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计算机机房建设方案

作者: 发布时间:2020-02-10 18:59:07点击:
计算机机房工程集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体。计算机机房的环境必须满足计算机等各种微机电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、消防、保安、电源质量、防雷和接地等的要求。计算机房设计与施工的优劣直接关系到机房内计算机系统是否能稳定可靠地运行, 是否能保证各类信息通讯畅通无阻,能否保障防护安全。

本方案项目包括装修工程、配电工程、空调工程、设备监控工程、闭路电视工程、安全工程、消防工程等七大部分。本方案书根据国家标准C级及行业标准设计。

本方案机房场地装修装璜的设计宗旨是:
(1)集成系统的节能化考虑,新技术的应用,以节约日后的运行成本;
(2)合理的信息路由结构设计,以防止可能造成系统互联的阻塞;
(3)机构紧密的供配电设计,以减少网络设备的电磁干扰;

室内装璜部分的设计遵循原则是: 要体现出作为重要信息会聚地的室内空间特点,在充分考虑网络系统、空调系统、UPS系统等设备的安全性、先进性的前提下,达到美观、大方的风格,有现代感。

在选用装修、装璜材料方面, 要以自然材质为主, 做到简明、淡雅、柔和,并充分考虑环保因素,有利于工作人员的自身健康。

一、机房的布局要求
根据《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)、《计算站场地技术要求》

(GB2887-89)和《计算站场地安全技术》(GB9361-88)要求,

1、计算机机房的使用面积应按照S=KA

式中: S----计算机机房的面积,平方米;

A----计算机机房内所有设备台(架)的总数;目前机房设计设备有服务器6 台,

交换机3 台,防火墙路由器一台等主要设备

K----系数,取值(4.5~5.5)平方米/台(架)。

最小使用面积不得小于20平方米。

2、机房位置要有利于人员的进出和设备的搬运。机房应包括: 主机房、UPS电源房及其它辅助房间等等。

3、机房高度要求梁下最小高度不低于3m,以防机架过高, 不利于设备的安装、维护。机架前后至少留有1.2m 的空间,以方便设备的安装、调试及维护。

4、机房地板要能承受足够的重量,尤其是楼上机房。对于较重的设备(例如直流蓄电池)要在机架下面垫上槽钢来分散重力。

5、机房顶、墙、门、窗、地面应不脱落、不起尘,装饰材料应为不可燃材料,凡是安装综合布线硬件的地方,墙壁和天棚应涂阻燃漆。门窗密封性良好,以防止尘土、有害气体或其他物质的微粒侵入造成金属接点接触不良或短路, 影响计算机及其他设备的工作性能。墙面、天花板应涂防尘漆。

6、机房内的环境必须保持一定的湿度和温度, 并有良好的通风条件。为此,机房应配备专业空调及抽风机, 以满足计算机及其他设备正常工作时对温度、湿度的要求。设备间室温应保持在10℃至25℃之间,相对温度应保持60%至80%。

7、机房应有防静电措施。机房应铺设防静电地板。地板安装有接地铜带。

8、机房应有可靠的工作接地、保护接地、防雷接地。良好的接地是设备正常运行的必要条件, 同时它也是防静电、防雷击、抗干扰、消除感应电的重要手段,应当给予充分的重视。防静电和防雷是机房最主要的预防灾害之一。

9、配置UPS不间断电源,防止停电造成网络通讯中断, 有主机不正常关机。

UPS电源应提供不低于2 小时后备供电能力。UPS功率大小应根据网络设备功率进行计算,并具有20-30%的余量。设备间电源设备应具有过压过流保护功能,已防止对设备的不良影响和冲击。

10.机房应有防火措施。机房内必须配备适当的消防器材;机房内不同电压的插座应有明显标志;严禁存放易燃、易爆等危险品及具有腐蚀性的物品。

二、基础装饰系统
1、机房地面工程

机房地板采用架空地板, 为使水泥砂浆地面达到不起尘、不产尘、保证空调送风系统的空气洁净度,地面需要先涮防尘漆做防尘处理。

机房地板一般采用抗静电活动地板(如图错误!文档中没有指定样式的文字。-1:抗静电地板)。活动地板具有可拆卸的特点,因此,所有设备的导线电缆的连接、管道的连接及检修更换都很方便。活动地板下空间可作为静压送风风库,通过带气流分布风口的活动地板将机房空调送出的冷风送入室内及发热设备的机柜内, 由于“气流风口地板” (如图错误!文档中没有指定样式的文字。-2:气流风口地板)与一般活动地板可互换性, 因此可自由的调节机房内气流的分布。活动地板下的地表面一般需进行防潮处理(如涮防潮漆等),保证在送冷风的过程中地表面不会因地面和冷风的温差而结露。本方案选择沈飞牌防静电地板, 地板安装高度为0.3M。地板与墙体交界处用不锈钢踢脚板封边。机房大门入口处做

踏步铺塑胶地板。

图错误!文档中没有指定样式的文字。-1:抗静电地板

图错误!文档中没有指定样式的文字。-2:气流风口地板

2、机房天花板工程

机房棚顶装修多采用吊顶方式。机房内吊顶主要作用是: 在吊顶以上到顶棚的空间做为机房静压送风或回风风库、可布置通风管道;安装固定照明灯具、走线、各类风口、自动灭火探测器;防止灰尘下落等等。机房应选择金属铝天花,铝板及其构件应具有质轻、防火、防潮、吸音、不起尘、不吸尘等性能。

3、机房墙面工程

墙面处理是指采用在主机房建筑物的墙面、柱面上进行防尘、防潮、防水、保温处理,同时使房屋内部平整、光滑,清洁美观,改善采光条件,增强保温、隔热、隔音、防尘等性能从而改善环境条件。主机房墙面、地面及梁面上刷防霉、防潮漆,涂防水油膏,进行防尘处理、确保洁净度高、不产生粉尘、耐久性高、不产生龟裂、眩光,同时起到防水、防潮、防霉的效果。

目前,在机房墙面装饰中最常见的是贴墙材料(如铝塑板、彩钢板)饰面等,其特点:表面平整、气密性好、易清洁、不起尘、不变形。墙体饰面基层做防潮、屏蔽、保温隔热处理。

本方案机房采用国产优质铝塑板,在选择墙面板材料时, 要求能满足屏蔽系统和等电位系统的需求。国产优质铝塑板生产流程采用目前最新技术及工艺, 外观光亮, 且性能价格比优, 因此国产优质铝塑板无疑是最佳的方案。在现代科技及工业的高速发展, 材料领域的广泛应用中, 国产优质铝塑板饰面光学效果, 洁净程度、安全性,施工质量、施工条件均为最佳, 国产优质铝塑板还能满足屏蔽系统的需求。

施工时,我们主要有以下四个步骤进行:

1、平整墙面,使用水泥沙浆找平,为下一步提供良好的工作面;

2、采用2mm 厚的轻钢龙骨,把它固定到墙面上,成为未来装饰墙面的骨架,同时预留屏蔽接地的引出线,(分布在不同位置的六处地方, 形成多点连接);

3、选取9mm 的优质埃特板,固定到龙骨上;

4、选取3mm 的银白色的国产铝塑板沾在埃特板上,接封处采用银白色玻璃胶封边。

4、门窗工程

整个机房所有门采用防火防盗门,并配置相应门禁系统。

所有窗采用双层不锈钢玻璃窗。

三、机房供配电系统
1、主要考虑因素及设计方案

一个系统能够正常工作,不仅需要有良好的主设备、性能卓越的UPS 电源和安全舒适的工作环境, 还需要有一个设计合理、可靠性高的供配电系统。我们为该项目考虑与设计的内容如下:

机房内用电设备供电电源均为三相五线制及单相三线制,采用双回路供电,并设置自动切换柜;

用电设备作接地保护,并入土建大楼配电系统;

机房用电设备、配电线路装置过流过载两段保护, 同时配电系统各级之间有选择性地配合,配电以放射式向用电设备供电;

机房配电系统所用电线为阻燃聚氯乙烯绝缘导线, 敷设喷塑桥架、镀锌铁管及金属软管。

机房的设备供电和空调照明供电分为两个独立回路,其中设备供电由UPS提供并按设备总用电量的1.3 倍进行预留, 而空调照明用电由市电提供并按空调设备的要求供配。

机房内照明装置宜采用机房专用无眩光灯盘,照明亮度大于300LUX,事故照明亮度应大于60LUX。

机房内的配电系统考虑了与应急照明系统的自动切换。

该机房电源进线正常时由市电供电,市电故障时由UPS供电,进线直接引入机房专用配电柜总输入开关。

机房设计了一个市电配电箱, 对机房的市电进行配电, 配电箱为机房专用标准配电箱。

机房设计了一个UPS配电箱,对机房的UPS电进行配电,配电箱为机房专用标准配电箱。

机房所有插座均采用普通电源插座和弹起式铜插座, 普通电源插座安装在墙壁上,弹起式电源插座安装在防静电地板上,美观大方。

2、机房内用电插座

计算机机房内用电插座一般分为两大类, 即计算机设备专用插座和机房辅助设备用电插座。机房各工作间备用插座属于机房辅助用电插座。

计算机设备专用插座在机房内专供计算机设备用电的插座为计算机设备用电插座,这些插座上电源来自UPS电源的输出配电柜。这部分插座,在正常使用时,不允许接一般电气设备。

机房辅助设备用电插座一般分为两种, 即机房辅助设备专用插座和一般备用插座。机房辅助设备专用插座, 应专供规定设备使用, 一般也不接其它设备使用;一般备用插座,采用组合型插座盒,既有2 孔插座,也有3 孔插座,总容量为10A。2 孔插座接相(火)线和零线, 3 孔插座接相(火)线、零线和地线。接线方式为左零右火(相) 。

3、照明系统

照明系统是计算机机房建设中不可缺少的部分。计算机机房的照明系统既不同于一般工厂的照明, 也不同于一般办公室、会议室和家庭的照明。计算机机房的照明, 除一般照明应具有的性能外, 还有自己特殊的要求。特别是有些计算机机房采用全封闭式结构, 机房内只能采用人工光源而无自然光源。在这种情况下,机房照明系统的好环, 就显得格外重要了。机房照明质量好环, 不仅影响计算机操作人员和维修人员的工作效率和身心健康,而且还会影响计算机的可靠运转。

由于计算机工业的高速发展, 计算机的构造越来越精细, 这样就给计算机工作人员在工作中带来许多困难。因此,对机房内照度的要求较高。我国《电子计算机机房设计规范》中规定:

主机房的平均照度可按200、300、500Lx取值;

基本工作间、第一类辅助房间的平均照度可按100、150、200Lx取值。

工作区内一般照明的均匀度不宜小于0.7。

机房的照明主要有两种: 一种是自然照明, 取决于外界天体的自然光源(太阳);一种是人工照明,主要是机房内的各种照明设备。

在计算机机房内对照明的总要求是: 光线柔和, 适合人体的生理需要, 不能因光源产生干扰而影响计算机的干扰。

计算机机房内照明的质量包括: 合理的照度、眩光、光的颜色、光效阴影以及照明灯具产生的电磁波对计算机的干扰。

本次方案设计中全部采用嵌入式哑光格栅灯, 此种灯具结构轻巧、坚固,能很好与天花板实现无缝安装,美观大方,照度均匀,无眩光,光线柔和。

4、应急照明系统

应急照明是指正常照明因故障熄灭后, 为及时处理计算机的余留工作或人员、设备转移等用途的照明。

目前,国内不少机房,为了减少污染和节约空调能量,采用无窗建筑结构,在机房工作室内全部采用人工照明技术。这样机房一旦因故障等原因停电(特别是发生火灾的时候),不但计算机设备不能正常运行,而且人员的通行都发生困难,处理计算机的余留工作、设备的搬运都存在困难。所以在机房内, 应设置应急照明。应急照明通常由专线供电或者电池供电。按照国家标准《计算机场地技术条件》中规定,机房内的应急照明系统自成一体, 它仅作为市电停电及紧急事故情况时, 工作人员安全下电和安全撤离使用, 不作为工作照明, 因此对它照度要求较低,为大于等于5Lx。

5、UPS电源系统

机房负荷均按照一级供电负荷设计。计算机机房负载分为主设备负载和辅助设备负载。主设备负载指计计算机主机、服务器、网络设备、通讯设备等,由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递, 所以对电源的质量与可靠性的要求最高。这部分供配电系统称为"设备供配电系统",应采用UPS不间断电源供电来保证供电的稳定性和可靠性, 并可配相应的蓄电池以便在突然停电时能支持一定时间的电源供应。辅助设备负载指专用精密空调系统、动力设备、照明设备、测试设备等,其供配电系统称为"辅助供配电系统",其供电由市电直接供电。

机房内的电气施工应选择优质阻燃聚氯乙烯绝缘电缆、敷设镀锌铁线槽和插座。配电线路安装过流、过载保护。插座应分为市电、UPS注明易区别的标志。

机房往往采用机房专用配电柜来规范机房供配电系统, 保证机房供配电系统的安全。机房一般采用市电、发电机双回路供电,发电机作为主要的后备动力电源。

负荷预算

局域网机房设备满载负荷如下:

1、服务器6 台,每台双电源750W:750W*2*6 台=9000W;

2、交换机:核心交换机2 台,汇聚交换机1 台,接入交换机5 台,平均每台按450W 计:450W*8 台=3600W;

3、路由器550W;

4、其他辅助设备,如服务器机架、切换器等1500W;

整个机房实际负荷为14650W,根据实际需预留30%负荷,因此本方案设计

功率为20KVA UPS电源。

厂家选择

UPS的生产商习惯按其主电路结构的技术属性来对UPS进行分类,有后备式、在线式两种,其中在线式又分为在线互动式、在线双变换式和在线电压补偿式。

具体描述UPS的技术性能指标有四大类: 1)对电网的适应能力; 2)满足负载要求的UPS常规输出指标; 3)UPS的输出能力和可靠性; 4)智能管理和通信功能。目前在该行业市场占有率中从网络收集资料看山特约占60%市场,其次是APC,在工业级产品中爱默生UPS电源具有良好的品牌效应, 本方案推荐采用爱默生UPS电源。爱默生UPS电源具有以下特点:

输出功率因数高达0.9,匹配最新服务器的用电特性;

超高功率密度设计, 18KW只需要3U 高度;

超大尺寸LCD 和LED 显示,系统状态一目了然;

三三和三单机型兼容,适合多种应用场合;

支持并联运行(最大3+1),且无需并机插框;

共用电池组设计,且电池节数30-40 节可灵活设置;

超宽输入电压/ 频率范围,适应恶劣电网环境;

超强输出过载及短路能力,确保极限状态的系统安全;

机架式/ 塔式兼容,安装方式随心所欲;

操作显示面板旋转设计,自由匹配安装方式;

支持同步双母线系统,方案配置更多选择;

可平滑接入艾默生易睿TM 系统;

输入标配防浪涌电路,实现卓越的抗电网浪涌能力;

并机系统输入功率缓启动功能,减少对电网冲击;

兼容艾默生机房监控软件SiteMonitor,也可接入主流NMS(网管)系统;

出色的节能环保特性:

 输入高功率因数高达0.99,实现高电能利用率;

整机效率高达94%,节能效益明显;

满足欧盟ROHS 环保指令;

可调速智能风扇,风扇转速自适应调节,有效节能;

提供ECO 运行模式,效率高达98%,显著节能;

四、空调工程设计
1、机房环境要求:

为使机房的主要设备和管理操作人员有一个良好的工作环境, 并使其能够安全、可靠地运行, 发挥其最大的工作效率, 就要提供一个符合其运行标准要求的机房环境。这就对机房空气的制冷、制热、加湿、去湿、滤尘有严格的标准要求。

设备运行情況、使用寿命与工作环境有密切关系, 温度、湿度、洁净度就是工作环境的关键因素。

2、温湿度控制

2.1、温度控制

计算机所产生的高热能, 一般的民用空调机都难以负荷。如果温度能控制在22℃±1℃的范围,对计算机的运行是最好的。计算机的散热量一般比办公室高出6—10 倍,空调机一定要有足够的制冷能力,防止急剧的温度变化。

2.2、湿度控制

一定要适当地控制空气中湿度, 过高的湿度会使空气中的水分在计算机内凝结,而过低的湿度会产生静电作用。所以过高或过低的湿度同样会对计算机形成破坏。一般的空调都忽略对湿度控制或控制不够精密。

2.3、风量

计算机对于风量的要求比一般空调高很多, 一般舒适的空调,每一冷吨(Ton)的制冷量只配有500—650m3/h 的风量, 可是计算机通常要求每一冷吨制冷量配有850—1000 m3/h 的风量。

3、负荷计算

负荷计算需考虑的因素:

一般来讲,机房内空调系统的的负荷主要包括:

设备的冷负荷

照明的冷负荷

外窗的辐射热和窗体传热的冷负荷;

外墙和屋顶的传热冷负荷;

人体的冷负荷及湿负荷。

计算方法:

1 ㎡机房所需专用空调冷量为250 大卡30 ㎡× 250 =7500大卡考虑以后的扩容,预留20%的余量,即机房空调制冷量为:

7500 大卡×( 1+20%)=9000 大卡( 1 大卡=1.163W)

备注:本方案选择爱默生10KW精密空调。此方案备份性较高, 可满足将来

机房的最大化扩容需求。

4、机房空调送风方式

本次方案建议采用上送风下回风的方式。

五、机房防雷系统
1、前言

网络机房内集中了大量微电子设备,而这些设备内部结构高度集成化( VLSI芯片),从而造成设备耐过电压、耐过电流的水平下降,对雷电(包括感应雷及操作过电压) 浪涌的承受能力下降。感应雷侵入用电设备及计算机网络系统的途径主要有四个方面:交流电源380V、220V电源线引入;信号传输通道引入;地电位反击以及空间雷闪电磁脉冲(LEMP)等。为了确保机房设备及电脑网络系统稳定可靠运行, 以及保证机房工作人员有安全的工作环境, 根据我国及国际有关规范规定,对用户机房提出本防雷接地方案。

由于本方案机房处于室内, 直击雷防护已在本大楼顶的避雷针(带)保护之内,故本方案防雷不再考虑防直击雷。

本方案防雷系统设计的内部防雷方案, 分为三部份,即电源防雷、信号防雷、等电位接地。

2、电源防雷

电源防雷分为三级,即:

1)、在总进线电源开关前(机房电源总进线) ,作为电源系统第一级防雷,对雷电脉冲电流进行初级泄放,本方案不考虑;

2)、在双回路电源柜后及在UPS输入端和精密空调的输入端,作为电源系统第二级防雷,对雷电脉冲电流进行二级泄放, 共1 台,如错误!未找到引用源。;

3)、在重要设备前端(如:服务器、交换机、DLP大屏等)前装设防雷插座,对浪涌过电压进一步进行抑制,共4 台。

3、等电位接地

本方案等电位接地分为安装机房等电位接地铜排和接地网连接两部分:

等电位接地铜排安装,分别在机房地板下(或沿墙)装设40*4 铜排,一般沿房间四周敷设;

防雷的等电位连接: 等电位连接的目的, 在于减少需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。

4、接地处理

利用建筑物基础地作防雷地及电源地。现代建筑基础使用大面积钢筋绑扎,柱子主钢筋及四周墙体钢筋直通到达屋顶女儿墙防雷带。其接地电阻值一般都能满足GB50057—94 的要求,即≦ 4Ω。

机房一般有四种接地形式, 即:计算机专用直流逻辑地、交流工作地、安全保护地、防雷保护地。本次设计考虑采用原接地极, 并采用联合接地方式; 接地电阻应小于1欧姆, 若在实施当时无法达到1 欧姆内,便调整为第二和第三级防雷和安全保护接地共用,直流工作地、等电位接地共用。

直流工作地在大楼计算机机房内的布局, 是作数字电路等电位地网(或逻辑接地接地网)。该网用铜排在活动地板下, 依据计算机设备布局, 纵横组成网格,配有专用接地端子, 用编织软铜线以最短的长度与计算机设备相连。计算机直流地需用接地干线引下至接地端子。

六、机房消防系统
为了防止火灾对计算机机房的危害, 计算机机房要采取必要的防火措施。这些措施有:机房建筑上的防火措施、设置报警和灭火设备、加强防火管理。

电子计算机机房的设备主要是精密电气设备和仪器等, 使用水、泡沫灭火和干粉灭火剂容易造成计算机系统电气短路和记录介质污染, 引起二次灾害; 所以机房内的灭火剂严禁使用水、泡沫灭火和干粉灭火剂, 而要选用气体灭火剂,如二氧化碳、卤代烷灭火系统。

消防设备应与机房内的配电实行联动, 一旦探测到有火灾发生, 应立即切断机房电源,特别是精密空调和新风系统,以防止火势的扩大。

电子计算机机房属于火灾危险性大, 发生火灾容易造成重大损失和重大影响的部位,且采用不易燃烧的建筑材料。并且为了确保安全, 需设置自动消防系统。

自动消防系统由自动报警系统和自动灭火系统组成。

为了防止火灾对机房的危害, 除在机房内重要部位放置灭火设备外, 还应安装火灾报警控制器。火灾报警控制器通常由火灾自动探测器、区域报警器和控制器组成。

自动报警器可分为: 感温探测器、感烟探测器、射线探测器、气体探测器等。

因射线探测器及气体探测器成本较高, 较常用的是感温探测器和感烟探测器。感温探测器是在物质燃烧时, 周围空气温度升高而发出报警信号的探测器, 而感烟探测器是感应到物质因燃烧或热的分解生成物而启动的探测器
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