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NTT-F、建物・設備をモジュール化する建築手法の開発に着手

AI時代のハイパースケーラー向けデータセンターの設計から竣工までの期間を最大約50%短縮

データセンターモデル「Hyper Ready Module」イメージパース

 NTTファシリティーズ(NTT-F)は、データセンターの申請・設計・建設にかかる期間を大幅に短縮する新たな建築手法として、建物および設備をモジュール化し、工場で生産した部材を現場で組み立てて構築する(プレファブリシケーション)の開発に着手した。

 プレファブリシケーションでは、設計から建設に至るまでのプロセスを標準化することで、ハイパースケーラー向けの数十~数百MW級の大規模データセンターの申請・設計から施工までの期間を従来比で最大約50%削減するという。

 同社は、建築構造から設備全体を可能な限りモジュール化し、工場生産した部材を現場で組み立てて構築するデータセンターモデル(Hyper Ready Module)を開発している。

 同モデルでは、設計から建設に至るまでのすべてのプロセスを標準化することで、ハイパースケーラー向けの大規模データセンターで、申請・設計期間を1年、建設工期を1年とし、プロジェクト全体の期間を約2年で実現できると想定している。

データセンターモデル「Hyper Ready Module」標準モデルイメージ

設計・工期短縮に向けた主な取り組み

建築のモジュール化(システム建築の採用)

 設計および建設工期の短縮に向け同社は、日鉄エンジニアリングと基本合意書を締結し、システム建築工法を用いたモジュール型データセンターの標準化および短工期の実現に向けた検討を開始した。

 同モデルでは、建物を構成する5つの主要部材(基礎、擁壁、鉄骨、外壁、屋根)をモジュール化し、あらかじめ工場で生産することで工期短縮を図る。

 主要な空調・電気設備機器を屋外に配置し、建物を低層化(1~2階建程度)かつ軽量化することで、建物部分は高耐震構造としながら、主要設備を制振化し、ITサーバーが設置されるデータホールの床部分を免震化(床免震)する免制振ハイブリッド構造を採用している。

 免震建物相当のBCP性能を維持した上で建物全体を免震構造としない構成とすることで、構造評定や大臣認定などの各種申請期間、免震・基礎工事に要する期間が短縮・省略され、申請・設計期間を1年、建設工期を1年という短工期化を達成するという。

免制振ハイブリッド構造による工期短縮

設備のモジュール化

 近年のITサーバーの高性能化・高発熱化に伴い、空調用冷水配管や電気配線用バスダクト、配線ラック等の配管・配線量の増加および重量化が進んでいる。これらを上部床スラブから吊って支持する従来方式では、特に階高の厚いデータセンターで耐震性や施工性の面での課題が顕在化している。

 同モデルでは、これらの課題に対応するため、メインフレームとなる主要構造部に加え、設備耐震用のサブフレーム(配管・配線を支持するフレーム、通称「ぶどう棚」)をあらかじめ構築しつつ、空調用配管や電気配線を工場でユニット化し現場で組み立てるDfMA手法を採用している。

 リフターを使用し、上部作業を極力減らすことで設備工程のプレファブリシケーションを推進し、効率化を図る。また、電源系設備についてもユニット化(コンテナPTU化)することで、設備工事全体の短工期化を実現する。

設備耐震用サブフレームと空調用配管や電気配線のユニット化(DfMA手法の採用)

ITサービスを止めないレジリエンス設計(PML10%未満×ダウンタイムの最小化)

 同モデルは、地震リスクに対する高い信頼性の確保を目的として、レジリエンス設計に取り組んでいる。

 具体的には、日本データセンター協会(JDCC)が定めるファシリティスタンダードの最高基準であるティア4相当のPML評価基準(地震リスクの評価基準)を踏まえ、地震発生時における設備への影響を抑制し、データセンター機能を維持するため、以下の対策を採用している。

  • 設備耐震用サブフレーム(ぶどう棚)の制振化による抵抗力の向上
  • 建物本体と電気・機械設備の設置架台の連結部への制振材導入による設備機器の耐震性向上
  • データホール床免震適用によるITサーバー部分の耐震性確保
  • 構造及び設備へのモニタリングシステムの導入
免制振ハイブリッド構造イメージ

今後の計画

 同モデルをベースに、「ハイパースケーラー向けモジュール型データセンター(Hyper Ready Module)」による短工期化の実現に向け、データセンター事業者や関係機関と連携しながら具体化を進め、2028年度中の実現を目指す。

 同社では、「データセンターの高発熱・高密度化への対応、カーボンニュートラルの実現、地域との調和など複数の視点から理想的なデータセンター像を提示し、設計・構築から空調や電力機器の販売、保守まで一貫して取り組むことで、ICTサービスを支えながら、地域循環型社会の実現に、サステナブルな未来づくりに挑戦し、貢献してまいります」としている。