WO2023167190A1 - データセンタ構築方法、データセンタ構築システム及びデータセンタ - Google Patents

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floor
area
data center
server
layout
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彰則 綱脇
里希 田畑
日文 井口
光一 中塚
和清 沼田
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株式会社大林組
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
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    • G06F1/20—Cooling means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/08—Construction

Definitions

  • the present disclosure relates to a data center construction method, a data center construction system, and a data center for supporting construction of a data center.
  • each server consumes a lot of power and generates heat, so it is necessary to consider the internal structure of the data center, such as air conditioning. Therefore, a technique for constructing a hot aisle/cold aisle data center is being studied (see Patent Document 1, for example).
  • the building structure includes beams connecting the first columns of the building, and trusses connecting the second columns arranged in the building with a span longer than the span of the first columns. and a beam.
  • a chimney arranged outside the first pillar in the building is provided with an outside air intake section for taking in cold air from the outside.
  • a method of constructing a data center using an existing building comprising: specifying positions of beams on a first floor on which servers are to be placed in the existing building; specifying a layout candidate including an arrangement area and a floor removal area that is an area immediately above the server arrangement area on a second floor immediately above the first floor; and specifying the server arrangement area in the layout candidate. Determining the layout of the data center according to the weight of servers placed in the space and the weight of the floor of the floor removal area.
  • a building system comprising a controller configured to determine a layout for installing servers of a data center in an existing building, wherein the controller determines a layout for installing servers in the existing building.
  • a server placement area that is an area surrounded by the beams; and an area immediately above the server placement area on the second floor immediately above the first floor.
  • a server placement area that is a floor area surrounded by beams;
  • a data center including a floor removal area, which is an area above the server arrangement area on a second floor immediately above the first floor and is obtained by removing the floor while leaving beams.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a data center construction system according to one embodiment
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the hardware configuration of the embodiment of FIG. 1
  • FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram of a processing procedure of data center design processing according to the embodiment of FIG. 1
  • FIG. 4A is an explanatory diagram of the existing building of the embodiment of FIG. 1
  • FIG. 4A is an explanatory diagram of the first floor before renovation
  • FIG. 4B is an explanatory diagram of the second floor above the first floor before renovation
  • FIG. 5A is an explanatory diagram of the layout candidate of the first candidate in the embodiment of FIG. 1
  • FIG. 5A is an explanatory diagram of the first layer after modification
  • FIG. 5B is an explanatory diagram of the second layer after modification
  • FIG. 5A is an explanatory diagram of the layout candidate of the first candidate in the embodiment of FIG. 1
  • FIG. 5A is an explanatory diagram of the first layer after modification
  • FIG. 5B is an explan
  • FIG. 6A is an explanatory diagram of the layout candidate of the second candidate in the embodiment of FIG. 1
  • FIG. 6A is an explanatory diagram of the first layer after modification
  • FIG. 6B is an explanatory diagram of the second layer after modification
  • FIG. 7A is an explanatory diagram of the layout candidate of the third candidate in the embodiment of FIG. 1
  • FIG. 7A is an explanatory diagram of the first layer after modification
  • FIG. 7B is an explanatory diagram of the second layer after modification
  • FIG. 8A is an explanatory diagram of the layout candidate of the fourth candidate in the embodiment of FIG. 1
  • FIG. 8A is an explanatory diagram of the first layer after modification
  • FIG. 8B is an explanatory diagram of the second layer after modification
  • FIG. 9A is an explanatory diagram of the processing procedure for constructing the data center of the embodiment of FIG. 1, FIG. 9A is an explanatory diagram of before repair, FIG. 9B is an explanatory diagram of floor removal, FIG. 9C is an explanatory diagram of installation of an air conditioner, and FIG. be.
  • FIGS. 1 to 9D An embodiment embodying a data center construction method will be described below with reference to FIGS. 1 to 9D.
  • a small-scale data center group is constructed by renovating a plurality of existing buildings for office use. These data center groups are connected to each other by dedicated lines to realize a virtual large-scale data center.
  • a data center construction method, a data center construction system, and a data center for constructing each data center in this case will be described.
  • the data center construction system A1 uses a user terminal 10 and a support server 20 that are interconnected via a network.
  • the hardware configuration of the information processing device H10 functioning as the user terminal 10 and the support server 20 will be described with reference to FIG.
  • the information processing device H10 includes a communication device H11, an input device H12, a display device H13, a storage device H14, and a processor H15. Note that this hardware configuration is an example, and the information processing apparatus H10 can also be realized by other hardware.
  • the communication device H11 is an interface that establishes a communication path with another device and executes data transmission/reception, such as a network interface or a wireless interface.
  • the input device H12 is a device that receives input of various information, such as a mouse and keyboard.
  • the display device H13 is a display or the like that displays various information.
  • a touch panel display may be used as the input device H12 and the display device H13.
  • the storage device H14 stores data and various programs for executing various functions of the user terminal 10 and the support server 20.
  • Examples of the storage device H14 include read only memory (ROM), random access memory (RAM), hard disk, and the like.
  • the processor H15 controls each process in the user terminal 10 and the support server 20 using programs and data stored in the storage device H14.
  • Examples of the processor H15 include, for example, a central processing unit (CPU) and a microprocessor unit (MPU).
  • the processor H15 expands a program stored in a ROM or the like into a RAM and executes various processes.
  • the processor H15 is not limited to performing software processing for all the processing it executes.
  • the processor H15 may include a dedicated hardware circuit (for example, an application specific integrated circuit: ASIC) that performs hardware processing for at least part of the processing performed by the processor H15. That is, processor H15 may be configured as follows.
  • processors that operate according to a computer program (software)
  • processors that operate according to a computer program (software)
  • One or more dedicated hardware circuits that perform at least part of various processing [3] Combinations thereof (circuitry)
  • a processor includes a CPU and memory, such as RAM and ROM, which stores program code or instructions configured to cause the CPU to perform processes.
  • Memory or computer-readable media includes any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer.
  • the user terminal 10 is a computer terminal used by a designer who decides the arrangement of servers. The designer uses the user terminal 10 to access the support server 20 .
  • the support server 20 is a computer system that executes processing to support the design of the data center.
  • the support server 20 includes a control section 21 , a basic information storage section 22 , a building information storage section 23 and a layout information storage section 24 .
  • the control unit 21 performs processing (processing including an acquisition stage, a design support stage, etc.), which will be described later. By executing a processing program for this purpose, the control unit 21 functions as an acquisition unit 211, a design support unit 212, and the like.
  • the acquisition unit 211 acquires various types of information from the user terminal 10 .
  • the design support unit 212 supports the design of a data center in which servers are installed in existing buildings. Here, it is also possible to use BIM (Building Information Modeling).
  • the basic information storage unit 22 stores information for supporting server placement.
  • the basic information storage unit 22 stores information about the unit weight of the floor, the unit area of the server rack, and the average weight.
  • the unit weight of the floor is the weight per unit area associated with the type of floor structure.
  • the unit area of a server rack is the area of a server rack with standardized specifications (for example, 19 inches).
  • the average weight of server racks is the average weight of server racks containing servers used in a data center.
  • the building information storage unit 23 stores building management information about buildings to be renovated into data centers.
  • the building information storage unit 23 stores building management information when a building constructing a data center is registered.
  • the building management information includes building identifiers and design drawings for each floor.
  • a building identifier is an identifier for specifying an existing building that constructs this data center.
  • a floor is a layer of an existing building on which servers are placed.
  • the design drawing records information about the arrangement and size of structural members (foundations, columns, beams, floors, walls, etc.) of the building.
  • the layout information storage unit 24 stores layout candidate information of a data center that constructs an existing building.
  • the layout information storage unit 24 stores layout candidate information when the design process is executed.
  • the building management information includes building identifiers and layout drawings.
  • a building identifier is an identifier for specifying an existing building that constructs a data center.
  • a layout drawing is information specifying a remaining area and a removal area, which will be described later, in a design drawing.
  • the control unit 21 of the support server 20 executes a building information acquisition process (step S11). Specifically, the acquisition unit 211 of the control unit 21 acquires building information from the user terminal 10 .
  • first hierarchy 510 is a lower hierarchy (first floor)
  • second hierarchy 520 is a hierarchy directly above the first hierarchy 510 (second floor).
  • control unit 21 executes beam/column position specifying processing (step S12). Specifically, the design support unit 212 of the control unit 21 acquires the positions of the structural members (beams, columns) of the floor on which the server is installed in the building information.
  • the control unit 21 executes processing for creating layout candidates in accordance with the positions of beams and columns (step S13). Specifically, the design support unit 212 divides the server installation floor into a plurality of floor areas.
  • the floor of the first story 510 is divided into areas a10 to a19 surrounded by large beams b1 and small beams b2. Also, the floor of the second floor 520 is divided into areas a20 to a29 surrounded by the large beam b1 and the small beam b2.
  • the design support department 212 secures office space and utility space.
  • the office space and the utility space are provided in a hierarchy different from the first hierarchy 510 and the second hierarchy 520 .
  • the design support unit 212 creates a layout candidate specifying the area where the server is to be installed in the divided area. If office space and utility space are provided on the server installation floor, layout candidates are created in areas excluding the office space and utility space.
  • a retention area where the floor on which the server is placed is left and a removal area where the floor is removed (floor removal area) are provided.
  • 1024 layout candidates can be created. In this embodiment, layout candidates are generated under the following conditions.
  • Both the first floor 510 and the second floor 520 are provided with a retention area and a removal area.
  • the area of the removal area shall be less than half of the total floor area. - Determine so that the area ratio of the remaining area and the removal area falls within a predetermined range.
  • ⁇ Arrange the remaining area and the removal area symmetrically with respect to a predetermined axis passing through the center of the floor.
  • the remaining area and the removal area are arranged with the axis C1 on the first floor as the axis of symmetry.
  • the second layer 520 above the first layer 510 uses a layout in which the remaining area and removal area of the first layer 510 are reversed. Examples of layout candidates created under the above conditions will be described below.
  • areas a11, a12, a15, a16, and a19 of the first layer 510 are provided with remaining areas.
  • removal areas are provided in areas a10, a13, a14, a17, and a18.
  • the shaded area indicates the floor remains, and the area marked with a dotted line x indicates the removal of the floor.
  • the arrangement of the retention area and the removal area on the first floor 510 is reversed. That is, areas a21, a22, a25, a26, and a29 on the second layer 520 are provided with removal areas. On the other hand, the areas a20, a23, a24, a27 and a28 are provided with remaining areas.
  • the cooling effect can be enhanced by distributing the servers.
  • areas a10, a11, a14, a15, a18, and a19 of the first layer 510 are provided with remaining areas, and areas a12, a13, a16, and a17 are removed. Establish an area.
  • the arrangement of the retention area and the removal area on the first floor 510 is reversed. That is, areas a20, a21, a24, a25, a28, and a29 of the second floor 520 are provided with removal areas, and areas a22, a23, a26, and a27 are provided with retention areas.
  • the cooling effect and ease of maintenance can be enhanced by collectively arranging the two remaining areas for arranging the servers.
  • areas a10, a12, a14, a16, and a18 of the first layer 510 are provided with remaining areas, and areas a11, a13, a15, a17, and a19 are removed. Establish an area.
  • the arrangement of the retention area and the removal area on the first floor 510 is reversed. That is, areas a20, a22, a24, a26, and a28 of the second layer 520 are provided with removal areas, and areas a21, a23, a25, a27, and a29 are provided with retention areas.
  • the cooling effect and ease of maintenance can be enhanced by collectively arranging the five remaining areas for arranging the servers.
  • areas a12 to a17 of the first layer 510 are provided with remaining areas, and areas a10, a11, a18, and a19 are provided with removal areas.
  • the arrangement of the retention area and the removal area on the first floor 510 is reversed. That is, areas a22 to a27 of the second floor 520 are provided with removal areas, and areas a20, a21, a28, and a29 are provided with retention areas.
  • the design support unit 212 stores the generated layout candidates in the layout information storage unit 24 .
  • the control unit 21 sequentially specifies processing targets in the generated layout candidates, and repeats the following processing.
  • the control unit 21 executes evaluation processing of the number of placements according to the removal area (step S14).
  • the design support unit 212 calculates the floor area of the removal area on the first layer 510 and the second layer 520 of the layout candidate to be processed.
  • the design support unit 212 acquires the unit weight of the floor from the basic information storage unit 22 .
  • the design support unit 212 multiplies the unit weight of the floor by the floor area of the removed area to calculate the removed floor weight, that is, the weight reduced by removing the floor. Then, the removed floor weight is used so as to correspond to the server weight.
  • the design support unit 212 calculates the load of the building (framework design) by structural calculation when the floor is removed, using the weight reduced by the removal of the floor. Next, the design support unit 212 acquires the average weight of server racks from the basic information storage unit 22 . Then, the design support unit 212 calculates the number of servers that can be arranged (the number of first servers) by dividing the load of the building by the average weight of the server racks.
  • control unit 21 executes evaluation processing of the number of layouts according to the remaining area (step S15). Specifically, the design support unit 212 calculates the floor area of the area below the removal area (server placement area) on the first layer 510 and the second layer 520 of the layout candidate to be processed. Next, the design support unit 212 divides the floor area of the server arrangement area by the area of one server rack to calculate the number of servers that can be arranged (the second number of servers).
  • control unit 21 executes comprehensive evaluation processing (step S16). Specifically, the design support unit 212 compares the number of first servers and the number of second servers, and specifies the smaller number of servers as the possible number of servers to be arranged.
  • the control unit 21 repeats the above processing until all layout candidates are completed.
  • the control unit 21 executes layout candidate output processing (step S17). Specifically, the design support unit 212 outputs layout candidates associated with the number of servers that can be arranged to the display device H13 of the user terminal 10 .
  • the person in charge uses the user terminal 10 to check the layout candidates and determine the desired layout. (Construction of data center) Next, construction of a data center in an existing building will be described with reference to FIGS. 9A to 9D.
  • FIG. 9A in an existing building b0 having floors f1 to f5, it is assumed that a data center DC1 is constructed in which servers are arranged on floors f2 to f4.
  • FIG. 9B the floor of the removal area is removed in the existing building b0 according to the layout determined in the design process.
  • the floors of the remaining areas a31, a41, and a51 are left, and the floors of the removed areas a32, a42, and a52 are removed.
  • the small beams b2 of the removal areas a32, a42, and a52 are left.
  • an air conditioner ac1 (an air conditioner that circulates air) is placed on the small beams b2 of the removal areas a32, a42, and a52.
  • the server SL1 is placed directly below the location where the air conditioner ac1 is installed.
  • the server SL1 is arranged in the area of the floor f2 directly below the removal area of the floor f3, the remaining area a31 of the floor f3, and the remaining area a41 of the floor f4.
  • the data center DC1 is constructed in the existing building b0.
  • a small-scale data center group can be constructed by repairing a plurality of existing office buildings b0.
  • the existing building b0 is provided with a remaining area and a removal area, and servers are arranged in the remaining area.
  • the area of the removal area shall be no more than half of the total floor area. Since the floor is removed in the removal area, the strength and earthquake resistance of the existing building can be maintained even when the heavy server SL1 is installed.
  • the area ratio between the remaining area and the removal area is determined so as to fall within a predetermined range. As a result, more servers can be placed by utilizing the remaining area for arranging the server SL1 and the remaining area for reducing the load on the building.
  • the remaining area and the removal area are arranged symmetrically with respect to a predetermined axis C1 passing through the center of the floor.
  • asymmetrical eccentric arrangement the stresses on the foundations and piles of the existing building will change. Therefore, by distributing the remaining area and the removal area, uneven distribution of the load on the building can be suppressed.
  • a layout is used in which the remaining area and the removal area are reversed between the upper and lower floors.
  • an atrium can be provided above the server SL1 arranged in the remaining land area.
  • the server SL1 can be cooled.
  • the small beam b2 in the removal area is left.
  • the air conditioner ac1 is placed on the small beam b2. Accordingly, the server SL1 can be cooled from above using the air conditioner ac1.
  • control unit 21 executes layout candidate output processing (step S17).
  • layout candidate output processing a layout candidate associated with the number of servers that can be arranged is output.
  • economy (cost performance) of the data center can be judged based on the number of servers that can be arranged.
  • This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
  • the user terminal 10 and the support server 20 are used to execute the design process. Steps S11 to S17 may be performed manually.
  • the retention area and the removal area are arranged symmetrically with respect to the predetermined axis C1 passing through the center of the floor. If uneven distribution of the load on the building can be suppressed, it is not necessary to arrange the remaining area and the removal area symmetrically with respect to a predetermined axis.
  • the design support unit 212 calculates the load of the building (framework design) by structural calculation when the floor is removed, using the weight reduced by removing the floor. Then, the design support unit 212 divides the load of the building by the average weight of the servers to calculate the number of servers that can be arranged (first number of servers). Alternatively, the weight reduced by removing the floor may be divided by the average weight of the servers to calculate the number of deployable servers.
  • the control unit 21 executes comprehensive evaluation processing (step S16).
  • layout candidates are evaluated using the number of servers.
  • the evaluation method is not limited to this. For example, a heat load due to heat generated by servers in a data center may be evaluated. In this case, a heat load simulation is performed in which a heat source corresponding to the heat generated by the server is arranged in the remaining area. In this heat load simulation, the load (power consumption, etc.) of air conditioners arranged above the servers is predicted in order to maintain the inside of the data center at a predetermined temperature. Then, in the layout candidate output process (step S17), the control unit 21 outputs the simulation result in association with the layout candidate.
  • the user terminal 10 and the support server 20 are used.
  • the hardware configuration is not limited to this.
  • the user terminal 10 may be provided with the control unit 21, the basic information storage unit 22, the building information storage unit 23, and the layout information storage unit 24, and the user terminal 10 may execute the design process.

Abstract

既存建物を用いたデータセンタの構築方法は、前記既存建物において、サーバを配置する第１フロアにおける梁の位置を特定することと、前記梁で囲まれた領域であるサーバ配置領域と、前記第１フロアの直上の第２フロアにおいて、前記サーバ配置領域の直上の領域である床撤去領域とを含めたレイアウト候補を特定することと、前記レイアウト候補において、前記サーバ配置領域に配置されるサーバの重量と、前記床撤去領域の床重量とに応じて、前記データセンタのレイアウトを決定することと、を備える。

Description

データセンタ構築方法、データセンタ構築システム及びデータセンタ
　本開示は、データセンタの構築を支援するためのデータセンタ構築方法、データセンタ構築システム及びデータセンタに関する。
　データセンタでは、各サーバは多くの電力を消費することにより発熱するため、空調等、データセンタの内部構造を考慮する必要がある。そこで、ホットアイル・コールドアイル方式のデータセンタを構築するための技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
　また、データセンタのための建物構造も検討されている（例えば、特許文献２参照）。この文献に開示された技術においては、建物構造は、建物の第１柱同士を連結する梁と、第１柱のスパンよりも長いスパンで建物内に配置される第２柱同士を連結するトラス梁と、を有する。建物において第１柱よりも外側に配置されたチムニに、外部から冷気を取り入れるための外気取り込み部が設けられている。
特開２０１４－４８０２７号公報 特開２０１８－１６２６２６号公報
　既存データセンタ施設の老朽化に伴う閉鎖等のため、都心部で都市型データセンタの供給不足が生じている。しかしながら、都心部において、大規模なデータセンタを構築するための建設用地を確保することは困難である。
　したがって、効率的にデータセンタを構築する必要が存在する。
　一態様では、既存建物を用いたデータセンタの構築方法であって、前記既存建物において、サーバを配置する第１フロアにおける梁の位置を特定することと、前記梁で囲まれた領域であるサーバ配置領域と、前記第１フロアの直上の第２フロアにおいて、前記サーバ配置領域の直上の領域である床撤去領域とを含めたレイアウト候補を特定することと、前記レイアウト候補において、前記サーバ配置領域に配置されるサーバの重量と、前記床撤去領域の床重量とに応じて、前記データセンタのレイアウトを決定することと、を備えるデータセンタ構築方法を提供する。
　別の態様では、既存建物において、データセンタのサーバを設置するレイアウトを決定するように構成されている制御部を備えた構築システムであって、前記制御部が、前記既存建物において、サーバを配置する第１フロアにおける梁の位置を特定することと、前記梁で囲まれた領域であるサーバ配置領域と、前記第１フロアの直上の第２フロアにおいて、前記サーバ配置領域の直上の領域である床撤去領域とを含めたレイアウト候補を特定することと、前記サーバ配置領域に配置されるサーバの重量と、前記床撤去領域の床重量とに応じて、前記レイアウト候補を出力することと、を実行するように構成されている、データセンタ構築システムを提供する。
　さらに別の態様では、既存建物内に設けられたデータセンタであって、前記既存建物内で、サーバを配置する第１フロアにおいて、梁で囲まれた床領域であるサーバ配置領域と、前記第１フロアの直上の第２フロアにおいて、前記サーバ配置領域の上方の領域であって、梁を残して床を撤去した床撤去領域と、を備えるデータセンタを提供する。
一実施形態のデータセンタ構築システムの説明図である。 図１の実施形態のハードウェア構成の説明図である。 図１の実施形態のデータセンタの設計処理の処理手順の説明図である。 図１の実施形態の既存建物の説明図であって、図４Ａは改修前の第１階層、図４Ｂは改修前の第１階層の上層となる第２階層の説明図である。 図１の実施形態の第１候補のレイアウト候補の説明図であって、図５Ａは改修後の第１階層、図５Ｂは改修後の第２階層の説明図である。 図１の実施形態の第２候補のレイアウト候補の説明図であって、図６Ａは改修後の第１階層、図６Ｂは改修後の第２階層の説明図である。 図１の実施形態の第３候補のレイアウト候補の説明図であって、図７Ａは改修後の第１階層、図７Ｂは改修後の第２階層の説明図である。 図１の実施形態の第４候補のレイアウト候補の説明図であって、図８Ａは改修後の第１階層、図８Ｂは改修後の第２階層の説明図である。 図１の実施形態のデータセンタの構築の処理手順の説明図であって、図９Ａは改修前、図９Ｂは床撤去、図９Ｃは空調装置の設置、図９Ｄはサーバの設置の説明図である。
　以下、図１～図９Ｄを用いて、データセンタ構築方法を具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、事務所用途の複数の既存建物を改修することにより、小規模なデータセンタ群を構築する。そして、これらのデータセンタ群同士を専用回線で接続し、仮想的な大規模データセンタを実現する。この場合の各データセンタを構築するデータセンタ構築方法、データセンタ構築システム及びデータセンタを説明する。
　本実施形態では、図１に示すように、データセンタ構築システムＡ１は、ネットワークを介して相互に接続されたユーザ端末１０、支援サーバ２０を用いる。
　（ハードウェア構成の説明）
　図２を用いて、ユーザ端末１０、支援サーバ２０として機能する情報処理装置Ｈ１０のハードウェア構成を説明する。情報処理装置Ｈ１０は、通信装置Ｈ１１、入力装置Ｈ１２、表示装置Ｈ１３、記憶装置Ｈ１４、プロセッサＨ１５を備える。なお、このハードウェア構成は一例であり、情報処理装置Ｈ１０を他のハードウェアにより実現することも可能である。
　通信装置Ｈ１１は、他の装置との間で通信経路を確立して、データの送受信を実行するインタフェースであり、例えばネットワークインタフェースや無線インタフェース等である。
　入力装置Ｈ１２は、各種情報の入力を受け付ける装置であり、例えばマウスやキーボード等である。表示装置Ｈ１３は、各種情報を表示するディスプレイ等である。なお、入力装置Ｈ１２及び表示装置Ｈ１３として、タッチパネルディスプレイを用いてもよい。
　記憶装置Ｈ１４は、ユーザ端末１０、支援サーバ２０の各種機能を実行するためのデータや各種プログラムを格納する。記憶装置Ｈ１４の一例としては、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスク等がある。
　プロセッサＨ１５は、記憶装置Ｈ１４に記憶されるプログラムやデータを用いて、ユーザ端末１０、支援サーバ２０における各処理を制御する。プロセッサＨ１５の一例としては、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）やマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）等がある。このプロセッサＨ１５は、ＲＯＭ等に記憶されるプログラムをＲＡＭに展開して、各種処理を実行する。
　プロセッサＨ１５は、自身が実行するすべての処理についてソフトウェア処理を行なうものに限られない。例えば、プロセッサＨ１５は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行なう専用のハードウェア回路（例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。すなわち、プロセッサＨ１５は、以下として構成し得る。
　〔１〕コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ
　〔２〕各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する１つ以上の専用のハードウェア回路
　〔３〕それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）
　プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
　（システム構成）
　次に、図１を用いて、データセンタ構築システムＡ１の各機能を説明する。
　ユーザ端末１０は、サーバの配置を決定する設計者が用いるコンピュータ端末である。設計者は、ユーザ端末１０を用いて、支援サーバ２０にアクセスする。
　支援サーバ２０は、データセンタの設計を支援する処理を実行するコンピュータシステムである。この支援サーバ２０は、制御部２１、基本情報記憶部２２、建物情報記憶部２３、レイアウト情報記憶部２４を備える。
　制御部２１は、後述する処理（取得段階、設計支援段階等を含む処理）を行なう。このための処理プログラムを実行することにより、制御部２１は、取得部２１１、設計支援部２１２等として機能する。
　取得部２１１は、各種情報をユーザ端末１０から取得する。
　設計支援部２１２は、既存建物にサーバを配置したデータセンタの設計を支援する。ここで、ＢＩＭ（Building Information Modeling）を用いることも可能である。
　基本情報記憶部２２は、サーバの配置を支援するための情報を記憶する。本実施形態では、基本情報記憶部２２は、床の単位重量、サーバラックの単位面積、平均重量に関する情報を記憶する。
　床の単位重量は、床構造の種別に関連付けた単位面積当たりの重量である。
　サーバラックの単位面積は、規格化された仕様（例えば、１９インチ）のサーバラックの面積である。
　サーバラックの平均重量は、データセンタで用いられるサーバを収納したサーバラックの平均重量である。
　建物情報記憶部２３は、データセンタに改修する建物についての建物管理情報を記憶する。建物情報記憶部２３は、データセンタを構築する建物が登録された場合、建物管理情報を記憶する。建物管理情報には、建物識別子、フロア毎の設計図面が含まれる。
　建物識別子は、このデータセンタを構築する既存建物を特定するための識別子である。
　フロアは、サーバを配置する既存建物の階層である。
　設計図面には、建物の構造部材（基礎、柱、梁、床、壁等）の配置、大きさに関する情報が記録される。
　レイアウト情報記憶部２４は、既存建物を構築するデータセンタのレイアウト候補情報を記憶する。レイアウト情報記憶部２４は、設計処理が実行された場合、レイアウト候補情報を記憶する。建物管理情報には、建物識別子、レイアウト図面が含まれる。
　建物識別子は、データセンタを構築する既存建物を特定するための識別子である。
　レイアウト図面は、設計図面において、後述する残置領域、撤去領域を特定する情報である。
　（設計処理）
　次に、図３を用いて、設計処理を説明する。
　まず、支援サーバ２０の制御部２１は、建築情報の取得処理を実行する（ステップＳ１１）。具体的には、制御部２１の取得部２１１は、ユーザ端末１０から、建築情報を取得する。
　例えば、既存建物において、図４Ａに示す第１階層５１０と、図４Ｂに示す第２階層５２０とを用いて、データセンタを構築する場合を想定する。ここで、第１階層５１０は下階層（第１フロア）、第２階層５２０は、第１階層５１０の直上の上階層（第２フロア）である。
　次に、制御部２１は、梁・柱位置の特定処理を実行する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部２１の設計支援部２１２は、建築情報において、サーバを設置するフロアの構造部材（梁、柱）の位置を取得する。
　図４Ａに示す第１階層５１０、図４Ｂに示す第２階層５２０において、柱ｐ１、大梁ｂ１、小梁ｂ２を特定する。
　次に、制御部２１は、梁・柱位置に応じてレイアウト候補の作成処理を実行する（ステップＳ１３）。具体的には、設計支援部２１２は、サーバ設置フロアを、複数の床領域に分割する。
　本実施形態では、第１階層５１０の床を、大梁ｂ１及び小梁ｂ２で囲まれている領域ａ１０～ａ１９に分割する。また、第２階層５２０の床を、大梁ｂ１及び小梁ｂ２で囲まれている領域ａ２０～ａ２９に分割する。
　次に、設計支援部２１２は、事務スペース、ユーティリティスペースを確保する。本実施形態では、事務スペース、ユーティリティスペースは、第１階層５１０、第２階層５２０とは異なる階層に設けられる。
　そして、設計支援部２１２は、分割した領域の中で、サーバを設置する領域を特定したレイアウト候補を作成する。なお、事務スペース、ユーティリティスペースをサーバ設置フロアに設ける場合には、事務スペース、ユーティリティスペースを除いた領域でレイアウト候補を作成する。
　この場合、サーバを配置する床を残す残置領域と、床を撤去する撤去領域（床撤去領域）とを設ける。第１階層５１０において、領域ａ１０～ａ１９を、残置領域又は撤去領域のいずれかに振り分ける場合、１０２４通りのレイアウト候補を作ることができる。本実施形態では、以下の条件で、レイアウト候補を生成する。
　・第１階層５１０及び第２階層５２０のいずれにも、残置領域及び撤去領域を設ける。
　・撤去領域の面積は、延べ床面積の半分以下までとする。
　・残置領域と撤去領域との面積比が所定範囲に収まるように決定する。
　・フロアの中心を通る所定の軸に対して、対称に残置領域と撤去領域とを配置する。本実施形態では、第１階層における軸Ｃ１を対称軸にして残置領域と撤去領域とが配置される。
　・第１階層５１０の上層の第２階層５２０は、第１階層５１０の残置領域、撤去領域を反転させたレイアウトを用いる。
　以下、上記条件で作成したレイアウト候補の例を説明する。
　図５Ａに示すように、第１レイアウト候補においては、第１階層５１０の領域ａ１１、ａ１２、ａ１５、ａ１６，ａ１９に残置領域を設ける。一方、領域ａ１０，ａ１３，ａ１４，ａ１７，ａ１８に撤去領域を設ける。なお、図中において、網掛領域は床の残置、点線の×印領域は、床の撤去を示す。
　一方、図５Ｂに示すように、第１階層５１０の上層階の第２階層５２０では、第１階層５１０における残置領域と撤去領域との配置を逆にする。すなわち、第２階層５２０の領域ａ２１、ａ２２、ａ２５、ａ２６，ａ２９に撤去領域を設ける。一方、領域ａ２０，ａ２３，ａ２４，ａ２７，ａ２８に残置領域を設ける。
　第１レイアウト候補では、サーバを分散して配置することにより、冷却効果を高めることができる。
　また、図６Ａに示すように、第２レイアウト候補においては、第１階層５１０の領域ａ１０、ａ１１、ａ１４、ａ１５，ａ１８，ａ１９に残置領域を設けるとともに、領域ａ１２，ａ１３，ａ１６，ａ１７に撤去領域を設ける。
　一方、図６Ｂに示すように、第１階層５１０の上層階の第２階層５２０では、第１階層５１０における残置領域と撤去領域との配置を逆にする。すなわち、第２階層５２０の領域ａ２０、ａ２１、ａ２４、ａ２５，ａ２８，ａ２９に撤去領域を設けるとともに、領域ａ２２，ａ２３，ａ２６，ａ２７に残置領域を設ける。
　第２レイアウト候補では、サーバを配置する２つの残置領域をまとめて配置することにより、冷却効果及びメンテナンスの容易性を高めることができる。
　また、図７Ａに示すように、第３レイアウト候補においては、第１階層５１０の領域ａ１０、ａ１２、ａ１４、ａ１６，ａ１８に残置領域を設けるとともに、領域ａ１１，ａ１３，ａ１５，ａ１７，ａ１９に撤去領域を設ける。
　一方、図７Ｂに示すように、第１階層５１０の上層階の第２階層５２０では、第１階層５１０における残置領域と撤去領域との配置を逆にする。すなわち、第２階層５２０の領域ａ２０、ａ２２、ａ２４、ａ２６，ａ２８に撤去領域を設けるとともに、領域ａ２１，ａ２３，ａ２５，ａ２７，ａ２９に残置領域を設ける。
　第３レイアウト候補では、サーバを配置する５つの残置領域をまとめて配置することにより、冷却効果及びメンテナンスの容易性を高めることができる。
　また、図８Ａに示すように、第４レイアウト候補においては、第１階層５１０の領域ａ１２～ａ１７に残置領域を設けるとともに、領域ａ１０，ａ１１，ａ１８，ａ１９に撤去領域を設ける。
　一方、図８Ｂに示すように、第１階層５１０の上層階の第２階層５２０では、第１階層５１０における残置領域と撤去領域との配置を逆にする。すなわち、第２階層５２０の領域ａ２２～ａ２７に撤去領域を設けるとともに、領域ａ２０，ａ２１，ａ２８，ａ２９に残置領域を設ける。
　第４レイアウト候補では、第１階層５１０において残置領域をまとめて配置することにより、メンテナンスの容易性を高めることができる。
　そして、設計支援部２１２は、生成したレイアウト候補をレイアウト情報記憶部２４に記憶する。
　次に、制御部２１は、生成したレイアウト候補において処理対象を順次、特定して、以下の処理を繰り返す。
　ここでは、制御部２１は、撤去領域に応じた配置数の評価処理を実行する（ステップＳ１４）。具体的には、設計支援部２１２は、処理対象のレイアウト候補の第１階層５１０、第２階層５２０において、撤去領域の床面積を算出する。次に、設計支援部２１２は、基本情報記憶部２２から、床の単位重量を取得する。次に、設計支援部２１２は、床の単位重量に、撤去領域の床面積を乗算することにより、撤去した床重量、すなわち、床の撤去によって軽くなった重量を算出する。そして、この撤去した床重量がサーバ重量に対応するように利用する。そこで、設計支援部２１２は、床の撤去によって軽くなった重量を用いて、床を撤去した場合の構造計算により、建物（架構設計）の積載荷重を算出する。次に、設計支援部２１２は、基本情報記憶部２２から、サーバラックの平均重量を取得する。そして、設計支援部２１２は、建物の積載荷重をサーバラックの平均重量で除算して、配置可能なサーバ数（第１サーバ数）を算出する。
　次に、制御部２１は、残置領域に応じた配置数の評価処理を実行する（ステップＳ１５）。具体的には、設計支援部２１２は、処理対象のレイアウト候補の第１階層５１０、第２階層５２０において、撤去領域の下方の領域（サーバ配置領域）の床面積を算出する。次に、設計支援部２１２は、サーバ配置領域の床面積を、１台のサーバラックの面積で除算して、配置可能なサーバ数（第２サーバ数）を算出する。
　次に、制御部２１は、総合評価処理を実行する（ステップＳ１６）。具体的には、設計支援部２１２は、第１サーバ数と第２サーバ数とを比較して、少ない方のサーバ数をサーバ配置可能数として特定する。
　制御部２１は、すべてのレイアウト候補について終了するまで、以上の処理を繰り返す。
　次に、制御部２１は、レイアウト候補の出力処理を実行する（ステップＳ１７）。具体的には、設計支援部２１２は、サーバ配置可能数を関連付けたレイアウト候補を、ユーザ端末１０の表示装置Ｈ１３に出力する。
　この場合、担当者は、ユーザ端末１０を用いて、レイアウト候補を確認し、所望のレイアウトを決定する。
　（データセンタの構築）
　次に、図９Ａ～図９Ｄを用いて、既存建物におけるデータセンタの構築を説明する。
　ここでは、図９Ａに示すように、フロアｆ１～ｆ５を有する既存建物ｂ０において、フロアｆ２～ｆ４にサーバを配置したデータセンタＤＣ１を構築する場合を想定する。
　まず、図９Ｂに示すように、設計処理で決定したレイアウトに従って、既存建物ｂ０において、撤去領域の床の撤去を行なう。ここでは、残置領域ａ３１、ａ４１、ａ５１の床を残して、撤去領域ａ３２、ａ４２、ａ５２の床を撤去する。この場合、撤去領域ａ３２、ａ４２、ａ５２の小梁ｂ２は残しておく。
　次に、図９Ｃに示すように、撤去領域ａ３２、ａ４２、ａ５２の小梁ｂ２に空調装置ａｃ１（空気を循環させる空調設備）を載置する。
　そして、図９Ｄに示すように、空調装置ａｃ１を設置した場所の直下にサーバＳＬ１を配置する。本実施形態では、フロアｆ２のうちフロアｆ３の撤去領域の直下の領域、フロアｆ３の残置領域ａ３１、フロアｆ４の残置領域ａ４１に、サーバＳＬ１を配置する。これにより、既存建物ｂ０において、データセンタＤＣ１を構築する。
　このデータセンタＤＣ１では、上層階の空調装置ａｃ１からのダウンフローにより、各階層のサーバＳＬ１を冷却する。
　本実施形態によれば、以下のような利点を得ることができる。
　（１）本実施形態では、事務所用途の複数の既存建物ｂ０を改修することにより、小規模なデータセンタ群を構築することができる。
　（２）本実施形態では、既存建物ｂ０に残置領域及び撤去領域を設けて、残置領域にサーバを配置する。この場合、撤去領域の面積は、延べ床面積の半分以下までとする。撤去領域において床を撤去するため、重量があるサーバＳＬ１を配置する場合にも、既存建物の耐力や耐震性を維持することができる。
　（３）本実施形態では、残置領域と撤去領域との面積比を所定範囲に収まるように決定する。これにより、サーバＳＬ１を配置する残置領域と、建物の荷重を軽減するための残置領域と利用して、より多くのサーバを配置することができる。
　（４）本実施形態では、フロアの中心を通る所定の軸Ｃ１に対して、対称に残置領域と撤去領域とを配置する。非対称に偏心した配置の場合には、既存建築物の基礎や杭にかかる応力が変わる。このため、残置領域と撤去領域とを分散させることにより、建物の荷重負担の偏在を抑制することができる。
　（５）本実施形態では、上層階と下層階とで、残置領域、撤去領域を反転させたレイアウトを用いる。これにより、残地領域に配置されたサーバＳＬ１の上方に吹き抜けを設けることができる。そして、この吹き抜けを用いて、サーバＳＬ１の冷却を行なうことができる。サーバＳＬ１の直上に撤去領域を設けることにより、サーバＳＬ１の冷却と、建物の荷重の軽減とを実現できる。
　（６）本実施形態では、撤去領域の小梁ｂ２を残しておく。そして、小梁ｂ２に空調装置ａｃ１を載置する。これにより、空調装置ａｃ１を用いて、上方からサーバＳＬ１を冷却することができる。
　（７）本実施形態では、制御部２１は、レイアウト候補の出力処理を実行する（ステップＳ１７）。ここでは、サーバ配置可能数を関連付けたレイアウト候補を出力する。これにより、サーバ配置可能数によって、データセンタの経済性（コストパフォーマンス）を判断することができる。
　本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・上記実施形態では、ユーザ端末１０、支援サーバ２０を用いて、設計処理を実行した。人手作業により、ステップＳ１１～Ｓ１７を行なってもよい。
　・上記実施形態では、フロアの中心を通る所定の軸Ｃ１に対して、対称に残置領域と撤去領域とを配置する。建物の荷重負担の偏在を抑制できれば、所定の軸に対して対称に残置領域と撤去領域とを配置する必要はない。
　・上記実施形態では、設計支援部２１２は、床の撤去によって軽くなった重量を用いて、床を撤去した場合の構造計算により、建物（架構設計）の積載荷重を算出する。そして、設計支援部２１２は、建物の積載荷重をサーバの平均重量で除算して、配置可能なサーバ数（第１サーバ数）を算出する。これに代えて、床の撤去によって軽くなった重量をサーバの平均重量で除算して、配置可能なサーバ数を算出してもよい。
　また、床の撤去によって軽くなった重量に対して、サーバの重量に加えて、空調設備の重量を加算して、配置可能なサーバ数を算出してもよい。
　・上記実施形態では、制御部２１は、総合評価処理を実行する（ステップＳ１６）。ここでは、サーバ数を用いて、レイアウト候補の評価を行なう。評価の方法は、これに限定されるものではない。例えば、データセンタにおけるサーバの発熱による熱負荷を評価してもよい。この場合には、残置領域にサーバの発熱に応じた熱源を配置した熱負荷シミュレーションを行なう。この熱負荷シミュレーションでは、データセンタ内を所定の温度に維持するために、サーバの上方の配置された空調装置の負荷（消費電力等）を予測する。そして、制御部２１は、レイアウト候補の出力処理（ステップＳ１７）において、レイアウト候補に関連付けてシミュレーション結果を出力する。
　・上記実施形態では、ユーザ端末１０及び支援サーバ２０を用いる。ハードウェア構成は、これに限定されるものではない。例えば、ユーザ端末１０に、制御部２１、基本情報記憶部２２、建物情報記憶部２３、レイアウト情報記憶部２４を設けて、ユーザ端末１０において設計処理を実行してもよい。

Claims (6)

  1. 　既存建物を用いたデータセンタの構築方法であって、
    　前記既存建物において、サーバを配置する第１フロアにおける梁の位置を特定することと、
    　前記梁で囲まれた領域であるサーバ配置領域と、前記第１フロアの直上の第２フロアにおいて、前記サーバ配置領域の直上の領域である床撤去領域とを含めたレイアウト候補を特定することと、
    　前記レイアウト候補において、前記サーバ配置領域に配置されるサーバの重量と、前記床撤去領域の床重量とに応じて、前記データセンタのレイアウトを決定することと、を備えるデータセンタ構築方法。
  2. 　前記データセンタのレイアウトを決定することは、前記床撤去領域の床重量に対応した前記既存建物の耐力に応じた重量のサーバが前記サーバ配置領域に配置されるように前記レイアウトを決定することを含む、請求項１に記載のデータセンタ構築方法。
  3. 　前記第１フロアに追加の床撤去領域を設けることをさらに備える、請求項１又は２に記載のデータセンタ構築方法。
  4. 　前記第２フロアにおける前記床撤去領域の梁を利用して、空気を循環させる空調設備を設けることをさらに備える、請求項１～３の何れか一項に記載のデータセンタ構築方法。
  5. 　既存建物において、データセンタのサーバを設置するレイアウトを決定するように構成されている制御部を備えた構築システムであって、
    　前記制御部が、
    　前記既存建物において、サーバを配置する第１フロアにおける梁の位置を特定することと、
    　前記梁で囲まれた領域であるサーバ配置領域と、前記第１フロアの直上の第２フロアにおいて、前記サーバ配置領域の直上の領域である床撤去領域とを含めたレイアウト候補を特定することと、
    　前記サーバ配置領域に配置されるサーバの重量と、前記床撤去領域の床重量とに応じて、前記レイアウト候補を出力することと、を実行するように構成されている、データセンタ構築システム。
  6. 　既存建物内に設けられたデータセンタであって、
    　前記既存建物内で、サーバを配置する第１フロアにおいて、梁で囲まれた床領域であるサーバ配置領域と、
    　前記第１フロアの直上の第２フロアにおいて、前記サーバ配置領域の上方の領域であって、梁を残して床を撤去した床撤去領域と、を備えるデータセンタ。
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