专业机房建设技术方案.docx
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专业机房建设技术方案
前言
现代科技的进步使计算机及网络技术飞速发展，提供越来越强大的计算机处理能力和网络通信能力。
计算机及网络通信技术的应用大大提高了现代企业的生产管理效率，降低运作成本，并使得现代企业能更快速有效地获取市场信息，及时决策反应，提供更快捷更满意的客户服务，在竞争中保持领先。
一、工程概况
机房工程属于多学科技术，涉及到电子工艺、建筑结构、空气调节、给水排水、电气技术和消防安全等多种专业，而且又与电子计算机技术密切相关。
其设计必须确保电子设备、计算机等系统稳定可靠运行，保障机房工作人员有良好的工作环境，做到技术先进、经济合理、安全适用。
机房设计依据国家B级标准机房建设。
本机房装修总面积约为66M2，机房内配备网络机柜7台；标准机架式服务器机柜7台，UPS主机一台，UPS电池组2组，总体布置见平面布置图。
二、设计依据
国家标准《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）
国家标准《电子信息系统机房施工及验收规范》〔GB50462-2008〕
国家标准《建筑装饰装修工程质量验收规范》（GB50210-2001）
国家标准《供配电系统设计规范》〔GB50052-95〕
国家标准《低压配电设计规范》〔GB50054-95〕
国家标准《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）
国家标准《计算站场地安全技术》（GB9361-88）
国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）
中华人民共和国公共安全行业标准GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》
《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》
三、设计原则
◆整体性
计算机机房工程所有的系统设计时，保持系统的整体性，在设计、建设时统一规划，综合考虑。
◆先进性与实用性
机房工程系统的先进性与实用性相结合，设计立足于高起点，采用国际先进、成熟、实用的技术。
构建合理的适当超前的技术体系架构，用以确保长时间的技术领先的地位。
机房工程系统中的各个子系统通过集成，实现资源共享、信息共享，增强对机房工程的运营管理能力；提高设备利用率，降低能耗，节约能源；实现现代化科学的机房工程管理。
机房工程内配备的系统软、硬件配置采用模块化、开放式结构，以适应系统灵活组网、扩展和系统集成整体提升的需要。
◆可靠性
机房工程系统的可靠性原则为保证机房工程系统能为用户提供连续不间断的7x24小时服务，机房具有高可靠性。
我投标方具体做到在设计中尽量减少单点故障的存在，对可能存在单点故障的环节，在设计上尽可能减少其对整个系统的影响。
电气系统按B级机房标准设计。
机房的各系统都具有足够的备份能力。
◆安全性
机房工程系统的安全性具有完整的安全策略和切实可靠的安全手段来保障计算机机房工程用户运行系统基础环境的安全。
我投标方在防火、防水、防虫、防鼠、防盗、接地、防雷、防电磁干扰、降噪等方面采取有效措施，在考虑地面承重能力时，采取相应的技术措施。
◆兼容性和可扩展性
总体结构应具有兼容性和可扩展性，既可以包容不同厂类型的产品，便于升级换代，使整个系统可以随着科学技术的发展与进步，不断得到充实、完善、改进和提高，并在预埋件和线缆布设上留有冗余，以便系统将来的扩展。
（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。
四、系统品牌选用明细表
根据甲方要求，结合我公司多年来参与大型机房系统机房的设计、实施经验，选择效果较好的国内外知名品牌的、产品性能卓越，性价比高的产品。
项目品牌选用明细表如下：
序号
设备、材料名称
推荐品牌
可选品牌
备注
一、机房装修
1
抗静电活动地板
2
石膏板
3
石膏板隔墙龙骨
4
乳胶漆
5
防尘漆
6
微孔铝扣板
7
铝塑板
8
钢化防爆玻璃
二、电气工程
1
断路器
2
双电源自动转换开关
3
防雷器
4
翘板开关、墙面插座
5
工业连接器
6
电缆
7
机房强电桥架
三、弱电系统
1
六类铜缆
2
光纤系统
3
机房弱电桥架
4
机房环境综合监控
四、其他主要设备
1
服务器机柜
2
显示系统
3
精密空调
4
UPS电源
5
程控交换机
五、机房装修设计
1、地面工程
活动地板在机房中是必不可少的，机房敷设地板主要有两个作用：
首先，在活动地板下形成隐蔽空间，可以在地板下敷设电源线管、线槽、综合布线、消防管线等以及一些电气设施（插座、插座箱等）。
其次，活动地板的抗静电功能也为机房内的设备安全运行提供了保障。
第三，机房加固。
是否需要楼板加固视现场情况而定，由专业加固机构出具的加固方案。
2、门
根据物业防火分区等级要求，采购相应等级的防火门，门向外开，各门的尺寸均应保证设备运输方便。
3、天花吊顶工程
吊顶是机房中的重要组成部分，在吊顶内隐蔽安装着各种线槽和管路；在吊顶上方的楼板刷防尘漆，并进行蜂窝或麻棉工艺处理，增强表明附着力，有效地减少灰尘的产生，楼板上的五金件要刷三遍以上的防锈漆。
在吊顶面层上安装着嵌入式灯具、风口、消防报警探测器、灭火喷头。
现代机房要求机房吊顶必须防尘，美观和易于拆装，因而在机房中广泛使用微孔吊顶，吊顶具有以下作用：
可用来布置通风管道、安装固定照明灯具及走线、安装固定自动火灾探测器，防止灰尘下落。
4、墙面装饰工程
墙面处理是指采用在主机房建筑物的墙面、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、防霉的效果。
机房应采用国产优质铝塑板，在选择墙面板材料时，要求能满足屏蔽系统和等电位系统的需求。
国产优质铝塑板生产流程采用目前最新技术及工艺，外观光亮，且性能价格比优，因此国产优质铝塑板无疑是最佳的方案。
在现代科技及工业的高速发展，材料领域的广泛应用中，国产优质铝塑板饰面光学效果，洁净程度、安全性，施工质量、施工条件均为最佳，国产优质铝塑板还能满足屏蔽系统的需求。
因机房紧邻办公区，切机房内配备有诸多设备，尤其是精密空调和UPS等设备产生的噪音较大，所以在墙面装饰时必须考虑到降噪处理，我们采取的降噪措施如下：
1）加速度震颤设备增加减震垫，最大程度的降低震颤噪音
2）机房四周墙体内侧（即铝塑板内做轻钢龙骨，填装保温吸音棉），稀释设备噪音。
5、防尘处理
活动地板下为满足机房设备对含尘量的较高要求，除主材选用不起尘的材料外，地面、吊顶内空间均作防尘刷漆处理，机房人员可更换鞋子进入机房以减少尘埃污染。
勘察地面现状，如基础地面达不到光洁度要求，责需重新用高标号水泥砂浆找平，或用环保速干“自流平”涂料找平地面。
地面干透后，喷涂防尘/静电漆，不少于三遍，每遍间隔不低于36小时，厚度不少于0.08mm。
待室内装修全部结束并且设备全部就位后，应在机房投入使用前进行最后一次彻底保洁，擦拭墙面、门窗，尤其是静电地板下方的灰尘杂物等。
这样可以保证机房运行的起始环境足够洁净，日后使用中再做到最大程度的注意，机房防尘即可达到目标。
6、防火处理
装修主材采用非燃性或难燃性材料外，其它材料尽可能选取用难燃性或耐火材料，所有隐蔽的木质材料均刷三遍防火漆作防火处理，全部采用阻燃和难燃线缆，机房内电缆桥架及风管均选用钢板材料制作，并刷有耐火漆。
机房门口设有醒目的紧急出口标志，便于人员在紧急状态疏散。
六、机房配电系统设计
1、主要考虑因素及设计方案
一个系统能够正常工作，不仅需要有良好的主设备、性能卓越的UPS电源和安全舒适的工作环境，还需要有一个设计合理、可靠性高的供配电系统。
我们为该项目考虑与设计的内容如下：
1.1机房内用电设备供电电源均为三相五线制及单相三线制，采用双回路供电；
1.2用电设备作接地保护，并入土建大楼配电系统；
1.3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；
1.4机房配电系统所用电线为“上海交联”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。
1.5机房的设备供电、空调和照明供电分为三个独立回路，其中设备供电由市电+UPS提供并按设备总用电量的1.3倍进行预留，而照明用电由市电提供，但要预留常规照明灯总数的三分之一部分加装UPS供电回路，以替代应急照明。
1.6机房内照明装置宜采用机房专用无眩光灯盘（如LED高亮灯），照明亮度大于等于500LUX，事故照明亮度应大于50LUX。
1.7机房内的配电系统考虑了与应急照明系统的自动切换，根据甲方机房实际情况，本着实用集约的原则，在此次设计中不单独建设应急照明，而是把常规照明灯数量的三分之一部分加装UPS供电回路，当市电断电时，此三分之一部分灯自动切换到UPS供电，起到应急照明灯的作用。
1.8该机房电源进线正常时由市电供电,市电故障时由UPS供电，进线直接接入机房专用配电柜。
此处需特别说明的是，按国家规范要求，机房配电必须引入专用回路，所以在建设过程中必须与物业协调，配电专线引入。
按惯例，大厦物业会根据我们的要求将线缆引入用户指定位置。
我们的强电电缆配置方案如下：
1.9网络机柜采用地插式32A和16A工业连接器插座，连接牢固。
2、配电设备及材料选型
◆配电柜
机房内单配一台总配电柜，配电柜内部电气器件我方设计时采用“施耐德”品牌；配有监测仪表，能够实时检测和在柜面显示屏显示总回路的开关状态、电压、电流和频率等，并提供通用数据接口和通讯协议，能够将以上数据和告警信号传输到集中监控系统；配电柜内母排和内部连接电缆完全能满足设计所要求的载流量，并留有安全余量；开关完全符合计算机机房重要设备用电要求的型号。
◆浪涌抑制装置（过电压抑制装置）
（1）电压浪涌抑制器最大持续运行电压大于最高运行线电压；
（2）模块化结构，便于运行维护；
（3）性能稳定，抗老化能力强，寿命长。
（4）要有动作记数指示，记录来波次数。
◆电流互感器
按IEC185标准。
电流互感器采用环氧树脂型，符合规定的电流比要求，其精度等级与负载配合继电器仪表仪器的运行要求，技术参数：
额定电压：
500VAC
保护功能
（1）主断路器和联络断路器具有过载长延时,短路短延时及接地故障跳闸装置。
（2）馈电断路器具有过载长延时,短路短延时或瞬时和接地故障跳闸装置。
（3）各脱扣器均为可调节式，并具有级差配合的条件。
◆机房电线电缆
◆插座系统
各个功能房间布置市电插座以备清洁使用，同时计算机机房主要功能间布置部分测试插座（UPS供电）；市电插座和测试插座（UPS供电）使用不同标记的插座以示区别。
机房配电工程设计采用以下公司的产品：
配电柜：
国际落地式柜体，施耐德电气元件
UPS电源：
美国顶尖RT系列
灯具：
AST-6×3LED格栅灯
单相插座：
施耐德
工业连接器插座：
威浦32A/16A
导线、电缆：
沈阳交联
以上产品均为国产或进口的电气优质产品，经实践证明产品质量可靠。
3、UPS不间断电源设计
随着科技的发展和社会的进步UPS电源在日常生活中，特别是在电力部门中的应用已经非常普及。
UPS电源不同于一般的稳压电源或电源调节器，它是专为保障计算机及其外设正常工作的保护性电源。
一般UPS电源是由充电器、逆变器、静态开关、蓄电池、控制器组成。
根据现场的实际情况以及甲方对整体布局的要求后，将UPS放置于网络机房内，考虑到每平方米所需1.5吨的重量，需对UPS区域楼板进行局部加固。
4、设备选型--RT系列UPS
公司简介
、功率调节设备、逆变器，并提供动力设备集中监控管理系统等专业产品和服务。
其主要业务集中在三个应用领域：
工业领域（工业现场设备和过程控制系统）、商业领域（商业设备和机房）、专业领域（军方、科研等专业设备和系统）。
OVERTOPElectric提供工业级的UPS和逆变器，其产品以其优异的质量、高可靠性及耐用性、适用性，不仅在工业领域得到了广泛的认同和称赞，在商业领域及专业领域亦有愈加广泛的应用。
顶尖UPS产品在2008年、2009年在政府采购排名中均排在第一位。
目前市场占有量为全国第一。
美国OVERTOPUPS建立了完整的销售服务网，为所有UPS用户提供快速、方便的服务。
选择美国OVERTOPUPS将为您提供稳定可靠，从不间断的电源品质，成为您工作上最可靠、智能的伙伴。
RT系列UPS为三进三出的双变换工频UPS，容量从10KVA到160KVA，该系列产品设计应用环境为中大型关键应用系统。
RT不间断电源性能简介
·全数字控制及全IGBT
·双变换纯在线技术
·环保型UPS：
先进的IGBT整流技术，无须附加外接设备，输入功率因数≈1
·模块化电路结构，智能化故障侦测，极大降低平均修复时间（MTTR=3）
·内置手动旁路和自动静态旁路
·具备三相100%不平衡带载能力
·PBM智能化电池管理
·内置输出隔离变压器，零地电压≈0适用于任何精密负载
·ECO运行模式、整机效率>97%
·人性化控制界面（LED、LCD），多语言支持
·RT（20-60K）UPS特点描述
高可靠工业级UPS设计
·先进的双DSP全数字技术，抗干扰能力强，响应迅速，处理突发电源事件得心应手
·采用世界领先的第四代IGBT功率器件技术
·大容量静态旁路，具备超强过载能力，提升整机平均无故障时间（MTBF）
·专业的UPS防雷技术，内置D级防雷
优异的输入特性
·超宽输入电压范围（-45%~+15%），适应恶劣电力环境，减少电池放电次数，有效延长电池使用寿命。
·优良的频率适应特性（50Hz±10%），是用户油机的最佳伴侣（与油机配比1：
1.5），并具备软启动功能
·输入功率因数≈1，对市电电网表现出纯电阻特性，是理想的无污染UPS。
高可靠的输出特性
·输出电压精度高（380V±1%），
·动态响应快0-100％负载变化时电压瞬变±5%，3个周期内恢复正常
·100%三相不平衡带载能力
·输出采用隔离变压器设计，有效屏蔽共模干扰，使输出波形更为纯净；输入输出完全隔离，零地电压极低，更适用于对零地电压敏感的精密负载
智能化电池管理（PBM）
·智能检测电池放电特性，固化电池放电曲线，定期对比电池放电特性，即使判断电池工作状态
·CPU控制阶段性充放电技术，有效防止电池过充、欠压，避免蓄电池处于长期浮充状态，利用电池自放电原理激发电池活性，减缓电池极板钝化，极大延长电池使用寿命（50%）
·智能化的电池管理，减少维护工作
全面的管理方案
·大屏幕液晶显示，中英文可选操作界面
·单机提供8路输出及6路输入继电器接点，可提供丰富的UPS状态信息和“用户自定义”报警信号输入接口，可方便的集成到楼宇自控等集中管理平台
·灵活的并机监控方式，在任意一台UPS管理界面均可监测整个并机系统的工作状态
·配置RS232、RS485接口
灵活可靠的并机运行方式
·两台UPS之间可实现主从热备份运行方式
·分布式直接并联技术最多支持8台UPS直接并机，使设备增容及冗余更为方便，真正实现边成长边投资
·先进的数字均流技术，显著降低并机环流及电流不平衡度，使整体系统更为稳定
UPS电源的使用管理
UPS电源是计算机正常工作的保障电源，要保证计算机高质量的电能，就必须对UPS电源进行可靠的维护和管理。
UPS的运行环境：
UPS电源对温、湿度的要求比较高，一般温度控制在5℃－22℃，相对湿度在50±10％的范围。
同时，工作间应保持清洁、无灰尘、无污染、无有害气体。
UPS电源正常运行时，开机后一般不要停机。
频繁开机容易造成UPS电源特别是大、中型UPS电源的设备损坏。
正常工作时，UPS蓄电池一直处在浮充状态，长期的只充不放会导致电池的加速老化，减短电池寿命。
因此在使用中应定期人为放电，时间一般每月一次，放电量为电池总容量的20％－30％。
旁路特性:
可控硅静态旁路（自动）+手动旁路/额定输出容量:
60KVA/切换时间:
0/支持时间:
1小时/输出电压:
380V/网络管理功能:
有/过载能力:
过载125%维持10分钟后转旁路，负载正常后自动恢复/输入电压:
380V。
噪音小于55dBA.
特点总结：
十大优势及同类产品比对
1、超宽的输入电压，旁路输入与逆变器输入均为正负25%，这样可以减少电池的充放电次数，增加电池的使用寿命，别的品牌旁路电压范围很少能达到基本都在15%以内；
2、内置手动维修旁路开关、可以快捷的进行操作，在紧急关头即便是非专业人员也可以操作；
3、操作面板设置密码外人不能进行操作
4、堆叠故障报警可记录120条，报警信息详细记录了报警信息生成使得各种工作状态，包括温湿度（需配附件）、输入电压、电流、频率及电池状态
5、报警信息永久性纪录，不可擦写（自UPS安装调试起所有的故障信息、逆变器工作次数、旁路工作及电池放电次数都详细纪录，便于系统的维护
6、UPS支持输出端完全三相不平衡，及允许只有一路带满载而其它路空载
7、当输出端负载完全不平衡时自动调节输入端使输入端实现三相平衡减少对电网的冲击
5、机房防雷、接地设计
5.1、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、耐过电流的水平下降，对雷电（包括感应雷及操作过电压）浪涌的承受能力下降。
感应雷侵入用电设备及计算机网络系统的途径主要有四个方面：
交流电源380V、220V电源线引入；信号传输通道引入；地电位反击以及空间雷闪电磁脉冲（LEMP）等。
为了确保机房设备及电脑网络系统稳定可靠运行，以及保证机房工作人员有安全的工作环境，根据我国及国际有关规范规定，对用户机房提出本防雷接地方案。
5.2、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，柱子主钢筋及四周墙体钢筋直通到达屋顶女儿墙防雷带。
其接地电阻值一般都能满足GB50057—94的要求，即≦4Ω。
机房一般有四种接地形式，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。
本次设计考虑采用原接地极，并采用联合接地方式；接地电阻应小于１欧姆。
直流工作地在大楼计算机机房内的布局，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的长度与计算机设备相连。
计算机直流地需用接地干线引下至接地端子。
5.3、供电系统防雷设计
根据有关规范，本方案设计该机房供配电防雷方案如下：
一级防雷：
配电柜电源进线处接德国OBO公司大容通量的V25-B/4-AS（100KA）电源防雷器。
变压器的机壳、低压侧的交流零线以及与变压器相连的电力电缆的金属外护层应就近接地。
二级防雷：
UPS配电箱引出的三根相线及零线接德国OBO电源防雷器V20-C/4-AS，箱内交流零线不作重复接地。
机房内所布放的交流供电线路中的中性线（零线），应采取绝缘导线。
交流配电箱上的中性线（零线）汇集排应与机架的正常不带电金属部分绝缘。
三级防雷：
使用专用的避雷电源插座。
机房内所有交直流用电及配电设备均应采取接地保护。
交流保护接地线应从接地汇集线上专引，严禁采用中性线作为交流保护接地线。
5.4、使用防雷器注意事项
防雷保护器必须通过接地端以尽可能短的路径接地。
七、空调工程设计
1、机房专用空调
空调、新风、净化系统是保证设备正常运行和工作人员正常工作的重要条件.诸如环境、温度、湿度、洁净度，以及工作人员和设备的散热量等都会对计算机及附属设备工作的稳定性、可靠性造成危害，所以国家规定机房区――室温：
A级22℃±2℃,湿度：
（40－60）％，>5μ尘埃粒度<18000粒/dm3.
2、机房专用空调特点
2．1、大风量，小焓差，高显热比与相同制冷量的舒适空调机相比，机房专用空调机的循环风量约大一倍，相应的焓差只有一半，机房专用空调机运行时通常不需要除湿，循环风量较大将使得机组在空气露点以上运行，有利于稳定机房的温、湿度指标。
2．2、机房专用空调能够适应机房的幅度较大的热负荷变化，以使元器件工作在所要求的环境条件之中，保证电路性能的可靠性。
2.3、送风回风方式多样，能充分与计算机主机散热形式一致，从而大大提高空调效率。
2.4、两级过滤：
机房专用空调机内设有初、中效两级过滤器，使机组送出的泠气达到一定的净化能力，以满足洁净度要求。
2.5、可靠性高：
具有报警功能、自我诊断功能、后备机组管理功能。
2.6、全年制冷运行：
多数机房专用空调机能在室温降至－15℃以下时仍能制冷运行。
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