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机房工程方案设计大学毕业设计论文
第一部分设计方案
一、概述
当今社会科学技术高速发展。
各类计算机已被广泛地应用于社会的各个领域，在当今机关、企事业单位的日常管理、财务结算、信息传递、办公自动化等方面起到了重要的作用。
现在，机房已经成为各个终端计算机信息、数据的汇集点，是机关、企事业单位管理的心脏，而不是简单的计算机设备的集中地。
因此，为使计算机能够可靠、稳定、安全地运行，并做到维护、管理方便，这就要求根据国家的各种技术规范及标准要求，科学合理地设计机房。
通常一些人把机房的设计简单地看成是一种装潢设计，是任何人、任何单位都能设计的。
这种看法是错误的。
实质上机房的设计是一门技术性很强的工作，它必须结合强电的各项技术，考虑到弱电信号中基准地电压、静电场的保护、温度、湿度等的要求，以保证计算机设备安全可靠地工作。
同时，在满足计算机机房设备的使用要求的前提下，还应考虑机房的建筑装修简洁、美观、大方，使用维护方便。
现在，机房已被广大计算机用户所日益重视。
机房工程是一个集成了多种系统的系统性工程。
它包括：
结构装修系统、电气系统（包括供配电照明系统、独立接地与防雷接地系统和防静电系统）、机房精密空调系统（包括防漏水侦测系统）、机房综合布线系统、机房监控与门禁系统、机房消防报警灭火系统等。
二、机房现状及总体要求
1机房建设的原则
计算机机房工程的设计与建设应遵循技术先进、整体规划、布局合理、经济适用、安全可靠、质量优良、降低能耗等原则：
1.先进性
在满足可靠性和实用性前提下，采用先进的技术和设备建设机房，给计算机系统、数据网络系统及宽带、互连网通信等系统提供安全、可靠的服务空间。
2.可靠性
应具备在现有条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。
应具备长期可靠和稳定工作的能力。
3.实用性
应具备完成机房工程技术需求的能力和水准；应符合本工程实际需要的国内外有关规范的要求。
4.经济性
工艺与造价两者兼顾，应满足性能价格比的最优化。
5.整体性
机房工程是一个整体，应考虑各系统的色调、布局、格调及效果的一致性和整体性；
6.安全性
计算机中心机房是台州发电厂的安全重地，是台州发电厂的数据集中与处理、关键设备运行的中心枢纽。
机房的设计与建设必须确保其安全性，应满足综合防范体系。
应考虑机房的安全可靠，确保设备运行环境以及值班和技术人员的工作环境；从防火、防水、防盗、接地、防雷、防磁、防干扰、降噪等方面采取有效措施；地面承重能力等特殊技术措施。
2建设内容
本工程涉及到机房装修、电气技术、空气及温度调节、电子工艺、通信技术、弱电工程系统、自动控制技术、设备和环境监控技术等。
具体机房设计施工需要解决恒温、恒湿、新风补给、洁静度、静电保护、防雷击、防电磁干扰、消防安全、动力配电、照明、UPS及精密空调等设备购置和安装、动态监控运行环境状况等。
工程内容主要有以下几个部分：
（1）装饰系统
（2）供配电系统
（3）防雷接地系统
（4）空气调节系统
（5）PDS布线系统
（6）机柜系统
（7）综合安防系统
（8）设备环境监控系统
（9）消防报警及气体灭火系统
3机房主要环境技术要求
本次机房设计根据招标文件，主要是由二层主机房及空调设备间组成。
针对二层主机房和空调设备间内有高档服务器及重要的设备在投入使用，因而对环境的温度、湿度和尘净度以及供配电系统有较高的要求，主要技术参数及指标以达到国家A级机房为标准，国家A级机房具体技术指标如下：
1、供电系统
电压变动范围220V-5%～220V+5%
频率变化范围50HZ±0.2
波形失真率≤±5%
2、主机房环境要求
开机：
温度夏季22℃±2冬季20℃±2变化率<5℃/h要不凝露
湿度45%～65%
停机：
温度5℃～35℃变化率<5℃/h要不凝露
湿度40%～70%
尘埃≤10000粒/dm3
无线电干扰场强≤120dB（在频率范围为0.15～1000MHZ时）
磁场干扰环境场强≤800A/M
3、照明度要求
普通照明：
主要工作区和基本工作区的平均照度应不低于500～300LUX
其他工作区的平均照度为200～300LUX
机房的照明应光线均匀（最低照度与平均照度之比宜小于0.7）并且无眩光。
机房的照明电源应分组控制。
应急事故照明：
机房应设应急事故照明，照度应为普通照明照度的1/10且不低于15LUX。
应急疏散照明：
机房应设置疏散指示灯和安全出口的指示灯，其照度不应低于1LUX
4、防火要求
机房装修材料应采用难燃或非燃材料，且应能防潮、吸音不起尘、抗静电。
防火区域四周应采用具有防火性能的材料，主要区域在吊顶内、静电地板下、吊顶与静电地板之间采用自动消防报警灭火系统。
5、地线系统要求
直流工作接地≤1Ω
交流工作接地≤4Ω
安全保护接地≤4Ω
防静电地≤100Ω
防雷接地≤10Ω
4参考标准
（1）《电子计算机房设计规范》GB50174-93
（2）《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000
（3）《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
（4）《火灾自动报警系统施工验收规范》GB50116-92）；
（5）《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）；
（6）《气体灭火系统施工及验收规范》GB50263-97
（7）《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94
（8）《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94
（9）《大楼通信综合布线系统》YD/T926.1-1997
（10）《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB50311-2000
（11）《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB50312-2000
（12）《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
（13）《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-94
（14）《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92；
（15）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92；
（16）《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171-92；
（17）《电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范》GB50172-92；
（18）《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》GB50259-92；
（19）《低压成套开关设备验收规范》CECS49：
93；
（20）《套接紧定式钢导管电线管路施工及验收规范》CECS120：
2000；
（21）《计算站场地技术要求》GB2887-89
（22）《计算站场地安全要求》GB9361-88
（23）《计算机房活动地板技术条件》GB6650
（24）《通风与空调工程施工与验收规范》GB50243-97
（25）《电气装置安装施工及验收规范》GBJ232-90,92；
（26）《低压配电设计规范》GB50054-95
（27）《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）
（28）《电子计算机机房施工及验收规范》SJ/T30003-93
（29）《涉及国家秘密的计算机信息系统安全保密方案设计指南》
（30）其他相关规范、业主方的技术要求及报价文件
以及工程涉及的其他技术条件和要求，相关设备及材料的技术标准及要求等。
以上所列的主要技术标准和规范，如低于最近公布的国际或国内最新标准时，投标人应按最新标准进行系统的设计、施工，选材，并提供与之相应的技术标准。
三、机房建设总体布局
1布局设计思想
在进行方案设计时，应考虑合理分布工作空间及各类设备安装场所，缩短操作、运行流程、降低劳动强度，提高工作效率，确保机房内设备及工作人员安全。
在具体布局时应注意以下问题：
1）工作间的布局应使文件、资料的流动路线和工作人员的行走路线尽可能缩短，并且将物流路线和工作人员的人流路线尽可能分流。
2）计算机机房的主机房设备集中，要求较严，应采取措施确保主机房安全，并避免无关人员直接进入。
3）应根据空调的类型和送风方式确定空调系统的位置，以使机房获得最佳的空调效果为准。
4）各机房的入口处应考虑设备的进出通道。
5）机房的净高（从高架地板板面至天花吊顶底面之间的距离）应不小于2.4M。
2功能区划分
根据贵方提供的图纸，结合机房的国家标准以及贵方计算机网络系统的特点，我们将贵方二层机房分成以下几个区域，具体情况如下：
A、主机房：
面积：
60mm2左右
设置内容：
服务器机柜、配线机柜、配电柜、逆变器、消防钢瓶及其他配套设备
B、空调设备间：
面积：
24mm2
设置内容：
精密空调、新风机
机房总面积
70m2
综合评估：
最大安全撤离时间为30秒以内，符合消防规范中对气体灭火系统人员撤离时间的要求。
四、机房装修
信息机房是管理中心的数据和通讯枢纽，是保证整个系统正常工作的关键重要部分之一，对安全性、可靠性要求较高。
机房内放置的计算机设备、网络通讯等高科技设备需要一个非常严格的操作环境，它的正常运作对整个管理信息中心的业务是至关重要的。
机房装修的重点在于：
防尘、屏蔽、防静电、空调回风、防漏水设施、隔热、保温、防火等。
计算机机房装修部分主旨是：
既要与现代化的计算机通讯设备相匹配，又能通过精良、独特的设计构思，真正体现“现代、高雅、美观、适用”的整体形象。
1吊顶装饰工程
机房顶棚装修采用吊顶方式。
机房内的吊顶主要具有以下作用：
●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。
●作为一个静压回风库。
具体要求如下：
A、本工程采用密封式，保护区四周须钢筋混凝土或砖墙处理。
B、范围：
包括轻钢龙骨天花板全部作业。
C、材料：
使用建材依规格同级品，除非施工说明书有更严格的规定外，否则均依照各厂牌对应产品及安装所作指标。
D、二层主机房和空调设备间的天花板采用广东奥德赛微孔铝合金方板，并带防尘吸音纸，每块尺寸为600mm×600mm×0.8mm（方型），主要考虑到均匀回风、金属屏蔽作用、美观耐用的需求。
其余区域均采用原有的吊顶。
E、吊顶安装高度为2.8米，吊顶内空间刷防尘抗静电涂料。
2隔断墙工程
隔断墙不仅要承受荷载，而且还要把自身的重量施加在楼板上，因此其自重应越轻越好。
考虑到计算机的更新换代及布局的变更和扩充，隔断墙应设计成易于拆除而又不易损坏其它部位的建筑构造。
Ø在主机房和空调设备间之间采用大定玻隔断。
玻璃采用12mm钢化玻璃，安装在角钢制作的钢架上，吊顶内及静电地板下留有精密空调送风回风通道。
Ø其余隔断采用大楼土建的原墙。
3墙体装饰工程
二层主机房和空调设备间内的墙柱面采用上海兴铁库12mm高档彩钢石膏复合板饰面彩钢板贴面处理。
本次兴铁库板采用的是兴德系列隔墙，其基本结构为分体式，表面材为0.6mm烤漆彩钢板，内衬石膏板，采用C型轻钢龙骨为立柱固定，板间采用12mm压条，或55mm宽外盖板，墙内可进行管线布设。
墙板厚度为76-120mm等，可做防火等级组合。
彩钢板全部为金属结构，因此可以有限地防止电磁波辐射外泄。
彩钢板的耐火时间到达半小时以上。
彩钢板做接地处理。
4地面工程
在计算机中心各房间的工程技术设施中，静电地板是一个很重要的组成部分。
静电地板铺设在计算机机房的建筑地面上，静电地板上安放着计算机设备及其他电子设备，而在静电地板与建筑地面之间的空间内可以敷设连接设备的各种管线。
静电地板具有可拆卸的特点，因此所有设备的导线电缆的连接，管路的连接及检修更换都很方便，敷设路线距离最短，因而可减少信号在传输过程中的损耗。
此外，静电地板下空间可作为静压送风风库（或称为静压箱），通过带气流分布风口的静电地板将机房空调送出的冷风送入室内及发热设备机柜内，由于气流分布风口的地板与一般静电地板有互换性的特点，因此机房内能自由地调节气流分布。
另外，静电地板可迅速地安装与拆卸、方便设备的布局与调整。
为设备的增容和设备的更新换代提供了有利条件。
二层机房地面利用原有静电地板（需要做清洁），安装高度为350mm。
原机房中没有配置通风地板，因此增加部分全钢通风地板。
走线孔：
电缆线出口应配合电脑实际情况及使用单位之要求，在施工时负责切割，出入口并应嵌上Z型塑胶护条。
提升地板接地网：
采用6mm2裸铜线十字型压接施工方式，安装于保温层上方。
取一端点接至接地铜板采取单一回路接地，接地电阻小于1欧姆。
；
机房地面下做防尘处理，要求地板下需刷防尘地板漆
精密空调送风区——二层主机房需做保温处理，加铺一层20mm防火保温橡塑板。
机房内所有楼面必须进行防水处理，确保防水要求。
所有进出机房的孔洞、管道必须进行防鼠处理（包括线井）。
5门窗工程
机房区对外出入口的门采用钢质防火门。
钢质防火门的制作参照原大楼装饰门的样子，这样在不破坏大楼原装修风格，并能符合计算机机房设计规范的相关规定和消防要求。
在主机房和空调设备间之间的玻璃隔断上，采用无框玻璃门。
出于防尘、隔热、抗干扰的目的，将二层机房区域的窗户采用轻钢龙骨防火石膏板墙密封，内用彩钢板包饰。
6隐蔽部分工程
对于装饰工程中的隐蔽工程，设计方案应严格按照国家标准对隐蔽部分材料采取：
Ø墙体部分作防潮、防火及保温处理，
Ø部分非阻燃材料必须涂刷防火涂料，
Ø所有隐蔽用材必须符合机房用材性能指标，做到不起尘、阻燃、绝燃、不会产生静电、牢固耐用并无病虫害发生。
Ø机房区天地在施工前需做防尘防静电涂料处理。
Ø各种涂料须符合环保要求。
7场地降噪、隔热
根据国家标准规定：
在主控台处不大于68db。
因此我们将对精密空调机组的工作噪声和气流噪声进行有效控制：
包括在精密空调机组下专设重力分散和缓震器，控制送风风速。
而且在精密空调作用区域下的楼板，加铺防火保温橡塑板。
8场地净化
精密空调区的洁净程度标准为：
A级，每升含尘量≤18000粒（粒度≥0.5微米）。
应采取有效措施，确保主机房区的洁净度：
在整个机房的楼面及顶面刷一层防尘抗静电涂料，避免灰尘的产生及吸附。
9场地防水
（一）空调机冷凝水排放
1.精密空调系统安装冷凝水排放管，排水管由下层吊顶内通到卫生间向外排水，出水口高于排水口2-3％。
2.精密空调的进排水管的布放，须严格按规范工艺施工（水管进出水口高差控制，水管防漏…）。
（二）防新风气流因温差结露
机房区的新风如果直接引自室外大气，高温季节，湿度大时，引入的新风与机房内23℃±2℃气流相遇时会产生少量冷凝水。
因此我们选用带温差控制的新风机，热交换效率在75%以上。
（三）防止因空调机加湿器，进排水管损坏漏水
1沿空调机安装处周边地坪设深30～50毫米的积水沟，沟底做漏水口，并与室外相通。
2本工程机房动力环境监测系统中，在空调区地面设有漏水自动监测系统，可实时定位的监测地面漏水状况。
10静电防护和电磁屏蔽
（一）静电防护指标：
活动地板表面为主要静电产生处，规范规定不高于1000V，本工程应控制在100V以下，吊顶板、隔墙、窗、门限制在50V以下；
（二）静电防护
●活动地板，每隔3块地板的地板支架，用金属导线接成网络式的静电接地网络，并与静电泄放接地线接通；
●吊顶龙骨、板，轻质墙和护墙层的金属龙骨、金属饰面板，门，窗的金属框均以金属导线接通，并与静电泄放接地线接通；
●主机房设置具有恒湿能力的精密空调系统，将室内相对湿度控制在45～65%范围内，可有效地控制静电产生；（静电电荷释放半衰期小于等于250v/s）。
（三）根据规范规定：
机房内电磁波场强在0.15MC～1.000MC频段内不大于126db，磁场强度不大于800A。
因此我们在机房的四周采用彩钢板装饰，并且通过将彩钢板良好接地的方式，达到一定的屏蔽作用。
五、配电系统
1UPS供电方案的确定
当前计算机中心大规模的服务器和小型机的集中使用，网络运行的安全性有赖于供电系统的稳定安全运行，对UPS供电系统的安全性有更高的要求。
而只有根据计算机中心服务器等设备的用电特性和使用中面临的问题进行预先设计，并选择最优方案，才能在未来的供电系统使用运行中，真正的保证供电的高可靠性和高可用性，从而在最基础的动力方面保证计算机中心运行的稳定性。
首先分析负载的用电特性：
从计算机中心的信息平台来说，几乎所有重要的负载都是服务器和小型机，要明确区分这类设备的供电特性，才能有效的设计安全供电模式。
当前的主流服务器产品，大多数采用双输入供电方式，部分小型机采用3输入方式。
这类设备中的2个电源被通常服务器厂商说成主备电源。
实际上，服务器内部不可能设计多路直流电源切换装置，这些AC/DC电源的多路直流输出是并联运行的，任何单一的内部电源故障后，剩余电源供服务器或小型机急需的工作。
对于这类负载，称为双输入或多输入负载。
另外，有些用于操作的PC或PC服务器等只有一个内部电源，还有些信息处理设备，虽然有多个电源，但每个电源供内部某一部分功能或模块工作，任一电源的故障都会导致某些功能丧失，则这类计算机负载称为单输入负载。
其次选择负载供电方案：
如果采用双输入服务器和单输入计算机混合供电，对供电设备类型事先不清楚，无法严格区分，为保证所有系统都获得可靠供电，则适宜选择并联冗余供电方案。
如下图：
上图为1+1并联系统，2台UPS都安装全负荷容量设计，工作时输出交流并联在母排上，同时工作平均分担负载，系统中UPS在出现1台故障后，故障UPS自动退出，关闭输出，由剩余的UPS承担全部负载，并不会对负载设备供电造成影响，平均无故障间隔时间MBTF是单机的5~6倍。
由于本次业主方对机房进行改造中，不准备增加UPS，因此UPS只能采用单机系统。
在这种系统中，需要注意如下问题：
●给双输入电源的服务器和小型机供电时，注意配电应分别引自2个分支回路，严禁将双输入电源服务器的2个输入同时插接在1个插线排或1个空开分支回路中，避免单条供电分支线路故障导致的服务器电源瘫痪。
功率较大的系统，如有条件，双输入电源服务器的2个输入最好引自2个负载配电屏，便于使用时的负载三相平衡调整工作和维护检修工作，可尽量减少上述工作时服务器关机的需要和缩短关机时间。
●由于多电源设备AC/DC电源的多路直流输出是并联运行的，因此任何一个输入的电源质量都会对此设备造成很大的影响，因此不能采用将普通市电直接引入作为双输入电源服务器的2个输入电源中的一个考虑。
2供配电系统
1、机房主电源
机房主电源输入必须保证双电源供电，经自切装置后，引出三相五线制交流电源要求如下：
Ø采用TN-S系统供电；
Ø进线为三相五线制；
Ø频率50Hz
Ø电压380/200V
3、消防联动
配电柜中的送到精密空调新风机这一路的空关自带脱扣器，当消防动作时，提供一个干接点信号，空开自动跳闸，机组电源自动切断，关掉空调及新风机，以利及时消除灾情。
4、配电系统
机房进线电源采用三相五线制。
机房内用电设备供电电源均为三相五线制（空调设备）及单相三线制（其他设备）两种。
机房用电设备、配电线路设置过流过载两段保护，同时配电系统各极之间有选择性地配合，配电以放射式向用电设备供电。
机房配电系统所用电缆均为无锡远东铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，敷设在镀锌铁线槽内及镀锌铁管及金属软管内。
●供电支路连接方式
⏹动力设备以独立机体为终端分别供电，每个机柜输送两路电源；按双路配电。
⏹照明为分组组合供电方式，主机房区照度按300LX设计，辅助机房照度按200LX设计，采用机房专用无眩光灯具。
⏹机柜采用普通接插件接入电源。
●供配电系统容量冗余考虑
⏹本工程安装的配电柜的开关容量、数量和电源线、缆，其输送电流能力等均预留发展余量。
3UPS不间断电源系统
对于计算机房内的主机和网络设备而言，干净、不间断的电源供应是极端重要的。
但公用供电系统不可能提供不间断的高质量电源，因此可靠的解决办法是采用不间断电源（UPS），UPS不仅保证可靠的连续供电，而且UPS输出是绝对稳定，没有瞬变和谐波。
UPS系统的供电对象为：
服务器、工作站、网络设备和通信设备等。
本工程将原逆变器继续使用，提供UPS电源。
4照明、电源插座、配线走线方式
所有供配电线路必须使用优质合格铜芯配线。
要求开关功率选用应有1.5倍的富余，并做到标识醒目、与其它控制插座对应，所有电气开关材料必须是优质产品。
电源线要求地板下穿金属线槽，具备良好的屏蔽效果，并具有防鼠、防虫功能。
所有的强电线、电缆必需穿管或桥架铺设，必须保证强电电线、电缆与弱电线缆按规范要求分离。
1）所有动力电缆均在活动地板下通过穿镀锌金属线槽或镀锌铁管敷设。
2）天花照明电源线在天花吊顶上穿镀锌金属线槽或镀锌铁管敷设，然后就近经软管敷设至灯具。
3）一般插座和照明开关电缆通过镀锌金属线槽敷设，再经镀锌铁管敷设至各固定插座和开关。
4）要求机房内所有金属线管、线槽、电气设备外壳等不带电的金属部分都可靠接地。
5照明系统
计算机机房主要依靠人工采光，计算机房照明质量的好坏不仅会影响计算机操作人员和软硬件维修人员的工作效率和身心健康，而且会影响计算机的可靠运行。
工作位置排列与工作人员的方位要求同灯具排列联系尽量避免直接反射光，避免灯光从作业面至眼睛的直接反射，损坏对比度，降低能见度。
对此机房宜用带隔栅的荧光灯，可选用三管的或二管的，灯具的镜面为哑光。
1）照度
Ø主机房区照度达到300LUX以上；
Ø其余区域的照度达到200LUX以上；
Ø机房照明应无眩光；
Ø机房应急照明照度按一般照明的1/10取值；
2）光源灯具选择
此次采用广东松业的嵌入式格栅灯（3×18W，带电子整流器）。
考虑到停电情况下或者在火灾情况下，照明用电会被切断。
这时，如果有人在机房内要进行某些操作（如关机、备份、保存等）或者撤离的话，就会带来许多不便。
因此在主机房内设置了应急事故照明。
在停电的情况下，应急事故向一路应急照明提供电源，保持机房内最低限度的照明（事故照明为一般照明的1/8）。
此外，在机房的各出入口设置应急疏散指示灯，照度不少于1LUX。
六、防雷接地系统
1）防雷防浪涌系统
在网络中心的总配电柜的进线处应加设广州雷迅电子的三相一级电源浪涌保护器AM1-80/4，雷电通量80KA（8/20μS），在主机房配电柜的进线处应加设合资广州雷迅电子三相二级浪涌保护器AM2-40/4，雷电通量40KA（8/20μS）。
这两级防雷保护器安装线路需要相距10米以上。
通过这两级防雷器，将可能产生的各种电源扰动限制在设备能够承受的范围之内，并将浪涌电流引入接地网络，确保设备安全。
2）接地处理
主机房内的导体必须与大地做可靠的联接，不得有对地绝缘的孤立导体。
机房内绝缘体的静电电压不得大于1KV。
机房内根据规范有如下接地：
直流工作接地≤1Ω
交流工作接地≤4Ω
安全保护接地≤4Ω
防静电地≤100Ω
防雷接地≤10Ω
在本机房中设置了如下三个接地：
直流工作地、交流工作地和等电位接地。
将安全保护接地、防雷接地和防静电地并用到等电位接地中。
而交流工作地则在从机房外部引入电力电缆时，一并引入。
●从大楼接地点引入两根ZR-BVR50到机房内。
在机房安装一个等电位汇接箱，形成等电位接地体。
要求阻值≤1Ω。
并且在机房内离墙0.8米设置一圈30×3铜排，组成均压环。
将机房内的各种接地（如安全保护地、防雷接地、防静电接
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