机房工程设计方案.docx

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机房工程设计方案

机房工程设计方案

1系统概述

基础设施的建设，很重要的一个环节就是机房的建设。

机房工程不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体，更需要丰富的工程实施和管理经验。

机房设计与施工的优劣直接关系到机房内设备系统是否能稳定可靠地运行，是否能保证各类信息通讯畅通无阻。

由于机房的环境必须满足计算机等各种微电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等的要求。

所以，一个合格的现代化机房，应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充性的机房。

本次中西医结合医院机房工程的建设项目包括：

机房装修、防雷接地工程、配电、机房UPS、机房环境监测等五大部分。

本方案书根据国家规范及行业标准设计和施工。

2系统设计

本次医院设计2个机房管理中心：

消防控制室和信息中心机房。

信息中心机房放置服务器、存储、交换机中心设备。

消防监控机房放置视频监控、视频监控显示设备、防盗报警及电子巡更等中心设备。

3机房装修

3.1机房吊顶

采用600x600mm铝合金喷塑面方型吊顶，表面采用高级防止电磁干扰喷涂，漆面坚固，耐用。

吊顶材料具备良好防火及吸音效果。

吊顶须具备轻质、防火、防潮、吸音、防尘、易于清洗并易于安装及拆卸。

1）吊顶安装均采用钢性吊杆结构，以保证吊顶的安全性、可靠性

2）机房天花装修应采用吊顶方式，且吊顶应具有不限于以下功能：

c）吊顶内可用来布置通风管道。

3）安装固定照明灯具及走线。

e）防止灰尘下落。

4）在吊顶以上到顶棚（或上一层楼板）的空间作为静压回风风库。

5）安装固定各类风口。

3.2机房地面

在铺设地板前必须先对地面进行较好的预处理，首先抹平机房地面，作防尘、防水处理，再开始刷地台漆二遍，起防潮、防霉作用，然后再刷防静电水泥漆一遍。

至此，地面预处理完成，正常施工状态下，地面预处理需2天时间。

敷设钢质防静电地板，规格为650mmx650mmx35mm架空设置高度为可在150mm及300mm之间调较。

地板铺设方式必须满足系统设备及机柜安置要求。

地板与建筑地面之间用以敷设连接设备的各种管线。

架空地板应可拆卸，所有电缆管线的连接、检修、更换均应便捷。

地板下管线敷设路径应尽可能做到距离最短，以减少信号在传输过程中的损耗。

地板为用组合型，上板为无污染材料超硬质钢板、下板为拉伸冷轧钢

板，地板表面经过防静电环氧树脂喷塑处理，中间填充进口泡沫水泥，且表面应可粘贴各种地板覆盖物作装饰。

地板配套附件包括支座、桁梁等均为全钢组件，表面经镀锌防腐处理。

架空地板主要构件包括地板、可调支撑、桁梁和缓冲垫等。

所有建筑地面均用水泥砂浆找平抺光处理以满足地面平整度的要求，且所有地面均刷防尘漆两遍做洁净处理以提高机房洁净度.

为便于机房设备的进出，在机房入口处设置一组踏步。

4机房配电工程

机房供电采用380/220V电压、50Hz频率和三相五线制（即TN-S系统）的配线方式，机房电源为双回路供电方式。

优点为：

正常工作时保护地PE线不呈现电流，设备外露可导电部分不呈现对地电流，在事故发生时易切断电源，操作安全，电磁适应性强。

因机房设备分设备和辅助设备，这两种设备对供电电源有不同的要求，所以采用两种不同的电源供电：

即一种为普通电源，一种为不间断电源。

普通电源给计算机辅助设备供电，如：

精密空调、照明、维修插座、辅助插座等等。

不间断电源给计算机设备供电，如：

服务器、主机、终端、打印机、行打机等设备。

机房设置单独机房专用配电柜，该配电柜由内到外三层防护，外部采用钢化玻璃门。

5机房UPS电源

信息中心机房设备配置容量为60KVA的在线式UPS电源，主要针对网络核心交换机、服务器等重要设备供电，保证中心设备在停电状况下工作可达到2小时。

消防控制室设备配置容量为30KVA的在线式UPS电源，主要针对智能设备网设备以及中心机房内报警主机、硬盘录像机、管理计算机及服务器等重要设备供电，保证中心设备在停电状况下工作可达到2小时。

机房配电柜设计

机房设计两个配电柜，市电配电柜和UPS输出配电柜。

市电配电柜为两路市电ATS自切换柜，提供机房照明、空调和UPS输入开关，其中照明、空调需采用消防联动开关，一旦消防报警切断电源。

UPS配电柜提供弱电机房内各个机柜、服务器等设备的供电回路，每个机柜、服务器提供单独的10AUPS供电回路。

6机房防雷接地工程

防雷设计原则：

将绝大部分雷电流直接引入地下泄散（外部保护）；阻塞沿电源线或数据线、信号线引入的过电压波危害设备（内部保护及过电压保护）；限制被保护设备上浪涌过电压幅值（过电压保护）。

以上三道防线，互相配合，各行其责，缺一不可，在作保护时，充分利用该建筑物本身外部防护设施，而严密考虑机房内的防护要素。

机房防雷设计

1）强电防雷：

采用三级的分级限压措施。

电源第一级（B级）用高能量防雷器，安装于电控室内，与总配电柜内供给机房的供电回路总开关输出端的L1、L2、L3、N线（对PE）并接，用来防止电力线在引入的传输途中受到的直接雷击或感应到的未经衰减的雷电流（雷电击中附近地区而在电力线上产生的较强的感应电流）沿电力线进入机房供电系统。

防雷器前加装断路器1只。

（该部分由强电单位负责实施）

电源第二级（C级）用浪涌过电压保护器，装于中心机房所在的配电箱处，保护器与配电箱总开关输出端的L1、L2、L3、N线对电源PE地并接，用来防止从一级防雷器过渡后剩留的雷电流威胁值，以及电力网的波动、浪涌和人为操作等过电压沿供电线侵入本建筑物的用电设备，保护器前加装断路器1只。

机房设备供电的三级（D级）保护。

对各中心设备的供电电源插座设置防浪涌电压保护器进行防护。

2）中心设备防雷

每条进入中心的室外线缆均设置相应的视频、控制、以太网信号防雷器等进行防雷，保护中心重要设备。

接地设计

本工程的智能化系统，接地主要有交流工作接地、保护工作接地、屏蔽接地。

智能化系统的接地线都接入各单元总接地端子箱（包括不带电的弱电金属管，线槽，分线箱等），均与电气系统等电位点连接，要求接地电阻不大于1Ω。

机房内设备接地：

在机房静电地板下地面上刷绝缘漆（环氧），用40×4mm铜带按间距1000×1000mm制成网格，形成等电位面，网格与接地体、静电地板支架连接，并在机房内设置等电位端子箱，将机房内所有设备、机架金属外壳，进出机房的金属管道、桥架线槽、金属门窗、通信电缆金属屏蔽层和光缆的金属加强芯等铜芯线就近接于等电位端子上，通过等点位端子与建筑物结构地网采用单点接地方式。

如下图所示：

接地引入线（单点接地线）材料选用50㎡多股铜芯电缆或4×40㎡镀锌扁钢。

接地引入线应作防腐（扁钢）、绝缘处理，可沿强电井下引，裸露在地面以上部分，应有防止机械损伤的措施。

机房各金属机架防静电地板金属支架应等电位连接构成室内局部均压带，并用6mm2、多芯线引到汇集排或机房等电位网。

系统接地引入线电流不超过1A。

7精密空调及新风系统

机房中的设备是由大量的微电子设备、精密机械设备和机电设备组成。

这些设备使用了大量受环境条件影响的电子组件、机械构件及材料。

如果环境条件不能满足这些设备对环境的使用要求，就会降低计算机的可靠性，加速组件及材料的老化，缩短机器的使用寿命，甚至丢失重要的数据和出现误动作等。

本项目机房面积适中，属中型IDC机房，机房内按国标GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》的A级规定配置空调设备：

级别\项目

A级

备注

相对温度

231C

不得结露

相对湿度

40%~55%

不得结露

温度变化率

5C/h

不得结露

同时，主机房区的噪声声压级小于68分贝；

主机房内要维持正压，与室外压差大于9.8帕；

采用地板下送风，天花上回风的方式，送风速度不小于3米/秒；

在表态条件下，主机房内大于0.5微米的尘埃不大于18000粒/升。

负荷及制冷量计算：

机房主要热量的来源

设备负荷（计算机及机柜热负荷）；

机房照明负荷；

建筑维护结构负荷；

补充的新风负荷；

人员的散热负荷等。

其他

热负荷分析：

（1）计算机设备热负荷：

Q1=860xPxη1η2η3Kcal/h

Q1：

计算机设备热负荷；P：

机房内各种设备总功耗；

η1：

同时使用系数，η2：

利用系数，η3：

负荷工作均匀系数；

通常，η1η2η3取0.6—0.8之间，本设计考虑容量变化要求较小，取值为0.6。

（2）照明设备热负荷：

Q2=CxPKcal/h

P：

照明设备标定输出功率；

C：

每输出1W放热量Kcal/hw（白炽灯0.86口光灯1）根据国家标准《计算站场地技术要求》要求，机房照度应大于2001x，其功耗大约为20W/M2，以后的计算中，照明功耗将以20W/M^2为依据计算。

（3）人体热负荷

Q3=PxNKcal/h

N：

机房常有人员数量；

P：

人体发热量，轻体力工作人员热负荷显热与潜热之和，在室温为21℃和24℃时均为102Kcal。

（4）围护结构传导热

Q4=KxFx（t1-t2）Kcal/h

K：

围护结构导热系统普通混凝土为1.4-1.5，F：

围护结构面积，t1：

机房内的温度℃，t2：

机房外的计算温度℃。

在以后的计算中，t1-t2定为10℃计算。

屋顶与地板根据修正系数0.4计算。

（5）新风热负荷计算较为复杂，在此方案中，我们以空调本身的设备余量来平衡，不另外计算。

（6）其他热负荷

除上述热负荷外，在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘器等也将成为热负荷，由于这些设备功耗小，只粗略根据其输入功率与热功当量之积计算，Q5=860xP。

根据以上各部分对热负荷的计算要求我们可以知道，机房主要的热负荷来源于设备的发热量及维护结构的热负荷。

因此，我们要了解主设备的数量及用电情况以确定精密空调的容量及配置。

根据以往经验，除主要的设备热负荷之外的其他负荷，如机房照明负荷、建筑维护结构负荷补充的新风负荷、人员的散热负荷等，可根据计算机房的面积测算。

根据本项目机房的用途，可考虑按照机房设备功率和机房面积两部分进行测算。

本项目机房情况如下表：

机房名称

面积（平方）

净高（m）

层高（m）

1#

260

3

5

冷负荷确定：

采用“功率及面积法”计算机房冷负荷。

Qt=Q1+Q2；

其中，Qt总制冷量（kW）；

Q1室内设备负荷（=设备额定功率×0.8）；

Q2环境冷负荷（=0.12～0.18kW/m2×机房面积）。

8环境监测

动力与环境监控系统被广泛应用于各类计算机机房无人值守现场的环境及安防监控，网络机房监控。

动力与环境监控系统的功能是采集并记录现场的各种环境参量，例如红外、门禁、烟感、温度、湿度、电压、电流、电磁干扰等。

它由传感器和数据处理单元组成，各种环境参量经分析处理后，通过网络接口传送到服务器。

其核心设备是网络型数据采集控制器,采用了嵌入式技术，配有以太网接口、智能设备接口和标准的传感器接口,具有各种协议转换功能、短信报警功能和本地数据存储功能；当网络故障时,本地数据存储功能保证采集的数据不会丢失,极大的提高了系统的稳定性可靠性。

动力与环境监控系统可以同时采集温度、湿度、电压、电流、烟雾、水禁、红外、门禁等状态参量，采集的数值在用户界面上动态地显示出来。

由于有可扩展的传感器接口，用户可以自由定义。

通过内嵌WebServer可允许用户通过PC的IE浏览器或其他标准的浏览器访问监控系统的网页来观察远端的情况，而不需要额外的软件。

当参量达到警告值时，页面自动图形显示报警提示。

网络管理员可以在界面上设置被测参量的变化范围、报警上下限数值、IP地址。

当网络断线时,特有的本地数据存储功能,能自动存储断点数据,确保数据不会丢失。

配合机房的空调设备、气体灭火设备等，构造一个优异的机房运行环境。

9主要设备介绍

9.1防静电地板

地板：

选用优质全钢抗静电活动地板（燃烧性能等级A），以高强度、非燃性材料为内层基材，具有良好的防静电、防火、防潮、防锈等功能，各项技术指标均达到或超过国家有关标准（GB6605，GB9361）。

防静电地板电阻率：

（10×107—10×108）Ωcm

分布载荷：

大于1500kg/m2。

集中载荷：

大于200kg/m2

防静电活动地板高度：

300mm（地板下空间为送风静压箱）

保温：

地面采用保温处理，所用的材料要求用环保型

防尘防静：

对地面、顶棚、墙面进行防尘、防潮、防静电处理。

9.2UPS

产品特点：

在线式双变换设计，完全隔离市电及油机可能存在的各类电网污染及电网故障对负载的影响；

采用先进的DSP及全数字控制技术，系统稳定性更高，可实现在线维护和扩容；

先进的分散式自主并联技术，无需集中旁路柜，可实现4台并联和在线扩容；

数字化均流技术，极小的环流、极高的并联可靠性；

超宽输入电压、频率范围，适应恶劣电网环境；

超强输出过载及短路能力，确保系统稳定性和极限状态下的系统安全；

智能化电池管理，自动维护电池，延长使用寿命；

6英寸超大液晶显示器，中英文显示界面，方便国内用户使用；

分层独立式密闭风道和冗余风扇设计，电路板三防漆防护，标配防尘滤网，恶劣环境下具有优异的防护功能。

技术参数：

基本参数

UPS类型在线式

额定功率30KVA/60KVA

输入输出参数

输入电压范围176-276V

输入频率范围45-55Hz

输出电压范围217-222V

输出频率范围50-60Hz

通信和管理

面板显示LCD

保护市电保护：

IEC60664-1-Ⅳ

电池和运行时间

电池类型240V×20

环境

噪音值（dBA）55

其它参数

外观尺寸770×280×875mm

产品重量116kg

9.3环境监测主机

主要性能

产品类型NET远程机房环境监控方案

其他性能通过菊链串接方式可再串连255台GN0116设备，并通过GN0116主机的使用者接口管理所有已安装的设备

是一套专门针对机房或重要系统所设计的远程环境监控与管理方案。

通过此方案的远程控制和逻辑组态配置功能，及其强大的管理能力与扩充性，将使用户能够为机房及数据中心建构安全且稳定的环境。

对于IT管理人员而言，此方案可提供实时监测设备或环境的状态，在早期就判断并提出系统的问题，大幅降低修复成本并确保全天候机房/数据中心监控的可靠性。

电气规格

电源电压DC12V

功率30W

产品外形

产品尺寸440*154*45mm

产品重量2.30kg

其他特性

工作温度0℃-50℃

21、综合管路系统

21.1系统概述

弱电系统是现代建筑物内的综合系统工程。

它与大楼内所有建筑物的机电设备如变配电、空调、照明等设施有密切关系。

这些弱电系统有安全防范系统、一卡通系统、有线电视、结构化综合布线系统等。

大楼弱电系统对建筑物来说是一个整体，每个弱电系统都有电缆管线，整个大楼遍布着弱电系统的电缆。

管路设计的目的是使这些电缆按一定的规律，合理有序地安置在大楼内的综合管路中。

综合管路的工程设计，其内容包括与整个弱电系统相关的弱电预埋管、预留孔洞、弱电竖井、桥架、管路及系统的电源供应、接地、避雷、屏蔽和机房。

综合管路的设计和施工还牵涉到和其它管道（如暖通、给排水和强电）的关系，以及建筑功能的综合配管或调整，桥架敷设预埋等。

21.2设计说明

弱电系统是现代建筑物内的综合系统工程。

它包括建筑体、变配电、供气、给排水、暖通、消防、照明等设施有关的安全防范系统、结构化综合布线系统、安保监控系统等。

弱电系统对建筑物来说是一个整体，从管理、控制机房、弱电管道到各个信息点或控制点都有相关的路由。

这些路由要按一定的规律，合理有序、有机地通过弱电系统的综合管路安置在大楼内。

综合管路系统的设计，可以合理地建立弱电系统的公共通道。

综合管路的内容包括了与整个弱电系统相关的弱电预埋管、预留孔洞、弱电竖井、桥架、管路及系统的电源供应、接地、避雷、屏蔽和机房。

综合管路的设计和施工还牵涉到其他管路（如暖通、给排水和强电）和建筑功能的综合配管或调整,桥架敷设预埋。

本次中心的垂直干线敷设在槽式弱电桥架内，水平走线采用槽式弱电桥架。

弱电桥架的采用可以大量减少预埋管路，方便建筑施工，并且可避免预埋的盲目性造成的损失，修改管线和维修都很方便。

工作区采用KBG20或KBG25管预埋敷设到各个工作点，保证各网络信号的传输性能。

在本项目的弱电管井内设垂直桥架，分别和各楼层的水平桥架系统相连接，尺寸为400*100，桥架内每米设置一个绑扎扣环，以固定垂直光纤、大对数电缆等其他弱电线路。

垂直桥架安装后，应在弱电井内设置封闭板，平时关闭，检修或增加干线时开放。

电源系统单独穿管，楼控、布线、安防系统共用桥架。

和垂直桥架相对应，所以我们在每层的走廊吊顶内安装了水平桥架，用于放置各个系统的线缆。

楼层采用400*100，地下室400*100水平桥架。

电视、广播系统单独穿管，楼控、布线、安防系统共用桥架，安防电源单独穿管。

水平管路主要为从水平桥架至各个系统终端所使用的管材，采用的材料视各个系统的不同而不同。

PDS线缆由桥架引出，穿2根线管材采用KBG25；安保系统从桥架的引出线路为KBG20及KBG25。

地下室采用钢管20/25明敷，其余为暗敷。

室外管路从信息中心机房和消防安保中心通过3根50PE管连接。

人孔井或手孔井至摄像机采用2根PE20管道。

桥架应固定在墙面上（或吊顶下），要求桥架为全密封结构，以防鼠害。

可通过锁扣开启盖子，桥架之间通过配套的连接片和螺栓连接。

金属桥架用来安放和引导电缆，并起到机械保护的作用。

同时还提供了一个防火、密封、紧固的空间使线缆可以安全地延伸到目的地，并为今后维护和扩充提供方便；

桥架材料均为冷轧合金板；

使用带分隔的金属防火桥架；

桥架内线缆的总截面积不超过桥架内截面积的三分之一；

金属电线管内线缆的填充率不超过60%；

管线施工单位要求能够根据国家标准，确保电缆铺设的可能性，清除管内毛刺和垃圾，并在管内留有穿线所需的引导钢丝；

为了确保穿线顺利，在电线管排放中，施工单位应根据建筑规范在管线分支、连接、转弯处设过线盒；

根据综合布线系统的施工要求，每根电缆的转弯半径要求为其电缆外径的8-10倍。

因此，吊顶内桥架在转弯或分路处均应设置45度转角，（在管线转弯处不能拐死角，转弯半径>10cm；

水平线槽和竖井梯架连接处，及水平线槽和管线各连接处须配以相应规格的分支附件，不能断接，以保证线路路由的弯曲自如以及线路的安全；

若管线长度不够，需加套管时，应加外套，不能加内套；

在个别地方不能通过电线管时，可用金属软管连接，软管内径不能小于电线管内径；

所有桥架在线缆安装完毕后，全部要求使用锁扣封闭，以防鼠害；

此次使用的插座底盒全部为国标86型铁盒。

所有底盒的底面距地面高度为300mm。

机房内部底盒高度600mm。

在各信息插座处应在墙内预埋国标86型铁盒，各铁盒与墙内管路应连接良好，不能断接；底盒上的螺丝孔（耳朵）不能损坏，否则面板无法安装。

信息插座距离强电插座应该大于20cm。

线槽用角钢支架支撑，角钢架用膨胀螺栓固定在楼板下方。

在楼板上并不需要预留预埋件，线槽由镀锌薄钢板制成，在配线时，线槽要留有一定的备用量（60%的余量）。

在建筑物内，为了防火的要求，导线出槽时要穿金属管或金属软管，导线不得有外露部分；同时线槽应采用防火材料制成。

整个预埋线管和线槽与桥架的施工，可几个部分组成：

引入配线、辅助配线箱或配线架；垂直桥架部分，楼层水平管线部分。

壁龛分线部分（包括配线接头箱，过路箱、分线箱以及出线盒等接线设备）。

电缆敷设

1）电缆保护管的敷设

电缆管不应有穿孔、裂缝，内壁应光滑，管口应无毛刺和尖角，管口做成喇叭形。

弯管后，不应有裂缝，其弯扁程度不超过10%，弯曲半径不应小于电缆的最小允许弯曲半径。

电缆管外表面刷沥青漆作防腐处理，镀锌管镀锌剥落处应涂防腐漆，埋入混凝土内的管子可不涂防腐漆。

电缆管管径如无设计要求，管内径与电缆外径之比不小于1.5，每根电缆管弯头不应超过3个，直角弯不应超过2个。

电缆管连接应牢固，密封良好，两口对准，且不得直接对焊。

电缆保护管必须作好接地跨接，若管接头采用套管焊接时可以除外。

引至设备的电缆管管口位置，应便于与设备连接并不妨碍设备的拆装和进出。

2）控制电缆线槽的安装

线槽及附件的质量必须符合设计要求和现行的有关技术标准，并按设计进行选择，线槽的填充率不应大于40%，并应有一定的备用空位，以便今后扩容。

安装时应与土建紧密配合，作好孔洞预留和预埋件埋设，线槽的安装位置及高度，必须满足设计要求及规范规定。

线槽水平敷设，跨距为1.5~3m，线槽垂直敷设固定点间距不大于1.5m，支架应焊接牢固，横平竖直，同层横档高低偏差不应大于5mm，沿线槽走向的左右偏差不大于10mm。

线槽连接必须采用螺栓连接，且螺母应位于外侧。

线槽采用引出管时，必须用开孔器开孔，开孔应整齐，与管孔径吻合，严禁采用气、电焊割孔，连接应采用管接头，严禁焊接。

线槽及其支吊架均应良好接地，接地干线与每段线槽，均应至少有一点可靠连接，包括弯头等，在有振动的场所，还应装置弹簧垫圈，软连接处应采用纺织铜线连接。

线槽在穿过预留孔洞、楼板及墙壁处，应采用防火隔板、防火堵料作好密封隔离措施，防止火灾沿线路延燃