中心机房建设方案

中心机房工程

1.1概述

随着计算机的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各单位的重要组成部分。机房内的交换机、服务器等设备，都对机房的环境提出了更专业化的要求。当今智能大厦中的机房环境必须达到防静电、抗干扰、洁净度、温湿度等要求，对地面、吊顶、墙面工艺和材料都有着特殊的要求。根据相关标准，结合现场的实际情况及建设的设计要求，提出本设计方案。

机房设计应具有超前意识和较高的科技含量，应考虑到今后增加设备所需的空间、空调及电力，能够满足未来业务发展的需要。方案设计中，不但要保证机房设计和各功能区布局合理、适用,还要尽量做到经济实用。

机房设计包含以下几个内容：

Ø        机房装修系统

Ø        机房UPS及配电系统

Ø        机房防雷接地系统

Ø        机房空调

Ø        机房无管网气体自动灭火系统

1.2设计依据

机房建设方案严格依据招标文件要求进行：

Ø        国标GB2887-89《计算站场地技术条件》

Ø        国标GB5014-93《电子计算机房设计规范》

Ø        国标GB9361-88《计算站场地安全要求》

Ø        国标GB6650-86《计算机机房活动地板技术要求》

Ø        国标GB50222-95《建筑内部装修设计防火规范》

Ø        SJ/T30003-93 《电子计算机机房施工及验收规范》

Ø        《通讯机房静电防护通则》

Ø        机房平面图纸及现场实际情况。

1.3设计目标

机房建设目标是：

Ø        确保机房内各种设备的可靠运行

Ø        延长机房内各种设备的使用寿命

Ø        满足计算机用户的特殊要求

Ø        保证场地工作人员的身心健康

Ø        保证机房环境参数的稳定性

Ø        保证机房工作人员及设备的安全

1.4设计原则

机房系统的设计原则如下：

可靠性原则

提供一个可靠和容错性极高的系统，使系统能不间断地正常运行；并确保系统在发生任何故障和突发性事件时，系统仍能正常运行。

先进性原则

采用的系统结构应该是先进的，开放的体系结构。

整个系统能体现当今系统技术的发展水平。在满足现有需求的基础上，要求考虑到信息技术的发展，采用目前国际上先进的主流技术产品，保证前期工程和后续投资的可延续性。

实用性原则

能够最大限度的满足实际工作的要求，把满足用户的业务管理作为第一要素进行考虑，采用集中管理控制的模式，在满足功能需求的基础上操作方便、维护简单、管理简便。

可扩充性、可维护性原则

要为系统以后的升级预留空间，所提供的应用软件、控制软件、硬件设备应按照模块化结构方式配置。这种模块化并非狭义地理解为硬件设备全部是插拔方式的，系统软件功能模块、硬件设备应具有可重组性，可根据用户的需要和控制逻辑由用户自行编制组合新的功能模块和控制逻辑，或增减相关的硬件设备。

经济性原则

从系统目标和建设方实际需要出发，在最大限度满足建设方需要的基础上，确保实用性和技术上的可行性，保证经济合理性。

1.5系统设计

1.5.1 装修工程

1) 设计目标

根据《电子计算机机房设计规范》（GB5014-1993）中关于机房室内装饰的要求对本次机房装修提出的具体要求，本次机房装修必须实现以下目标：

结合机房的物理结构和布局进行科学、合理的进行区域划分。

色调：主色为淡色，给人以淡雅、柔和的视觉感受。

机房装饰风格特点：简单、明快、舒适、宁静、安全、高效率。

2) 地面

活动地板在计算机房中是必不可少的。机房敷设活动地板主要有三个作用：首先，在活动地板下形成隐蔽空间，可以在地板下隐蔽敷设电源线管、线槽、综合布线、消防管线等以及一些电气设施（插座、插座箱等），使机房不致显得非常零乱；其次，由于敷设了活动地板可以在活动地板下形成空调送风静压箱，使送风均匀。此外，活动地板的抗静电功能也为计算机及网络设备的安全运行提供了保证。

地面需要进行防尘处理。较简单的处理方法通常是在地板下的墙面、柱面、地面均刷涂防尘漆两遍，达到不起尘，从而保证空调送风系统的空气洁净。

活动地板的种类较多。活动地板的不同选择直接影响机房的档次。不同质量的地板使用后，机房的效果大不一样。

抗静电活动地板安装时，同时要求安装静电泄漏系统。铺设静电泄漏地网，通过静电泄漏干线和机房安全保护地的接地端子封在一起，将静电泄漏掉。

活动地板配有出风口，同时可以加工走线孔。在安装地板的过程中，地板与墙面交界处，需精确切割下料。切割边需封胶处理后安装。地板安装后，用不锈钢踢脚板压边装饰。

活动地板安装一定要做到表面平整、接缝严密。这取决于两个方面。一是活动地板本身的精度，二是安装工艺和质量。

在围护结构上尽量不留孔洞。若有孔洞如穿线管、线槽，则要作好封堵，要绝对保持围护结构的严密，解决防鼠问题。

防静电地板的高度30cm。

机房专用高架防静电地板，防静电地板具有以下特点：

Ø            特有“奥图八爪”型支柱，可灵活加强承重能力，及改动支架结构

Ø            精密度高，每100米误差仅为2毫米

Ø            防火性强，并经多个国家认证

Ø            防静电能力强，电阻值符合机房规范要求

Ø            地板的安装更加快捷

Ø            在高架地板的空间内，可布置各类电线，施工设计自由灵活

    地板安装细则：

在机房内各类装修施工及固定设施安装完成并对地面清洁处理后进行。

建筑地面应符合设计要求，并应清洁、干燥。

因活动地板空间作为静压箱时，四壁及地面均就作防尘处理，不得起皮和龟裂。

现场切割的地板，周边应光滑、无毛刺，并按原产品的技术要求作相应处理。

活动地板铺设前按标高及地板布置严格放线将支撑部件调整至设计高度，平整、牢固。

活动地板铺设过程中应随时调整水平。遇到障碍或不规则地面，应按实际尺寸镶补并附加支撑部件。

在活动地板上搬运、安装设备时应对地板表面采取防护措施。铺设完成后，做好防静电接地。

防静电泄漏网：

静电泄漏铜网采用30*0.4铜带，按600×600 mm间距敷设成网格状，铜带交叉处用焊锡焊接，交叉处上置静电地板金属支架，支架高度应不小于150mm。静电泄漏铜网四周与均压环可靠连接。

防静电泄漏网示意图

 

0.2×50mm紫铜带(防静电泄露网)

H=150～300mm可调

防静电地板支架

全钢防静电地板

 

 

 

 

 

l               

 

 

 

 

 

 

3) 吊顶

吊顶是机房中重要的组成部分。吊顶上部安装着强电、弱电线槽和管线，同时安装着消防灭火的气体管路及新风系统风管。在吊顶面层上安装着嵌入式灯具、消防报警探测器、气体灭火喷头等。机房吊顶必须防尘、防火、防潮、降低电磁干扰、美观和易于拆装，同时还必须考虑空调回风。因而在机房使用微孔金属吊顶。

石膏微孔天花板用于装饰、吸音，吊顶上用于回风。机房采用方形吊顶，尺寸600×600×0.7mm 。吊顶线条清新、自然，新潮又不凌乱，便于拆卸安装。

方形吊顶配嵌入式格栅灯具，灯具与吊顶尺寸配套，考虑照度均匀，灯具采用均布。

吊顶顶板上需要安装灯具、风口、烟感、温感探头、自动灭火喷头。吊顶上部空间则要安装各种强电、弱电管路线槽，灭火气体钢管，管线繁多，因此设计上要综合考虑，使各系统管路纵横交错，错落有致，排列有序。

为保证吊顶上部防火、洁净无尘，需在结构真顶下面、微孔吊顶上方、墙侧面涂刷防火涂料三遍。吊顶吊杆均用胀栓固定于结构真顶上，吊杆表面均刷涂防锈漆。

吊顶安装细则：

（1）计算机机房吊顶板表面应平整，不得起尘、变色和腐蚀；其边缘应整齐、无翘曲，封边处理后不得脱胶；填充顶棚的保温、隔音材料应平整、干燥，并做包缝处理。

（2）按设计及安装位置严格放线。吊顶及马道应坚固、平直，并有可靠的防锈涂复。金属连接件、铆固件除锈后，应涂两遍防锈漆。

（3）吊顶上的灯具、各种风口、火灾探测器底座及灭火喷嘴等应定准位置，整齐划一，并与龙骨和吊顶紧密配合安装。从表面看应布局合理、美观、不显凌乱。

（4）固定式吊顶的顶板应与龙骨垂直安装。双层顶板的接缝不得落在同一根龙骨上。

（5）用自攻螺钉固定吊顶板，不得损坏板面。当设计未作明确规定时应符合五类要求。

（6）螺钉间距：沿板周边间距150-200mm，中间间距为200-3000mm，均匀布置。

（7）螺钉距板边10-15mm，钉眼、接缝和阴阳角处必须根据顶板材质用相应的材料嵌平、磨光。

（8）保温吊顶的检修盖板应用与保温吊顶相同的材料制作。

（9）活动式顶板的安装必须牢固、下表面平整、接缝紧密平直、靠墙、柱处按实际尺寸裁板镶补。根据顶板材质作相应的封边处理。

（10）安装过程中随时擦拭顶板表面，并及时清楚顶板内的余料和杂物，做到上不留余物，下不留污迹。

4) 墙面

机房的墙面、柱面作防尘处理，贴10mm厚橡塑保温棉。板后作网格接地处理，板和墙面之间空层可敷设线管、填充橡塑保温棉，使其同时具有保温隔音的功能。

机房墙面刷乳胶漆，漆膜平滑，色调柔和，颜色丰富。漆膜具有优良的抗碱、防霉抗藻及耐擦洗性能，装饰效果持久；漆膜遮盖力好，经济耐用；无不良气味，符合环保要求。

形成漆保护后的墙面可擦洗次数大于3000次，并具有优质的防火性能。

5) 门

机房出入口门，除满足消防防火方面的要求外还应满足防盗要求，能有效地起到防尘、防潮、防火、防盗作用，具有良好的安全性能。

6) 玻璃隔断

机房隔断采用钢化玻璃隔断，该玻璃隔断给人豁亮、新颖的感觉。选用12 mm厚的钢化玻璃。

具有以下优点：

Ø   便于值班人员对主机设备的观察。

Ø   有利于设备摆放。

Ø   给工作人员带来视野开阔、豁亮、轻松的感觉。

Ø   便于参观。

隔断安装细则：

（1）无框玻璃隔断，应采用槽钢、全钢结构框架。墙面玻璃厚度不小于10mm，门玻璃厚度不小于12mm。表面不锈钢厚度应保证压延成型后平如镜面，无不平的视觉效果。

（2）石膏板、吸音板等隔断墙的沿地、沿顶及沿墙龙骨建筑围护结构内表面之间应衬垫弹性密封材料后固定。当设计无明确规定时固定点间距不宜大于800mm。

（3）竖龙骨准确定位并校正垂直后与沿地、沿顶龙骨可靠固定。

（4）安装隔断墙板时，板边与建筑墙面间隙应用嵌缝材料可靠密封。

（5）用自攻螺钉固定墙板宜符合：螺钉间距沿板周边间距不大于200mm，板中部间距不大于300mm，均匀布置。

（6）隔断墙两面墙板接缝不得在同一根龙骨上，每面的双层墙板接缝亦不得在同一根龙骨上。

（7）安装在隔断墙上的设备和电气装置固定在龙骨上。墙板不得受力。

（8）隔断墙上需安装门窗时，门框、窗框应固定在龙骨上，并按设计要求对其缝隙进行密封。

1.5.2 UPS及配电工程

机房提供的电能质量的好坏，将直接影响到信息系统正常、可靠的运行；也影响机房内其他附属设备的正常运行。这种影响主要来自市电电网的电压、电流、频率的变化以及供电的质量。当电网处于过度状态时，计算机的运行就处于不正常的状态。由此可见，机房供配电系统提供电能的质量对计算机及其附属设备的正常运行是非常重要的。为了确保计算机安全可靠的运行，机房必须建立良好的供配电系统。

在GB 5014-93《电子计算机机房设计规范》中对电压变动、频率变化、波形失真率均有具体的分级要求（见下表）。

        级别

项目         

A 级

B 级

C级

电压波动范围

±5%

±7%

—15%~+10%

频率波动范围

≤±0.2Hz

±0.5Hz

±1Hz

波形失真率

3~5%

5~8%

8~10%

机房设备可能包括主机、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，关系重大，所以对电源的质量与可靠性的要求最高。设计中计算机设备按一级负荷考虑，以保障电源可靠性的要求；

1) 机房供配电设计要求

本次机房工工程，机房电气配电：包括机房内的低压配电柜、列头柜、针对各UPS系统的UPS配电柜、空调机组配电柜、配电线材、插座等。

根据供电需求，本次设计两台DX-21配电柜，一台为市电配电柜和发电机配电，另一台为UPS输出配电柜。UPS输出配电柜到设备机柜中间用工业连接器对接到机柜PDU，由于对用户的机柜数量不清楚，暂时按8台机柜考虑。负载不超过45KVA预算。

设备间主要设备包括计算机主机、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，关系重大，所以对电源的质量与可靠性的要求最高。各路单相负荷应均匀地分配在三相线路上，并应使三相负荷不平衡度小于20%。

机房内应分别设置维修和设备专用电源插座，两者应有明显区别标志。

机房内活动地板下部的低压配电线路宜采用铜芯导线或铜芯电缆。

机房配电柜主要负责对UPS输出、计算机设备、维护插座、消防柜，应急照明等供电。

为防止感应雷、侧击雷沿电源线进入机房损坏机房内的重要设备，在电源进线处、UPS输出、柜安装三级浪涌防雷器，确保设备运行安全。

 

2) 线路的布线方式

在防静电地板下敷设金属线槽，所有线缆线槽内敷设。从线槽出来到设备中间穿金属线管。为了满足计算机机房的防湿措施，除了在地面上作一些处理外，同时为防止漏电危及人身安全和防电磁干扰，所有金属线槽、金属线管必须全部可靠连成一体并可靠接地，接地共用大楼接地系统，接地电阻R≤1Ω。

1.5.3机房照明

照明分工作照明及应急照明。在吊顶选用嵌入式高效格栅灯，保证机房的亮度高于200LUX，根据实际机房面积我们进行选配。工作照明电源由市电供给。另外在机房内设置格栅灯，以备应急照明使用。

1.5.4防雷接地系统

1) 防雷系统

伴随着通信技术、计算机技术、信息技术的飞速发展，电子元件的高度集成化，设备耐过电压、耐过电流的水平下降，导致电信系统和数据处理系统中的微电子设备、信息传输网络变得极易遭受瞬间过电压的危害。

虽然大楼建筑有防雷设计，但不能阻止感应雷击过电压、开关电源和操作工业设备而产生的各种瞬间过电压。

机房内防雷系统主要是对服务器、终端、电话机、网络设备、数据传输线、空调机等电子设备加装过压保护装置，在设备受到过电压侵袭时，保护装置能快速动作将能量泄放，从而保护设备不受损坏。

电源三级防雷

机房内应考虑三级电源防雷：

第一级防雷：

在工程总进线柜内配备电涌保护器，进行第一级电源防雷

第二级防雷：

在机房内市电总配电柜进线端安装二级防雷器，对各用电设备进行保护。

第三级防雷：

在UPS并机的配电柜输出线路安装三级防雷器，保障UPS的供电线路及负载的安全。

2) 接地系统

1、机房室内均压环系统

机房应设置均压环，以用于电磁屏蔽和等电位处理，具体作法：在防静电地板下用40*4mm的铜排沿离墙800mm的地方围绕机房一周，同时和静电地板相连，相连后至静电地板下面等电位连接端子上，再接入地网。机房墙面金属支架、防静电通路地板金属支架、静电泄流铜网、防静电均压环、计算机设备及机柜等设备的金属外壳以及室内的所有金属门、窗等分别与等电位连接端子连接并良好接地，以达到良好的等电位、电磁辐射（EMI）及静电的屏蔽效果。

2、室外地网系统

严格按现行标准、规范设计，采用垂直法接地体，保证接地地阻值≤4Ω。安全保护接地体采用“垂直法”进行设计。即在建筑物外距落水坡3米外的土壤中，按要求垂直埋入6-8根50mm×50mm×2500mm热镀锌角钢做为垂直接地极，垂直接地极之间间隔3-5m。垂直接地极顶部距离土壤表面大于0.7m，各接地极通过4×40mm镀锌扁铁焊接，焊接处焊点长度为镀锌扁铁宽度的2倍。

在现今的计算机系统中，除了使用直流电源的计算机设备以外，还配备有大量的使用380V/220V交流电的各种电气设备，如计算机的外部设备、变压器、电动机发电机组、空调设备、机柜上的风机等。

所以在计算机系统中同时存在以下几种不同的接地系统。

交流工作地

在电力系统中运行需要的接地（如中性点接地），应不大于4欧姆。与变压器或发电机直接接地的中性点连接的中性线称零线；将零线上的一点或多点与地再次做电气连接称重复接地。交流工作地是中性点可靠地接地。当中性点不接地时，若一相碰地而人又触及另一相时，人体所受到的接触电压将超过相电压，而当中性点接地时，且中性点的接地电阻很小，则人体受到电压相当于相电压；同时若中性点不接地时，由于中性点对地的杂散抗阻很大，因此接地电流很小；相应的保护设备不能迅速切断电源，对人及设备产生危害；反之则行。

安全保护地

安全保护地是指机房内所有机器设备的外壳以及电动机、空调机等辅助设备的机体（外壳）与地之间做良好的接地，应不大于4欧姆。当机房内各类电器设备的绝缘体损坏时，将会对设备和操作及维修人员的安全构成威胁。所以应使设备的外壳可靠接地。

计算机系统直流接地

计算机本身的逻辑参考地，小于1欧姆。

1.5.5机房环境工程

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。具体要求如下：

 

夏季温度

23±2℃

冬季温度

20±2℃

夏季湿度

55±10%

冬季湿度

55±10%

洁净度

粒度≥0.5μm

个数≤18000粒/分米³

温度变化率

≤5℃/时

 

考虑机房的分布要在UPS室、设备间采用机房通风系统。并将大楼的新风引入，确保机房的正压和空气的品质。

通风系统的设计上的周全考虑及灵活性，省却了设备现场安装及系统维护管理的时间及成本。

2)机房通风系统的特点:

精密空调、新风、净化系统是保证设备正常运行和工作人员正常工作的重要条件。诸如环境、温度、湿度、洁净度，以及工作人员和设备的散热量等都会对计算机及附属设备工作的稳定性、可靠性造成危害。

由于计算机对其所处的环境条件参数极为敏感，它需要特定的温度、湿度和洁净度来保证其高效的运行，如果上述条件不能满足的话，将引起数据失真、丢失甚至计算机完全停止工作，我们所推荐选用的机房恒温恒湿专用空调，就是考虑到如何来满足主机房内设备对环境特殊的要求，这种空调带有先进的微处理控制板，模块化设计、能效极高及宁静的压缩机、远程监测系统、低噪音风机、超声波加湿器、可随时更换的过滤器、节能性多级加热器。

（1）大风量，小焓差，高显热比与相同制冷量的舒适空调机相比，机房专用空调机的循环风量约大一倍，相应的焓差只有一半，机房专用空调机运行时通常不需要除湿，循环风量较大将使得机组在空气露点以上运行，有利于稳定机房的温、湿度指标。

（2）机房精密空调能够适应机房的幅度较大的热负荷变化，以使元器件工作在所要求的环境条件之中，保证电路性能的可靠性。

（3）送风回风方式多样，能充分与计算机主机散热形式一致，从而大大提高空调效率。

（4）两级过滤：机房专用空调机内设有初、中效两级过滤器，使机组送出的冷气达到一定的净化能力，以满足洁净度要求。

（5）可靠性高：具有报警功能、自我诊断功能、后备机组管理功能。

1.5.6机房气体灭火系统

1设备内容

本工程宝钛智能化工程机房部分推荐使用七氟丙烷无管网灭火装置系统，为无管网式。机房内的火灾自动报警系统及相应的烟感、温感探测器见消防部分。

2七氟丙烷无管网灭火系统设计方案

1)气体灭火剂工作原理

1.灭火剂气体组成

该灭火剂主要由阻燃气体七氟丙烷组成。

2.灭火剂灭火机理

七氟丙烷无管网灭火装置，是一种既不支持燃烧又不与绝大部分物质发生反应的气体，其本身来源丰富，可大量生产。它是以物理方式进行灭火的，即通过减少火灾燃烧区域空气中的氧含量而达到灭火效果。

通常，保护区内空气中氧气浓度为21%左右，二氧化碳浓度小于1%，此时氧气浓度能够支持物质燃烧，当环境中氧气浓度降至15%以下时，大部分可燃物将停止燃烧。

火灾时，七氟丙烷无管网灭火装置喷放至保护区内，将保护区内氧气浓度降低到约12.5%，使可燃物停止燃烧。又由于烟烙尽气体灭火剂只略重于空气，所以灭火剂保持灭火功效时间比较长，损失率比较低。保证了良好的灭火效果。

2)系统组成

系统由火灾探测系统、气体灭火系统组成。

1.火灾探测系统的组成

火灾报警系统由在保护区内不同类型的火灾探测器（感烟和感温）、紧急启动和停止按钮、火灾报警控制主机构成。

2.气体灭火系统的组成

灭火系统由尽存储装置、灭火控制柜、汇集管、选择网、安全泄压阀、减压阀、启动电磁阀、压力开关、放气指示灯、灭火药剂等组成。

3)系统配置

系统采用两套组合分配方式；保护区分别都在0.00米层，钢瓶间也位于0.00米标高位置。本着经济、合理、安全、可靠的原则，采用组合分配系统进行保护。保护区的灭火浓度一般在37.5%至42.8%的范围内。

4)系统功能和控制

系统功能:

系统设有自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。

系统能在就地控制盘上将自动操作转换为手动操作。

系统设有独立的应急手动操作作为应急施放气体灭火剂之用，应急手动操作为机械式，并能在一个地点完成施放灭火剂的全部操作。

每个防护区的出入口外侧都设紧急手动启动装置，可直接启动灭火系统并报警（此时系统不经过延时）；并设有紧急停止开关，当发现系统误动作或确有火灾但仅使用移动式灭火器即可扑灭火灾时，操作此开关（持久按下，直到系统复位）可使系统暂时停止释放气体，如需继续启动灭火系统，则只需松开该开关既可。此外，每个防护区紧急启动装置可以人工复位。

在防护区的入口外侧均设有放气指示灯报警器和蜂鸣器。在防护区的每个出入口内侧设警铃报警装置。

5)系统描述

该气体灭火系统设有自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。系统设自、手动操作转换开关，能将自动操作转换为手动操作。

 系统设独立的应急手动操作机构，作为应急释放气体灭火剂之用，应急手动操作机构采用机械式，能在一个地点完成释放灭火剂的全部操作。

各个防护区内设有火灾和灭火剂释放的声光报警器（火灾警报信号与操作警报信号有所区别），在防护区的的出入口处设光报警器，报警时间不小于灭火过程所需的时间，并能手动切除报警信号。防护区入口设有烟烙尽气体灭火系统防护标志和系统气体喷放指示光字牌。每个防护区设一个就地控制盘，并设有能切断系统的紧急停止开关（持久按下，直至系统复位），可使系统暂时停止释放气体，如需继续启动灭火系统，则只需松开该开关既可。此外，防护区就地盘还设置系统的紧急维修开关。

该气体消防控制盘设在瓶站内，其接受的火灾报警信号来自火灾自动探测报警系统，系统设有自、手动操作转换开关和操作开关,当灭火系统动作后，该控制盘向火灾自动探测报警系统返回气体灭火系统已动作的信号。系统具有自检系统，定期自动巡查，监视故障及故障报警。