数据中心机房建设标准.docx
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数据中心机房建设标准
数据中心机房建设标准
一、装修及承重
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机房装饰装修
机房工程是智能建筑的一部分（机房资质-建筑智能化资质），也能建筑安装工程的一个分支。
因此既有建筑安装工程的一般性，也有其特性；即执行建筑行业相关标准、规范，也有本行业独有的标准、规范。
机房工程是一门综合性很强的科学技术和系统工程，涵盖了电气系统、空调及送排风系统、安防系统、机房综合监控系统、计算机操作管理系统、综合布线系统、KVM切换系统、消防系统（火灾自动报警和自动灭火）等。
因此，机房基础装修不是简单的建筑装修，它是一个复杂的电子环境空间，应选用气密性好、不起尘、易清洁、符合环保要求、在温度和湿度变化作用下不变形、具有表面静电耗散性能的材料，不得使用强吸湿性材料及未经表面改性处理的高分子绝缘材料作为面层，所以，它需要有专业技术资质、专业设计、专业施工、专业检测的机房工程公司完成。
机房装饰装修环境标准规范要求见下表：
项目技术要求备注
A级B级C级
主机房温度要求（开机时）23℃±1℃18~28℃不得结露
主机房相对湿度要求（开机时）40%~55%RH35%~75%RH
主机房温度要求（停机时）5~35℃
主机房相对湿度要求（停机时）40%~70%RH20%~80%RH
主机房和辅助区温度变化率
（开、停机时）<5℃/h<10℃/h
辅助区温度、相对湿度（开机时）18~28℃、35%~75%RH
辅助区温度、相对湿度（开机时）5~35℃、20%~80%RH
不间断电源系统电池室温度15℃~25℃
空气含尘浓度（静态下测试）每升空气中大于0.5μm的尘粒数应少于18000粒
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机房承重加固
机房内设备密度较大，对建筑楼板承重有特殊要求，在机房选址和设计时应该核实机房位置的建筑承重。
对于个别机房功能区间需考虑做楼板的承重加固，特别是UPS及电池、精密空调等大型设备，重量较大，应安装设备承重散力支架或加固处理达到功能要求。
机房布局时要重点考虑大型设备的承重，尽量把重型设备放置在机房的承重梁上。
机房规划时建筑承重可参照以下标准规范设计：
项目技术要求备注
A级B级C级
抗震设防分类不应低于乙类不应低于丙类不应低于丙类
主机房活荷载标准值组合值系数Ψ=0.98~10KN/m2组合值系数Ψ=0.9
组合值系数Ψ=0.8根据机柜的摆放密度确定荷载值
主机房吊挂荷载1.2KN/m2UPS室使用荷载标准值8~10KN/m2
电池室使用荷载标准值16KN/m2
监控中心活荷载标准值6KN/m2
钢瓶间使用荷载标准值8KN/m2
电磁屏蔽室使用荷载标准值8~10KN/m2
主机房外墙设采光墙不宜--
防静电活动地板的高度不宜小于400mm作为空调静压箱时
备注：
重力学（牛顿定律）换算的关系，1Kg=9.8N1000N=1KN；因此，1KN=1000÷9.8≈102.04Kg。
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机房基础装修内容
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天面
机房天面处理方式分为两种，分别是吊顶和无吊顶。
吊顶的基本功能是防火、防尘、防潮、吸音、美观、方便灯具安装等作用。
天花吊顶可根据材质可分为：
轻钢龙骨石膏板天花、铝合金天花、夹板（胶合板）天花、钢板天花、矿棉板天花等。
在计算机机房的装修中，通常采用形长条铝扣板天花或方形镀漆铝扣板微孔天花。
微孔铝扣板天花吊顶具有防火防尘、降噪、屏蔽的效果。
无吊顶时就应注意天花上各种管线布置整洁，以及防尘、防潮处理。
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地面
机房导静电地面是机房重要的防护措施，通常采用架高抗静电地板或敷设抗静电PVC地板胶；铺设架高防静电地板不仅是有导静电的作用，机房采用下送风时，就是一个送风的静压箱，起到冷气流配送的功能；当机房采用上走线而机房采用上送风时可采用抗静电PVC地板胶。
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墙面
机房墙面及隔断选用防火防尘材料，另还要考虑保温、易清洁、防静电、屏蔽、美观、自重轻等要求；机房墙面及隔断一般采用彩钢板，隔断可采用双层防火玻璃，可方便机房参观；隔断天花内要采用石膏板封堵到天花顶，管道缝隙可采用防火泥进行封堵，使机房形成一个独立密闭的物理空间。
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其它
机房装饰装修应考虑节能、防火、防尘、防静电、防水、防鼠虫等措施，封堵机房与其他区域、其他楼层相通的孔洞，在使用或施工过程中新开的孔洞及时进行封堵，所有进机房的管、槽之间的空隙均采取密封措施。
二、机柜及PDU
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概述
天安源作为专业的机房设备与工程公司，在国内第一个将NCPI理念引入到机房，以专业、技术领先的优势著称，超越和区别于国内同行业。
在机房行业领域里，经过多年的工程实施，基于对IT用户应用的深刻理解，自主研发、设计IT机柜产品，冠名"NCPI"品牌，致力于为用户提供更好满足IT应用的机柜产品和整体解决方案。
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机柜
NCPI品牌机柜具有以下四大优越特性：
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标准化，兼容所有主流厂商的IT设备
NCPI机柜具有灵活、中立的结构设计，使其能安装来自各个不同厂商的机架式服务器、网络设备产品，适应用户在一个机柜中选装各种最好性能产品的需要。
基于IEC297-3和EIA310-D标准的NCPI智能机柜。
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支持高可用、冗余的机柜级电力系统
NCPI机柜专业的电源分配设计，为机柜应用提供各种类型可靠的电源分配方案，并提供独特的机柜级负载电流指示及电源远程监视及远程负载控制等功能。
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先进的热量管理，跨越机柜生命周期
热密度的急剧加大，使得机柜热点成为用户现在最头疼的问题。
NCPI智能机柜前后超级网孔门（64%的通风率）设计可以满足到每柜约4KW的负载发热，而负载超过4KW之后，无需换柜，简单加装智能温湿以监控仪（2.0）和联动ADU，热负载可达6-8KW/柜，如果负载继续增加，仍然无需换柜。
加装制冷后背板，可满足16KW/柜的热要求。
这是目前可以跨越数据中心生命周期的最佳解决方案。
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完善的线缆管理，灵活通畅
多个线缆入口，满足高密度布线安装的需要独特的顶部走线构思，适合各种机房环境的需要机柜后部"专用布线通道"设计，数据、电源线缆各行其道，更安全更可靠。
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PDU（电源分配单元）
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高可靠性
选用工业级插头，配以国内独创的防脱银扣，达到业内最高的可靠性。
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高灵活性
既可免工具安装在NCPI机柜的内置通道里，又可以支架安装在任何其它品牌机柜里。
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多样性
不同层级，型号丰富的PDU满足不同用户的多种需求，可根据需求灵活选配组件。
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PMU（电源管理单元）
NCPI的PMU为用户提供了最具世界先进技术水平的新一代网络电源管理分配和监控功能，客户可通过网络对分布安装在各地机房机柜内的数台设备的电源及环境参量进行监测、控制和管理。
网络管理接口可通过TCP/IP、WEB、SNMP提供基于标准的管理，也允许管理者仅通过MODEN拨号或通过RS232和RS485接口进行非联网的电源控制操作。
NCPI的PMU具有单用户和多用户操作系统。
三、供电系统
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概述
一个完善的机房供配系统是保证计算机服务器设备、关键网络设备、场地设备和辅助设备的用电安全和可靠的基本条件。
高品质的机房供电系统体现在：
无断电故障、高容错；在不影响负载运行的情况下可进行在线维护；有防雷、防火、防水等功能。
机房供电设计包括负荷等级和额定容量的确定、电源的可靠性设计、防雷和接地技术措施等。
计算机机房属于一级负荷，相应供电必须采用一类供电，即建立不停电供电系统。
机房供配电系统参照以下标准规范设计：
项目技术要求备注
A级B级C级
电气技术
供电电源两个电源供电
两个电源不应同时受到损坏两回线路供电
柴油发电机燃料存储量72h24h--
不间断电源系统配置2N或M（N+1）冗余（M=2,3,4…N+X冗余
（X=1~N）N
不间断电源系统备用时间15min
柴油发电机作为后备电源时根据实际需要确定
空调系统配电双路电路（其中至少一路为应急电源）未端切换。
采用放射式配电系统。
双路电路，未端切换。
采用放射式配电系统。
采用放射式配电系统。
电子信息设备供电电源质量要求
稳态电压偏移范围（%）±3±5
稳态频率偏移范围（Hz）±0.5电池逆变工作方式
输入电压波形失真度（%）≤5电子信息设备正常工作时
零地电压（V）<2应满足设备使用要求
允许断电持续时间（ms）0~40~10--
不间断电源系统输入端THDI含量（%）<153~39次谐波
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供电方式
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供电拓朴结构示意图
供电所甲
供电所乙
或柴油发电机
UPS1电源
15min延时
UPS2电源
15min延时
服务器用电
网络设备用电
外设用电
终端用电
空调系统用电
照明系统用电
维修系统用电
其它系统用电
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供电结构方式
机房供配电系统一般采用单UPS单路供电、UPS+市电双路供电、双UPS双路供电三种结构。
其电源布线有上走线和下走线两种方式。
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配电柜
配电柜是机房电力分配管理的核心，一般分普通配电柜和精密配电柜。
普通配电柜满足一般操作需求，可以控制各回路的开关，但是不能智能通信；精密配电柜可具有实时监测每一回路的电流大小、电流超限自动报警以及电能计量等诸多功能，还可以通过多种通信协议实现远程控管。
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防雷接地
计算机机房防雷不同于传统的建筑防雷：
机房防雷主要是抑制通过电力电缆传导的雷电瞬间过压和雷击电磁脉冲（LEMP）。
市电在进入机房之前已经经过变压器的高压防雷保护和大楼总配电柜的一级防雷保护，所以应该在市电进入机房的并联安装B级防雷器，在UPS的后端并联C级防雷器逐级分流雷电能量以保护IT设备。
除此之外，还有一个防护雷击的手段是在机房内建设等电位网。
将机房内的所有金属物体与等电位网连接，再与接地汇流排相连。
这样在遭遇雷击时整个机房都是等电位的，不会产生电压差而导致设备受损。
机房一般采用综合接地系统，将直流工作接地、交流工作接地、安全保护地以及防雷保护地一起接在小于2Ω的接地体上（特殊设备应满足设备要求）。
计算机机房的供配电系统是一个综合性供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机设备的用电问题，还要解决其它设备的用电问题。
一般而言，在计算机等主要设备选定之后，计算机机房的供配电系统就可以确定了。
计算机机房供配电系统的要求：
计算机机房提供电能质量的好坏，将直接影响计算机系统正常、可靠的运行；也影响机房内其它附属设备的正常运行。
这种影响主要来自市电电网的电压、电流、频率的变化以及供电质量，当电网处于过渡状态时，计算机的运行就会处于不正常的状态，若电网扰动时间较长，则整个计算机就要停机，由此可见，机房供配电系统提供电能的质量对计算机及其附属设备的正常运行是非常重要的。
为了确保计算机的可靠运行，在计算机机房建设中必须建立起良好的供配电系统。
四、UPS供电系统
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概述
UPS是不间断电源（UninterruptiblePowerSupply）的英文缩写，它的功能主要有两个：
一是在市电正常时改善对负载的供电质量，同时对后备电池进行充电；二是在市电异常时，通过后备电池保证向负载供电的不间断性。
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UPS分类
UPS主要由整流器、逆变器、静态开关组成。
按电路结构分类主要有有四种：
后备式、在线式、在线互动式、在线补偿式。
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UPS的使用形式
UPS一般有单UPS使用、单模块化UPS使用、并机使用和双总线供电4种使用方式。
模块化UPS是根据多台UPS并机使用增加可靠性的原理，利用多个功率模块并联组成的UPS系统。
目前最新的供电方式为模块化UPS的双总线供电。
模块化UPS本身具有N+X的冗余可靠性，再通过双总线供电方式，整个供电系统的可靠性又增加了一倍。
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选购UPS的要点
选购UPS一定要选最适合自己实际使用情况的。
首先是容量的选择，UPS容量应该根据目前的负载量，再加上近期准备增加的负载量来计算。
其次要选择节能的UPS。
目前UPS的发展趋势是高频化和模块化，因为高频化可以提高UPS的轻载效率和半载效率，模块化可以使用户边成长边投资，节约能源同时方便扩容。
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电池
UPS通过蓄电池来储能，当市电中断时，便利用电池为负载继续供电。
选购电池应该选择有质量保证的知名品牌，比如汤浅、松下、阳光等，并且必须是同一批次生产的。
电池后备时间容量的选择：
电池AH数=（UPS容量÷标称电池电压）×后备小时数。
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主流UPS品牌
APC-MGEEMERSONEATON（POWERWAVE+SANTAK）
五、精密空调
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机房空调特点
计算机机房都安装有大量的计算机设备，计算机处理速度越来越快、存储量越来越大、体积越来越小是计算机的发展趋势，IT硬件产生不寻常的集中热负荷，同时对温度或湿度的变化又非常敏感，为保障高精密设备的运行条件，对机房环境有严格的要求。
其中最重要的是机房内温度、相对湿度和环境的洁净度三个指标。
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空调类别
空调机按其性能不同，大体可分为三种类型：
舒适空调、工业空调及精密空调。
第一类为舒适空调：
它主要是针对人体提供一个舒适的环境条件。
按外形可分为柜式、壁桂式、吸顶式空调机等。
第二类为工业空调：
这种空调是为试验室或工作间提供相应的温度和湿度要求，这种空调机夏季制冷、冬季加热，属于工业用空调机之一。
第三类为机房专用空调机（精密空调）：
它是为计算机机房（包括程控交换机房）专门设计的特殊空调机，这种空调机全年制冷运行。
通常舒适空调冷负荷中有35%是为了消除潜热负荷，有65%是为了消除显热负荷。
对计算机房来讲，其情况却大不相同，计算机房内主要是设备散出的显热，室内工作人员散出的热负荷及夏季进入房间的新鲜空气的热湿负荷（仅占总负荷的5%）。
并且冬季是需要加湿而不是除湿，即使在冬季计算机房仍需要消除热负荷。
鉴于以上特点，如将一般舒适空调机组用于计算机房，则会造成能量浪费，机房内应该采用精密空调。
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冷气流组织
气流组织就是将空调机送出的冷风通过预定的风道、风口，按预定的风量与风速送往需要制冷的地点，在把设备产生的热空气回收到空调制冷的过程。
气流组织分为三个部分，即：
冷气产生、冷气配送、气流返回。
通常机房的气流组织形式有下送上回、上送侧回（下回）方式，气流组织形式的确定要考虑以下几个方面：
（1）首先要依据设备的冷却方式、安装方式，如设备或机柜自带冷却风扇或冷却盘管，目前较常见的设备和机柜的冷却方式都是从前面进风，后面或上部出风。
（2）冷量的高效利用，使散热设备在冷空气的射流范围内。
（3）机房建筑结构、平面布局。
机房各个系统的建设要依托于建筑环境中，也受因素的制约，如层高、形状、面积等。
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下送上回方式
下送上回方式是大中型数据中心机房常用的方式，空调机组送出的低温空气迅速冷却设备，利用热力环流能有效利用冷空气冷却效率，因为热空气密度小、轻，它会往上升；冷空气密度大、沉，它会往下降，填补热空气上升留下的空缺，形成气流的循环运动，这就是热力环流。
热力环流不同于水平流动的风，它是空气上下垂直的对流运动，冷与热激发出气流缓慢的运动。
跟风不一样，风能够改造局部环境气候，而热力环流是气流运动的原始动力。
利用气流的原始动力，可以不用设置动力设备，同样达到最佳的冷却效果。
如下图示：
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上送侧回（下回）方式
上送侧回通常是采用全室空调送回风的方式，适用于中小型机房。
上送风可分为机房顶送或紧靠机房顶下的上部侧两种形式，后者较为常用。
由顶部或侧上方送风的气流首先与室内空气混合，再进入设备或机柜内。
机房顶部安装散流器或孔板风口送风，工作的气流小且均匀，人有良好的舒适感。
但大多数计算机机柜的冷却的进风口是在下部或是前方，排风口在机柜的上部。
这样，顶部的送风气流先与机柜处上升的热气流混合，再进入机柜冷却设备，影响了机柜的冷却效果。
由于机柜进风温度偏高，机柜内得不到良好的冷却效果，必然造成机柜内的温度偏高，导致计算机不能正常的工作。
六、新风系统
新风是机房室内空气中不可缺少的部分，机房中缺乏新风，会使人产生不适，并且会影响工作人员身体健康和工作效率。
通过注入洁净的新鲜空气，冲淡或替换机房内有臭味的空气，而使机房室内空气质量得以改善。
同时，机房保持一定的新风量，还可以维持机房的正压状态，可以将机房内部的尘埃排出机房，同时防止室外的尘埃通过机房的空隙进入机房，影响机房的洁净度。
简单来说，新风系统有两个作用，其一，给机房提供足够的新鲜空气，为工作人员创造良好的工作环境，给机房内的精密设备除臭去异味；其二，维持机房对外的正压差，避免灰尘进入，保证机房有更好的洁净度，大大提高设备的使用寿命。
八、综合布线
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概述
综合布线系统（PDS，PremisesDistributionSystem）是一套用于建筑物内或建筑群之间，为计算机、通信设施与监控系统预先设置的信息传输通道。
它将语音、数据、图像等设备彼此相连，同时能使上述设备与外部通信数据网络相连接。
它的核心就是"综合"，也就是各个弱电系统均可用综合布线系统进行信息传输。
综合布线的硬件包括传输介质（双绞线、大对数电缆和光缆等）、配线架、标准信息插座、适配器、光电转换设备、系统保护设备等。
综合布线系统包含六个子系统：
建筑群子系统、干线子系统、工作区子系统、水平布线子系统、设备间子系统、管理子系统。
机房综合布线主要是水平布线子系统。
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机房综合布线的特点
机房内部综合布线有如下特点：
（1）单位面积信息点数量大。
（2）扩展性强。
（3）以数据传输为主。
（4）光纤信息点数量多。
（5）以水平子系统模式为主。
（6）线路敷设方式特殊，能适应机房的应用特点和设备特点。
随着通信技术的飞速发展，铜缆由于带宽、传输距离以及电磁波扩散和干扰问题，发展使用受到限制，而替代它的将是光纤甚至未来的某种传输介质。
有资料表明全光纤网已在发达国家兴起，10Gbit/S的以太网也已经在实验室中诞生了。
无论是对厂商还是用户来说，全光纤的局域网都将会更具吸引力。
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机房综合布线系统结构设计
首先要确定工作区信息点的布局和数量，最理想的当然是能够明确设备需求，这样可对当前的设备有准确的信息点配置，在此基础上，再考虑一定的扩展余量，一般建议取10%~20%，不宜太多。
因为机房服务于整个网络，其内部设备的变化频繁，准确的预计比较困难，建议更多地考虑扩展方便而不是一步到位。
而且这样考虑也能降低成本。
考虑扩展时，应将布线的路由通道考虑充分。
机房内服务器的终端数量众多，设备安装形式分为两种主要布置模式：
塔式服务器和机架式设备。
二者对信息插座密度的需求相差较大，布置时应确定安装模式、数量、接口、接口规格。
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塔式服务器
采用落地安装的模式，安装密度很低，每平米不到2台。
也有用户将塔式服务器安装在标准服务器机柜内，一台机柜只能安装2~4台。
还可采用多层的敞开式机架，机架为3层，一个机架可安装12台左右服务器，平均每平方米5~6台。
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标准机柜式服务器
目前最薄的服务器厚度仅有lU，但通常不完全塞满机柜空间。
这样一台标准服务器机柜可以安装几台（厚的）到三十台（薄的）左右的服务器，需要的信息点的数量也较大。
建议一个标准服务器机柜按照12~24台配置。
九、综合监控
机房集中环境监控系统利用局域网络的通信手段，实时监控现场设备的工作状态、运行参数、历史数据等，完成强大的系统联网管理功能。
机房环境监控系统基于微软公司的网络操作系统WindowsXP。
它是32位多任务的系统，该软件支持网络管理、标准网络协议，网络安全控制、系统冗余、网络冗余，具有性能可靠、管理方便、操作简单、安全性好、分布式处理等功能。
在数据库上，我们用SQLServer作为数据库服务器，SQLServer是目前最流行使用最广泛的数据库系统，它具有开放、稳定、安全等特点，功能十分强大。
客户机可以通过ODBC方式和数据库服务器动态的连接。
由于SQLServer数据库的开放性，因此方便日后进行系统的扩展开发。
同时可以根据实际要求，进行数据信息共享，达到信息互换的目的。
十、消防系统
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概述
为保护昂贵的电子设备和数据资源，国家规范规定一定规模的机房必须采用报警及气体灭火系统。
随着社会进步，电子设备日益普及，各种灭火剂竞相推出。
由于机房环境较好，对报警系统无太多特殊要求，目前的各类报警系统都基本适用。
计算机机房是每个企事业单位重要部门，由于IT设备及有关的其他设备本身对消防的特殊要求，必须对这些重要设备设计好消防系统，是关系IT设备正常运作及保护好设备的关健所在；机房灭火系统禁止采用水、泡沫及粉末灭火剂，适宜采用气体灭火系统；机房消防系统应该是相对独立的系统，但必须与消防中心的联动。
一般大中型计算机机房，为了确保安全并正确地掌握异常状态，一旦出现火灾能够准确、迅速地报警和灭火，需要装置自动消防灭火系统。
传统的水、泡沫、干粉和烟雾系统都是不适用于机房灭火的。
它应该是一种在常温下能迅速蒸发，不留下蒸发残余物，并且非导电、无腐蚀的气体灭火剂。
气体灭火系统是将某些具有灭火能力的气态化合物（常温下）贮存于常温高压或低温低压容器中，在火灾发生时通过自动或手动控制设备施放到火灾发生区域，从而达到灭火目的。
它具有干净、无污渍及灭火迅速等优点，广泛应用于档案室、电子设备室及贵重库房等。
气体灭火种类较多，但目前得以广泛应用的仅有卤代烷（1211、1301）、二氧化碳以及近几年从国外引进的INERGEN和FM200等。
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气体灭火系统设计流程：
◆根据有关设计规范确定需设置气体灭火系统的房间，选定气体灭火剂类型。
◆划分防护区及保护空间，选定系统形式，确认储瓶间位置。
◆根据相关设计规范计算防护区的灭火设计用量，确定灭火剂储瓶的数量。
◆确定储瓶间内的瓶组布局，校核储瓶间大小是否合适。
◆计算防护区灭火剂输送主管路的平均流量，初定主管路的管径及喷头数量。
◆根据防护区实际间隔情况均匀布置喷头及管路走向，尽量设置为均衡系统，初定各管段管径。
◆根据设计规范上的管网计算方法，校核并修正管网布置及各管段管径直至满足规范要求，确定各喷头的规格。
◆根据设计方案统计系统设备材料。
◆对设计方案综合评估，必要时作优化调整。
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排烟系统：
火灾发生时产生的烟雾主要的是以一氧化碳为主，这种气体具有强烈的窒息作用，对人员的生命构成极大的威胁，其人员的死亡率可达到50-70%以上，换言之，火灾时一氧化碳是人员伤亡的主要祸首。
另外，火灾发生所产生的烟雾对人的视线的遮挡。
使人们在疏散时无法辨别方向，尤其是高层建筑因其自身的"烟筒效应"，使烟雾的上升速度非常快，如果不及时迅速地排除，那么，它会很快地垂直扩散到楼内的各处，危害性是显而易见的。
因此，火灾发生后应该立即使防排烟系统工作，把烟雾以最快的速度迅速排出。
机房是相对密闭的环境，当发生气体喷射后，气体灭火剂不容易排除，安装排烟系统可帮助排除残留气体灭火剂。
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