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Criteri per la Site Preparation di un Data Center

Criteri per la Progettazione e la Site Preparation

di Un

Data Center

OBIETTIVO DEL PROGETTO

Il progetto ha come obiettivo l’esecuzione di tutte le attività necessarie per la predisposizione di un sito funzionale ad ospitare l’insieme dei sistemi hardware e software di un Data Center.

 Tale progetto è mirato a:

Individuare e implementare una soluzione sia tecnologica che infrastrutturale che permetta la realizzazione di un Data Center in grado di ospitare sistemi in produzione.

Garantire il pieno rispetto delle norme generali per la predisposizione di locali destinati a C.E.D.

LA STRATEGIA DI INTERVENTO

Di seguito l’elenco degli aspetti che costituiscono le fasi principali da prevedere nel progetto:

Di seguito le fasi in cui si articola il progetto:

  • FASE 1: Individuazione dettagliata dei requisiti del Data Center.
  • FASE 2: Individuazione del site. Effettuazione di sopralluoghi e analisi di fattibilità condotta in funzione dei requisiti.
  • FASE 3: Progettazione:
    • Calcolo delle tenute dei solai progettazione della travettatura del pavimento flottante idonea a sostenere i pesi calcolati.
    • Progettazione delle canalizzazioni per la distribuzione della rete elettrica, della rete network, dei sistemi antincendio, del cablaggio strutturato, degli impianti aria/clima.
    • Calcolo dei fabbisogni elettrici,
    • Progettazione dell’impianto di forza motrice.
    • Calcolo dei fabbisogni elettrici,
    • Progettazione del sistema di continuità elettrica
    • Calcolo dei fabbisogni climatici.
    • Progettazione dell’impianto di climatizzazione dei locali
    • Progettazione degli impianti di sicurezza antincendio e del sistema di protezione antiallagamento
    • Progettazione degli impianti speciali di sicurezza fisica perimetrale, videosorveglianza e controllo accessi
  • FASE 4: Progettazione esecutiva.
  • FASE 5: Realizzazione.
  • FASE 6: Test e collaudi.
  • FASE 7: Entrata in esercizio.

INDIVIDUAZIONE DEL SITE

Svolgimento della ricerca del sito, dell’analisi dimensionale, dei sopralluoghi.

Obiettivo dei sopralluoghi sarà quello di verificare l’adeguatezza o meno dei locali individuati per la realizzazione del C.E.D. per ottemperare ai requisiti di progetto e garantire i necessari requisiti di sicurezza ed operatività.

Nella scelta dei locali destinati ad accogliere il C.E.D., sia in caso di costruzione di un nuovo edificio che nella ristrutturazione di un edificio esistente, è necessario tenere in considerazione fattori quali:

  • l’ambiente fisico,
    • vibrazioni
    • peso delle apparecchiature
    • la presenza di servizi (possibilità di attestare linee telefoniche, elettriche, di avere un servizio di vigilanza, ecc.),
    • l’assenza di fonti di disturbo (trasmissioni ad alta potenza di radiazioni – stazioni radio – condutture di alta tensione, ecc.),
  • l’accessibilità (per persone ed apparecchiature),
  • dimensionamento dei locali anche in previsione di future espansioni,
  • Lay-out delle apparecchiature
  • la sicurezza.

Ambiente fisico

Per quanto riguarda l’aspetto relativo all’ambiente fisico, occorrerà privilegiare edifici e locali che siano posizionati in maniera tale da ridurre al minimo la potenzialità di danni derivanti da cause esterne o interne all’edificio stesso (allagamenti, incendi, ecc.).

E’ per questo che, di norma, non andranno scelti edifici sottoposti a rischio di straripamento di fiumi o di smottamenti di terreno, ovvero, qualora si ritenga che l’edificio prescelto possa essere considerato “sicuro”, la scelta dei locali dove installare il C.E.D. non dovrebbe rivolgersi verso locali seminterrati (dove maggiore è l’esigenza di una efficace impermeabilizzazione) o situati presso zone dell’edificio ad elevato rischio di incendio.

Vibrazioni

Nella scelta dell’edificio bisognerà tener conto anche del rischio di danneggiamento delle apparecchiature derivante dalla presenza di vibrazioni indotte dalla vicinanza di strade con traffico intenso o di linee ferroviarie.

Il rischio di danneggiamento è più elevato per i dispositivi a disco, ma anche altre apparecchiature possono riportare danni, soprattutto per ciò che concerne la possibilità di falsi contatti nelle connessioni di interfaccia.

Peso delle apparecchiature

Nell’individuazione dei locali bisognerà tenere in considerazione il peso totale delle apparecchiature che andranno installate.

A tale peso andrà sommato quello relativo agli impianti tecnologici necessari, al contropavimento, agli arredi, alle rastrelliere, al personale operativo, al materiale di consumo.

Bisognerà tenere conto del carico massimo supportato dai solai, specialmente in vecchi edifici, considerando i carichi dinamici indotti durante il trasporto delle apparecchiature.

Accessibilità

L’accessibilità ai locali dovrà essere garantita anche per le apparecchiature più ingombranti; dovrà essere previsto un percorso di accesso dall’esterno per il trasporto delle apparecchiature fino ai locali del C.E.D.

Il percorso dovrà avere larghezza ed altezza idonee e non presentare dislivelli o gradini; in caso di presenza di gradini, dovranno essere predisposte opportune rampe a scivolo mobili.

E’ opportuno valutare la larghezza e l’altezza dei locali di transito e degli ambienti destinati ad accogliere le apparecchiature.

Bisognerà verificare, inoltre, che, nell’ipotesi sia necessario l’utilizzo di un montacarichi, quest’ultimo sia abbastanza ampio ed in grado di sostenere il peso dell’apparecchiatura più pesante.

Dimensionamento dei locali

Il dimensionamento dei locali dovrà essere fatto prevedendo anche possibili future espansioni del sistema, in modo che si possano aggiungere nuove unità intervenendo il meno possibile sul sistema esistente.

Nel calcolo delle aree necessarie, una volta conosciute le dimensioni dei componenti del sistema, bisognerà prevedere anche:

  • gli ingombri determinati dai materiali di consumo e dagli arredi speciali, come la carta per le stampanti, le rastrelliere per i nastri, ecc.;
  • lo spazio necessario per gli impianti tecnologici (impianti di condizionamento, di trasformazione, ecc.);
  • lo spazio comunemente definito come “area di servizio”, vale a dire lo spazio circostante le apparecchiature necessario per gli interventi su queste ultime da parte del personale operativo o di quello tecnico;
  • lo spazio delle apparecchiature ausiliarie, se presenti;
  • lo spazio da destinare al personale operativo.

Le varie aree del locale C.E.D. potranno, ove necessario, essere delimitate da pareti mobili in modo che si possa modificare con facilità la suddivisione del locale a fronte di sopravvenute nuove esigenze.

Nella determinazione dell’altezza dei locali si dovrà considerare la controsoffittatura, necessaria alla coibentazione termica ed acustica, ed il contropavimento, necessario per la circolazione dell’aria di raffreddamento e per il passaggio dei cavi (di alimentazione elettrica e di interfaccia); l’altezza dei locali al termine dell’allestimento dovrà in ogni caso rispettare le norme di abitabilità vigenti.

Lay-out delle apparecchiature

La disposizione delle apparecchiature all’interno dei locali andrà studiata in modo da consentire:

  • un agevole passaggio del personale tecnico ed operativo;
  • la manutenzione da parte dei tecnici delle Case Costruttrici;
  • la corretta interconnessione tra le stesse (sarà indispensabile determinare la massima lunghezza possibile per i cavi di interfaccia o quella dei cavi già a disposizione, nel caso si tratti di un sistema già acquistato);
  • la movimentazione di apparecchiature da installare/disinstallare all’interno dei locali (dovrà essere possibile l’uscita dai locali di macchine disinstallate e l’ingresso di nuove macchine da installare);
  • la movimentazione di arredi e/o di materiale di consumo (ad es. piattine di carta nella sala stampanti).

Si dovrà avere cura di disporre le apparecchiature in modo da lasciare uno spazio adeguato (non bloccato né dai piedini di appoggio di una apparecchiatura né da eventuali pareti mobili appoggiate sopra il contropavimento) per gli interventi da parte del personale tecnico (passaggio e/o connessione di nuovi cavi di interfaccia, disconnessione dalla alimentazione elettrica, ecc.).

Sicurezza

Per la sicurezza del C.E.D. si dovrà provvedere alla predisposizione di finestre dotate di vetri antisfondamento, grate di sicurezza (ove necessario) e di un sistema di controllo accessi realizzato con badge magnetici o sistemi biometrici di apertura controllata delle entrate.

Se dall’analisi dei requisiti è scaturita la necessità di un più elevato livello di sicurezza, sarà necessario dotare il C.E.D. di ulteriori mezzi antintrusione, di tipo:

  • passivo, quali recinzioni, illuminazione esterna, percorsi obbligati, vigilanza.
  • attivo, quali barriere sensibili, barriere a microonde, barriere a raggi infrarossi, telecamere sotto il controllo del personale di sorveglianza.

L’output di questa fase sarà costituito dal documento di dettaglio dei Requisiti per la predisposizione del C.E.D. I requisiti saranno formalizzati in termini di:

  • requisiti tecnici legati ai locali individuati per la predisposizione del C.E.D.
  • requisiti tecnici normativi legati al rispetto delle vigenti norme in termini sicurezza ed impiantistica
  • requisiti dimensionali ed operativi legati alle esigenze elaborative del cliente (densità dei server, capacità di calcolo, capacità di archiviazione, garanzie di continuità operativa, ecc…)

PROGETTAZIONE ESECUTIVA

Di seguito sono elencate le principali linee guida per la predisposizione di locali destinati a C.E.D. che saranno utilizzate per la definizione della progettazione esecutiva di dettaglio delle soluzioni individuate alla fase precedente.

Pavimentazione dei locali

Il metodo più comune per preparare un pavimento per una stanza o un’area destinata ad accogliere apparecchiature di elaborazione è quello di costruire un pavimento rialzato su quello originale della costruzione.

Questo metodo permette di distribuire il peso in modo uniforme e crea uno spazio dove è possibile far passare i cavi di alimentazione e di interconnessione del sistema senza procurare fastidi.

I vantaggi che derivano dall’utilizzazione di un pavimento rialzato nella predisposizione di un C.E.D. possono essere così riassunti:

  • ripartizione del peso totale del sistema e degli arredi in modo uniforme sul solaio originale;
  • facilità di installazione dei cavi sotto il pavimento;
  • eliminazione della necessità di copertura dei cavi esposti;
  • facilità di modificare il posizionamento degli apparati hardware;
  • possibilità di convogliamento dell’aria di raffreddamento al di sotto delle apparecchiature;
  • migliore aspetto dei locali del C.E.D.;
  • possibilità di ospitare apparati antincendio, rilevatori di fumo, rivelatori di acqua, pompe aspiranti antiallagamento e bombole halon.

Il tipo più comune di pavimento rialzato nei locali C.E.D. è quello a mattonelle poste su traversine smontabili poggiate su piedistalli che risulta preferibile ad altri tipi perché, avendo i piedistalli una dimensione ridotta, non pone ostacoli al percorso dei cavi.

Particolare attenzione va fatta nella scelta delle traversine, scegliendo quelle a profilo stondato; questo tipo, infatti, non danneggia i cavi nelle frequenti operazioni di stesura e nello stesso tempo aumenta la sicurezza del personale addetto a tali operazioni.

I piedini di sostegno devono essere opportunamente dimensionati e venire fissati nel solaio esistente con chiodi di acciaio per evitare che durante il trasporto di apparecchiature pesanti si possano muovere con conseguente sprofondamento del contropavimento.

Il pavimento rialzato deve poter sopportare un peso di 1200 Kg/mq con un peso concentrato di 400 Kg in ogni punto.

Il pavimento deve essere costruito in materiale non combustibile; materiali accettabili includono calcestruzzo, acciaio, alluminio e legno compensato con ricopertura metallica; i supporti debbono essere anch’essi non combustibili.

Il pavimento deve essere inoltre livellato entro +/- 0,5 mm per metro e l’altezza utile deve essere, generalmente, di circa 30 cm ed in ogni caso non deve essere inferiore a 20 cm.

È importante sottolineare che il pavimento su cui poggia il pavimento rialzato deve essere opportunamente trattato per prevenire infiltrazioni di umidità e di acqua.

Nella scelta dei materiali che compongono il pavimento rialzato si deve tener conto della:

  • robustezza
  • facilità di manutenzione
  • resistenza elettrica superficiale.

Le mattonelle o altro materiale usato come pavimento rialzato devono avere una resistenza superficiale tra 0,5 megaohm e 20.000 megaohm in condizioni ottimali di temperatura ed umidità, allo scopo di evitare, da un lato, cortocircuiti e, dall’altro, la formazione di cariche elettriche concentrate.

E’ consigliabile, infine, segnare sulle mattonelle del contropavimento, con appositi simboli convenzionali, l’eventuale presenza sottostante di tubi di acqua, pompe, bombole, muffole, rilevatori, ostruzioni varie, etc.; tale accorgimento renderà più agevole la scelta per il posizionamento delle apparecchiature e costituirà una mappa visiva di alcuni impianti.

Controsoffitto

L’utilizzo del controsoffitto consente di coprire gli impianti aerei (rilevatori vari, illuminazione, condizionamento), permettendo contemporaneamente un’agevole installazione e manutenzione degli stessi.

Non devono essere posti nel controsoffitto gli impianti la cui rottura possa provocare danni alle apparecchiature poste nei locali sottostanti, quali, ad esempio, l’impianto idraulico.

La controsoffittatura è finalizzata principalmente alla riduzione della rumorosità ed alla coibentazione dell’ambiente.

Sicurezza antincendio

Per una efficace prevenzione degli incendi occorre innanzi tutto evitare, per quanto possibile, l’utilizzo di materiali combustibili nella predisposizione degli ambienti destinati ad accogliere i sistemi e le apparecchiature ed in quelli adiacenti.

È poi necessario provvedere alla installazione di un sistema di allarme antincendio e di un sistema di rilevazione di fumo che rilevino l’innalzamento di temperatura prima che fuoco o fumo diventino visibili.

I rilevatori per questi allarmi possono essere dislocati nel contropavimento, nel soffitto o, comunque, in zone dove vi sia una concentrazione di cavi o materiale infiammabile.

L’impianto antincendio, messo in azione dai rilevatori, dovrebbe essere costituito da contenitori di gas inerte distribuito nei vari locali del C.E.D.

Tale sistema antincendio è infatti il più efficiente contro gli incendi di origine elettrica ed è il meno dannoso per le apparecchiature.

Occorre progettare l’impianto in modo che siano prevenuti interventi dovuti a falsi allarmi; deve essere inoltre verificata la concentrazione del gas dopo una scarica.

Questa concentrazione, all’interno dei locali interessati, non deve essere superiore a quanto previsto dalla normativa vigente.

In caso di emergenza i gas inerti fuoriescono dai contenitori e, reagendo chimicamente direttamente sui materiali in combustione, producono un effetto estinguente.

Acustica dei locali

Nei locali destinati ad ospitare un C.E.D. è opportuno controllare l’acustica ambientale in modo tale da avere un ambiente di lavoro efficiente e confortevole.

Tutte le fonti di rumore all’interno dei locali, la disposizione fisica di queste fonti e le caratteristiche acustiche delle superfici della stanza hanno effetto sul livello totale del rumore; questo può essere ridotto attraverso un’appropriata separazione ed un giusto orientamento delle apparecchiature e provvedendo a predisporre un sufficiente spazio intorno ad esse; più distanti tra di loro sono infatti le unità che producono rumore e minore sarà il rumore totale nell’ambiente.

I ventilatori dell’aria condizionata e le altre fonti di rumore esterne, se impropriamente installate, possono contribuire ad incrementare notevolmente il livello di rumore generale; anche le tubazioni possono contribuire a trasmettere il rumore da una stanza all’altra; per eliminare quest’ultimo inconveniente è consigliabile rivestire le tubature stesse con materiale fonoassorbente.

I soffitti ed i muri debbono essere rivestiti di materiale fonoassorbente e le pareti devono andare dal pavimento della struttura al soffitto della stessa.

È importante assicurarsi che i materiali fonoassorbenti che vengono usati non siano friabili per evitare un aumento delle particelle di polvere nell’ambiente e il conseguente rischio di danno per le apparecchiature.

I livelli di pressione acustica sono stabiliti per due tipi di ambienti: gli uffici e le sale computer; nei primi il livello non deve superare i 55 dBA, nelle seconde non deve superare i 65 dBA.

Illuminazione dei locali

Per illuminare in modo adeguato i locali destinati ad ospitare elaboratori si deve:

  • mantenere una media di 400 lux di illuminazione sul piano di lavoro;
  • assicurarsi che la luce sia uniforme in tutto il locale per provvedere ad una adeguata illuminazione anche sul retro delle apparecchiature;
  • evitare di installare luci che producano riflessi sugli indicatori del sistema;
  • predisporre un impianto di luci di emergenza che vengano attivate automaticamente in caso di caduta di tensione; sarebbe opportuno che le stesse luci indicassero anche l’ubicazione dell’uscita di emergenza.

Condizionamento

Nel C.E.D. la temperatura dei locali deve rimanere il più possibile stabile; per ottenere questo è necessario installare un sistema di condizionamento dell’aria.

I tipi di condizionamento d’aria in uso sono diversi.

Uno di essi utilizza lo spazio sotto il pavimento rialzato come una camera pneumatica forzando l’aria in alto attraverso apposite aperture nel pavimento stesso; un altro tipo utilizza il controsoffitto per far passare l’aria ed immetterla nei diversi locali.

Tra i due è consigliabile il condizionamento che utilizza il contropavimento. L’apparato di condizionamento può essere costituito da una centrale, situata in locali differenti da quelli del C.E.D., che convoglia l’aria condizionata in tutti i locali contemporaneamente, oppure da componenti (UNDER) preposti unicamente al condizionamento della stanza in cui sono posizionati. Motivi di sicurezza fanno preferire questa seconda modalità di condizionamento; difatti, al verificarsi di un qualsiasi inconveniente su un apparato di condizionamento, soltanto le apparecchiature presenti nel locale servito da quest’ultimo devono essere spente, mentre le altre possono continuare nella propria attività.

Sempre per motivi di sicurezza è da prevedere la presenza, nel contropavimento, di rilevatori di acqua; questa rilevazione deve essere, al pari dei rilevatori antincendio, concentrati in un unico quadro sinottico.

La temperatura, all’interno delle stanze in cui sono presenti i sistemi di elaborazione dati, deve essere mantenuta nei limiti di 20-25 gradi centigradi, mentre l’umidità relativa deve essere compresa tra il 40% ed il 60%.

Per il condizionamento degli uffici deve essere prevista la installazione in ogni stanza di un apparato motoventilante al quale sarà fatta arrivare d’inverno acqua calda e d’estate acqua refrigerata.

Alimentazione elettrica

L’affidabilità di un sistema informativo dipende, anche, da una alimentazione elettrica che sia stabile e senza disturbi. L’impianto di alimentazione deve essere di conseguenza opportunamente predisposto per permettere la regolazione dell’alimentazione elettrica in modo da assicurare che all’ingresso delle apparecchiature vengano rispettati i limiti di tollerabilità per ciò che riguarda i disturbi e le fluttuazioni.

Durante la realizzazione di un impianto di alimentazione all’interno di un centro elaborazione dati si deve provvedere a separare l’alimentazione del sistema da quella utilizzata per l’illuminazione ed i condizionatori d’aria, questo per limitare o evitare variazioni sull’alimentazione dei sistemi.

Sempre durante la preparazione di un C.E.D., è da predisporre una sicurezza di terra adeguata e fornire lo stabile di un efficace impianto di protezione dai fulmini.

Per la connessione dei componenti del sistema all’alimentazione elettrica vengono normalmente utilizzate delle prese, o muffole, che debbono avere un cavo aggiuntivo di terra, isolato rispetto alla terra, collegata con l’involucro esterno.

Il pannello di alimentazione deve essere posizionato in un punto libero e ben visibile della sala del computer; nel caso in cui le apparecchiature siano installate in più locali, la loro alimentazione deve provenire da quadri situati all’interno degli stessi locali in cui sono posizionate le macchine, in modo da poter essere agevolmente controllati ed evitare così azioni inopportune sui derivatori di quadro durante gli interventi di manutenzione delle apparecchiature. I circuiti di derivazione sul pannello devono essere protetti da un interruttore automatico opportunamente dimensionato, e ogni interruttore deve avere una targhetta per identificare il circuito che controlla.

Nel caso in cui più apparecchiature di basso assorbimento elettrico trovino posto in un unico cabinet, potrà essere previsto, anziché l’uso di più derivatori, anche un solo interruttore di corrente per l’intero cabinet; questa soluzione sarà preferita invece quando le diverse apparecchiature all’interno del cabinet siano componenti separate di un’unica entità (ad es.: C.P.U. e batteria tampone). Le dimensioni di questi interruttori devono essere determinate per ogni carico e secondo le esigenze dei regolamenti elettrici in vigore.

Un adeguato impianto di terra deve avere un’impedenza del collegamento di terra dal carico al punto di messa a terra inferiore ad 1 ohm.

Per prevenire in ogni caso le possibili cadute di tensione e quindi per garantire la funzionalità costante del sistema, è necessario prevedere la presenza di un gruppo di continuità che sopperisca a questa necessità; bisogna considerare che tale gruppo di continuità è composto anche da un sistema di batterie tampone che vengono utilizzate per sopperire alla fornitura di energia elettrica nell’intervallo tra la caduta della fornitura esterna ed l’entrata in regime del gruppo di continuità.

La potenza che il gruppo di continuità deve erogare corrisponde alla potenza complessiva delle apparecchiature presenti nel C.E.D. che debbono essere costantemente alimentate, aumentata secondo un opportuno coefficiente di sicurezza (=1.2).

Cablaggio Strutturato del C.E.D.

Il cablaggio strutturato si basa su quattro concetti, che illustrano bene anche la filosofia di funzionamento:

  • Genericità, cioè avere un unico tipo di cavi e connessioni che siano in grado di supportare differenti tipi di dispositivi;
  • Pervasività, cioè disporre di punti di collegamento generici installati e pronti all’uso in tutte le possibili ubicazioni nell’edificio, permettendo all’utente di riorganizzarsi con il minimo necessario in termini di ricablature, apparati aggiuntivi e interruzione delle attività lavorative;
  • Concentrazione, vale a dire far convergere tutti i collegamenti predisposti nell’edificio verso alcune zone adibite all’alloggiamento degli apparati e alla configurazione dei circuiti;
  • Architettura gerarchica, quindi un’organizzazione delle zone di concentrazione con livelli di importanza mano a mano crescenti

Cablaggio generico, pervasività, punti di concentrazione e architettura gerarchica sono le caratteristiche essenziali di un sistema di cablaggio strutturato.

In particolare, lo standard TIA/EIA-942 affronta e approfondisce l’architettura da implementare per varie dimensioni e gradi di ridondanza nei Data Centre. L’architettura riprende i tre livelli di gestione del cablaggio come definito negli standard generali. Lo standard affronta anche gli aspetti più pratici come gli accorgimenti per un buon controllo della temperatura della sala.

Altri contributi relativi ai Data Centre sono contenuti nelle norme EN 50173-5 (relativa alle architetture e componenti di cablaggio) e EN 1047 (relativa alle condizioni ambientali).

Output di questa fase sarà la formalizzazione di un Progetto Esecutivo di Dettaglio per la predisposizione del C.E.D. comprendente:

  • layout definito del sito
  • dettaglio delle soluzioni tecniche per la predisposizione del sito
  • piano di dettaglio per la predisposizione del sito

REALIZZAZIONE

In questa fase il realizzazione operativa di quanto progettato alla fase precendente.

Output di questa fase sarà il C.E.D. completo che dopo la fase di collaudo dell’infrastuttura e degli impianti sarà pronto per accogliere l’hardware e gli apparati necessari alla produzione ed entrare in esercizio.

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