单元设备间子系统的设计和安装技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,单元九 设备间子系统的设计和安装技术,1,.,内容概要,9.1,基本概念,9.2,设计原则,9.3,设计步骤和方法,9.4,设计案例,9.5,安装技术,2,.,设备间子系统就是建筑物的网络中心，有时也称为建筑物机房，智能建筑物一般都有独立的设备间。,9.1,基本概念,9.2,设计原则,1.,位置合适原则,设备间的位置应根据建筑物的结构、布线规模、设备数量和管理方式综合考虑。,在工程设计中，设备间一般设置在建筑物一层或者地下室。,设备间面积大小，应该考虑安装设备的数量和维护管理方便。,2.,面积合理原则,3.,数量合适原则,每栋建筑物应至少设置,1,个设备间，如果电话交换机与计算机网络设备分别安装在不同的场地或根据安全需要，也可设置,2,个或,2,个以上设备间，以满足不同业务的设备安装需要。,3,.,5.,配电安全原则,6.,环境安全原则,7.,标准接口原则,设备间的供电必须符合相应的设计规范，例如设备专用电源插座，维修和照明电源插座，接地排等。,设备间室内环境温度应为,10,35,摄氏度，相对湿度应为,20,80,，并应有良好的通风。设备间应有良好的防尘措施，防止有害气体侵入，设备间梁下净高不应小于,2.5m,，有利于空气循环。,建筑物综合布线系统与外部配线网连接时，应遵循相应的接口标准要求。,4.,外开门原则,设备间入口门采用外开双扇门，门宽不应小于,1.5m,。,4,.,9.3,设计步骤和方法,需求分析,技术交流,阅读建筑物图纸,确定设计要求,1.,需求分析,每幢建筑物内应至少设置,1,个设备间，如果电话交换机与计算机网络设备分别安装在不同的场地或根据安全需要，也可设置,2,个或,2,个以上设备间，以满足不同设备安装需要。,2.,技术交流,进行需求分析后，要与用户进行技术交流，不仅与技术负责人交流，也要与项目或行政负责人进行交流，进一步了解用户的需求，特别是未来的扩展需求。,3.,阅读建筑物图纸,在设备间的位置确定前，索取和认真阅读建筑物设计图纸是必要的，通过阅读建筑物图纸掌握建筑物的土建结构、强电路径、弱电路径，特别是主要与外部配线连接接口位置，重点掌握设备间附近的电器管理、电源插座、暗埋管线等。,5,.,4.,确定设计要求,1,）设备间位置,一般而言，设备间应尽量建在建筑平面及其综合布线干线综合体的中间位置。在高层建筑内，设备间也可以设置在,1,、,2,层。,确定设备间的位置时需要参考以下设计规范：,（,1,）应尽量建在综合布线干线子系统的中间位置，并尽可能靠近建筑物电缆引入区和网络接口，以方便干线线缆的进出。,（,2,）应尽量避免设在建筑物的高层或地下室以及用水设备的下层。,（,3,）应尽量远离强振动源和强噪声源。,（,4,）应尽量避开强电磁场的干扰。,（,5,）应尽量远离有害气体源以及易腐蚀、易燃、易爆物。,（,6,）应便于接地装置的安装。,6,.,2,）设备间面积,设备间的使用面积要考虑所有设备的安装面积，还要考虑预留工作人员管理操作设备的地方，一般最小使用面积不得小于,20m,。,设备间的使用面积可按照下述两种方法之一确定,:,方法一：已知,S,b,为设备所占面积,m,2,，,S,为设备间的使用总面积,m,2,。,S=,（,5,7,）,S,b,方法二：当设备尚未选型时，则设备间使用总面积,S,为,S=KA,其中，,A,为设备间的所有设备台（架）的总数，,K,为系数，取值（,4.55.5,）,m,2,/,台（架）。,3,）设备间建筑结构,设备间的建筑结构主要依据设备大小、设备搬运以及设备重量等因素而设计。设备间的高度一般为,2.5,3.2m,。设备间门的大小至少为高,2.1m,，宽,1.5m,。,设备间一般安装有不间断电源的电池组，由于电池组非常重，因此对楼板承重设计有一定的要求，一般分为两级，,A,级,500kg/m,2,，,B,级,300kg/m,。,7,.,（,1,）温湿度,项目,A,级,B,级,C,级,温度（）,夏季：,224,。冬季：,184,12,30,8,35,相对湿度,40%,65%,35,70,20,80,（,2,）尘埃,项目,A,级,B,级,粒度,/,m,最大,0.5,最大,0.5,个数,/,粒,/dm,10000,18000,4,）设备间环境要求,综合布线有关设备的温湿度要求可分为,A,，,B,，,C,三级，设备间的温湿度也可参照三个级别进行设计，三个级别具体要求见表,9-1,所示。,表,9-1,设备间温湿度要求,设备间内的电子设备对尘埃要求较高，尘埃过高会影响设备的正常工作，降低设备的工作寿命。设备间的尘埃指标一般可分为,A,，,B,二级，详见表,9-2,。,表,9-2,设备间尘埃指标要求,降低设备间尘埃度关键在于定期的清扫灰尘，工作人员进入设备间应更换干净的鞋具。,8,.,（,3,）空气,有害气体,/mg/m,二氧化硫（,SO,2,）,硫化氢,(H,2,S),二氧化氮,(NO,2,),氨,(NH,3,),氯,(Cl,2,),平均限值,0.2,0.006,0.04,0.05,0.01,最大限值,1.5,0.03,0.15,0.15,0.3,设备间内应保持空气洁净且有防尘措施，并防止有害气体侵入。允许有害气体限值见表,9-3,。,表,9-3,有害气体限值,（,4,）照明,设备间内距地面,0.8m,处，照明度不应低于,200lx,。设备间配备的事故应急照明，在距地面,0.8m,处，照明度不应低于,5lx,。,（,5,）噪声,为了保证工作人员的身体健康，设备间内的噪声应小于,70dB,。如果长时间在,70,80 dB,噪声的环境下工作，不但影响人的身心健康和工作效率，还可能造成人为的噪声事故。,9,.,（,6,）电磁场干扰,根据综合布线系统的要求，设备间无线电干扰的频率应在,0.15,1000MHz,范围内，噪声不大于,120dB,，磁场干扰场强不大于,800A/m,。,（,7,）电源要求,项目,A,级,B,级,C,级,电压变动（,%,）,-5,+5,-10,+7,-15,+10,频率变动（,%,）,-0.2,+0.2,-0.5,+0.5,-1,+1,波形失真率（,%,）,5,7,10,电源频率为,50Hz,，电压为,220V,和,380V,，三相五线制或者单相三线制。,设备间供电电源允许变动范围见表,9-4,所示。,表,9-4,设备间供电电源允许变动的范围,5,）设备间的管理,为了管理好各种设备及线缆，设备间内的设备应分类分区安装，设备间内所有进出线装置或设备应采用不同色标，以区别各类用途的配线区，方便线路的维护和管理。,10,.,6,）安全分类,安全项目,A,类,B,类,C,类,场地选择,有要求或增加要求,有要求或增加要求,无要求,防火,有要求或增加要求,有要求或增加要求,有要求或增加要求,内部装修,要求,有要求或增加要求,无要求,供配电系统,要求,有要求或增加要求,有要求或增加要求,空调系统,要求,有要求或增加要求,有要求或增加要求,火灾报警及消防设施,要求,有要求或增加要求,有要求或增加要求,防水,要求,有要求或增加要求,无要求,防静电,要求,有要求或增加要求,无要求,防雷击,要求,有要求或增加要求,无要求,防鼠害,要求,有要求或增加要求,无要求,电磁波防护,有要求或增加要求,有要求或增加要求,无要求,设备间的安全分为,A,、,B,、,C,三个类别，具体规定详见表,9-5,所示。,表,9-5,设备间的安全要求,11,.,7,）防火结构,为了保证设备使用安全，设备间应安装相应的消防系统，配备防火防盗门。对于规模较大的建筑物，在设备间或机房应设置直通室外的安全出口。,8,）散热要求,机柜、机架与缆线的走线槽道摆放位置，对于设备间的气流组织设计至关重要，图,9-1,表示出了各种设备建议的安装位置。,图,9-1,设备间设备摆放位置与气流组织,12,.,以交替模式排列设备行，即机柜,/,机架面对面排列以形成热通道和冷通道。冷通道是机架,/,机柜的前面区域，热通道位于机架,/,机柜的后部。形成从前到后的冷却路由。,对于高散热、高精度设备集装架，可采用了弧形高密度孔门。图,9-2,集装架中安装的是发热量极大的,IBM,卡片式服务器和,2U,高密度服务器。,图,9-2,弧形高密度孔门,9,）设备间接地要求,（,1,）直流工作接地电阻一般要求不大于,4,，交流工作接地电阻也不应大于,4,，防雷保护接地电阻不应大于,10,。,（,2,）建筑物内应设有网状接地系统，保证所有设备等电位。如果综合布线系统单独设接地系统，且能保证与其他接地系统之间有足够的距离，则接地电阻值应小于等于,4,。,13,.,接地距离,/m,接地导线直径,/mm,接地导线截面积,/mm,小于,30,4.0,12,30,48,4.5,16,48,76,5.6,25,76,106,6.2,30,106,122,6.7,35,122,150,8.0,50,150,300,9.8,75,（,3,）为了获得良好的接地，推荐采用联合接地方式。当采用联合接地系统时，通常利用建筑钢筋作防雷接地引下线，联合接地电阻要求不大于,1,。,（,4,）接地所使用的铜线电缆规格与接地的距离有直接关系，一般接地距离在,30m,以内，接地导线采用直径为,4mm,的带绝缘套的多股铜线缆。接地铜缆规格与接地距离的关系可以参见表,9-6,所示。,表,9-6,接地铜线电缆规格与接地距离的关系,14,.,10,）设备间内部装饰,设备间装修材料使用符合,TJ16,87,建筑设计防火规范,中规定的难燃材料或阻燃材料，应能防潮、吸音、不起尘、抗静电等。,（,1,）地面,为了方便敷设缆线和电源线，设备间的地面最好采用抗静电活动地板，具体要求应符合国家标准,GB6650,计算机机房用地板技术条件,。,（,2,）墙面,墙面应选择不易产生灰尘，也不易吸附灰尘的材料，常用涂阻燃漆或耐火胶合板。,（）顶棚,为了吸音及布置照明灯具，吊顶材料应满足防火要求。目前，我国大多数采用铝合金或轻钢作龙骨，安装吸音铝合金板、阻燃铝塑板、喷塑石英板等。,（）隔断,隔断可以选用防火的铝合金或轻钢作龙骨，安装,10mm,厚玻璃。或从地板面至,1.2m,处安装难燃双塑板，,1.2m,以上安装,10mm,厚玻璃。,15,.,11,）设备间线缆敷设,（,1,）活动地板方式,该方式是缆线在活动地板下的空间敷设，由于地板下空间大，缆线敷设和拆除均简单方便，但造价较高，会减少房屋的净高，对地板表面材料也有一定要求。,（,2,）地板或墙壁沟槽方式,该方式是缆线在建筑中预先建成的墙壁或地板内沟槽中敷设，但沟槽设计和施工必须与建筑设计和施工同时进行，在使用中会受到限制，缆线路由不能自由选择和变动。,（,3,）预埋管路方式,该方式是在建筑的墙壁或楼板内预埋管路，其管径和根数根据缆线需要来设计。穿放缆线比较容易，维护、检修和扩建均有利，造价低廉，技术要求不高，是最常用的方式。,（,4,）机架走线架方式,这种方式是在设备或者机架上安装桥架或槽道的敷设方式，桥架和槽道的尺寸根据缆线需要设计，可以在建成后安装，便于施工和维护，也有利于扩建。机架上安装桥架或槽道时，应结合设备的结构和布置来考虑，在层高较低的建筑中不宜使用。,16,.,9.4,设计案例,在设计设备间布局时，一定要将安装设备区域和管理人员办公区域分开考虑，这样不但便于管理人员的办公而且便于设备的维护。如图,9-3,所示。设备区域与办公区域使用玻璃隔断分开，如图,9-4,所示。,图,9-3,设备间布局平面图,图,9-4,设备间装修效果图,17,.,9.5,安装技术,1.,走线通道敷设安装施工,设备间内各种桥架、管道等走线通道敷设应符合以下要求：,（,1,）横平竖直，水平走向左右偏差应不大于,10mm,，高低偏差不大于,5mm,。,（,2,）走线通道与其他管道共架安装时，走线通道应布置在管架的一侧。,（,3,）走线通道内缆线垂直敷设时，在缆线的上端和每间隔,1.5m,处应固定在通道的支架上，水平敷设时，在缆线的首、尾、转弯及每间隔,3,5m,处进行固定。,（,4,）布放在电缆桥架上的线缆要绑扎。外观平直整齐，线扣间距均匀，松紧适度。,（,5,）要求将交、直流电源线和信号线分架走线，或金属线槽采用金属板隔开，在保证线缆间距的情况下，可以同槽敷设。,（,6,）缆线应顺直，不宜交叉，特别在缆线转弯处应绑扎固定。,（,7,）缆线在机柜内布放时不宜绷紧，应留有适量余量，绑扎线扣间距均匀，力度适宜，布放顺直、整齐，不应交叉缠绕。,（,8,）,6A,类,UTP,网线敷设通道填充率不应超过,40%,。,18,.,.,缆线端接,设备间有大量的跳线和端接工作，在进行缆线与跳线的端接时应遵守下列基本要求：,（,1,）需要交叉连接时，尽量减少跳线的冗余和长度，保持整齐和美观。,（,2,）满足缆线的弯曲半径要求。,（,3,）缆线应端接到性能级别一致的连接硬件上。,（,4,）主干缆线和水平线缆应被端接在不同的配线架上。,（,5,）双绞线外护套剥除最短。,（,6,）线对开绞距离不能超过,13mm,。,（,7,）,6A,类网线绑扎固定不宜过紧。,19,.,）开放式网络桥架的安装施工,（,1,）地板下安装,.,布线通道安装,设备间桥架必须与建筑物垂直子系统和管理间主桥架连通，在设备间内部，每隔,1.5m,安装一个地面托架或支架，用螺栓、螺母固定。常见安装方式如图,9-,5,和,9-,6,所示。,一般情况下可采用支架，支架与托架离地高度也可以根据用户现场的实际情况而定，不受限制，底部至少距地,50mm,安装。,图,9-5,托架安装方式,图,9-6,支架安装方式,20,.,（,2,）天花板安装,在天花板安装桥架时采取吊装方式，通过槽钢支架或者钢筋吊竿，再结合水平托架和,M6,螺栓将桥架固定，吊装于机柜上方，将相应的缆线布放到机柜中，通过机柜中的理线器等对其进行绑扎、整理归位。常见安装方式如图,9-7,所示。,图,9-7,天花板吊装桥架安装方式,21,.,（,3,）特殊安装方式,分层安装桥架方式：分层吊挂安装可以敷设更多线缆，便于维护和管理，使现场美观。如图,9-8,所示。,机架支撑安装。采用这种新的安装方式，安装人员不用在天花板上钻孔，而且安装和布线时工人无需爬上爬下，省时省力，非常方便。用户不仅能对整个安装工程有更直观的控制，线缆也能自然通风散热，机房日后的维护升级也很简便。如图,9-9,所示。,图,9-8,分层安装桥架方式,图,9-9,机架支撑桥架安装方式,22,.,.,设备间接地,1,）机柜和机架接地连接,设备间机柜和机架等必须可靠接地，一般采用自攻螺丝与机柜钢板连接方式。如果机柜表面是油漆过的，接地必须直接接触到金属，用褪漆溶剂或者电钻帮助，实现电气连接。,2,）设备接地,安装在机柜或机架上的服务器、交换机等设备必须通过接地汇集排可靠接地。,3,）桥架接地,桥架必须可靠接地，常见接地方式如图,9-10,所示。,图,9-10,敞开式桥架接地方式,23,.,.,内部通道设计与安装,1,）人行通道,（,1,）用于运输设备的通道净宽不应小于,1.5m,。,（,2,）用于面布置的机柜或机架正面之间的距离不宜小于,1.2m,。,（,3,）背对背布置的机柜或机架背面之间的距离不宜小于,1m,。,（,4,）需要在机柜侧面维修测试时，机柜与机柜、机柜与墙之间的距离不宜小于,1.2m,。,（,5,）成行排列的机柜，其长度超过,6m,时，两端应设有走道；当两个走道之间的距离超过,15m,时，其间还应增加走道；走道的宽度不宜小于,1m,，局部可为,0.8m,。,2,）架空地板走线通道,架空地板，地面起到防静电的作用，在它的下部空间可以作为冷、热通风的通道。同时又可设置线缆的敷设槽、道。,24,.,国内的标准中规定，架空地板下空间只作为布放通信线缆使用时，地板内净高不宜小于,250mm,。当架空地板下的空间既作为布线，又作为空调静压箱时，地板高度不宜小于,400mm,。地板下通道设置如图,9-11,所示。,国外,BISCI,的数据中心设计和实施手册中定义架空地板内净高至少满足,450mm,，推荐,9 00mm,，地板板块底面到地板下通道顶部的距离至少保持,20mm,，如果有线缆束或管槽的出口时，则增至,50mm,，以满足线缆的布放与空调气流组织的需要。,图,9-11,地板下通道布线示意图,25,.,3,）天花板下走线通道,（,1,）净空要求,常用的机柜高度一般为,2.0m,，气流组织所需机柜顶面至天花板的距离一般为,500m,700m,，尽量与架空地板下净高相近，故机房净高不宜小于,2.6m,。,根据国际分级指标，,1,4,级数据中心的机房梁下或天花板下的净高分别为表,9-7,所示。,表,9-7,机房净高要求,一级,二级,三级,四级,天花板,离地板高度,至少,2.6m,至少,2.7m,至少,3m,。天花板离最高的设备顶部不低于,0.46m,。,至少,3m,。天花板离最高的设备顶部不低于,0.6m,。,26,.,（,2,）通道形式,天花板走线通道由开放式桥架、槽式封闭式桥架和相应的安装附件等组成。开放式桥架因其方便线缆维护的特点，在新建的数据中心应用较广。走线通道安装在离地板,2.7m,以上机房走道和其他公共空间上空的空间，否则天花板走线通道的底部应铺设实心材料，以防止人员触及和保护其不受意外或故意的损坏。天花板通道设置如图,9-1,2,所示。,图,9-12,天花板通道布线示意图,27,.,3,）通道位置与尺寸要求：,（,1,）通道顶部距楼板或其他障碍物不应小于,300mm,。,（,2,）通道宽度不宜小于,100mm,，高度不宜超过,150mm,。,（,3,）通道内横断面的线缆填充率不应超过,50%,。,（,4,）如果存在多个天花板走线通道时，可以分层安装，光缆最好敷设在铜缆的上方，为了方便施工与维护，铜缆线路和光纤线路宜分开通道敷设。,（,5,）灭火装置的喷头应当设置于走线通道之间，不能直接放在通道上。机房采用管路的气体灭火系统时，电缆桥架应安装在灭火气体管道上方，不阻挡喷头，不阻碍气体。,28,.,.,机柜机架的设计与安装,1,）预连接系统安装设计,预连接系统可以用于水平配线区,-,设备配线区，也可以用于主配线区,-,水平配线区之间线缆的连接。预连接系统的设计关键是准确定位预连接系统两端的安装位置以定制合适的线缆长度，包括配线架在机柜内的单元高度位置和端接模块在配线架上的端口位置，机柜内的走线方式、冗余的安装空间，以及走线通道和机柜的间隔距离等。,）机架缆线管理器安装设计,在每对机架之间和每列机架两端安装垂直缆线管理器，垂直线缆管理器宽度至少为,83mm,（,3.25in,）。在单个机架摆放处，垂直缆线管理器至少,150mm,（,6in,）宽。两个或多个机架一列时，在机架间考虑安装宽度,250mm,（,10in,）的垂直线缆管理器，在一排的两端安装宽度,150mm,（,6in,）的垂直线缆管理器，缆线管理器要求从地面延伸到机架顶部。,29,.,管理,6A,类及以上级别的缆线和跳线时，宜采用在高度或深度上适当增加理线空间的缆线管理器，满足缆线最小弯曲半径与填充率要求。机架缆线管理器的组成如图,9-13,所示。,3,）机柜安装抗震设计,单个机柜、机架应固定在抗震底座上，不得直接固定在架空地板的板块或随意摆放。对每一列机柜、机架应该连接成为一个整体，采用加固件与建筑物的柱子及承重墙进行固定。机柜、列与列之间也应当在两端或适当的部位采用加固件进行连接。机房设备应防止地震时产生过大的位移，扭转或倾倒。,图,9-13,机架管理器构成,30,.,9.6,实训项目,42U,机柜的安装实训,1,）准备实训工具，列出实训工具清单。,2,）领取实训材料和工具。,3,）确定立式机柜安装位置。,2-3,人组成一个项目组，选举项目负责人，每组设计一种设备安装图，并且绘制图纸。项目负责人指定,1,种设计方案进行实训。,4,）实际测量尺寸。,5,）准备好需要安装的设备网络机柜，将机柜就位，然后将机柜底部的定位螺栓向下旋转，将四个轱辘悬空，保证机柜不能转动。,6,）安装完毕后，学习机柜门板的拆卸和重新安装。,图,9-14,实训过程,图,9-15,安装完毕,31,.,2,）掌握设备间子系统的设备安装方法和技巧。,1,）掌握设备间子系统的设计原则。,9.7,练习题,32,.,