gewicht von nur 1.000 Pfund jedes Bein tragen. Das Gewicht der Ausrüstung ist jedoch nie gleichmäßig innerhalb des Schranks verteilt, da sich das Gewicht normalerweise mehr auf die Vorderseite konzentriert. Darüber hinaus gibt es in Schrankreihen immer einige Fliesen, die die Beine von zwei Schränken tragen. Wenn also die ungleiche Belastung zu 850 Pfund auf jedem der Vorderbeine führt und beide Beine auf einer Fliese stehen, sind das 1.700 Pfund, was entweder einen Boden mit einer Tragfähigkeit von 2.000 Pfund oder zusätzliche Sockel unter Fliesen mit einer Tragfähigkeit von 1.500 Pfund erfordert . Warum nicht einfach auf Nummer sicher gehen und einen Boden mit einer Tragfähigkeit von 2.500 Pfund fordern? Berücksichtigen Sie bei dieser Entscheidung mehrere andere Dinge.

Erstens wiegen stärkere Böden in der Regel mehr, was, abhängig von der Tragfähigkeit der Gebäudeplatte, das Nutzgewicht des Schranks verringern kann, das ein Doppelboden tragen kann. Dies ist ein Grund, das Gewicht ähnlich bewerteter Paneele zu vergleichen, und es ist auch der Grund, warum einige Designer trotz ihrer viel höheren Kosten Aluminiumgussböden empfehlen. Zweitens: Obwohl einige Schränke 2.500 Pfund oder mehr wiegen können, werden andere wahrscheinlich weniger wiegen. Wenn Sie nur mehrere schwere Schränke haben, können zusätzliche Sockel darunter in Ordnung sein. Wenn Sie jedoch zu viele schwere Schränke haben, können zusätzliche Sockel vergessen werden, was zu Schäden am Boden führen kann. Eine weitere wichtige Bewertung ist die „rollende Last“, da wir die Schränke über den Boden und in Position bringen müssen. Hier können die Zahlen irreführend sein.

Die Platten sind für die Lasten ausgelegt, denen sie bei 10 Radüberfahrten standhalten, sowie für die Lasten, denen sie bei 10.000 Überfahrten standhalten. Daher ist es wichtig zu wissen, welche Arten von Lasten Sie wie oft über den Boden bewegen oder haben müssen Es stehen Abdeckplatten zur Verfügung, die Sie beim Transport von Geräten über Ihren Weg legen können (Sperrholz ist zu weich; eine dicke Hartfaser- oder Aluminiumbeschichtung ist erforderlich). Sie könnten auch stärkere Paneele in Ihren Lieferwegen installieren, sofern die Paneele mit unterschiedlichen Stärken in der Bodenstruktur austauschbar sind. Auf Datenblättern für rollende Lasten sind jedoch einige seltsame Zahlen aufgetaucht, deren Erklärung in der Dokumentation gut versteckt ist. Es gibt Tafeln, die 1.500 Pfund für 10 Raddurchgänge und 2.000 Pfund für 10.000 Raddurchgänge angeben! Wurden sie wirklich stärker, wenn mehr Gewicht tausende Male über sie gerollt wurde? Natürlich nicht! Die beiden Tests wurden mit unterschiedlichen Radgrößen durchgeführt, da die Panels vor 10.000 Durchgängen versagen würden, wenn die kleineren Räder mit dem gleichen Gewicht verwendet würden.

Natürlich ist es wichtig, die Datenblätter der Hersteller sorgfältig zu lesen und alles zu hinterfragen, was unpassend erscheint. Da nicht alle Bodenhersteller auf die gleiche Weise testen und spezifizieren, ist es auch gut zu wissen, wie die Tests durchgeführt wurden, um die Bewertungen zu vergleichen und festzustellen, ob sie von unabhängigen Testlabors durchgeführt wurden. Es gibt viele andere strukturelle Bewertungen für Doppelböden, diese werden jedoch am häufigsten in Gebieten untersucht, in denen keine Gefahr häufiger Erdbeben besteht.

Wir sollten uns auch Gedanken über die antistatischen Eigenschaften eines Bodenmaterials machen. Es gibt zwei Arten von Böden, die oft verwechselt werden: leitfähige und statisch ableitende. Technische Definitionen klassifizieren elektrostatisch ableitende Materialien als eine besondere Art von leitfähigen Böden, Hersteller von Doppelbodenprodukten für Rechenzentren und Reinräume werden sie jedoch im Allgemeinen separat identifizieren. Leitfähige Bodenbeläge werden typischerweise in Reinräumen verwendet, in denen Menschen mit Mikrochips umgehen. Diese Art von Bodenbelag weist einen geringeren Erdwiderstand auf als elektrostatisch ableitende Produkte. Leitfähige Böden sind für Rechenzentren weder erforderlich noch empfehlenswert.

In Rechenzentren benötigen wir elektrostatisch ableitende Böden, die statische Aufladungen von mehr als 100 Volt von unserem Körper und unserer Kleidung weg und durch die Bodenfliesen zum Boden leiten. Dies erfordert ein Oberflächenmaterial mit den erforderlichen statischen Ableitungseigenschaften und eine geerdete Unterkonstruktion, die die Entstehung statischer Elektrizität verhindert. Der Unterbau sollte außerdem elektrische Ladungen ableiten, damit diese für unsere Geräte nicht schädlich sind. Bei Arbeiten innerhalb von Geräten sollte weiterhin immer eine Handschlaufe getragen werden! Die Bewertungen sollten auf dem Widerstand von jedem Punkt der Paneloberfläche zum Sockel basieren, der außerdem ordnungsgemäß geerdet sein muss, damit er funktioniert.

Das Oberflächenmaterial auf dem Boden eines Computerraums sollte ein wartungsfreies Produkt sein. Es sollte niemals gewachst oder poliert werden müssen, da Wachs Schmutz ansammelt und mit Flüssigkeiten entfernt werden muss und beim Polieren Staub entsteht. Das Material muss außerdem hart genug sein, damit die Ausrüstung darüber rollen und darauf stehen kann, ohne einzubeulen oder sich zu verformen. Dies schließt Gummi- und Vinylmaterialien aus. Und natürlich sollten Sie niemals Teppiche jeglicher Art verwenden, da diese sowohl Partikel erzeugen als auch einfangen. Der am häufigsten verwendete Oberflächenbelag in Rechenzentren ist das sogenannte Hochdrucklaminat (HPL). Es kann mit den erforderlichen statisch ableitenden Eigenschaften hergestellt werden und verfügt außerdem über die erforderlichen Härte- und Wartungseigenschaften. Außerdem sollte es so gestaltet sein, dass die Laminatkanten nicht leicht beschädigt werden.

Wenn das Bodenplenum für die Luftzirkulation verwendet werden soll, ist es wichtig, dass bei der Installation die Luftdichtheit berücksichtigt wird. Die Platten müssen quadratisch und dicht sein, um Luftlecks zu minimieren, und jede Kante neben Wänden und Klimaanlagen sowie um Rohrdurchdringungen herum muss abgedichtet werden. Kabeldurchlässe sollten außerdem mit Luftdichtungstüllen ausgestattet sein, von denen mittlerweile mehrere Ausführungen erhältlich sind. Einige Hersteller haben vollständige Spezifikationen für die Installation von Doppelböden mit Luftkammer. Die Einhaltung solcher Unterlagen sollte im Lastenheft des Architekten gefordert werden. Auch die Auswahl der Luftstrompaneele ist ein wichtiger Punkt, da in diesem Artikel zu viele Optionen und Überlegungen behandelt werden können.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass einstellbare Dämpfer an Fliesen zwar sehr wertvoll für den Ausgleich der Luftzufuhr zwischen Schränken sein können, das Anbringen einer Klappe an jeder Fliese jedoch den „Öffnungsprozentsatz“ und den Luftstrom effektiv reduziert, selbst wenn die Klappe vollständig geöffnet ist. Beispielsweise lässt ein Tate 25 % offenes perforiertes Paneel ohne Dämpfer 746 cfm Luft bei 0,1 Zoll statischem Druck unter dem Boden durch. Durch einfaches Hinzufügen eines Dämpfers und vollständiges Öffnen lässt sich dieser Wert auf 515 cfm reduzieren. Das entspricht einer Öffnungsquote von lediglich 17,4 %. Bei einer zu 56 % offenen Rostplatte ist der Unterschied sogar noch dramatischer – 2.096 cfm ohne Klappe und nur 1.128 cfm mit vollständig geöffneter Klappe (eine Reduzierung von 56 % auf 30,5 % geöffnet). Eine Untersuchung der Luftströmungseigenschaften und -bilder der Hersteller mit und ohne Dämpfer wird diesen Effekt schnell offenbaren.

Kurz gesagt: Ein Doppelboden ist ein wichtiger Bestandteil vieler Rechenzentren und sollte ebenso sorgfältig ausgewählt und installiert werden wie die darauf befindlichen Geräte.

ÜBER DEN AUTOR: Robert McFarlane ist verantwortlich für die Gestaltung von Rechenzentren beim internationalen Beratungsunternehmen Shen Milsom & Wilke LLC. McFarlane ist seit mehr als 35 Jahren in der Kommunikationsberatung tätig, verfügt über Erfahrung in allen Segmenten der Rechenzentrumsbranche und war ein Pionier bei der Entwicklung des Gebäudekabeldesigns. McFarlane unterrichtet außerdem den Kurs „Rechenzentrumseinrichtungen“ im Rahmen des Marist College Institute for Data Center Professional-Programms, ist ein Experte für Rechenzentrumsstrom und -kühlung, publiziert vielfach, hält Vorträge auf zahlreichen Branchenseminaren und ist korrespondierendes Mitglied von ASHRAE TC9.9, das u. a. veröffentlicht breites Spektrum an Branchenrichtlinien.