机房系统工程设计要点 精品.docx
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机房系统工程设计要点精品
机房系统设计的八大主要部分一、机房综合布线系统二、机房装修系统三、机房消防系统四、机房防雷接地系统五、机房供配电系统六、机房精密空调、新风机系统七、机房环境综合监控系统八、机房应急电源（UPS）系统这八个部分组成了一个完善的机房设计方案，在下面我们将从各个系统的设计原则和知识做一个整合。
一、机房装修1.1.机房装修前场地的勘察在设计一个机房前，需要在现场查看预计要建立的机房场地，由于很多大楼都没有为机房建设预留充分的条件，所以我们在做方案设计前一定要现场查看一遍，确定场地能够满足机房建设的要求。
1.1.1.机房周边环境条件○1机房的前后左右各周边不能有容易产生渗水的房间，因为如果机房墙壁的四周存在那种水汽特别重的房间，对机房后期的使用过程是一种非常大的隐患，因为机房内有大量的服务器等精密电气设备，运行周期需要满足一定的环境温湿度的条件，如果一旦机房四周有这样的房间有可能造成机房内墙壁渗水严重。
○2机房用地面积的顶部不能有容易产生渗水的房间，原因同上，如果有这样的房间比如卫生间、茶水间、大功率配电机房，都容易造成机房内因为运行精密空调产生结露，而结露现象在机房里是100%要避免的。
○3机房四周一定要有可靠的接地体，比如建筑的承重柱、大楼接地网等等，这样才能保证机房防雷接地的顺利实施。
○4机房在铺完吊顶后能保持2.5米的净高度，考虑到以后的上走线布线和机柜的安装，设备的安装运输，还有精密空调的冷气吹风，均要求有一定的净地面高度。
图1机房空间高度要求
○5机房的上方一定要能够完全封闭，因为如果不能完全封闭的话，会造成空间吊顶上方的空间和其他房间相连，在两面温差较大的情况下同样会出现结露现象。
如果查看的时候发现顶棚吊顶已经装好，一定要上去看看能不能用常规方式封闭，使机房形成一个独立的密闭空间。
○6机房的用地区域内和顶上也绝对不能存在消防水管、用水管、中央空调管道、排污管。
这些东西如果存在于机房上方，将是对机房的严重危害！
试想一下如果这些管道任何一条爆裂将会导致什么样的后果。
○7机房选址的时候也要注意不要高于十四层，且应该在选址的楼层平面上选择尽可能远离建筑外墙的位置。
至于为什么，是因为如果高于十四层，就有可能被雷雨季节的侧击雷达到该层外墙面，一旦达到该位置就会因为电磁感应的原理，而使机房内部线路产生感应电流，对设备造成危害。
○8机房场地的勘察表会在附录里提供给大家参考，详见手册附录内容。
1.1.2.机房装修的参考原则○1机房的墙面装修前一定要用细水泥找平，按照专业的做法应该是：
这其中，刷防水防潮漆是为了让机房的湿度保持较好，也避免从外墙面上的东西渗透入机房内；保温棉的作用更是不言而喻了，贴上保温棉后，对机房的精密空调运行是一个非常不错的帮助，缓解机房精密空调的工作压力。
安装龙骨是为了后面能够固定埃特板和彩钢板或者铝塑板使用。
在墙面安装完龙骨后，如果用户方面成本不够，可以不贴埃特板而直接贴上防眩光的彩钢板。
如果预算足够的话，从机房整体美观上来说建议在贴彩钢板前在下面先铺一层AT板，再将彩钢板裁切成每块都是600mmX600mm的小板，再将其贴到AT板上，这时候为了
美观，还可以在每两块彩钢板之间留下5mm的空隙，来用彩色玻璃胶填上，则
可非常美观。
图2彩钢板安装效果
○2机房地面也要贴上保温棉
1.1.3.机房装修施工指南○1安全要求A、机房装修过程中，绝对要遵守安全用电原则！
这个的重要性就不用多说
了，装修中难免会使用电机类设备，在接驳电的过程中也会出现安全疏漏，所以
现场的项目经理一定要严格要求施工人员遵守安全用电原则。
B、机房装修过程中，绝对要在现场布置灭火器！
这个同上，很多时候机房
装修都是在大楼新盖的时候或者盖完成后，如果现场没有防火设备，出现火灾后
果责任重大。
C、机房装修过程中，绝对要注意施工安全，防止施工人员及其他现场人员
砸伤、烧伤、烫伤、摔伤等等一系列不该发生的事故。
○2施工要求A、如果需要找平墙面，要求施工人员必须认真负责而不是一顿刷后了事，
如果找平没有做好，后期的墙面装修工作也会非常麻烦。
B、安装防静电地板的时候一定要找准，严格按照设计图纸施工，装完的防
静电地板必须保持水平而不是坑洼不齐。
C、刷防水漆一定要保证质量；贴保温棉一定要全面，保证保温棉足够覆盖在防水漆上来达到保温效果。
1.2.机房装修的材料选择标准1.2.1.机房装修需要的基本材料○1墙面装修材料推荐1：
给机房的上下左右六面墙壁刷一层防尘防潮漆（机房四个面、上顶下底），一定不能选用易燃、可燃性的涂料。
没钱：
如果客户预算不够，在沟通并说明作用无果后，只能是省略。
推荐2：
机房的四面墙、上顶、下底贴保温棉，保温棉的选择也有讲究，一定不能是C级材料，所谓的C级材料就是不阻燃的，也不能使产生粉尘的保温棉，最好是用福乐斯保温棉，吸取众多机房的装修经验，该品牌保温棉的防火性能良好，可阻燃，且低烟低卤，一旦机房发生火灾，不会成为火源，也不会成为机房内尘埃的产生物。
另一方面，保温棉的保温隔热性能良好，在部署有精密空调的机房内起到保护作用，避免机房内温度和周围的环境温度温差过大引起的结露现象对机房的影响。
没钱：
如果机房不考虑精密空调，没有恒温恒湿设备，对IT的重视不够的话，那只能是省略这一步了。
上图是贴了保温棉的机房装修图片
推荐3：
机房面积稍微大点的地方，如果原墙面没有做过处理的话，那么推荐要在原有基础上钉轻钢龙骨，在轻钢龙骨上可以根据预算来考虑在轻钢龙骨的上面装一片埃特板、防火板又或者是玻镁板作为机房内墙。
这样做的好处很多，列举几个如下：
防静电，在这个基础上贴铝塑板或者是彩钢板都比较美观，在轻钢龙骨里面能轻松走线，用轻钢龙骨做槽非常方便。
上面提到的埃特板、防火板和玻镁板里面，最为推荐的就是玻镁板，玻镁板是一种A级防火材料，为不燃材料，其产品有几个和机房装修非常相关的特点：
耐高温、阻燃、吸声、防震、防虫、防腐、无毒无味无污染、可直接上油漆、直接贴面，且安装的方式多种多样，易于施工。
当然了，如果经费不允许，用埃特板或者经过检测的防火板材作为和轻钢龙骨搭配的机房内墙面装修系统也是不错的选择。
没钱：
当机房内可利用面积不超过20平方的微型机房，不再需要做这么多复杂的装修工作了，如果再加上这些东西机房墙面起码要再小10厘米。
推荐4：
如果机房可以选择上面的方式铺一个内墙面的话，那么在此基础上再贴一层彩钢板或者铝塑板为最佳，根据预算来决定到底用彩钢板还是铝塑板，这里要说明一下，一般市面上买到的铝塑板都是1.2m*2.4m的大小，且质量良莠不齐，如果切小的话容易破坏原铝塑板压好的结构造成随着使用时间的延长，铝塑板也会伴随凸起等现象发生。
没钱：
如果没钱的话，那就连同上面提到的推荐3和推荐4一起不予考虑了，不过说实话墙面最起码还是做一道处理比如乳胶漆处理比较好，这样起码能够防尘。
如下图是一个装修中的墙面，已经用轻钢龙骨固定在保温棉上方。
图3机房墙面装修图-1
图4保温棉
图5机房墙面刨面图
○2机房的吊顶装修机房的吊顶装修是一可选性非常多的，下面我们对一些机房吊顶装修的普通方式做个推荐。
推荐1：
如果机房是个有屏蔽要求的机房，那么机房的整个面积必须符合一个非常重要的标准：
机房是一个完全独立密封的空间，这个独立密封的意思很简单，能经过一些处理，将机房和建筑物其他房间隔离开来，不共用消防水管、空调管、机房的四个面没有窗户，或者可以通过装修的手段密封的空间。
如下图这般（尽管可能不完全符合也要大多数符合）
比如，如果机房上方有些原来和大楼一起的消防管啦、水管啦、电线电缆啦之类的，都可以通过和施工方和物业协调拆除或者改道，如果有窗户还可以封死，但是如果是那种和其他办公室天花能完全互通的话，那么该机房不适宜做屏蔽机房。
像下面那样的机房就不适合用来做屏蔽机房。
那么我们收回正题，如果是屏蔽需求的机房的话，那么需要在机房目前空间内的六个面都用一层压型钢板来铺上，这是做屏蔽机房的基础，压型钢板一定要做防氧化处理，不能生锈等等。
没钱：
那如果没需要做屏蔽的话这层钢板是可以省略掉的。
推荐2：
如果机房可能要安装精密空调，那么一定要铺一层保温棉，保温棉的种类可参照上面推荐的品牌，如果资金不够，也一定不能选择防火等级为C级的材料，除非你能担起这个风险。
没钱：
简单，可以省略掉，但是同样的，如果遇到天花板返潮的现象会让你头疼到死的。
说到这里我有一点有必要提起，就是说综合各种因素考虑，机房都因该想办法让其完全能够封闭起来，如果说是位置特殊，前后左右都是建筑物而且都有管段在吊顶上面的话，可以请装修队过来在机房的空间搭一个由轻钢龙骨+B级防火等级的板材来将机房密封，然后在管道的口那里用防火泥来封堵，当然了，最好还是用水泥砖来垒砌。
进线孔洞需用防火泥密封
推荐3：
机房的吊顶最好选用铝板，铝板的质量是首要考虑的因素，尽量选择厚一点的，不要选那种一搞就能弯曲变形的铝板，如果考虑到后面的设备数量多噪音大想要做消音处理，那么一定要选用那种微孔的铝板，板的颜色一般都考虑使用白色或者灰色，这个倒是无所谓。
另外还有一点，吊顶用的三角龙骨也不能买太容易变形的材料。
没钱：
再没钱也不能选择那种石膏板做天花板，那就是纯粹的不良行为，因为石膏板是一种非常容易产生粉尘的装修材料，在机房的后期使用中会带来非常大的不便。
服务器和其他设备会因为粉尘的问题导致设备温度升高。
○3机房的防静电地板装修机房的防静电地板装修也是机房装修的重要环节，对机房日后的使用会有非常大的关系。
下面我们就我所熟悉的和收集到的材料来给大家推荐一些比较好的做法供参考。
推荐1：
首先是高度，机房的防静电地板高度最低不宜低于25CM，这个25是指的铺设的地面和防静电地板面的垂直距离。
下面我们摘录一段《电子信息系统机房设计规范GB50174-2008》里面的一
段相关的描述和标准：
6.4.4主机房地面设计应满足使用功能要求：
当铺设防静电地板时，活动地板的高度应根据电缆布线和空调送风要求确定；并应符合下列规定：
1活动地板下空间只作为电缆布线使用时，地板高度不宜小于25Omm。
活动地板下的地面和四壁装饰，可采用水泥砂浆抹灰。
地面材料应平整、耐磨。
2如既作为电缆布线，又作为空调静压箱时，地板高度不宜小于400mm。
活动地板下的地面和四壁装饰应采用不起尘、不易积灰、易于清洁的材料。
楼板或地面应采取保温防潮措施，地面垫层宜配筋，维护结构宜采取防结露措施。
○4机房的玻璃隔断装修在实际的工作中，可能我们遇到的都是一些比较小型的机房，功能分区比较单一，设置在一个单独的空间即可成为机房，但是，如果碰上一些面积比较大，上百平方的面积作为机房的话，就要考虑到要为其设置相印的分区了，分区了以后能起到维护方便，整体美观耐看的效果。
在机房玻璃隔断的分区上，建议选用正牌厂家出产的具有防火等级测试报告的防火钢化玻璃，耐热性起码要达到一个小时，用它来将机房分成数个功能分区无疑是值得推荐的。
例如，下面举个例子：
机房面积：
276平方
机房位置：
大楼五楼
机房值班方式：
有人值守
带有子系统：
环境监控、综合布线、气体消防、强电配电、UPS电源、防雷接地、综合照明、视频监控、门禁控制、网络KVM等等。
单位是有钱单位，国有企业大型IDC。
有机房功能分区：
服务器区、网络设备区、UPS区、值守区。
从上面几张图我们能够看出，用玻璃隔断将其分开是非常不错的一种格局，给人以一种机房宽阔，透明，透亮的视觉效果。
总体效果不言而喻。
当然了，先于篇幅，使用玻璃隔断用到的具体配件，现场不同，客户的要求都会不同，就需要设计机房的人员在看现场的时候请外包的工程队相关工人到现场看过方可得出相关的配置。
1.2.2.机房装修各种材料选择需要注意的地方：
○1机房装修用的材料一定不能够在后期使用过程会产生粉尘，易燃，在材料的选择上一定要做好。
不能使用普通的装修材料，最好是机房专用的，比如机房专用的防静电地板，机房专用的天花吊顶，机房专用的彩钢板，如果需要做玻璃隔断的时候一定要必须选择防火的铯钾玻璃，机房的门一定要是朝外开启，并且一定是甲级防火门，耐火极限为2H。
○2机房装修用的保温棉最好选用环保的燃烧后不冒烟，且带有阻燃性能的。
○3机房装修中用到的各种电源插座、插排、开关都必须是机房专用开关，不能在机房内使用普通的家用电气开关，这种普通的弹簧开关会产生火花。
而专用的机房空气开关的弹片是浸泡在化学物质中的，全过程不会产生任何火花。
○4机房内的六面墙壁还需要考虑到防尘、防潮、电磁屏蔽等等。
○5在施工现场铺设防静电地板的时候，一定要参考一个原则，就是在机房的分区上，面积尽量大小尽量配合600*600的尺寸来划分，尽量保证机房的区域内铺的地板都能够是完整的或者尽量完整的，这一点非常重要。
○6铺设的时候不能赶工期而不找平，不找平的地板后期难看的要死。
二、机房配电2.1.配电系统的基本知识2.1.1.常用的公式功率（W）=电压×电流
常用配电中的电流（A）对照
序号
电功率
电功率/220V
备注
1
1K
4.55
2
2K
9.09
3
3K
13.64
4
4K
18.18
5
5K
22.73
6
6K
27.27
7
7K
31.82
8
8K
36.36
9
9K
40.91
10
10K
45.45
11
15K
68.18
12
20K
90.91
13
25K
113.64
14
30K
136.36
15
35K
159.09
16
40K
181.82
17
45K
204.00
18
50K
227.27
19
55K
250.00
20
60K
272.73
21
65K
295.45
22
70K
318.18
23
75K
340.91
24
80K
363.64
2.1.2.电缆的载流量计算
电缆的载流量计算设计的参数众多，具体介绍复杂，下面提供一个表格显示出常用的载流量列表：
从机房总配电箱出来，所有的电力电缆均采取进入PVC管道埋送至预定用电区域，所以这里所列的均为敷设方式为空气管道内敷设方式电缆的类型为YJV交联聚乙烯绝缘、铜芯、聚氯乙烯护套电力电缆电缆的芯数一般考虑三芯电缆，下面说的是每芯的截面电缆载管内的敷设方式一般采用间距平排的方式电缆的额定电压为600V线路的额定电压为380V功率因素为0.8
序号
电功率
标准截面
备注
1
10KW
2.5m㎡
2
15KW
6m㎡
3
20KW
10m㎡
4
25KW
10m㎡
5
30KW
16m㎡
6
35KW
25m㎡
7
40KW
25m㎡
8
45KW
35m㎡
9
50KW
35m㎡
10
55KW
50m㎡
11
60KW
50m㎡
12
65KW
70m㎡
13
70KW
70m㎡
14
75KW
70m㎡
15
80KW
95m㎡
2.1.3.机房配电中常用的线缆类型和型号使用的电缆一般都是聚乙烯绝缘电缆，该种电缆具有良好的耐火性和阻燃
性，能够承受的电压也足够。
2.1.4.机房配电的配电箱根据机房的用电大小，可分为普通的配电箱和专用的机房配电箱，专用的机房配电箱能够智能控制，整个设计遵守防火、防漏电、防雷接地的原则，能够最大限度的保护用电线路的安全。
同时如果预算成本低，不能采用智能化配电箱，那么在选择空气开关的时候也一定要选择机房专用空气开关，开关弹片浸泡在矿物质油中，不会在闭合或者短路时产生电火花。
2.1.5.正确的电缆连接方法
在机房配电中，难免会用到电缆的端接，如果不规范的操作会引来严重的安全隐患，这里介绍最保险的两线连接方式。
○1最好的电线连接方法是在将两条要接的线芯完全刨开来后，铜线完全裸露，将A线和B线平行放好。
○2将A线绕着B线缠一圈
○3将B线绕着A线缠一圈
○4照此类推将两条线互为双绞，最后形成类似网线双绞线的样子。
绞完后为了更好固定，需要将两头重新折回中间，用胶布固定。
2.2.配电系统的设计思想和原则2.2.1.机房配电的线缆选择○1敷设环境对电缆选型的考虑机房内使用的电缆，所有的配电用电缆均要考虑良好的阻燃性和散热性，配电箱至照明、用电插座等等过程中使用的电缆必须具有阻燃，并且使用的PVC管的管径一定要大于或等于电缆的140%。
○2电缆的横截面大小也是一个非常重要的选择原则，具体横截面参照上面副的表格。
○3大功率线缆的线芯最好是单股的，具有良好的耐热性。
○4在电缆的选择上，一般都会依据60%安全负载为原则，比如说某一路计算负载电量为100A，那么建议选择能支撑140A的电缆截面为电力电缆。
2.2.2.机房配电的颜色原则○1机房需要符合三相五线制，其中三相为三路火线，一路零线，一路底线。
国家标准将三相分为A、B、C三相，N为零线，PE为底线，在三相五线的配电柜中，A=黄，B=绿，C=红，零线N=淡兰，地线PE=黄绿相间。
2.2.3.机房配电的分路分区原则○1分路原则，一个配电正规的数据中心机房，其配电都是由两路三相五线的电力电缆输入机房的总动力配电箱的，一路为市电电力，一路为柴油发电机电力等两种来源。
在进入机房后，从总配电柜输出的电源又要考虑到分路，比如，推荐的做法是将以下几个部分考虑进去。
A、市电供电?
精密空调?
正常照明电路?
启动电源较大的发电机，如冲击钻、切割机、电焊机、焊枪B、UPS电源供电?
机柜电源?
维护用电源插座?
应急照明灯
图7配电系统分路分区
2.2.4.机房配电的电流量计算
机房配电的电流量计算是一个非常重要的工作，如果电流量的计算不准确，对机房后期的各个系统运行正常是一个非常不利的影响。
○1电路电量的计算原则，每条电路的载流量计算，推荐的算法是先计算出实际的流量再翻倍，翻倍的基础上再除以40%为合理电量。
比如，如果某一路电路现在的实际流量为A，那么它的翻倍则为2A，再次基础上再加上40%则等于安全载流量=2A*0.4+2A○2上面的安全载流量也是选择电力电缆的一个重要依据。
○3根据算出来的流量，来使用相应的电力线缆。
一般情况下，计算用的电缆截面的时候可以根据这个比较实用的计算方法来计算，由一名做UPS部署的工程师提供的，供大家参考。
假设我们按照UPS输入电量为20KVA来计算适用电缆，由于是三相电，那么我们在计算的时候就要均衡的分布着20KVA的电量，即
20/3≈6.7
6.7KW的电量的话，那么它的最大负载电流是多少呢？
6700/220≈30A
那么，得出结论就是电缆的每一路需要承担30A的电流，好了，我们知道了这个流量就要匹配相应的电缆了。
有个小贴士，计算电线电缆载流量的时候，记住一个窍门，如果是单股的铜线，可以让它每平方能承受6A的电流来计算。
当一旦到了多股电缆了以后，它的电缆铜芯之间，在导电的时候就不是完全贴附在一起了，其流量的损失也就出来了，于是，只能按照其每平方3~4A的电量来计算，那么这个例子里面我们需要的电缆是：
30/3=10mm2
那么，也即是说我们只要选用3*10mm2的电缆都已经能够满足使用了，当然了，如果考虑到电缆满负荷状态下可能引起的发热等问题，建议买稍微再大点
的电缆，即稍微大一号的16mm2。
关于配电，还涉及到一个电流的相间平衡问题，简单的说就是，不要让ABC三相种的某一相总是处于满负荷，而又有某一项总是处于低负荷，这样对三相电来说是既不稳定的，所以，建议在供配电系统设计的时候搭配一些运行监控模块。
以了解每一路电的使用状态。
电线电缆的推荐选用，根据一个资深网友提供的表格会在本手册附录里提供给大家。
2.2.5.空气开关的搭配注意
在设计空气开关型号的时候，一定要注意一个原则，打个错误的比方，
总输入为100A电量，要分成两路，如果按照均分原则，会在下面搭配2个50A的空开，但是，这样的情况下，一旦其中的某一个空开坏了，那么，100A的电量会一下子灌输到另外一个50A空开里面，那么，这条线路就极易造成短路或断路跳闸等等情况，所以在搭配的时候一定要考虑分区空开的最大电流。
当然，如果是一个专业的数据中心，需要配备专业的配电柜产品来配电，这类型的产品能够对目前的强电线路进行运行监视，对进入机房作为动力配电的每一个相电路的负载、电流、电压、漏电、功率等都有实时显示，方便机房管理人员对用电情况了解清楚，具体的相关产品由于篇幅有限就不展开介绍了，可以根据需要上网找一下“智能配电柜”“低压配电柜”等这些关键字。
比较有名的厂商有进口的梅兰日兰、德力西等等。
还有一点非常需要注意的：
绝对要保持配电柜的完整性，一般情况下配电柜都是整体密封设计，为的是电气安全，所以，当机房装修的时候遇到有可能需要破坏配电柜完整性的时候一定要保证配电柜第一装修第二的原则，否则，安全事故非常容易发生。
2.2.6.高可用性的智能灯管调节设计众所周知，随着机房面积的增大，机房的使用区域都需要配备一定数量的灯箱，而这些灯箱的控制一般都是由机房的照明配电系统所控制着。
笔者在编写这一小节的时候就是因为看到了一个非常不错的灯管控制设计电路，才特意介绍一下。
设计的思想就是，一般情况下，我们的灯箱都是由三根灯管组成的，而三根灯管如果用一路电的电线开关控制的话，就会造成必须一下子开启三根灯管，这样子既浪费电又不必要。
我们可以将无人值守的机房分为三种工作状态，一种是无人进入维护状态，一种是有人维护状态，一种是有人参观或者大规模维护的状态。
那么，如果这样子的话，我们就能将灯箱里的灯管分别经由三路空气开关控制，下面是图文说明，以免太多的文字描述让大家一知半解。
如上面我们看到的一样，通过三个空气开关来分别控制一个灯箱里的三个灯管是否开启，这样子我们就能够做到合理的分配电量，避免造成不必要的浪费，同时还能有很好的视觉体验。
是非常值得推荐的一种机房灯管控制设计。
2.2.7.电缆安装过程中绝对不允许出现的安装方法：
下面是笔者在一个电气论坛里看到的一个帖子，觉得非常有必要在这里分享一下，某些不规范的做法是存在巨大的安全隐患的。
桥架已经做好了，但是电缆太大，转弯转不过去，准备去皮直接走。
个人感觉没什么问题，桥架里电线不是一样走的？
剥了皮的电缆不就是电线了吗？
电缆绝缘皮的作用是什么？
高压传输电缆的绝缘皮是一种保护层，保护电缆在铺设的环境中的绝缘性能、防水性能、防漏电性能，避免因为电缆的内芯在高压传输电力的过程中长期运行所存在高发热量而导致短路现象发生。
如果在电缆铺设过程中去掉绝缘皮，有可能在电缆运行中高负载情况下导致的内芯热量烧坏绝缘表皮，接触到导体而造成重大安全灾难，所以建议楼主绝对不要这么做！
电缆外皮损坏容易进水受潮，电缆绝缘程度降低，影响使用寿命。
如果是高压电缆的话，容易放电造成接地故障
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