Sélection de planchers surélevés, de panneaux pour le centre de données

Aug 17, 2023

Cette astuce est la deuxième d'une série sur le choix d'un plancher surélevé pour un centre de données. Lisez la première partie sur la possibilité d'installer un plancher surélevé dans un centre de données.

Supposons que vous ayez décidé d'utiliser un plancher surélevé dans un centre de données. Quels sont les facteurs les plus importants à considérer ? Il y en a vraiment trois : la résistance structurelle, le flux d'air et les fuites si vous l'utilisez pour le refroidissement et la dissipation statique. La sélection et la spécification correcte d'un plancher surélevé implique plus que ce que nous pouvons couvrir ici, mais cette astuce explique comment évaluer les planchers surélevés et les panneaux en fonction de divers facteurs, notamment les cotes, les matériaux de surface du sol et le débit d'air.

Les planchers surélevés existent en plusieurs types et saveurs. Les premiers panneaux étaient en bois, en bois composite ou en acier creux. La plupart n'étaient pas particulièrement forts, et ils n'avaient pas besoin de l'être. Les planchers surélevés modernes pour les centres de données sont généralement en acier rempli de ciment ou en fonte d'aluminium. Pour un accès facile, nous avons besoin de panneaux "à poser" qui peuvent être facilement retirés, plutôt que du type vissé qui sont boulonnés aux socles à chaque coin. Et parce que les armoires des centres de données d'aujourd'hui sont de plus en plus lourdes, nous avons besoin de la solidité et de la stabilité d'une sous-structure à « longerons boulonnés », plutôt que de panneaux qui se verrouillent simplement sur les socles aux coins.

La sélection d'un panneau pour répondre aux besoins structurels d'un centre de données peut être déroutante. Les panneaux ont toujours été étiquetés et commercialisés pour leurs cotes de "charge concentrée". Il s'agit de la charge maximale qui peut être appliquée au pouce carré le plus faible du carreau sans le déformer de plus d'une quantité spécifiée. Mais différents fabricants fournissent d'autres cotes, y compris la charge uniforme (le poids moyen par pied carré que le panneau peut supporter lorsque le poids est uniformément réparti sur sa surface de quatre pieds carrés), le point d'élasticité (où le panneau se déforme en permanence) et la charge ultime (où la charge concentrée provoque en fait l'effondrement ou la rupture du panneau).

Un grand fabricant préfère spécifier la "charge de conception", qui est essentiellement la charge concentrée (multipliée par un facteur de sécurité) mesurée avec le panneau sur sa sous-structure réelle plutôt que supportée sur quatre "blocs d'essai" d'angle, comme c'est la méthode d'essai standard habituelle. La charge de conception peut mieux correspondre à l'utilisation dans le monde réel, mais elle rend plus difficiles les comparaisons avec des produits évalués sur une charge concentrée. Quoi qu'il en soit, c'est la charge concentrée ou la charge de conception, et non la charge uniforme, qui nous importe le plus, car les armoires reposent généralement sur de petits pieds de nivellement ou des roulettes, et non sur des bases solides pleine grandeur. Une charge uniforme n'a pas de sens dans un centre de données.

Les planchers sont généralement livrés avec des cotes de conception ou de charge concentrée comprises entre 1 000 et 3 000 livres. Alors, de quelle force avons-nous vraiment besoin ? Il y a une tendance à utiliser la capacité de charge la plus élevée simplement parce que les armoires deviennent plus lourdes, mais est-ce vraiment nécessaire ? Considérez qu'une armoire de 2 500 livres avec son poids également réparti sur ses quatre pieds ou roulettes pourrait mettre 625 livres sur un pouce carré de la tuile. Si l'armoire mesurait 24 pouces sur 24 pouces, nous aurions besoin d'une tuile conçue pour supporter 2 500 livres. Aujourd'hui, les armoires sont généralement plus grandes que cela, de sorte que les quatre pieds de support d'armoire peuvent être sur des carreaux différents. Dans ce cas, les tuiles évaluées à seulement 1 000 livres supporteraient chaque jambe. Mais le poids de l'équipement n'est jamais uniformément réparti dans l'armoire, avec plus de poids généralement concentré vers l'avant. De plus, les rangées d'armoires auront toujours des carreaux qui soutiennent les pieds de deux armoires. Donc, si la charge inégale entraîne 850 livres sur chacune des pattes avant et que les deux pattes sont sur une dalle, cela représente 1 700 livres, ce qui nécessite soit un plancher conçu pour supporter 2 000 livres, soit des socles supplémentaires sous des dalles conçues pour supporter 1 500 livres. Pourquoi ne pas simplement être en sécurité et demander un plancher de 2 500 livres? En prenant cette décision, considérez plusieurs autres choses.

Premièrement, les planchers plus solides pèsent généralement plus, ce qui, selon la cote de la dalle du bâtiment, peut réduire le poids utile de l'armoire qu'un plancher surélevé peut supporter. C'est une raison pour comparer les poids de panneaux de même qualité, et c'est aussi pourquoi certains concepteurs préconisent des planchers en fonte d'aluminium malgré leur coût beaucoup plus élevé. Deuxièmement, bien que certaines armoires puissent peser 2 500 livres ou plus, d'autres pèseront probablement moins. Si vous n'avez que plusieurs armoires lourdes, des piédestaux supplémentaires peuvent convenir, mais si vous avez trop d'armoires lourdes, des piédestaux supplémentaires pourraient être oubliés et endommager le sol. Une autre cote importante est la "charge roulante", car nous devons placer les armoires sur le sol et les mettre en place. Ici, les chiffres peuvent être trompeurs.

Les panneaux sont évalués pour les charges qu'ils supporteront pour 10 passages de roue, ainsi que les charges qu'ils supporteront pour 10 000 passages, il est donc important de savoir quels types de charges vous déplacerez sur le sol et à quelle fréquence, ou d'avoir des plaques de couverture disponibles pour poser sur votre chemin pendant que vous déplacez l'équipement (le contreplaqué est trop mou ; un placage lourd en masonite ou en aluminium est nécessaire). Vous pouvez également installer des panneaux plus solides dans vos voies de livraison, à condition que les panneaux de différentes résistances soient interchangeables dans la structure du plancher. Mais des chiffres étranges sont apparus sur les fiches techniques des charges roulantes, avec l'explication bien cachée dans la documentation. Il y a des panneaux qui indiquent 1 500 livres pour 10 passages de roue et 2 000 livres pour 10 000 passages de roue ! Sont-ils vraiment devenus plus forts lorsque plus de poids a été roulé sur eux des milliers de fois ? Bien sûr que non! Les deux tests ont été exécutés avec des tailles de roues différentes, car les panneaux échoueraient avant 10 000 passages si les roues plus petites étaient utilisées avec le même poids.

Il est clair qu'il est important de lire attentivement les fiches techniques des fabricants et de remettre en question tout ce qui semble incongru. Étant donné que tous les fabricants de revêtements de sol ne testent pas et ne spécifient pas de la même manière, il est également bon de savoir comment les tests ont été effectués pour comparer les notes et déterminer s'ils ont été effectués par des laboratoires de test indépendants. Il existe de nombreuses autres évaluations structurelles des planchers surélevés, mais ce sont les plus couramment examinées dans les zones qui ne sont pas concernées par les tremblements de terre fréquents.

Nous devons également nous préoccuper de la caractéristique antistatique d'un matériau de sol. Il existe deux types de sols que l'on confond souvent : conducteur et dissipateur d'électricité statique. Les définitions techniques classent la dissipation statique comme un type particulier de plancher conducteur, mais les fabricants de produits de plancher surélevé pour les centres de données et les salles blanches les identifieront généralement séparément. Les revêtements de sol conducteurs sont généralement utilisés dans les salles blanches, où les gens manipulent des micropuces. Ce type de revêtement de sol a une résistance au sol inférieure à celle des produits antistatiques. Les revêtements de sol conducteurs ne sont ni nécessaires ni recommandés pour les centres de données.

Dans les centres de données, nous avons besoin de sols antistatiques qui conduiront des charges statiques de plus de 100 volts loin de nos corps et de nos vêtements et à travers le carrelage jusqu'au sol. Cela nécessite un matériau de surface ayant les qualités de dissipation statique nécessaires et une sous-structure mise à la terre qui empêche la génération d'électricité statique. La sous-structure doit également évacuer les charges électriques afin qu'elles ne nuisent pas à nos équipements. Un bracelet antistatique doit toujours être porté lorsque vous travaillez à l'intérieur de l'équipement ! Les cotes doivent être basées sur la résistance de n'importe quel point de la surface du panneau au socle, qui doit également être correctement mis à la terre pour fonctionner.

Le matériau de surface du sol d'une salle informatique doit être un produit sans entretien. Il ne devrait jamais avoir besoin d'être ciré ou poli, car la cire accumule la saleté et doit être enlevée avec des liquides, et le polissage crée de la poussière. Le matériau doit également être suffisamment dur pour que l'équipement puisse rouler et s'asseoir dessus sans se bosseler ni se déformer. Cela exclut les matériaux en caoutchouc et en vinyle. Et, bien sûr, aucun type de tapis ne doit être utilisé, car il crée et piège à la fois les particules. Le revêtement de surface le plus couramment utilisé dans les centres de données est connu sous le nom de stratifié haute pression (HPL). Il peut être fabriqué avec les qualités antistatiques nécessaires et possède également les caractéristiques de dureté et d'entretien nécessaires. Il doit également être fait de sorte que les bords du stratifié ne soient pas facilement endommagés.

Si le plénum de plancher doit être utilisé pour la circulation de l'air, il est important qu'il soit installé en tenant compte de l'étanchéité à l'air. Les panneaux doivent être carrés et serrés pour minimiser les fuites d'air, et chaque bord à côté des murs et des climatiseurs et autour des pénétrations de tuyaux doit être scellé. Les découpes de câbles doivent également être équipées de passe-fils étanches à l'air, dont plusieurs types sont désormais disponibles. Certains fabricants ont des spécifications complètes pour l'installation de planchers surélevés à plénum d'air. Le respect de ces documents devrait être exigé dans le cahier des charges de l'architecte. La sélection des panneaux de circulation d'air est également une question importante, avec trop d'options et de considérations à examiner dans cet article.

La chose importante à retenir est que même si les registres réglables sur les carreaux peuvent être très utiles pour équilibrer la distribution d'air entre les armoires, l'ajout d'un registre à n'importe quel carreau réduit efficacement son "pourcentage d'ouverture" et son débit d'air, même lorsque le registre est complètement ouvert. Par exemple, un panneau perforé ouvert Tate 25 % sans amortisseur laissera passer 746 cfm d'air à 0,1 pouce de pression statique sous le sol. Il suffit d'ajouter un registre et de le laisser complètement ouvert pour le réduire à 515 cfm. C'est l'équivalent de seulement 17,4 % d'ouverture. Avec un carreau de grille ouvert à 56 %, la différence est encore plus spectaculaire : 2 096 cfm sans registre et seulement 1 128 cfm avec un registre entièrement ouvert (une réduction de 56 % à 30,5 % ouvert). Un examen des caractéristiques et des images de débit d'air des fabricants, avec et sans amortisseurs, révélera rapidement cet effet.

En bref, un plancher surélevé est un élément important de nombreux centres de données et doit être choisi et installé avec autant de soin que l'équipement qui y est installé.

À PROPOS DE L'AUTEUR : Robert McFarlane est responsable de la conception des centres de données pour la société de conseil internationale Shen Milsom & Wilke LLC. McFarlane a passé plus de 35 ans dans le conseil en communication, possède une expérience dans tous les segments de l'industrie des centres de données et a été un pionnier dans le développement du domaine de la conception de câbles de construction. McFarlane enseigne également le cours sur les installations de centres de données dans le programme Marist College Institute for Data Center Professional, est un expert en alimentation et refroidissement de centres de données, est largement publié, prend la parole lors de nombreux séminaires de l'industrie et est un membre correspondant de l'ASHRAE TC9.9 qui publie un large éventail de directives de l'industrie.