机房工程设计理念与依据.docx

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机房工程设计理念与依据

第一章 机房工程设计理念与依据

1.1、机房整体建设方案

1.2、设计理念

1.3、设计依据

第二章 总体规划

2.1、机房平面布局合理规划

2.2、“冰箱”理念——减少机房冷量散失

第三章 建筑装饰

3.1、吊顶工程

3.2、地板工程

3.3、机房地板下保温

3.4、机房门窗工程

3.5、机房隔断

3.6、机房墙柱面装饰

3.7、机房承重加固

3.8、屏蔽工程

第四章 电气系统

4.1、设计原则、依据

4.2、UPS供电及后备柴油发电系统

4.3、计算机设备配电

4.4、动力设备配电

4.5、照明系统

4.6、辅助设备配电

4.7、电缆敷设、配管配线

4.8、配电柜及其元器件的选择

4.9、防雷击电磁脉冲、接地系统

4.10、电气设计的防护措施

第五章  机房环境设备监控系统

5.1、必要性

5.2、设计原则

5.3、UPS设备监控

5.3、供配电监控

5.4、空调系统监控

5.5、机房环境监测

5.6、消防系统监控

5.7、门禁系统

5.8、保安监控

5.9、报警功能

5.10、集中控制管理

第六章 空调及新风系统

6.1、机房环境特点-精密空调系统

6.2、机房精密空调与舒适性空调的区别

6.3、新风及排风系统设计

第七章 综合布线系统

第八章 气体消防系统

第一章 机房工程设计理念与依据

1.1、机房整体建设方案

   针对客户在机房建设中所面临的问题，时代飞扬认识到机房工程是计算机、网络和通信系统可靠运行的基础设施，需要不断引进更新先进的设计理念和设计思想。

凭借自己在电源和空调产品领域的专业知识、机房领域多年的实际经验，以及对用户IT应用的深刻理解，向广大用户推出了机房整体建设解决方案。

   机房整体建设一般包括以下几个方面：

建筑装饰、电气系统、空调新风系统、弱电系统、环境设备监控系统、消防系统以及自动报警系统、屏蔽系统等。

1.2、设计理念

   随着计算机及网络技术迅猛发展、信息化时代的到来，各行各业信息化建设势在必行。

美国可用性研究中心将信息时代的企业运营可用性界定为四个层面的工作，从人员管理的可用性，到工作流程的可用性，到IT信息技术的可用性，而最基础的一层是网络环境的可用性，即NCPI（网络关键物理基础设施-也就是我们常指的计算机机房工程）。

NCPI是机房中与IT系统紧密相关的、关键的一部分，是由基础建设、电力供应、空气调节、制冷系统、弱电系统、消防系统、监控系统、系统管理服务等部分组成。

   机房工程设计必须满足用户当前的各项业务应用需求（尤其是作为行业专业应用），同时又面向未来快速增长的发展需求，因此应是高质量的、灵活的、开放的。

设计时考虑避免下列外界因素：

电磁场、易燃物、易燃性气体、磁场、爆炸物品、电力杂波、潮气、灰尘等影响。

实用性和先进性

   采用先进成熟的技术和设备，尽可能采用先进的技术、设备和材料，以适应高速的数据与需要，使整个系统在一段时期内保证技术的先进性，并具有良好的发展潜力，以适应未来业务的发展和技术升级的需要。

安全可靠性

   为保证各项业务应用，网络必须具有高可靠性，决不能出现单点故障。

要对机房布局、结构设计、设备选型、日常维护等各个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电脑机房的安全可靠性。

灵活性与可扩展性

   计算机机房必须具有良好的灵活性与可扩展性，能够根据机房业务不断深入发展的需要，扩大设备容量和提高用户数量和质量的功能。

应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。

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。

所以在机房的设计中，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，同时条用先进和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，简化机房管理人员的维护工作，从而为计算机机房的安全、可靠运行提供最有力的保障。

1.3、设计依据

GB/T2887-2000《计算站场地技术要求》

GB9361-88《计算站场地安全要求》

GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

GB6650-86《计算机机房活动地板技术条件》

ST/T30003-93《电子计算机机房工程施工及验收规范》

GBJ45《高层民用建筑设计防火规范》

GB5004-95《建筑设计防火规范》

GB50222-95《建筑内部装修设计防火规范》

GB1838-93《室内装饰工程质量规定》

GB50243-97《通风与空调工程施工及验收规范》

GB50054-95《低压配电设计规范》

GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

GA173-1998《计算机数据系统防雷保安器》

GB3482-3483-83《电子设备雷击试验》

GB11032-89《交流无间隙避雷器》

IEC1024-1：

1990《建筑防雷》

IEC1312-1：

1995《雷电电磁脉冲的防护通则》

ITU.TS.K20：

1990《电信交换设备耐过电压和过电流能力》

ITU.TS.K21：

1998《用户终端耐过电压和过电流能力》

JGJ73-91《建筑装饰工程施工及验收规范》

GB50265-97《气体灭火系统施工及验收规范》

GBJ116-98《火灾自动报警系统设计规范》

《处理涉密信息的电磁屏蔽室的技术要求和测试方法》BMB3—1999C级

第二章 总体规划

2.1、机房平面布局合理规划

   机房建设方案的设计应把握业主所在行业特点，秉承建设方对机房设计方案的要求，不但创造一个满足计算机系统的安全可靠、正常运行，延长设备使用寿命，提供一个符合国家各项有关标准的优秀的技术场地；还要给机房工作人员提供了一个舒适、典雅的工作环境。

考虑到计算机操作人员长期机前工作易于疲劳的情况，在装饰装修设计和材料选择上采用了典雅端庄并结合当代绿色环保的崭新理念，力图挖掘出现代、大气、典雅、人文、自然相结合的理性空间。

2.2、“冰箱”理念——减少机房冷量散失

   机房节能的“冰箱”理念，即对机房进行墙体保温处理，减少外界冷热空气通过外墙体对机房内温度的影响，以及机房内冷空气通过外墙传导至机房外。

从而减少机房内精密空调的冷负荷。

第三章 建筑装饰

3.1、吊顶工程

   吊顶是机房中重要的组成部分。

吊顶上部安装着强电、弱电线槽和管线，同时安装着消防灭火的气体管路及新风系统风管等。

在吊顶面层上安装着嵌入式灯具、风口、消防报警探测器、气体灭火喷头等。

考虑机房吊顶必须防尘、防火、吸音性能好、无有害气体释放、抗腐蚀不变形、降低电磁干扰、美观和易于拆装。

一般选择金属吊顶板材。

   在机房环境中，我们通常设计成“整体天花”铝合金微孔板吊顶

之所以称为整体天花设计，是因为我们有机的把吊顶天花中灯具、设备探头等布置在一条线上，并变换吊顶颜色加以区别。

这样一来未来日常维修的时候，更加方便，且增强了顶板的装饰效果。

   铝合金微孔板产品特点是：

机械强度高、耐弯曲不变形、耐潮湿及盐渍、附着力强、耐划擦、不起尘、易清洁，有吸音效果，色调柔和，不产生眩光等特点，长期使用不出现色差现象。

经过严格测试，不易燃。

符合《CGB50174-93》规范要求及《GB50222-95》的防火要求。

   为保证吊顶上部防火、洁净无尘，需在结构真顶下面、微孔吊顶上方及墙侧面涂刷防火涂料2-3遍。

吊顶吊杆均用胀栓固定于结构真顶上，吊杆表面均刷涂防锈漆。

3.2、地板工程

   在各类计算机机房的组建中，活动地板是个很重要的结构件之一，可使机房地板下组建成一个地下空间。

在活动地板上可安装各类计算机等设备，而在地板下的空间则可用来敷设联结各设备的电源、网络互联管线、集成监控信号线管等设施。

同时可作为精密空调的送风静压风库。

通过地板上设置的送风口，利用静压复得法，把冷却空气送至计算机设备，保障计算机的安全运行。

   活动地板因其具有可拆性，所以对网络的建设、设备的检修及更换都很方便。

所有连接电缆都从地板下进入设备，便于设备的布局调整，同时减少了因设备扩充或更新而带来的建筑设施的改造。

   目前机房主要采用网络地板和架空抗静电地板两类。

其中架空地板主要有铝合金地板、钢质水泥地板、木质复合地板、瓷质复合地板以及其他异型地板如风口地板和走线地板等。

风口有活叶风口、旋转风口和篾子风口等。

地板安装要求：

   在安装地板的过程中，地板与墙面交界处，需精确切割下料。

切割边需封胶处理后安装。

地板安装后，用不锈钢踢脚板压边装饰。

   活动地板安装一定要做到表面平整、接缝严密。

这取决于两个方面。

一是活动地板本身的精度，二是安装工艺和质量。

   在围护结构上尽量不留孔洞。

若有孔洞如穿线管、线槽，则要作好封堵，要绝对保持围护结构的严密，解决防鼠问题。

3.3、机房地板下保温

   计算机机房的冬季保温、夏季隔热以及防凝露等技术问题是机房设计的重要考虑因素。

尤其在冬夏季，室外温度较高，空气相对湿度大，机房内外存在较大的温差，这时如果机房的保温处理不当，会造成机房区域两个相邻界面产生凝露，更重要的是下层天花的凝露会给相邻部分设施造成损坏而影响工作，同是地会使机房区域的精密空调的负荷加大，造成能源的浪费。

在冬季，由于机房的温湿度是恒定值，此时相对湿度度高于室外，机房的内立面墙及天地平面产生凝露，使机房受潮，造成墙立面及天地平面建筑结构造成损坏，而影响机房的洁净度。

   由于界面的凝结水蒸发，造成局布区域空气含湿增大，给计算机及微电子设备的元器件和线缆插件造成损坏。

因此，为了节约能源，减少日后的运行费用，根据以上分析计算机机房相邻界面凝露应按其起因而采取相应的措施来控制平面、立面隔热及热量的散失。

   地板下面做保温层既能保持机房的温度恒定，又不至于使下一层楼顶结冷凝水，同时地板的灰尘又不至于被风吹进机器内。

   楼地面的保温隔热采用钢板饰面发泡橡塑保温板

3.4、机房门窗工程

   机房主出入门口,根据安防要求,一般安装钢质防盗门,并安装防盗锁或电子门禁管理控制系统。

属于两个防火分区之间的门，根据消防要求，还必须具有防火功能：

钢制防火门、木制防火门或者为方便参观（美观）选用防火玻璃门等。

   其他无防火分区要求的门,可以根据需要安装无框玻璃门、木装饰门或这其他类型的门。

消防设备间出入口，安装防火门按消防要求必须安装防火门。

机房内的窗户，根据要求一般都做密封处理：

实体墙封堵或者防火玻璃密封。

3.5、机房隔断

   各气体防火区间隔断可以采用轻钢龙骨耐火石膏板、实体墙隔断或者防火玻璃隔断，以达到防火的作用。

机房内部隔断可以采用不锈钢饰框钢化玻璃隔断或其他装饰隔断。

3.6、机房墙柱面装饰

   机房墙、柱面装饰主要有三类：

实体墙面环保乳胶漆、铝塑板饰面、彩钢板饰面

3.7、机房承重加固

    由于建筑的使用功能改变，实际荷载发生变化，需要对原建筑的结构荷载进行计算，然后根据计算结果设计出合理的加固方案，以满足机房使用需求。

3.8、屏蔽工程

计算机屏蔽工程是一种涉及到屏蔽室抗干扰技术、空调技术、供配电技术、自动检测与控制技术、综合布线技术以及净化、消防、建筑和装饰等多种专业的综合性工程。

屏蔽机房设计施工依据：

GB12190-90《高性能屏蔽室屏蔽效能测量方法》

GJB20219-94《军用屏蔽机房通用技术要求检测》

国标GB9361-88《计算站场地安全要求》

国标GB2887-89《计算站场地技术条件》

国家保密标准BMB3-1999《处理涉密信息的电磁屏蔽室的技术要求和测试方法》

相关电磁兼容技术原理和国家安全的现行规定。

根据对电场、磁场、微波的不同屏蔽要求。

屏蔽机房建设主要有钢板焊接式、钢板拼装式以及铜网式三中类型。

屏蔽室屏蔽效能主要以模拟干扰源置于室外时，屏蔽室由安放前后的电场强度，磁场强度或功率之比来表示。

第四章 电气系统

4.1、设计原则、依据

   机房工程电气设计应坚持安全适用、技术先进、经济合理、确保质量的原则下，严格按照以下国家标准规范和用户的需求做为设计依据，确保为用户单位建设一个高质量、高安全可靠的电气系统工程.

《电子计算机机房设计规范》GB50174-93

《电子计算机场地通用规范》GB2887-2000

《电子计算机机房施工及验收规范》SJ/T30003-93

《供配电系统设计规范》GB50052-95

《低压配电设计规范》GB50054-95

《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16—92）

《民用建筑照明设计标准》（GBJ133-90）

《电气装置安装工程施工及验收规范》（G8J32—82）。

《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）

《民用建筑电线电缆防火设计规程》（DGJ08-93-2002）

《智能建筑设计标准》（GB/T503140-2000）

《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94-2000年版）

《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》（GA267-2000）

《银行计算机机房及柜面设备安全防护暂行规定》（参考）

《招标文件》

甲方所提供的图纸

4.2、UPS供电及后备柴油发电系统

   UPS供电及后备柴油发电系统是保障机房设备365X24小时“全天候”稳定、可靠、安全运行的关键因素之一。

机房所在大楼有备用电源的，一般不再单独设计后备柴油发电系统。

   不同类型的UPS供电系统只能为用户提供不同级别的保护，它们为信息中心提供的可利用率水平也相差很大。

因此UPS供电系统应该为各类计算机设备提供充分发挥其技术潜力的运行环境，不应该是只保证对计算机设备提供100%的不中断供电的系统，也应该确保“计算机网络设备”不会因为UPS的供电质量不高而处于降额使用状态。

另外，从提高信息中心的运行效率的角度来看，还需特别注意正确地设计UPS供电系统的接地系统，以便为信息中心能达到100%的高“可利用率”创造优良的电源供电环境。

4.3、计算机设备配电

   计算机设备由配电柜和配电箱供电。

机房内大部分设备都由多联插座提供电源，重要的计算机设备如小型机等，采用工业连接器的供电方式。

4.4、动力设备配电

   机房动力配电柜，出线电缆以放射式方式给专用空调室内机和室外机、新风机、照明、辅助插座供电，以确保其供电的可靠性。

4.5、照明系统

A、设计标准和依据：

    满足照明的要求：

光线明亮且柔和，适合人们的生理需要；灯具布置合理，为工作人员创造良好的工作环境。

    满足国家标准JGB/T16-92《民用建筑电气设计规范》、《电子计算机房设计规范》规定。

B、设计范围：

生产区一般照明、应急照明、疏散指示照明。

C、照度：

主机房区平均照度大于400lx，辅助区大于200lx，应急照明大于5lx，安全出口标志灯其照度不低于0.5lx.

D、照明供电：

照明电源由配电箱提供。

E、灯具选型：

整个机房区、办公区主要灯具都选用消光格栅荧光灯具，带有电子镇流器，高功率因数；消光格栅能有效抑制眩光。

在出入口设置安全出口标志灯。

F、照明灯具控制方式：

    整个机房区照明灯具通过墙面跷板开关控制灯具的开启。

灯具采用分区分散控制的原则，以利于节能。

G、应急照明

    机房区应急照明灯具选择部分灯具或灯管作为应急照明灯具，平时由市电供电，市电断电时转换为UPS电源供电。

应急照明线路单独走管穿线。

4.6、辅助设备配电

   辅助设备及临时用电设备（如吸尘器，维修、测试设备等）通过TCL墙面、柱面暗装二、三孔单相插座获取电源。

4.7、电缆敷设、配管配线

   考虑到夏季气温较高，电缆载流量相对减少及电缆集中敷设时散热量大等因素，以环境温度为+40℃时的电缆载流量作为选择电缆规格的依据。

   选用阻燃电缆及阻燃聚氯乙烯绝缘铜芯线，可满足防火的要求，其中，为减少电磁干扰，计算机设备通过阻燃屏蔽电力电缆供电。

   所有电缆均采用镀锌金属线槽及镀锌电线管保护敷设，所有金属管、金属线槽均可靠接地。

4.8、配电柜及其元器件的选择

   配电柜（箱）作为供、配电系统的核心，是保证各设备安全、可靠运行的前提。

机房配电柜（箱）一般选用施耐德、ABB等国际知名品牌断路器产品。

电流表、电压表、指示灯、转换开关等均为进口或合资产品，以保证供电的可靠性；柜（箱）体选用国产柜体，以节省工程造价。

   考虑今后的扩展要求，配电柜、配电箱均留出一定的备用容量。

4.9、防雷击电磁脉冲、接地系统

   计算机房的防雷击电磁脉冲系统、接地系统直接关系到计算机系统的可靠运行和设备的安全，关系到计算机操作、维护人员的正常工作和健康，因此防雷击电磁脉冲系统、接地系统的设置应满足人身的安全及计算机设备正常运行的安全要求。

根据《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》（GA267-2000），机房工程防雷击电磁脉冲系统安全防护措施主要有如下几点：

    a、建筑物防雷及接地

    b、等电位联结

    c、加装电源及通道保安器

各种防护措施的作用有如下作用：

    a、等电位联结：

在一定程度上可降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。

本工程按国家标准图集《等电位联结安装》02D501-2设计。

    b、加装电源及通道保安器：

用于保护电子设备和装置免受浪涌的危害，以及为电子系统提供等电位联结。

电源保安器具体做法见图纸。

    c、建筑物防雷及接地：

防止建筑物受到直击雷和侧击雷的危害。

计算机房的防雷接地应按二类建筑要求设计。

因此本工程防雷接地利用大楼原有防雷接地系统。

   以上几种防护措施中，等电位联结所形成的网格，安装在抗静电地板下，不仅可以防止雷击电磁脉冲，又可以作为直流地，同时又起到静电泄露和防间接接触电击的作用,以减少静电对人身和设备的危害，并减小间接接触电击保护回路的阻抗，缩短保护回路跳闸时间。

4.10、电气设计的防护措施

   机房工程的电气设计应充分考虑机房内应具备的各种防护措施。

机房内通过接地系统实现接地保护。

计算机设备使用屏蔽电缆供电，所有线缆都敷设于金属管、槽内，机房内所有金属管、槽及金属壳体都做了可靠的接地，强弱电系统保持足够的距离，通过以上措施可以防止电磁干扰、防止火灾及防鼠害。

利用防雷系统有效地实现了防雷击电磁脉冲。

供配电系统通过各级断路器及其相互间的配合实现了供电保护。

第五章  机房环境设备监控系统

5.1、必要性

   随着计算机技术的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各单位的重要组成部分。

机房的环境设备（供配电、UPS、空调、消防、保安等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。

一旦机房环境设备出现故障，就会影响到计算机系统的运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如事故严重又不能及时处理，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。

对于国家机关、银行、证券、海关、邮局等需要实时交换数据的单位的机房，机房管理更为重要，一旦系统发生故障，造成的经济损失更是不可估量。

   为了对机房所有的设备及环境进行集中监控和管理，机房工程中推荐采用机房环境设备监控系统，实现了机房设备的统一监控，减轻了机房维护人员负担，提高了系统的可靠性，实现了机房的科学管理。

5.2、设计原则

系统选型高起点：

·技术先进性：

选用国际最新的专业厂家产品

·系统高可靠性：

系统的硬件和软件均采用技术成熟的产品

·系统运行管理方便：

软件系统中文化，操作方便

·技术支持能力强：

承建单位技术实力强，服务完善

·系统可扩展性能强：

模块化结构有利于扩容与扩展

投资少：

系统选型具有高性能价格比

建设时间短：

在较短的时间内完成系统的安装调试

5.3、UPS设备监控

UPS输入、输出电压、电流、频率等各项参数

5.3、供配电监控

电压、电流、频率及开关状态

5.4、空调系统监控

空调内部各模块的检测与控制

5.5、机房环境监测

机房温度、湿度、漏水监控

5.6、消防系统监控

与消防系统的互连及与配电系统的联动控制

5.7、门禁系统

门禁系统管理与控制

5.8、保安监控

对机房现场进行图像实时监控与传输

5.9、报警功能

电话报警、短信报警、电子邮件及警灯报警

5.10、集中控制管理

对以上内容通过计算机进行集中监控管理

第六章 空调及新风系统

6.1、机房环境特点-精密空调系统

   机房中的计算机及网络设备在运行中散热量大而且集中，散湿量极小，散热量的95%是显热，热湿比极大，焓差小。

在这种情况下，空气处理可近似作为一个等湿降温过程。

根据热的传播方式—传导、辐射、对流分析，疏散显热的最有效方式是对流，这就需要大量的冷风将热量带走。

   集中空调主要考虑人体对环境的要求，不具备大风量。

因此，集中空调方式就会出现虽然冷量够，但设备热量却散不出去的问题。

集中空调是用风管送风，而非静压风库，送风均匀度较差，所以集中空调不适合在机房使用。

   机房专用精密空调充分考虑了计算机设备的特点，在相同制冷量的基础上，加大了风量。

加之专用的送回风风库，送、回风均匀，能够较为迅速、有效地带走机器热量。

   计算机设备除了对温度有要求外，对湿度亦有要求。

而集中空调无法控制湿度恒定，如果再加一套湿度控制系统，无形中又加大了投资维护量。

而专用空调实现了对湿度的自动控制，使计算机设备不论在极湿润的夏季还是在极干躁的冬季都能在恒湿状态下正常工作。

   此外，机房对洁净度亦有严格的要求，这个要求远远高于办公用房。

由于集中空调送风方式的特点决定其不能满足此要求。

而专用空调中有中效过滤系统，可随时更换过滤网，方便、省时、经济。

同时，根据机房的围护结构特点（主要是墙体、顶面、地面，包括：

楼层、朝向、外墙、内墙及墙体材料，及门窗型式、单双层结构及缝隙、散热）、人员的发热量，照明灯具的发热量，新风负荷等各种因素，计算出计算机房所需的制冷量，由此选定空调的容量。

6.2、机房精密空调与舒适性空调的区别

   计算机机房对温度、湿度及洁净度均有较严格的要求，因此，计算机机房专用空调在设计上与传统的舒适性空调有着很大区别：

A 冷量分配（显冷与总冷的比例）不同

   传统的舒适性空调主要是针对人员设计，送风量小，送风焓差大，降温和除湿同时进行；而机房内显热量占全部热量的90%以上，它包括设备本身发热、照明发热量、通过墙壁、天花、窗户、地板的导热量，以及阳光辐射热，通过缝隙的渗透风和新风热量等；这些发热量产生余湿量很小，因此采用舒适性空调势必造成机房内相对湿度过低，而使设备内部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。

同时，由于舒适性空调制冷量的（40%-60%）消耗在除湿上，使得实际冷却设备的冷量减少很多，大大增加了能量的消耗。

机房专用空调在设计上采用严格控制蒸发器内蒸发压力，增大送风量使蒸发器表面温度高于空气露点温度而不除湿，由于送风量大，送风焓差减小，产生的冷量全部用来降温，提高了工作效率，降低了机房内的湿量损失。

B 风量不同

   舒适性空调风量小，风速低，只能使送风方向局部气流循环，不能在机房形成整体气流循环，机房冷却不均匀，使得机房内存在区域温差，送风方向