XX省XX三甲医院中心机房建设方案.docx
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XX省XX三甲医院中心机房建设方案
项目概述
XX省某医院位于XX市XX区，XX路XX省XX路。
本工程总建筑面积X平方米，（其中地上建筑面积X平方米，地下建筑面积X平方米）。
拟建数据中心机房面积约为X多平方米，层高X米，位于大楼的X层。
有主机房、备用机房、配电间、气体灭火钢瓶间、过道等组成。
本次机房建设工程将依据相关规范和标准，构建一个7×24小时支持医院所有核心业务的生产运行数据中心新机房，进一步提高各项数据的处理能力和安全性。
在充分整合利用现有信息资源的基础上，建设一个统一、规范的信息资源存储、交换、分析的数据中心机房。
4.3技术方案
4.3.1总则
4.3.1.1目标
机房工程实现建筑、通讯、信息、网络、自动化监控一体化的高度集成的数字化和智能化系统技术应用和实现功能的目标，以满足使用者对高效的工作、便捷的通讯、建筑节能和绿色环保的舒适环境等方面的要求，构建一个7×24小时支持医院所有核心业务的生产运行的无人值守数据中心机房。
4.3.1.2原则
（1）实用性和先进性
采用先进成熟的技术和设备，满足当前的需求，兼顾未来的业务需求，尽可能采用最先进的技术、设备和材料，以适应高速的数据传输需求，使整个系统在一段时期内保持技术的先进性，并具有良好的发展潜力，以适应未来信息产业业务的发展和技术升级的需要。
（2）安全可靠性
为保证各项业务应用，电源及网络必须具有高可靠性，决不能出现单点故障。
要对机房的布局、结构设计、设备造型、日常维护等方面进行高可靠性的设计和建设。
在关键设备采用硬件备份、冗余等可靠性技术的基础上，采用相关的软件技术提供较强的管理机制、控制手段和事故监控与安全保密等技术措施提高机房的安全可靠性。
（3）灵活性与在线可扩展性
机房必须具有良好的灵活性与可扩展性，能够根据今后业务不断深入发展的需要，具备在线扩大设备容量和提高用户数量和质量的功能。
具备支持多种网络传输、多种物理接口的能力，提供技术升级、设备更新的灵活性。
（4）可管理性
由于机房具有一定复杂性，随着业务的不断发展，管理的任务必定会日益繁重，所以在机房的建设中，必须建立一套全面、完善的机房管理和监控系统。
所选用的设备应具有智能化，可管理的功能，同时采用先进的管理监控系统设备及软件，实现先进的集中管理监控，实时监控、监测整个机房的运行状况，实时灯光、语音报警，实时事件记录，这样可以迅速确定故障，提高运行性能及可靠性，简化机房管理人员的维护工作，从而为机房的安全、可靠的运行提供最有力的保障。
4.3.1.3要求
●满足建设目标和需求最大化
●机房工程设计和实施必须最大限度实现
●遵循国家规范和标准，设计、系统集成通讯协议和接口、系统设备规格、系统建设和施工、系统设备运行维护管理的标准化等。
●选择成熟的主流的应用技术，产品选型注重实际应用，同时考虑工程建设实施进度与技术复杂程度，技术应用和系统设备选型不能与系统工程相脱节。
●系统中的主要设备平均无故障时间满足一定要求，对系统核心设备采用冗余或分布式控制方式，保证当系统中局部设备出现故障时，对其它设备不会产生任何影响。
●要充分利用有效的投资，通过简洁、合理、功能明确的系统设计，达到较高的系统性价比。
●不仅要考虑建筑装修上的设计，还要考虑系统数字化和智能化的设计。
●从系统性和集成性来设计机房的总体结构、网络结构、软件结构、数据结构、系统间通讯协议及接口等，充分考虑各系统间的信息交互、数据共享、网络融合、功能协调。
●针对机房的特殊功能和特点采用绿色整体机房解决方案。
4.3.1.4内容
（1）机房装修
建筑装修是整个机房的基础。
它主要起着功能区的合理划分及保证机房环境达标的作用。
对机房平面作整体规划，并进行相应的装修设计。
机房装修不同于普通装修，要求防尘、防水、防静电、防鼠、保温、防结露、阻燃并具有良好的抗电磁场干扰性。
（2）机房电气系统
机房的供配电系统是一个综合性系统，是机房高可用性的保证。
电子信息设备投入服务后如无一个长期稳定可靠的供电系统来保证设备正常运行，势必造成不良后果。
包括低压配电柜、在线扩容的模块化UPS不间断电源系统、照明系统、辅助供配电、电缆线路敷设等。
（3）机房空调新风系统
机房空调新风系统是机房运行环境的保障。
电子信息系统设备是高精密的电子设备，对机房环境有严格的要求，其中最重要的是温度、湿度和洁净度。
即是所谓的三度要求。
主机房配备行级水冷式空调系统及VRV吸顶式空调，并配备相应的新风、排烟系统。
（4）机房消防系统
机房火灾自动报警与气体灭火系统能自动捕捉监测区内火灾发生时的烟雾或热气，发出声光报警；同时，具有“联动”功能，即通过控制线路将消防给气设备，按照规定的要求动作，指挥各种消防设备在火灾时密切配合，各司其职，投入工作。
气体消防区域主要为主机房、配电间。
（5）机房接地和防雷系统
机房防雷接地系统是整体机房安全运行的保证。
机房设施的雷击过压及电磁干扰防护，是保护通信线路、设备及人身安全的重要技术手段，是确保通信线路畅通、设备安全运行不可缺少的技术环节。
（6）机房环境监控系统
机房环境监控系统保障机房的安全可靠，实现机房控制的高度自动化，它要求以最少的维护人员，最优化的运营维护手段，来实时监控机房中设备所处的物理环境。
机房环境监控系统包括数字摄像、设备监控（UPS、精密空调、低压配电柜）、环境监控（室内温、湿度、测漏）等。
（7）机房机柜系统
随着IT业的飞速发展变化，现代化机房里面的IT设备多为机架式设备，如机架式服务器、刀片式服务器，安装在标准的19英寸42U机柜里面，一个机柜的负载量一般小于3KVA，少数机柜负载量会高达10KVA甚至更高。
机柜内的IT微环境不但要保证现在的IT设备的正常工作，也必须预留可扩容的能力，保证今后的IT设备的需求，这是一个很重要的机房设计要求。
（8）机房KVM系统
KVM系统是通过恰当的键盘、鼠标和显示器的配置及其在不同设备之间或不同的机房之间进行多种方式的切换连接，将机房内的一对一进行的设备维护工作延伸到机房外的任何一处，提高工作效率和物理设备的安全性，实现无人机房管理。
4.3.1.5标准和规范
本项机房设计，均使用下列最新版本的标准与规范：
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
《智能建筑施工及验收规范》GB/T50339-2003
《建筑智能化系统设计技术规程》DB/J01-615-2003
《建筑及居住区数字化技术应用系列标准》GB/T20299-2006
《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008
《电子信息系统机房施工及验收规范》GB50462-2008
《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000
《计算机场地安全要求》GB9361-1988
《计算机机房用活动地板技术条件》GBGB6650-86
《防静电活动地板通用规范》SJ/T10796-2001
《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001
《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2001
《民用建筑电气设计规范》JBJ16-2008
《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-82
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
《防静电工程技术规范》DGJ08-83-2000
《通风与空调工程施工及验收规范》GB250243-2002
《建筑与建筑综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2006
《建筑与建筑综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2006
《建筑设计防火规范》GBJ16-2001
《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2001
《防盗安全门通用技术条件》GB17565-1998
《安全防范系统验收规则》GA308-2001
《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001
《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001
4.3.2机房装修系统
4.3.2.1装修需求
机房装修定位在以人为本的基础上，充分考虑人与环境、人与机、机与环境的亲和性、协调性。
（1）应遵循简洁、明快、大方的宗旨，强调规范性、标准性、实用性。
（2）应强调现代机房的整体效果，避免大面积的平淡感，采用条块元素构筑的吊顶和板块元素构筑的地面，互相呼应，展现机房的立体效果。
（3）讲究绿色环保节能，注意色彩的搭配和组合。
室内色调应淡雅柔和，有效地调节人的情绪，起到健康和装饰的双重功效。
全面改善机房庄重、严肃的紧张气氛，消除工作人员在机房内沉闷、单调、烦燥的心态，让人在机房里就能感受到大自然的清新，工作人员进入机房后心情会趋于平静，有利于尽快投入工作和长期工作。
（4）机房装修用材应选用气密性好、不起尘、易清洁、变形小，具有防火、防潮性能；宜选用亚光材料，避免产生各种干扰光线（反射光、弦光等）。
设计中还应注意机房的防鼠害、防水、防结露等问题，采取相应措施；高标准的机电、暖通、通信、监控需求，相对的建筑配合，如竖井、隔间需求等。
4.3.2.2设备类型
主机房大约包括以下机柜及各类设备：
名称
数量
机柜
28
模块化UPS
1
UPS输出精密配电柜
1
行级冷冻水式空调
4
VRV吸顶式空调
2
4.3.2.3布局设计
（1）设置主机房，面积大约为106m2，放置服务器机柜26台、网络机柜2台，机房行级冷冻水式空调4台、模块化UPS1台、UPS精密配电1台、VRV吸顶式空调2台
（2）设置支持区包括10m2的配电间、8m2的气体灭火钢瓶间、20m2的过道。
配电间放置市电总配电柜1台、UPS电池柜2台等，气体灭火钢瓶间安放数个120立升气体钢瓶，20m2的过道放置承压冷冻水水箱。
（3）大楼25层室外平台，放置冷冻水机组等。
（4）机房耐火等级不低于二级，面积大于106m2主机房，安全出口为两个。
4.3.2.4层高设计
大楼16层层高3700mm，主梁下到地面3100mm。
主机房采用防静电活动地板，活动地板设计高度200mm，室内设计层高2800mm，天花吊顶700mm。
4.3.2.5施工设计
4.3.2.5.1顶面工程
顶面工程应遵循如下：
●机房现有楼板顶部须铲除平整，清洁，并刷以防水、防尘漆各二遍；
●在机房内顶面上安装着管线，也安装新风及排烟系统风管等，此部分管线施工工艺必须符合国家图集标准规范，遇梁及管线冲突处，须做好交叉固定及整齐美观要求；
●在楼层顶面敷设20mm厚B1级黑色橡塑保温材料；
●新风管须妥善吊装并以20mm厚B1级黑色橡塑保温材料包裹；
●机房采用600×L×0.7mm长条金属铝板吊顶材料；
●在照明视觉层面，安装2×36W铝合金框架灯，照明设备相连嵌入安装在金属铝板吊顶内；
●温、烟感及风口吊顶妥善固定。
4.3.2.5.2地面工程
地面工程应遵循如下：
●防静电活动地板下从地平向上分别做好防水、防潮、防静电工作，原有地面进行水泥砂浆找平，随后刷防水、防尘涂料二遍。
●地面处理后，机房的地面安装保温层，敷设B1级20mm厚橡塑棉保温层，并在此基础上表面铺0.5mm铝箔层，起到防尘、保温和允许踩踏的作用。
●防静电地板安装时，同时要求安装静电泄漏系统。
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。
●采用优质无边复合防静电活动地板规格为600×600×32mm，敷设地板高度为200mm，防静电地板安装过程中，地板与墙面交界处，防静电地板需精确切割下料。
切割边需封胶处理后安装。
●机房空调室内机区域及水管部分砌100×100mm弧形防水坝。
●一处入口采用一级踏步，另一处入口采用斜坡。
4.3.2.5.3墙面工程
●主机房内有窗户，为达到机房保温，同时为兼顾大楼外立面的整体美观，故机房内的窗框处作一层12mm玻镁板，内填保温材料，从外面看过去，与整体一致。
里层为机房彩钢板。
窗户与彩钢板之间留有一定的空间。
●机房内墙、柱面均采用彩钢板饰面，板材由0.6mm镀锌烤漆钢板和12mm纸面石膏板组装而成，该板材配合75系列轻钢龙骨安装、漆面质感优良、防火性能良好，不起尘。
内填50mm玻璃岩棉保温材料，可有效防止外部隔断发生霉变。
●门框根据需要及整体效果情况，采用与相适应的饰面。
●采用与主机房彩钢板相同品牌的甲级钢质对开防火门（规格为1500×2300mm）。
4.3.3电气系统
机房的电力供应是非常重要的工程之一。
电子信息设备在主机房内部能获得一个更加可靠的运行环境，永不中断的电源的供应是必要的条件。
考虑到十六层机房的特殊使用要求，按需发展，随需应变也是设计必须考虑的事项。
因此，机房的电气工程应该达到如下目标：
●电气系统可靠性高；
●电气工程系统无单点故障；
●电源供应应该平稳可靠；
●电力系统应该便于维护；
●电力系统应在IT设备运行状态下，可按数据中心的发展具有灵活的扩展性；
4.3.3.1电气系统需求
●机房用电负荷及供电要求根据机房实际情况，按照现行国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-95及本规范的规定执行。
●机房供配电系统应考虑业务系统的可扩展性，充分预留备用容量。
●机房低压配电系统采用50Hz、220/380V、TN-S系统。
●机房机柜采用垂直安装机柜式PDU。
●机房内部的电子信息设备均采用UPS供电。
不间断电源系统应有自动和手动旁路装置，避免系统故障或维修时中断电源。
●正常照明、空调设备以及墙面安装的日常用电插座市电供电。
●主机房低压配电需采用阻燃交联电力电缆，电缆沿桥架防静电活动地板下敷设。
●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0.5%。
●机房内各级配电系统浪涌保护器的安装应按照现行国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004的规定执行。
4.3.3.2机房电量需求
根据机房设备数量及将来功率密度趋势,机房总电量为250KW。
一期IT设备用电量为64KWN+1，二期IT设备用电量为144KWN+1。
4.3.3.3供配电系统
4.3.3.3.1供配电系统设计
（1）16层配电间设置机房总配电柜
机房总配电柜设有250KW供电。
由大楼负一层总配电间低压配电柜，引出一根ZR-YJV-4×185+1×95mm2电力电缆，至16层配电间机房总配电柜；UPS、空调、照明、消防应急电源均从此机房总配电柜引出。
（2）16层主机房设置模块化UPS不间断电源1台
为提高系统的供电可用性，降低维修成本和管理难度，UPS主机要求采用单机模块化、热插拔结构、内部功率模块冗余并联的UPS电源结构，三进三出。
一期考虑IT负载不小于64KW，模块化UPS配置为64KWN+1的冗余结构。
二期考虑IT负载在线扩容至144KWN+1。
机房总配电柜配置315A三相输出开关一个，作为模块化UPS的总输入开关。
从开关引出一根ZR-YJV-4×120+1×70mm2电力电缆，至模块化UPS总输入。
一期UPS设计后备延时时间为64KW负载下60分钟后备延时。
蓄电池采用12V-100Ah蓄电池64节。
（3）16层主机房设置UPS精密配电柜1台
UPS配置一个带系统旁路与UPS相同品牌的精密配电柜，精密配电柜装配有12个配电模块，配电模块可以热拔插安装于配电盘上，每一个配电模块可提供1路三相16/32A输出配电开关或3路单相16/32A输出配电开关。
精密配电柜还配有UPS的输入、输出、手动旁路开关，精密配电柜可提供最大160KW的供电容量。
可在本地显示面板上或通过SNMP方式远程监控到每一个回路的电流、电压、状态量等参数，方便管理。
并且可设定阀值告警，避免回路电流超限。
考虑到机房的整体美观性，以及从布线的方便性，要求UPS及精密配电柜均采用机柜式外形，尺寸为600×1070×1991mm（宽×深×高）。
直接和机柜放置在一起。
（4）机柜PDU
机柜PDU由模块化精密配电柜提供16A/32A单相电源26路及32A单相电源5路，通过工业连接器末端与PDU的单相工业连接器连接。
配电列头柜至机柜之间采用防火软电缆，电缆采用下走线方式，敷设在地板下的金属桥架内。
（5）照明配电箱
照明配电柜配电的容量为10KW。
根据照明设备的实际功率及电流要求，为数个回路机房照明箱单独安装相应规格16A的自动空气开关，独立控制。
同时为行级冷冻水式空调4台提供市电及UPS电源。
（6）消防应急电源EPS
消防应急电源EPS配电的容量为1KW。
根据应急照明设备的实际功率及电流要求，为数个回路安装相应规格16A的自动空气开关，独立控制。
（7）所有用电设备和供电线路均采用国产优质阻燃的绝缘导线及阻燃交联电力电缆，导线截面为（铜芯截面）：
大楼负一层总配电间低配配电柜至16层机房配电间机房总配电柜：
输入4×185+1×95mm2；
机房总配电柜至主机房UPS：
输入4×120+1×70mm2；
空调室内机输入回路：
输入ZRVV3×4mm2；
空调室外机输入回路：
输入5×6mm2；
室外冷冻水机组输入回路：
输入4×25+1×16mm2；
市电照明：
输入5×6mm2；输出2.5mm2；
地插与墙上电源以及新风机、消防主机：
4mm2。
所有电缆严禁有接头、断头、焊点。
（8）桥架管道安装与线缆敷设
为减少电磁干扰，并便于统一管理，机房外所有电缆均套管、钢制封闭桥架敷设，既能防虫、防鼠，又有良好的屏蔽效果，主机房内采用400×100mm网格式桥架。
吊顶内的300×100mm金属封闭桥架，末端穿镀锌电线管或金属软管。
所有金属管、金属线槽均可靠接地。
金属管与金属管之间、金属线槽与金属线槽之间以及金属管与金属线槽之间均通过跨接地线连接。
地板下网格桥架通过支架离地>100mm安装。
机房配电系统所用线缆均为阻燃的绝缘导线及阻燃交联电力电缆，并敷设于桥架及金属管内；
4.3.3.4机房UPS系统
4.3.3.4.1方案设计
（1）UPS配置1套160KVA/KWN+1系统（含精密配电）
UPS采用160KVA/KW（N+1）模块化主机，一期先配置5个功率模块（16KVA），4个模块化电池，组成64KVA/KWN+1系统，最大可扩容至144KVA/KWN+1。
（2）考虑到日后的扩容，当UPS系统160KW满载时，输入电缆线径需选用120mm2的三相五线输入，输入开关容量需选用315A空气开关。
（3）UPS后备时间60分钟，64节12V100AH免维护铅酸电池。
4.3.3.4.2模块化UPS系统
目前在UPS业界有两种冗余输出的方法
一种是采用两台传统式UPS外部并联的方案，两台UPS共同接至双路市电经ATS输出端，UPS输出共同接至UPS输出配电柜，每台UPS单独配电池，成本会比较高。
另外该方案是固定功率的，不能扩容。
占地面积大，为非标准化设备，维修难度大，维修时间长。
另一种是采用模块化、热插拔、功率模块双总线设计方式的UPS电源。
当一个甚至多个功率模块故障时，还能支持负载并提供延时。
方案二主要是为负载设计高可用性的设计思路。
该方案可用性高，每个模块单独运行，可是整个系统可用性达到99.99999%以上，便于维护。
模块化、热插拔结构的UPS完全按照IT设备的思路和结构设计，功率模块冗余并联输出，控制部分采用冗余的两套热插拔控制模块、两套逻辑低压电源模块冗余设计，可用性高。
另外由于模块化热插拔结构可以非常方便的在线增减各种模块，提高输出功率或维修，因此在可用性、可维护性、具有传统1+1并联不可比拟的优点。
因此我们选用UPS电源，每个功率模块的功率为16KVA。
根据要求，功率定为64KVA/KWN+1（满载输出160KW）冗余输出，最大可扩容至144KWN+1（满载输出160KW）冗余输出。
即1套UPS安装5个功率模块，并联冗余输出，均分负载，形成4+1冗余。
UPS安装在42U机柜中，可以从机柜的前面对电源模块、静态开关、MIM和RIM智能控制模块、内部低压电源卡进行热插拔操作。
（1）电源模块
电源模块实质上是一个不带电池的独立UPS。
每一个电源模块最大可支持16KVA/16KW的功率。
用户每添加一个电源模块，就可使UPS增加16KVA/16KW容量（或使UPS的冗余度得到提高）。
电源模块在输入端使用了IGBT驱动的高频率整流器。
这将提供小于2%的输入电流谐波THD，在满负载时小于5%（非线性负载），因此不需要额外安装谐波滤波器；此外，使得系统与柴油发电机连接时，能够更好的匹配。
每个电源模块都含有一个输入和输出开关以及一个数字信号处理（DSP）监控器；如果某个电源模块出现了问题，它可以自动从总线（以及其它电源模块）中隔离出来并进行自我诊断。
每个电源模块都有三个大型的散热风扇将气流排出；风扇是按N+1的配置进行排列的，因此可以使可用性达到最优。
这就使得利用了目前典型机架安装式IT设备上常见的散热技术。
电源模块的主要部分包括：
●带输入功率因数校正的PFC电路
●带有交流断路开关的输出逆变器
●电池充电器
●微处理器控制的容错逻辑电路
（2）智能模块
主智能模块（MIM）就是系统的“大脑”，它监视输入功率，使不同模块的输出同步，与外界进行交互并执行故障检测和管理。
MIM是UPS系统的协调器；它负责收集和报告状态信息、配置系统、进行系统诊断、电源和电池管理、系统状态控制和输出电压调节/均流等；MIM通过串行数据线与外界进行接口，该线路通过通信卡分配到最多2个SmartSlot端口、其中一个是计算机端口，和最多2个PowerView显示器。
通过使用RIM，MIM可以进行热插拔操作而不会给负载带来任何风险；还可以通过将系统切换到维护旁路（如果没有使用RIM）来取下这个模块。
（3）冗余智能模块
这是一个确保智能冗余的“备用大脑”，冗余智能模块和主冗余模块一模一样（使用相同的部件）；当MIM出现故障或被取下时，就由它来负责系统的运转；通过使用MIM，该模块可以进行热插拔而不会对负载构成任何威胁；也可以通过将系统置于维护旁路再取下该模块（如果没有使用MIM）
（4）静态转换开关
一旦在UPS系统内出现灾难性的故障（即：
多个电源模块同时出现故障），该开关可以为客户提供一个“安全网”。
静态转换开关重新设置电源输入回路，并在激活时直接向负载提供保护。
逆变器故障时静态开关的转换时间是4ms，可在125%额定功率时持续工作。
这就意味着无需任何机械接触器就可持续运转，从而防止熔断组件的保险丝。
静态转换开关只能由经过训练的人员进行热插拔。
（5）系统电源卡
UPS包括两个系统电源卡，并以N+1的方式配置向主智能模块和冗余智能模块供电。
与双电源服务器内的电源功能类似，电源卡以并联方式供电，一旦出现故障，每个电源卡都可支持满负载；当电源卡出现故障时，用户可通过软件和PowerView获得告警信息；系统电源卡也是可热插拔的组件。
（6）PowerView显示器
PowerView显示器是一个LED显示模块，安装在每个SY3PUPS机柜前端的铭牌处；该模块带有一个4x20LCD，4个按钮以及基础状态灯和蜂鸣器；该模块可以通过RS232UPS链路与SY3PUPS进行通信。
（7）SmartSlot通讯插槽
每个UPS都装有一个Web/SNMP卡和两个空的SmartSlot，用户可以利用SmartSlot附件进行配置。
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