机房环境改造方案.docx
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机房环境改造方案
×××信息中心机房改造
工程设计方案书
北京AAA网络信息技术有限公司
2010年10月
一、概述
××数据中心机房环境建设的设计和施工把握高起点、高标准、高质量，满足安全性（防火、防盗、防尘、防磁、防水、防渗漏）、实用性、美观性及科学性要求，充分考虑设备布局、功能划分、整体效果和装饰风格，一方面，要提供一个符合国家相关标准及规范的设备场地；另一方面，为技术人员提供一个舒适、环保的良好工作场所，体现现代机房的特点和风貌，打造一个安全可靠、高品质的机房环境。
计算机机房系统设备对环境条件的要求极高，要求温度及湿度相对恒定不变；供配电系统净化、稳定、持续；消防灭火系统对电子设备无损；对磁场、噪声、灰尘等环境因素要求也相当严格，因此机房环境设计过程中采用了较为先进的设计思想，所选用的设备及材料均为目前国际通用或流行的先进的技术产品，既达到专业性技术要求，同时也是美学观点的体现，并具有较好的性能价格比。
此次机房环境改造设计中，由于是人、机共同工作的场合原因，在考虑大型、现代化设备的工作条件和工作环境要求的同时，也充分照顾到工作人员的人体环境要求，使得所有工作人员在此环境中工作时不致感到疲劳和不适，并借鉴国外的先进经验，采取更能提高人员工作效率的设计手段，增加对人员因素更为有利的设备、材料、灯光、及色彩等。
二、机房改造设计原则及依据
设计原则：
1、机房布局利于计算机设备的使用和运行；
2、全面考虑机房处理的流程，合理分布工作空间及各类设备安装场所；
3、结合机房建设原有的建筑格局，使维护通道、日常工作行走路线尽可能缩短。
各功能区划分简洁清晰，严格区分人流、物流方便机房的维护和安全；
4、大量电子设备的管理是机房工作的重中之重,放置既制冷效果好，又便于管理的位置,便于操作员迅速到达，解决故障,减少故障时间；
5、机房布局中机柜侧面距墙不小于0.6m，留有检修空间满足人员的走动。
6、做好应急措施，对人为或者自然灾害所造成的电力故障做好充分的准备，以保证动力设备在持续时间内正常运转。
设计依据：
机房数据中心设计、施工、验收时需满足下列标准及规范（包括并不限于以下标准及规范，如各标准及规范对相同内容有不同规定时，遵循更严格的标准。
如有更新版本，按照新版本执行。
）
《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）
《电子计算机数据中心设计规范》（GB50174-2008）
《供配电系统设计规范》（GB50025-95）
《工业与民用供电系统设计规范》（GBJ52-82）
《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ54-83）
《电气装置安装工程及验收规范》（GBJ232-83）
《建筑电气设计规范》（GBJ/T16-92）
《工业企业通信设计规范》（GBJ42/81）
《通信线路与通信设备的防雷手册》（CCITT）
《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79－85）
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（CECS72：
97）
《综合布线系统工程施工与验收规范》（CECS72：
97）
《六类布线标准》（ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1）
《中华人民共和国公共安全行业标准》（GA/T74-94&GA/T75-94）
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-952001版）
《建筑内部设计防火规范》（GB/50222-95）
《建筑给排水设计规范》（GB50015-2003）
《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）
《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-1985）
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-92）
《低压配电设计规范》（GB50054-95）
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）
《民用建筑电气设计规范》（GBJ/T16-92）
《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-1998）
《消防联动控制设备通用技术条件》（GB16806-1997）
《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50116-92）
《气体灭火系统施工及验收规范》（GB50263-97）
《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）
《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166-92）
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94（2000））
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）
《电子设备雷击防护导则》（GB7450-87）
《雷电电磁脉冲的防护》（IEC1312）
《SPD电源防雷器》（IEC61643）
《SPD通讯网络防雷器》（IEC61644）
《过电压保护器》（VDE0675）
《计算机场站接地技术要求》（GB2887-51）
甲方现场情况及提出的数据通信系统对机房工程的技术要求
三、机房装修工程
根据××要求对机房的布局进行划分，按照使用，功能划分为主机房和工作区域。
主机房与工作区采用玻璃隔断进行分隔。
具体的平面设计图详见设计图纸。
3.1、吊顶工程
Ø机房内吊顶的作用：
⏹安装固定照明灯具及走线；
⏹安装固定自动火灾探测器；
⏹安装固定通风口及回风口；
⏹防止灰尘下落；
Ø机房内吊顶设计：
推荐使用悬吊式轻钢龙骨装配吊顶，饰面板明摆浮搁在龙骨上，更换方便。
这种龙骨的最大优点在于，即是吊顶的承重杆件，又是吊顶饰面板的压条，将以往传统的密封吊顶、离缝吊顶比较难于处理的工序，用龙骨遮掩起来。
这样，既有纵横分格的装饰效果，又有施工安装简便的长处。
吊顶饰面板全部采用国产“欧陆”优质轻钢暗龙骨方形铝合金微孔板吊顶600*600mm,美观实用，更重要的是起到保温、防尘、阻燃、吸音等作用，清洁方便。
纯乳白色，板厚0.4mm，属冷色调，与机房的墙柱面、地面色彩相互协调，相互衬托，以保持机房的整体效果。
Ø机房内吊顶材料：
铝合金方板天花吊顶系统以高等级铝合金为主要材料，面板均采用平整拉伸和模压成形等加工工艺处理成型，具有加工精度高、外形稳定，表面平整度高等特点。
铝合金方板天花示意图
矩形板吊顶有众多的安装系统、穿孔式样和拼接方式，通过矩形或方形的面板排列组合，传达出简洁大方的视觉效果，还便于通过不同的排列方式实现各自的独特风格。
铝合金方板天花的特色与优点：
典雅，明快，大方，庄重；结构精巧，装拆简便；无懈可击的防火，防潮功能；拼接无缝，易于清洁，经久耐用；具有完善的吸音效果；色彩搭配柔和平顺，单元组装简易，便于内层维护。
3.2、地面工程
在计算机机房的设计中，防静电地板是一个很重要的组成部分。
在静电地板上安放着计算机设备及其他电子设备，而在静电地板与建筑地面之间的空间内可以敷设连接设备的各种管线。
静电地板具有可拆卸的特点，因此所有设备的导线电缆的连接，管路的连接及检修更换都很方便，敷设路线距离最短，因而可减少信号在传输过程中的损耗，静电地板可迅速地安装与拆卸、方便设备的布局与调整。
为设备的增容和设备的更新换代提供了有利条件。
Ø地板的设计
机房全部采用无边全钢防静电全钢活动地板（600×600×35mm）。
其表面为PVC抗静电贴面，耐磨、无开裂现象、防水、防腐蚀，并可减少人们在行走及搬运设备过程中产生噪声。
铺后整体效果好，不起尘；长期使用不变形，耐磨性、防静电性及承重性能良好，地板的接地电阻在105-104欧姆之间。
Ø地板的实施
铺设地板前对机房区地面做清洁处理，做防尘洁净化处理。
地板施工中，在周围墙面做一圈角钢支架，使地板与墙面有稳定的连接；地板横梁与地板支架用螺钉固定，确保支架不会移位，保证地板铺设稳定、平整。
地板块之间贴合紧密自然，缝隙不大于1mm；边封保持一条直线，相邻地板错位不大于1mm，6米长范围内不大于2.5mm，整体不大于5mm；地板块之间对接处的高度差不大于1mm，9平方米的面积范围内平面度不大于±1.5mm，整体面积不大于±2.5mm；
防静电全钢通路地板严格按照参照国标GB6650-86标准制定的，部分技术指标已超过上述标准。
所有制造全钢地板的材料均为无公害物质，保证安全使用。
其地板基体采用宝钢或鞍钢的冷轧板经拉深焊接而成，地板的上板为超硬质钢板，下板为深拉级钢板，地板表面经过导电环氧树脂喷塑处理，中间填充美国进口泡沫水泥，且表面可粘贴各种地板覆盖物进行装饰。
地板配套附件——支座、托架、支架均为全钢组件，表面经镀锌防腐处理。
钢板厚度：
上钢板为0.9mm，下钢板为0.8mm；贴面厚度：
1.2mm；耐磨度：
3000转以上（超耐磨）；均布承重：
5.67吨。
3.3、墙、柱面工程
墙面、柱面设计选用彩钢板材（燃烧性能等级B1），（4×1220×2440mm），达到整体密封效果，并无眩目产生，美观、大方，并能达到屏蔽和防静电的效果。
彩钢板采用高纯度合金结合可塑性塑料，由电脑自动生产线压合生产而成，质轻坚固、平整性佳的尖端复合材料，表面施以精密处理使产品呈现不同风采，且防污染、防噪音、材质轻、易施工、易保养、易清理等特性
彩钢板经过超耐久性处理，刚强性处理，使其具优越的超耐候性，超耐腐蚀性及耐污染性，且较其他的涂料不易褪色，可永保外观新颖清新。
彩钢板材中间为PE聚乙烯之材质，故厚4mm板材重量，每平方米仅约5.5公斤，符合结构需要及减轻地震之损害，且易搬运作业，同时还可降低成本。
彩钢板隔音率为25分贝，隔音效果约为其他建材的2倍。
彩钢板表面涂层采用滚轮涂装，较其他建材所采用之粉体涂装，表面涂层较均匀且厚度较易控制一致。
彩钢板易保养、清理、使用清水或中性温和之清洁剂清洗，即可使板材永久如新。
Ø彩钢板技术指标
结构形式：
1.2mm镀锌钢板自折C型龙骨
表面材：
0.5㎜厚烤漆镀锌钢板（烨辉、宝钢）（有普通烤漆及抗静电烤漆面层供选用）
芯材：
12㎜厚石膏板
门板：
厚40㎜，表面为0.5㎜厚烤漆镀锌钢板，铝合金型材龙骨，四周铝合金型材包边
拼接方式：
12㎜接缝，M形固定件，盖U型装饰条
防火性能：
防火1h（GB／T9978-1999）
隔音性能：
构件隔声测定47dB（GBJ75-84）
颜色：
梅花白，亚光
尺寸偏差：
≤2mm／m
漆膜厚度：
18-20μm
漆膜硬度：
1H
适用场合：
机房、商用隔断／洁净及防火区域
3.4、隔断工程
隔断均采用12mm后亚光不锈钢防火玻璃隔断，玻璃间缝隙打玻璃胶，待粘接牢固即可，它具有隔音、隔热、耐压等特点，且透视效果极佳。
隔断四框按照设计图纸，用电焊机焊好框架，上下边框分别与天棚、地面固定，并刷防尘漆，包1.2mm厚亚光不锈钢，不产生眩光，整洁美观适合机房使用，符合机房的环境要求。
ØA类防火玻璃材料技术指标
A类防火玻璃是由两层透明玻璃与防火隔热胶层复合而成的特殊玻璃，在规定的耐火条件下，具有耐火完整性及隔热性，具有良好的透光、隔热以及隔声、保温、抗冲击性能，符合国标GB15763-2001标准，满足90min的耐火需求。
3.5、门窗工程
计算机机房不宜有窗户，窗户不利于机房的保温，容易与外界形成冷热交换。
设计将主机房外窗玻璃贴膜后进行封堵处理，防止太阳光直晒主机房设备。
主机房与办公区之间设置防暴防火双门密闭玻璃门1樘（1800X2100mm），开向向外，所采用的不锈钢门夹及地弹簧采用进口或国产高质量产品，配以高档不锈钢门拉手。
办公区与外界之间设置甲级钢制双门防火门1樘（1800X2100mm），开向向外，颜色与楼道其它门颜色一致，平日为长闭门，以保证机房的洁净度。
Ø防火门技术指标
甲级钢质防火门我们选用国产优质“龙甲”品牌，以及“龙甲”品牌的防火门配件等。
⏹甲级钢质防火门系列遵照国标GB12955-91研制而成，符合ISO3008、BS476标准，经国家检测中心检测合格，耐火极限分别达到甲、乙、丙级防火要求，并可制作特殊场所使用的特级防火门，并通过了公安部消防产品合格评定中心的型式认可。
⏹ 门框、门扇采用进口或国产优质冷轧钢板、电镀锌钢板或不锈钢板制造，内填耐温1200℃以上的优质硅酸铝纤维棉，表面静电喷塑处理，配套不锈钢防火锁（或管井锁），钢质镀锌（不锈钢）防火铰链、闭门器等。
⏹耐火极限：
为1.2h。
⏹隔声效果：
具有较好的隔声效果，产品隔音指标RW≥23dB。
⏹装饰性：
表面静电粉末喷塑，美观牢固耐久，提供各种颜色可供选择。
⏹ 门开启方向：
防火门为常闭式外开门，向疏散方向开启。
3.6、角线装饰
机房内延墙四周制作90mm高不锈钢踢脚线，棚顶延墙四周制作金属装饰角线。
为表现机房区的稳重感，并按“大协调小对比”的原则配置整个区域踢脚线和天花装饰角线。
3.7、防尘处理
为了满足机房对含尘量的较高要求，机房入口门为常闭门，机房棚顶、墙面、地面进行刷漆防尘处理。
3.8、装修防火处理
所有主材选择非燃性或难燃性材料，其它辅材料尽可能选择难燃性材料，另外，所有的木作隐蔽部分均作防火处理。
机房装修工程特点，材料均选择无毒、无刺激性、不燃，难燃、阻燃材料，金属材料外表为亚光，既使材料的质感得到充分的体现，又避免了在机房内产生各种干扰光（反射光，折射光）。
整体格调做到简明、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，同时充分考虑机房各种设备系统运行的可靠性，安全性，达到美观、大方的风格，具有新时代机房的现代感。
四、机房空气调节系统
机房内有大量的计算机、服务器、交换机、路由器等设备，这些设备自身发热量高，其照明也要发热，在加上人员的自身的体热，太阳的辐射热，综合热量高，而机房电子设备正常持续工作要求机房具有恒温恒湿的的高质量的工作环境。
机房只有安装机房专用精密空调才能真正达到设备的环境要求.商用空调与大楼原有的中央空调系统主要针对人员进行规划，送风量小，送风焓差大，降温和除湿同时进行，会造成机房内的湿度过低，使电路元器件表面积累静电，产生放电损坏设备，干扰数据传输和存储。
机房的专用精密空调在设计上采用严格的控制蒸发器内蒸发压力，增大送风量使蒸发器表面高于空气露点温度而不除湿，产生的冷量全部用来降温，提高工作的效率，降低湿量的损失，并且根据机房的特性，可大负荷的常年的运作，能够7×24×365不停的运转，保持极高的可靠性。
4.1、机房空气调节系统国标要求
机房空调系统按照国标GB2447-49《计算机场地安全要求》以及国标GB50174-2008《电子计算机数据中心设计规范》来确定计算机机房环境条件。
✓温、湿度要求：
根据国标GB50174-2008《电子计算机数据中心设计规范》，电子计算机机房内温、湿度应满足下列要求：
开机时电子计算机机房内的温、湿度
项目
A级
B级
夏季
冬季
全年
温度
23±2℃
20±2
14-24℃
相对湿度
45%-65%
40%-70%
温度变化率
<5℃\h并不得结露
<10℃/h并不得结露
停机时电子计算机机房内的温、湿度
项目
A级
B级
温度
5-35℃
5-35℃
相对湿度
40%-70%
20%-40%
温度变化率
<5℃/h并不得结露
<10℃/h并不得结露
✓空气含尘浓度要求：
根据国标GB50174-2008《电子计算机数据中心设计规范》第5.1.2条规定，A级和B级主机房内的空气含尘浓度，在表态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5μm的尘粒数，应少于18,000粒。
✓机房噪音规定：
根据国标GB50174-2008《电子计算机数据中心设计规范》第5.2.1条规定，主机房内的噪声，在计算机系统停机条件下，在主操作员位置测量应小于65dB（A）。
✓气流组织规定：
根据国标GB50174-2008《电子计算机数据中心设计规范》第7.3.4条规定，在有人操作的机房内，送风气流不宜直对工作人员。
✓内外压差规定：
根据国标GB50174-2008《电子计算机数据中心设计规范》第7.4.7条规定，主机房必须维持一定的正压。
主机房与其它房间、走廊间的压差不宜小于5Pa，与室外静压差不宜小于10Pa。
根据总后营房部机房平面图及用户要求，同时参考我公司机房建设经验，考虑到计算机系统功能的未来扩充和使用范围的增大，机房空调设备的容量留有足够的余量，余量规划为现有设备的30%余量，配备机房专用精密空调，同时配置新风系统，来保证机房内充足新鲜空气，维持室内外正压标准，防止尘埃进入机房。
4.2、空调负荷计算
根据国标GB50174-2008《电子计算机数据中心设计规范》第7.2.2规定，电子计算机机房空调的热、湿负荷应包括下列内容：
Ø机房内设备的散热；
Ø建筑围护结构的传热；
Ø通过外窗进入的太阳辐射热；
Ø人体散热、散湿；
Ø照明装置散热；
Ø新风负荷；
Ø伴随各种散试湿过程产生的潜热。
由于以上七个组成部分分别通过公式计算出机房总的热负荷不但操作起来麻烦，而且由于其中一些参数并不确定，所以仍然会有误差，实际工作中一般采用估算法来确定计算机机房热负荷，根据以往实际工作中的经验，计算机机房热负荷一般在350W/m2---450W/m2之间，本案例中，根据机房内设备布置情况以及设备密度，我们采用450W/m2计算。
Q=K×F
K：
热密度，本案例选择450W/m2；
F：
面积
得到热负荷为Q：
450*25=11.25kw。
根据国标GB50174-2008《电子计算机数据中心设计规范》，空调制冷设备的制冷能力设计不低于30%的余量。
得到热负荷为Q：
11.25*1.3=16.25
因此计算中心机房内配置的精密空调的制冷量应不小于14.63kw。
4.3、空调选型设计
根据已经计算出来的机房热负荷，方案设计采用艾默生公司Liebert系列先进的机房专用精密空调设备P1020B,显冷量18.9KW管道送风系列机组，送风方式采用上管道送风，前回风方式。
送风方式示意图
4.4、空调设备详细说明
、Liebert.PEX系列描述
Liebert.PEX─面向全球的高端精密空调系统
描述：
Liebert.PEX机组是基于艾默生全球研发与设计平台的高端机组，针对全球销售，全球同步上市
高可靠性、高灵活性、全寿命成本
产品系列完备，具有风冷、乙二醇冷、水冷和冷冻水等机型
制冷量范围宽，风冷、水冷、乙二醇冷机组20kW~100kW，冷冻水机组28～151kW
应用范围：
中、大型交换机房和移动机房
计算机房和数据中心（IDC）
高科技环境及实验室
工业控制室和精密加工设备
标准检测室和校准中心
UPS和电池室
生化培养室
医院和检测室
优点与特点：
1、 高可靠性、高灵活性、全寿命低成本
2、 可拆卸搬运的结构，100%全正面维护，节省机房占地空间
3、 艾默生Copeland高效涡旋式压缩机，适合环保制冷剂
4、 自张力调节式风机，满足不同机外余压需求
5、 大面积V型蒸发器，快速除湿设计，确保节能
6、 独特的高效远红外加湿系统，加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量
7、 超大屏幕全中文图形显示屏
8、 iCOM强大的联控与通讯功能
9、 全新的风冷全调速冷凝器，噪声低
高适应性：
多项节能设计
多种送风方式，满足不同气流组织需求
多种冷却方式，包括风冷、水冷、乙二醇冷却及冷冻水等，有利于适应现场的实际条件
适应R22、R407C等不同冷媒
多种监控方式
风冷冷凝器提供适合不同温度环境（包括低温启动）的配置
风冷方式提供超远安装距离和超高落差的方案
、艾默生Liebert.PEX系列机房专用空调P1020-参数说明：
类型
P1020
制冷量
（kW）
24℃dB
50%RH
制冷量
20.0
显冷量
18.9
24℃dB
45%RH
制冷量
20.3
显冷量
20.3
22℃dB
50%RH
制冷量
19.5
显冷量
18.8
风机
标准风量（m3/h）
5760
功率（kW）
1.5
风机台数
1
接风管静压（Pa）
100
压缩机
数量
1
蒸发器
盘管
蒸发器面积（m2）
31.5
迎面风速（m/s）
1.7
电加热
功率（kW）
6
红外
加湿器
加湿量（kg/h）
5
电功率（kW）
4.8
加湿水盘
不锈钢
室内机组接口尺寸
回液管（mm）
16
排气管（mm）
22
红外加湿器?
注水管（mm）
6.35
冷凝水排水管（mm）
19
净重（kg）
365
、Liebert.PEX机组的设计
Liebert.PEX风冷系统的室内机由压缩机、蒸发器、加热器、风机、控制器、远红外加湿器、热力膨胀阀、视液镜、干燥过滤器等主要部件组成。
水冷系列还包括高效板式换热器、水流量调节阀。
室内侧制冷系统和水系统中可能涉及维护、更换的器件全部采用易拆卸的Rotalock连接方式，使维护更方便。
ØPEX风冷机组整机性能体现了高可靠性、高灵活性、高节能率、全寿命低成本。
Ø PEX可靠性充分体现在：
iCOM智能控制系统；Copeland涡旋压缩机；自适应风机系统；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器等
ØPEX高灵活性、高节能率充分体现在：
iCOM智能控制系统；自适应风机系统；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器；占地面积小；可拆卸搬运，全正面维护；可直接应用环保制冷剂等
ØPEX全寿命成本充分体现在：
iCOM智能控制系统；Copeland涡旋压缩机；自适应风机系统；V型蒸发器；快速除湿系统；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器等
Ø采用真正的模块化设计思路。
生产的单制冷回路和双制冷回路PEX系列精密空调，可以提供单机的制冷量为20KW至100KW，并可组合在一起。
即能满足现阶段的使用，又能适应未来发展的需求，具有非常广泛的应用范围。
它采用了先进的微处理器控制技术，完全满足机房对环境的精密控制要求。
并且机组控制器可完成各机组间的定时切换及故障切换，同时便于空调系统的集中管理。
PEX机组标配加湿系统为远红外加湿器。
Ø应用高能效比的谷轮（Copeland,艾默生子公司，世界上最大的涡旋式压缩机生产厂）公司涡旋式（SCROLL）压缩机。
涡旋压缩机的活动部件的减少使机组的噪声及震动降低很多；压缩机的压缩过程连续、平稳；压缩机的排气过程旋转角度超过540度；在吸气及压缩过程中没有热量交换；在压缩过程中制冷剂气流方向没有改变；减少了气流损失；涡旋式压缩机无需高、低压阀门；减少了阀门损失，防止产生液击；启动电流低。
Ø采用了“V型”蒸发器盘管，采用了带内螺纹的铜管及冲缝型翅片，比采用传统式盘管的机组有更高的传热效率。
采用“V型”结构盘管可使制冷系统的循环与制冷负荷相匹配，并且通过盘管表面的气流更加平稳，最大限度的降低机组噪声。
配有专门除湿电磁阀，当除湿时只用双面蒸发器的其中一面，电磁阀保证只用其2/3面积进行除湿，达到了快速和节能的除湿效果，避免了过度除湿从而增加再热设计，达到节能目的。
Ø高效低维护量的远红外加湿器：
加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量。
加湿器不锈钢水盘，高强度的石英灯，微电脑绝对湿度逻辑控制，5至6秒钟内即可将洁净的蒸汽微粒加入空气中。
石英灯提供
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