كما أن مراكز البيانات النموذجية ومرافق التكنولوجيا ذات النطاق الفائق قد أعادت تحديد الطريقة التي تُتخذ بها صناعة تكنولوجيا المعلومات في نشر الهياكل الأساسية، كما أن سرعة التجمع، والقدرة على التصعيد، والقدرة على نقل غرف الخواديم بأكملها، جعلت من البناء النموذجي استراتيجية مفضلة لكل من أنواع الحواسيب المتحركة والمواقع الكبيرة الحجم، وفي قلب كل هيكل من الوحدات النموذجية يكمن الإطار الصلب، ويتوقف أداء هذا الإطار تماما على نوعية وتفاصيل الربط بين المرفقين.

الدور الحاسم لربط الصلب بتفاصيل التشييد النموذجي

كما أن مراكز البيانات النموذجية تجمع من وحدات ذات نطاق فولاذي مهيأ سلفاً، تُبنى خارج الموقع ثم تنقل إلى الموقع النهائي، وتُرفع هذه الوحدات إلى مكانها وتُجمع معاً، كما أن الروابط بين الوحدات - كل منها عمودي (وحدات مفصَّلة) وأفقية (وحدات متنقلة) - تُرفع من حجم الجاذبية، وتُعدّل لاحقاً (الوحدات المترابطة والمتعاقبة).

كما أن الاختزال السليم يؤثر أيضا على الظرف الحراري وطول الهواء في المرفق، وفي مراكز البيانات، فإن التحكم في الرطوبة ومنع تسرب الهواء أمر أساسي للحفاظ على كفاءة التبريد، ويجب أن تُغلق وصلات الصلب التي تخترق مظروف البناء بعناية، ويجب التقليل إلى أدنى حد من الرنة الحرارية من خلال الأعضاء الفولاذية لتجنب التكثّر وفقدان الطاقة، وتضيف هذه المتطلبات طبقة أخرى من التعقيد إلى التصميم المتصل.

أنواع ربطات الصلب المستخدمة في مراكز البيانات النموذجية

Conlted Connections

فالوصلات المزروعة هي الأكثر شيوعا في البناء الموحّد لأنها تسمح بالتجمع السريع وتفكك الدم، وتُستخدم المحركات العالية الارتداد (المعروفة باسم ASTM A325 أو A490) للانضمام إلى صفائح الحزم واللوحات الشبكية ومواسم الأعمدة، وتُمنح مراكز البيانات النموذجية وصلات مثبتة عدة مزايا:

  • Field adjustability:] Bolts can be torqued incrementally, allowing slight adjustments to align modules during mating.
  • Removability:] When a module needs to be replaced, relocated, or serviced, the bolts can be removed and re —installed.
  • Inspection:] يمكن تفتيش الاتصالات المزخرفة بصرياً والتحقق من صحتها دون معدات متخصصة.

وتشمل التفاصيل المزخرفة المشتركة تابوتات قذيفة (تسمى أيضاً لوحات الرف) التي تلصق بمظلة، مع ربطة مغلفة بشبكة حزامية؛ وصلات مثبتة نهاية حيث يُغرق لوح مُلطخة في نهاية الشعاع إلى عمود؛ ووصلات دقيقة باستخدام لوحات مُزدحمة للإطارات التي يجب أن تقاوم الحمولات الجانبية.

ربطات ملطخة

وتوفر الاتصالات المزروعة مفاصلاً دائماً وثابتاً يوفر أقصى قدر من القوة والحد الأدنى من التشهير، وهي عادة ما تستخدم في المحل أثناء النسيج بدلاً من العمل في الميدان، لأن اللحام الميداني أبطأ وأغلى وأخضع لضغوط الطقس، وفي مراكز البيانات النموذجية، تكون الروابط المبلعة مشتركة في:

  • لوحات القاعدة و أعمدة مثبتة للمؤسسة
  • -أعداد السحب وأجهزة النقل الثقيلة التي يجب أن تدعم المعدات الآلية
  • الأطر الداخلية لفرادى الوحدات التي لا يتوقع أن تكون فيها أي حالة من حالات التفكك في المستقبل.

وفي حين أن الروابط المسلوقة تزيل الحاجة إلى الوصول إلى المزلاج وتخفض عدد الأجزاء العالقة، فإنها تطرح تحديات للتوسع في الوحدات، فعندما يتم صنع اللحام، لا يمكن بسهولة أن يُفلت من الفولاذ المحيط دون قطعه وإعادة ربطه، مما قد يعرّض للخطر الفولاذ المحيط به، ولذلك فإن المصممين كثيرا ما يحفظون اللحام للوصلات البينية الدائمة وغير النظامية ويعتمدون على التفاصيل المثبتة للوحدة المدمجة.

Connections Hybrid

فالوصلات الهجينة تجمع بين المعالم المزدحمة والعناصر الملوّثة، مثلاً، قد تتألف من لوحات نهائية مغلفة في كل باب من الأعمدة، تُثبت معاً في الميدان، وهذا النهج يوفر الصرامة لربط بين المزروعين أثناء الخدمة، ولكنه يسمح بالتجمع الميداني وتفككه، وثمة تفاصيل أخرى مشتركة تتعلق بالهيبوبة، وهي زاوية مائلة.

ويجب أن يولي المصممون اهتماماً دقيقاً للتفاعل بين العناصر المبللة والمزروعة، ويجب تصميم اللحامات بكامل قوتها، بينما يجب أن تُخصم المحركات لنقل نفس القوات، وغالباً ما تصبح المحركات حلقة ضعيفة، بحيث يكون الغرض منها هو الفشل في النسيج الأول بدلاً من كسر اللحام الرطب.

الاعتبارات الخاصة بمراكز البيانات النموذجية

مسارات التعبئة والتعافي

وفي مركز بيانات نموذجي، يمر مسار الحمولة من السطح إلى المؤسسة عبر واجهات متعددة من الوحدات، ويجب أن يكون كل وصل قادرا على نقل حمولات الجاذبية الرأسية أيضاً، ولكن أيضاً الطلقات الأفقية ولحظات التراجع، ويجب على المهندسين تتبع مسار الحمولة من خلال كل واجهة، وضمان عدم وجود ترابط واحد في كثير من الأحيان، فإن إعادة التكرير أمر بالغ الأهمية: إذا فقد أحد الأنابيب المزه المزه بتوتر بسبب حادث طويل الأجل

الأداء السيزمي والريحي

وتُقام مراكز البيانات في مناطق نشطة مبعثرة مثل كاليفورنيا أو اليابان، حيث يُعتبر البناء النموذجي شائعاً لأنه يمكن تصميمه على الصخور أو التصدّع أثناء الزلزال، أما فيما يتعلق بالسلاسل الفولاذية المُستخدمة فيجب أن تتيح سلوكاً مُخنثاً، حيث يُسمح المعهد الأمريكي للبناء المُزدحم بالإطار الرأسي ([FLT:])

الحركة الحرارية والزجاج

كما أن مركز البيانات المتحرك الذي يبنى في مناخ بارد قد يواجه تقلباً في درجة الحرارة يزيد على 100 درجة ف من ليلة الشتاء الباردة إلى يوم الصيف الأكثر حزماً، وإذا كانت الإجهاد الحراري يمكن أن يتراكم ويتسبب في تقلص المتاجر أو الفشل المشترك، وكثيراً ما توضع المفاصل بين مجموعات من الوحدات، ويجب أن تسمح الاتصالات في هذه الوحدات المشتركة بالتحميل فيما بعد.

التصويب والمعدات

وتضع مراكز البيانات معدات إلكترونية حساسة يمكن أن تتضرر من الاهتزاز المفرط، وفي حين أن الإطار الصلب نفسه يكتنف عادة ما يكفي لتجنب قضايا الاهتزاز، فإن الروابط يمكن أن تكون بمثابة مصادر للثرثرة إذا لم تكن المحركات متوترة بشكل سليم، وفي وحدات تحتوي على مولدات احتياطية أو وحدات من طراز HVAC، يجب تصميم الروابط من أجل الحمولات الدينامية، وكثيرا ما توضع أجهزة المساندة في نظام دعم المعدات ذاتها.

حماية الممرات ومنع الحرائق

وتوضع وصلات الصلب في مراكز البيانات عادة في بيئات خاضعة للرقابة (الرطوبة المنخفضة، والهواء المكيف)، ولكنها قد تظل عرضة للتكثيف من معدات التبريد أو الرطوبة أثناء البناء، وينبغي تحديد نظام التغليف أو التغليف القوي للوصلات التي لا يمكن الوصول إليها بعد تجميع الوحدات، ويجب أن يشمل أفراد الفولاذ، لأغراض حماية الحريق، مواد مسببة للدلاء الخفيف، أو مواد مسببة للرش.

أفضل الممارسات في مجال الربط بين الصلبين

توحيد المعايير والمواءمة بين الوحدات

ومن بين مفاتيح البناء النموذجي الناجح التوحيد القياسي، وينبغي لكل وحدة أن تستخدم نفس نمط الاتصال، وحجم الثقوب، وتصميم الثقوب بحيث تكون الوحدات قابلة للتبادل، وهذا لا يؤدي إلى تبسيط الصنع فحسب، بل يسمح أيضا بإعادة تشكيله أو توسيعه في المستقبل دون هندسة عادية، بل إن النهج المعتاد هو تصميم أسرة من تفاصيل الاتصال: واحدة للأعمدة الزوايا، والأخطاء الداخلية، وواحدة للربط بين جميع المقاييس.

الصنع والتسامح

فالتشييدات النموذجية تعتمد على تسامح ضيق أثناء النسيج، وحتى على وجود خطأ في نمط فتحة مثقفة من نوع 1/8 يمكن أن يحول دون وجود نموذجين من التزاوج، كما أن وحدة التوحيد القياسي ((FLT:0)) (CISC) ((AISC) (Cdri holes)) (Cel-I)) تُحدِّد، في كثير من الأحيان، التواؤم الارتباطؤ.

إمكانية الوصول إلى التفتيش والصيانة

وعلى الرغم من أن مراكز البيانات النموذجية مصممة للحد الأدنى من العمل في الموقع، فإنه يتعين تفتيش بعض الروابط بعد التجمع الأولي وأثناء التعديلات المقبلة، كما أن تصميم مسارات الوصول الواضحة للمرايات والتفتيشية العتيقة أمر هام، وينبغي أن تكون للوصلات المخبأة وراء الجدران أو داخل حدود السقف أفرقة قابلة للتعديل من أجل الصيانة، بالإضافة إلى أن جميع القيم المثبتة بوضوح للتسلسل الزمني للتحقق.

إدماج التوسع في المستقبل

وهناك العديد من مراكز البيانات النموذجية التي تبنى مع استراتيجية " التصفية " : فالتركيب الأولي لا يشمل سوى عدد قليل من الوحدات، كما أن وصلات الفولاذ في محيط الوحدات الأولية يجب أن تكون مصممة على أنها وصلات " متوقفة " يمكن إعادة فتحها بسهولة، وهذا يعني عادة استخدام سلاسل الخراف المزخرفة أو ربطات النهائية بالأعمدة المزدوجة المصممة والمغسلة لمنعها.

الالتزام بمعايير الصناعة

وينبغي أن يمتثل تصميم جميع خطوط الصلب لمدونات البناء والمعايير الصناعية المنطبقة، وتشمل المعايير الرئيسية ما يلي:

  • ANSI/AISC 360] - ] - ] Specification for Structural Steel Buildings]، التي تغطي تصميم الإجهاد المسموح به وتصميم عوامل الحمولة والمقاومة (LRFD).
  • ANSI/AISC 341] - أحكام إهزمية لنظم التكديس السيزمية.
  • ASCE/SEI 7] – - Meinimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures , for wind, seismic, and other environmental loads.
  • International Building Code (IBC)] - adopted by most U.S. jurisdictions, referencing the above standards.
  • RCSC (Research Council on Structural Connections)] - ] Specification for Structural Joints Using High-Strength Bolts, governing bolt installation and inspection.

وبالنسبة للمشاريع الدولية، ينبغي استخدام المعايير المحلية مثل اليوروكود 3 (عام 1993) أو المعيار الأسترالي 4100.

وتشمل الموارد الخارجية لمواصلة القراءة إنشاء لجنة الإشراف تصميم ربط البخار ] وحدات تعليمية ودليل للمواصلات.]

أمثلة على الحالات: التحديات المتصلة بمراكز البيانات النموذجية الحقيقية

وقد استخدم مشروع كبير لمركز البيانات النموذجي في شمال كاليفورنيا تصميماً نموذجياً متراكماً من نوعين، وأنشئت الوحدات الأولية بربطات مائلة في الأعمدة، واكتشف المهندسون، أثناء تقييم الزلازل، أن سميك البنفسجية النهائي غير كاف لمنع أعمال الحرق في ظل متطلبات شديدة اللحظات، وكان الحل هو إضافة أضلاع أكبر من حيث المقاييس.

وهناك مشروع آخر في منطقة الشرق الأوسط يستخدم رسومات مغلفة للربط الأفقي للوحدة - التموينية، وقد شهدت الوحدات خلال السنة الأولى تسوية مختلفة للمؤسسة، مما أدى إلى تلف الخنازير وفتح بعض المزلاجات، وقد يتطلب الإصلاح إعادة تفتيت المزخرفات وإضافة خط ثان من المزمار لزيادة التكرار الرأسي.

وتؤكد هذه الحالات الحاجة إلى تفاصيل قوية ومجربة جيدا عن الاتصالات وإلى فهم شامل لظروف التحميل الفريدة في الهياكل النموذجية.

خاتمة

وتفاصيل الربط الصلب هي حجر الزاوية في إنشاء مركز البيانات النموذجي ومرفق التكنولوجيا، ويجب أن توفر في الوقت نفسه القوة الهيكلية، والقدرة على التكيف السيزمي، والأداء الحراري، والمرونة للتوسع في المستقبل، وباختيار الربط المناسب بين الصناعة المزروعة والمربوطة أو المجمدة، والتصميم الدقيق لمسارات التحميل، والتسامح، وإمكانية الوصول، يمكن للمهندسين أن يكفلوا أيضاً زيادة الهياكل الأساسية المركبة في العمر، ولكن ليس فقط من أجل تحقيق النجاح.