해풍을 이용한 도심형 데이터센터 타워 조정곤 - 한양대학교 ERICA 건축학부 졸업작품전

해풍을 이용한 도심형 데이터센터 타워

Twisted Data Center Using Wind

조정곤 / Lee Kang Jun Studio

부산의 문제점인 빌딩풍을 형태적 실험과 함께 데이터센터의 발열해소에 이용하고, 폐열을 주민들이 이용하는 시설로 환원하고자 한다.

현재 4차산업혁명의 일환으로 AI, 자율주행자동차, SNS, OTT서비스 등 정보가 끊임없이 생성되고 시간과 장소에 구애받지 않고 소비되고 있다. 이러한 소프트웨어를 로딩과 버퍼링 없이 지속적으로 사용하기 위해서는 이를 위한 하드웨어의 인프라가 뒷받침이 되어야 한다. 따라서 기업들은 자사를 위한 데이터센터를 전 세계적으로 형성하고 있는 상황이다.

국내의 경우, 데이터센터 분포를 살펴보면 서울과 부산에 상대적으로 많이 밀집되어 있으며, 정전시간이 선진국에 비해 짧으며, 5G가입자수도 월등히 높다는 점에서 동아시아 국가 중 주목받고 있다. 앞으로 3년 내에 24개의 데이터센터가 국내에 추가로 설립될 예정이다.

하지만 데이터센터의 문제점으로 전력사용량을 꼽고 있다. 이 중 38%가 냉방을 위해 사용될 정도로 데이터센터의 발열량이 높으며 이를 해결하는 것 또한 중요한 과제이다.

국내 전형적인 데이터센터는 데이터서버를 공조시스템이 둘러싸고 있는 구조이며 소수의 직원만이 접근할 수 있고 외부인들이 접근할 수 없는 시설로 점유하고 있다, 또한, 전력사용량이 과도할뿐더러 발생하는 열 또한 재활용되지 않고 있다. 따라서 앞으로 도심 속에서 방문객들이 향유할 수 있으며 발생하는 에너지를 지역사회에 환원할 수 있는 도심형 데이터센터를 제안한다.

데이터센터를 위한 사이트로 부산 수영강변을 제안한다. 99%의 정보가 이동하는 해저케이블의 경우, 국내로 인입되는 해저케이블의 90%가 부산으로 인입되고 있다. 수영강변 주변에는 기상센터, 정보대학교, 넥슨 게임회사 등 데이터센터를 활용할 가능성이 높은 시설들이 밀집하고 있다. 변전소 또한 10km반경에 2개정도 위치하기에 정전 시, 추가 전력공급이 가능하여 안정성도 확보되어있다. 최소한의 정보손실과 빠른 데이터전송을 위해서는 물리적으로 가까이 위치하는 것이 운영에도 유리하다고 판단되어 이곳을 설계 사이트로 지정하였다. 또한 부산의 특성상 해안가이며, 고층빌딩이 밀집되어있어 국내의 빌딩풍이 가장 강한 지역으로 꼽힌다. 따라서 자연적 요소를 활용하는 방안도 있지만, 도심 속의 빌딩풍 환경을 역으로 이용하여 열배출을 유도하는 방법을 사용하고자 한다.

도시의 특성상 좁은 면적에 많은 양의 서버룸을 형성하고, 빌딩풍을 이용하기 위해 전체적인 형상은 초고층 빌딩으로 형태를 잡았다.

주변건물에 영향을 최소화하며, 바람을 서버공간으로 유도하는 것을 목표로 하여 트위스트 형태에 따른 기류 실험을 하였다. 트위스트 된 형태는 전 방향에서 불어오는 바람을 수용할 수 있으며, 서버룸이 바람개비 형태로 분동되어 관리될 수 있어 정전과 데이터 유실에도 좀 더 유리하다. 실험결과, 트위스트 각도가 클수록, 평면적으로는 꼭짓점이 많을수록 기류가 상승하는 경향을 보였고 이를 통해 매스를 결정하였다. 저층부는 방문객이 이용하는 상업 및 문화시설을 배치하고 그 위에 영화관련 오피스와 데이터센터 운영부서를 위치시킨다. 상부는 대부분 서버실이 위치하고 발생한 열은 집열 시스템을 통해 주변 직장인들 또는 주민들이 이용할 수 있는 사우나 또는 실내 정원에 활용하여 지역사회의 2차자원으로 이용한다. 열배출 시스템은 2가지를 이용하였다. 먼저 중간 중간 외기를 받아들이는 층을 두고, 연돌효과를 발생시켜 내부 코어의 보이드 공간을 통해 열을 지붕층으로 배출시킨다. 두 번째는, 수냉파이프를 건물 외부로 둘러 냉각수가 외부파이프를 지나며, 상승기류와 만나 차가워지고 서버실로 유입되어 서버를 식히는 메커니즘을 적용하였고 입면디자인으로도 이용하였다. 이와 같이 해풍을 이용한 도심형 데이터센터 타워를 계획하였다.