计算机机房建设专项方案.docx

计算机机房建设方案
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。计算机机房环境必需满足计算机等多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、防雷和接地等要求。计算机房设计和施工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，是否能确保各类信息通讯通畅无阻，能否保障防护安全。
本方案项目包含装修工程、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。本方案书依据国家标准C级及行业标准设计。
本方案机房场地装修装璜设计宗旨是：
　（1）集成系统节能化考虑，新技术应用，以节省以后运行成本；
　（2）合理信息路由结构设计，以预防可能造成系统互联阻塞；
　（3）机构紧密供配电设计，以降低网络设备电磁干扰；
室内装璜部分设计遵照标准是：要表现出作为关键信息会聚地室内空间特点，在充足考虑网络系统、空调系统、UPS系统等设备安全性、优异性前提下，达成美观、大方风格，有现代感。
　在选择装修、装璜材料方面，要以自然材质为主，做到简明、淡雅、柔和，并充足考虑环境保护原因，有利于工作人员本身健康。
一、 机房布局要求
依据《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、计算机机房使用面积应根据S＝KA
式中：S----计算机机房面积，平方米；
A----计算机机房内全部设备台(架)总数；现在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关键设备
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进出和设备搬运。机房应包含：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，不利于设备安装、维护。机架前后最少留有1.2m空间，以方便设备安装、调试及维护。
4、机房地板要能承受足够重量，尤其是楼上机房。对于较重设备(比如直流蓄电池)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，通常安装综合布线硬件地方，墙壁和天棚应涂阻燃漆。门窗密封性良好，以预防尘土、有害气体或其它物质微粒侵入造成金属接点接触不良或短路，影响计算机及其它设备工作性能。墙面、天花板应涂防尘漆。
6、机房内环境必需保持一定湿度和温度，并有良好通风条件。为此，机房应配置专业空调及抽风机，以满足计算机及其它设备正常工作时对温度、湿度要求。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、机房应有防静电方法。机房应铺设防静电地板。地板安装有接地铜带。
8、机房应有可靠工作接地保护接地、防雷接地。良好接地是设备正常运行必需条件，同时它也是防静电、防雷击、抗干扰、消除感应电关键手段，应该给充足重视。防静电和防雷是机房最关键预防灾难之一。
9、配置UPS不间断电源，预防停电造成网络通讯中止，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功率大小应依据网络设备功率进行计算，并含有20-30%余量。设备间电源设备应含有过压过流保护功效，已预防对设备不良影响和冲击。
10.机房应有防火方法。机房内必需配置合适消防器材；机房内不一样电压插座应有显著标志;严禁存放易燃、易爆等危险品及含有腐蚀性物品。
二、 基础装饰系统
1、 机房地面工程
机房地板采取架空地板，为使水泥砂浆地面达成不起尘、不产尘、确保空调送风系统空气洁净度，地面需要先涮防尘漆做防尘处理。
机房地板通常采取抗静电活动地板(如Error! Reference source not found.)。活动地板含有可拆卸特点，所以，全部设备导线电缆连接、管道连接及检修更换全部很方便。活动地板下空间可作为静压送风风库，经过带气流分布风口活动地板将机房空调送出冷风送入室内及发烧设备机柜内，因为“气流风口地板”(如Error! Reference source not found.)和通常活动地板可交换性，所以可自由调整机房内气流分布。活动地板下地表面通常需进行防潮处理(如涮防潮漆等)，确保在送冷风过程中地表面不会因地面和冷风温差而结露。本方案选择沈飞牌防静电地板，地板安装高度为0.3M。地板和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 Error! No text of specified style in document.1：抗静电地板

图 Error! No text of specified style in document.2：气流风口地板
2、 机房天花板工程
机房棚顶装修多采取吊顶方法。机房内吊顶关键作用是：在吊顶以上到顶棚空间做为机房静压送风或回风风库、可部署通风管道;安装固定照明灯具、走线、各类风口、自动灭火探测器；预防灰尘下落等等。机房应选择金属铝天花，铝板及其构件应含有质轻、防火、防潮、吸音、不起尘、不吸尘等性能。
3、 机房墙面工程
墙面处理是指采取在主机房建筑物墙面、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、防霉效果。
现在，在机房墙面装饰中最常见是贴墙材料(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。
本方案机房采取国产优质铝塑板，在选择墙面板材料时，要求能满足屏蔽系统和等电位系统需求。国产优质铝塑板生产步骤采取现在最新技术及工艺，外观光亮，且性能价格比优，所以国产优质铝塑板无疑是最好方案。在现代科技及工业高速发展，材料领域广泛应用中，国产优质铝塑板饰面光学效果，洁净程度、安全性，施工质量、施工条件均为最好，国产优质铝塑板还能满足屏蔽系统需求。
施工时，我们关键有以下四个步骤进行：
1、平整墙面，使用水泥沙浆找平，为下一步提供良好工作面；
2、采取2mm厚轻钢龙骨，把它固定到墙面上，成为未来装饰墙面骨架，同时预留屏蔽接地引出线，（分布在不一样位置六处地方形成多点连接）；
3、选择9mm优质埃特板，固定到龙骨上；
4、选择3mm银白色国产铝塑板沾在埃特板上，接封处采取银白色玻璃胶封边。
4、 门窗工程
整个机房全部门采取防火防盗门，并配置对应门禁系统。
全部窗采取双层不锈钢玻璃窗。
三、 机房供配电系统
1、 关键考虑原因及设计方案
一个系统能够正常工作，不仅需要有良好主设备、性能卓越UPS电源和安全舒适工作环境，还需要有一个设计合理、可靠性高供配电系统。我们为该项目考虑和设计内容以下：
机房内用电设备供电电源均为三相五线制及单相三线制，采取双回路供电，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要求供配。
机房内照明装置宜采取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。
机房内配电系统考虑了和应急照明系统自动切换。
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UPS电进行配电，配电箱为机房专用标准配电箱。
机房全部插座均采取一般电源插座和弹起式铜插座，一般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通常分为两大类，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插座为计算机设备用电插座，这些插座上电源来自UPS电源输出配电柜。这部分插座，在正常使用时，不许可接通常电气设备。
机房辅助设备用电插座通常分为两种，即机房辅助设备专用插座和通常备用插座。机房辅助设备专用插座，应专供要求设备使用，通常也不接其它设备使用；通常备用插座，采取组合型插座盒，现有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。接线方法为左零右火（相）。
3、 照明系统
照明系统是计算机机房建设中不可缺乏部分。计算机机房照明系统既不一样于通常工厂照明，也不一样于通常办公室、会议室和家庭照明。计算机机房照明，除通常照明应含有性能外，还有自己特殊要求。尤其是有些计算机机房采取全封闭式结构，机房内只能采取人工光源而无自然光源。在这种情况下，机房照明系统好环，就显得格外关键了。机房照明质量好环，不仅影响计算机操作人员和维修人员工作效率和身心健康，而且还会影响计算机可靠运转。
因为计算机工业高速发展，计算机结构越来越精细，这么就给计算机工作人员在工作中带来很多困难。所以，对机房内照度要求较高。中国《电子计算机机房设计规范》中要求：
主机房平均照度可按200、300、500Lx取值；
基础工作间、第一类辅助房间平均照度可按100、150、200Lx取值。
工作区内通常照明均匀度不宜小于0.7。
机房照明关键有两种：一个是自然照明，取决于外界天体自然光源（太阳）；一个是人工照明，关键是机房内多种照明设备。
在计算机机房内对照明总要求是：光线柔和，适合人体生理需要，不能因光源产生干扰而影响计算机干扰。
计算机机房内照明质量包含：合理照度、眩光、光颜色、光效阴影和照明灯具产生电磁波对计算机干扰。
此次方案设计中全部采取嵌入式哑光格栅灯，此种灯具结构轻巧、坚固，能很好和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，为立即处理计算机余留工作或人员、设备转移等用途照明。
现在，中国不少机房，为了降低污染和节省空调能量，采取无窗建筑结构，在机房工作室内全部采取人工照明技术。这么机房一旦因故障等原因停电（尤其是发生火灾时候），不仅计算机设备不能正常运行，而且人员通行全部发生困难，处理计算机余留工作、设备搬运全部存在困难。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电池供电。根据国家标准《计算机场地技术条件》中要求，机房内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，所以对它照度要求较低，为大于等于5Lx。
5、 UPS电源系统
机房负荷均根据一级供电负荷设计。 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，因为这些设备进行数据实时处理和实时传输，所以对电源质量和可靠性要求最高。这部分供配电系统称为"设备供配电系统"，应采取UPS不间断电源供电来确保供电稳定性和可靠性，并可配对应蓄电池方便在忽然停电时能支持一定时间电源供给。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。

图 Error! No text of specified style in document.3：
机房内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注明易区分标志。机房往往采取机房专用配电柜来规范机房供配电系统，确保机房供配电系统安全。 机房通常采取市电、发电机双回路供电，发电机作为关键后备动力电源。
² 负荷预算
局域网机房设备满载负荷以下：
1、服务器6台，每台双电源750W：750W*2*6台=9000W；
2、交换机：关键交换机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、其它辅助设备，如服务器机架、切换器等1500W；
整个机房实际负荷为14650W，依据实际需预留30%负荷，所以本方案设计功率为20KVA UPS电源。
² 厂家选择
UPS生产商习惯按其主电路结构技术属性来对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赔偿式。具体描述UPS技术性能指标有四大类：1)对电网适应能力；2)满足负载要求UPS常规输出指标；3)UPS输出能力和可靠性；4)智能管理和通信功效。现在在该行业市场拥有率中从网络搜集资料看山特约占60%市场，其次是APC，在工业级产品中爱默生UPS电源含有良好品牌效应，本方案推荐采取爱默生UPS电源。爱默生UPS电源含有以下特点：
Ø 输出功率因数高达0.9，匹配最新服务器用电特征; 
Ø 超高功率密度设计，18KW只需要3U 高度; 
Ø 超大尺寸LCD 和LED 显示，系统状态一目了然;
Ø 三三和三单机型兼容，适合多个应用场所;
Ø 支持并联运行（最大3+1），且无需并机插框;
Ø 共用电池组设计，且电池节数30-40 节可灵活设置;
Ø 超宽输入电压/频率范围，适应恶劣电网环境;
Ø 超强输出过载及短路能力，确保极限状态系统安全;
Ø 机架式/塔式兼容，安装方法随心所欲;
Ø 操作显示面板旋转设计，自由匹配安装方法;
Ø 支持同时双母线系统，方案配置更多选择;
Ø 可平滑接入艾默生易睿TM 系统;
Ø 输入标配防浪涌电路，实现卓越抗电网浪涌能力;
Ø 并机系统输入功率缓开启功效，降低对电网冲击;
Ø 兼容艾默生机房监控软件SiteMonitor，也可接入主流NMS（网管）系统;
Ø 出色节能环境保护特征： 
     Ø   输入高功率因数高达0.99，实现高电能利用率; 
     Ø    整机效率高达94%，节能效益显著;
     Ø     满足欧盟ROHS 环境保护指令;
Ø    可调速智能风扇，风扇转速自适应调整，有效节能;
Ø     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：
为使机房关键设备和管理操作人员有一个良好工作环境，并使其能够安全、可靠地运行，发挥其最大工作效率，就要提供一个符合其运行标准要求机房环境。这就对机房空气制冷、制热、加湿、去湿、滤尘有严格标准要求。设备运行情況、使用寿命和工作环境有亲密关系，温度、湿度、洁净度就是工作环境关键原因。
2、温湿度控制
1、温度控制
计算机所产生高热能，通常民用空调机全部难以负荷。假如温度能控制在22℃±1℃范围，对计算机运行是最好。计算机散热量通常比办公室高出6—10倍，空调机一定要有足够制冷能力，预防急剧温度改变。
2、湿度控制
一定要合适地控制空气中湿度，过高湿度会使空气中水分在计算机内凝结，而过低湿度会产生静电作用。所以过高或过低湿度一样会对计算机形成破坏。通常空调全部忽略对湿度控制或控制不够精密。
3、风量
计算机对于风量要求比通常空调高很多，通常舒适空调，每一冷吨（Ton）制冷量只配有500—650m3/h风量，可是计算机通常要求每一冷吨制冷量配有850—1000 m3/h风量
3、负荷计算
² 负荷计算需考虑原因：
通常来讲，机房内空调系统负荷关键包含：
设备冷负荷
照明冷负荷
外窗辐射热和窗体传热冷负荷；
外墙和屋顶传热冷负荷；
人体冷负荷及湿负荷。
² 计算方法：
1㎡机房所需专用空调冷量为250大卡
30㎡×250 =7500大卡
考虑以后扩容，预留20%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，可满足未来机房最大化扩容需求。
4、机房空调送风方法
此次方案提议采取上送风下回风方法。
五、 机房防雷系统
1、 序言
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、耐过电流水平下降，对雷电（包含感应雷及操作过电压）浪涌承受能力下降。感应雷侵入用电设备及计算机网络系统路径关键有四个方面：交流电源380V、220V电源线引入；信号传输通道引入；地电位反击和空间雷闪电磁脉冲(LEMP)等。为了确保机房设备及电脑网络系统稳定可靠运行，和确保机房工作人员有安全工作环境，依据中国及国际相关规范要求，对用户机房提出本防雷接地方案。
因为本方案机房处于室内，直击雷防护已在本大楼顶避雷针（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Error! Reference source not found.；
3）、在关键设备前端（如：服务器、交换机、DLP大屏等）前装设防雷插座，对浪涌过电压深入进行抑制，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，通常沿房间四面敷设；
防雷等电位连接: 等电位连接目标，在于降低需要防雷空间内各金属部件和各系统之间电位差。
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，柱子主钢筋及四面墙体钢筋直通抵达屋顶女儿墙防雷带。其接地电阻值通常全部能满足GB50057—94要求，即≦4Ω。
机房通常有四种接地形式，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。此次设计考虑采取原接地极，并采取联合接地方法；接地电阻应小于１欧姆，若在实施当初无法达成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长度和计算机设备相连。计算机直流地需用接地干线引下至接地端子。

图 Error! No text of specified style in document.4：防雷接地系统（前者共用，后者单独接地）
六、 机房消防系统
为了预防火灾对计算机机房危害，计算机机房要采取必需防火方法。这些方法有：机房建筑上防火方法、设置报警和灭火设备、加强防火管理
电子计算机机房设备关键是精密电气设备和仪器等，使用水、泡沫灭火和干粉灭火剂轻易造成计算机系统电气短路和统计介质污染，引发二次灾难；所以机房内灭火剂严禁使用水、泡沫灭火和干粉灭火剂，而要选择气体灭火剂，如二氧化碳、卤代烷灭火系统。
消防设备应和机房内配电实施联动，一旦探测到有火灾发生，应立即切断机房电源，尤其是精密空调和新风系统，以预防火势扩大。
电子计算机机房属于火灾危险性大，发生火灾轻易造成重大损失和重大影响部位,且采取不易燃烧建筑材料。而且为了确保安全，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。
为了预防火灾对机房危害，除在机房内关键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，较常见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探测器，而感烟探测器是感应到物质因燃烧或热分解生成物而开启探测器。