机房建设及监控设计方案概要.docx
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机房建设及监控设计方案概要
设
计
方
案
第1章机房方案概述
广州肿瘤医院机房建设项目是医院计算机信息网络技术的基础平台，在现代科学技术高度发展的社会里，计算机机房这概念将越来越广泛地应用于各个领域，近年来高科技迅猛发展，只有通过计算机网络稳定、可靠的运行才能发挥其效益，而计算机的硬件及软件的稳定、可靠运行要依靠计算机房的严格的环境条件，即机房温度、湿度、洁净度、噪声、振动、静电、电磁干扰电源质量、防雷和安全防范等要求。
因此机房工程的设计与施工也日益被人们所重视为了将机房建设成为一个具有国内领先水平的智能化信息数据处理中心，设计过程中应遵循以下原则：
1.先进性
以先进、成熟的技术和设备去建设机房，并且能确保几年内基本满足肿瘤医院信息系统机房建设工程计算机应用的需求。
2.可靠性
为保证各项业务应用，要对机房布局、结构设计、设备选型等各方面进行高可靠性的设计和建设。
在关键设备采用硬件备冗余的基础上，采用相关性软件技术提供较强的管理机制、控制手段和事故监控等措施提高机房的安全可靠性。
3.规范化
在机房的设计和施工中，必须严格遵循国家的规范和国际标准，工程做到保质保量。
这些规范和标准包括《电子计算机机房设计规范》（GB50174-2008）、《电子计算机机房施工及验收规范》（SJ/T30003-93）、《计算机场地技术条件》（GB2887-89）、《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）、《气体灭火系统施工及验收规范》（GB50265-97）等。
4.安全性
机房是计算机系统运行和重要数据流动、存放的地方，因此，确保机房安全的重要性就可想而知。
特别是供电安全更是机房业务安全的基础保障，本设计特别采用双模块化UPS电源采用单机N+X冗于，双电源负载的A、B电源分别从不同的UPS电源全电的双机模块化双母线的高可靠安全供电方案。
特别考虑到停电的时候精密空调停机会造成机房内的温度升高，采用UPS电源加输出隔离变压器带小功率备用空调保证机房制冷量。
5.灵活性
整个机房是可扩展的，便于计算机系统的增加、升级和改装，方便XX信息系统机房系统的调整和扩张。
6.实用性和经济性
从实用性和经济性出发，着眼于近期目标和长期的发展，选用先进的设备，进行最佳性能组合，利用有限的投资构造一个现代化的机房。
7.易管理性
机房是属于涉及面广、技术含量高的综合性环境，需要管理和维护的设备比较多，机房的建设必须保证机房的可管理性。
在优秀的管理之下，将大大提高机房的动作效率，并可迅速简便进行故障的诊断和排除。
第1节机房建设工程的要求
1.工程概况
本工程建设面积为85平米，机房平面规划设计为五大系统：
机房区系统、电力区系统、动力环境监控系统、气体消防系统、仓库区，相互兼容，发挥各个系统的功能来提高机房的安全性和运行效率，具体详见平面布局图。
2.工程范围
本次机房建设内容包括：
室内装饰、电气系统（含市电接入、低压配电、UPS、照明、防雷接地系统）、空气调节系统（含精密空调、新风系统）、综合布线系统（含综合布线、KVM）、监控与安全防范系统（环境监控、安全监控、门禁系统）。
平面规划装修：
机房总体面积85平方米，按功能区划分为机房区系统、电力区系统、动力环境监控系统、气体消防系统、仓库区，设置人员出入门及设备出入门。
地面采用防静电地板，高度为10CM。
天面采用无天花设计，机房整体净空高度达到2.9米，服务器机柜达到合适的工作空间。
配电设备规划：
机房配置两台模块化UPS电源，双电源负载的A、B电源分别从不同的UPS电源全电的双机模块化双母线的高可靠安全供电方案；设置UPS配电管理柜，空调动力管理柜。
IT供电与空调供电独立分开。
提高配电系统安全性。
考虑到配电设备中UPS主机、后备电池组重量大，将其设计于大楼结构柱位置（或者附近）。
配电设备（UPS主机、配电柜、电池柜）前设备维护通道大于0.8米，符合设备的散热要求，也保证设备的故障应急及维护通道。
电力电缆、弱电、网络布线采用柜体上走线方式。
制冷设备规划：
机房内采用4台行级精密空调，其中两台小功率空调由UPS电源供电以保证停电的时候机房制冷的要求，行级空调以最短路径提供服务器机柜IT设备制冷量，并采用冷通道封闭技术，来提高空调制冷效率，达到绿色节能效果。
空调机组与机柜同尺寸，体现机房的整体性。
前通道1.1M。
后通道大于0.8M，保证设备的操作空间。
机柜布线规划：
机房内安装20台服务器机柜，机柜采用冷通道专用42U标准服务器机柜。
机柜深度为1.1米，保证服务器的安装深度及布线要求。
机柜采用两列正门相对设计，正门操作空间为1.2米。
机柜采用冷通道并柜，提高整体机柜的承重性。
布线系统以光纤上走线为主，铜缆为辅，提高布线系统的抗干扰性和可维护性。
弱电布线采用上柜顶走线方式，美观易维护。
机房监控规划：
机房监控对机房内部动力设备类（UPS、配电柜、空调等设备）、机房环境类（温湿度、漏水等）、机房安全类（门禁、防雷）做实时监控并提供故障实时远程报警。
重要设备提供预警功能，实现机房监控达到智能监控级别。
气体消防规划：
按GB50174国标规定，机房内部应设备气体灭火系统。
考虑到机房有五个物理分区，采用管网FM200气体灭火系统。
提供消防可靠性，保障机房的安全性。
消防报警系统与机房监控系统联动，并进行实时监控。
3.设计应遵循的规范（A级）
GB2887-2000电子计算机场地通用规范
GB50243-2002通风与空调工程施工及验收规范
GB/T50311-2000建筑与建筑综合布线系统工程设计规范
GB/T50312-2000建筑与建筑综合布线系统工程验收规范
GB/T50314-2000智能建筑设计标准
GB50168-92电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范
GB50174-2008电子信息系统机房设计规范
GBJ16-87建筑设计防火规范（1997年版）
JGJ73-91建筑装饰工程施工及验收规范
GB9361-88计算站场地安全要求
GB15763.1-2001建筑用安全玻璃防火玻璃
DGJ08-83-2000J10011-2000防静电工程技术规范
GA/T367-2001视频安防监控系统技术要求
GB50116-98火灾自动报警系统设计规范
SJ/T10796-01防静电活动地板通用规范
GB50343-2004建筑物电子信息防雷技术规范
4.机房建设方案具体要求（A级）
1.机房的温度、湿度
温度：
摄氏222℃
相对湿度：
45%-65%
2.计算机电源
频率：
50HZ0.2HZ
电压：
380V/220V5V波型失真率：
小于5%
3.机房照明
在距离地面0.8米处，照度不低于200LX（常规经验应以400LX为好）；
4.接地
计算机系统直流接地电阻小于1Ω；
交流工作接地系统接地电阻小于4Ω；
计算机系统安全保护接地电阻和静电接地小于4Ω；
防雷保护接地系统接地电阻小于10Ω。
5.机房活动地板
均布荷载：
大于800KG/平方米集中荷载：
大于200KG；
活动地板应使用防静电地板。
5.工程设计技术指标
编号
项目
设计指标
1.
温度
按A级标准，夏季23±2℃；冬季20℃±2℃
2.
湿度
45%～65%
3.
温度变化率
≤5℃/h，不结露
4.
制冷量
按大于300~500KCAL/H.m2左右估算，按照“N+1”备份进行设计。
5.
尘埃
主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于大于或等于0.5µm的尘粒数，应少于18000粒。
）
6.
噪音
≤65dB
7.
照度
眩光限制按I级标准，主机房、监控室、测试室照度按≥300lux及按现场布局排列，机房内设置备用照明，其照度为一般照明的15%。
机房设置有疏散照明和安全出口标志灯。
8.
接地
接地电阻≤1Ω，接地电位差<1V
9.
供电系统
按A级标准设计，供电系统可用性（由市电至机柜计算）≥99.99%，单相负荷应均匀地分配在三相线路上，并应使三相负荷不平衡度小于20%。
10.
内磁场干扰
主机房内磁场干扰环境场强按小于800A/m
11.
风速
采用活动地板下送风时，出口风速不应大于3m/s，送风气流不直对工作人员。
第2节机房装修设计
广州医科大学附属肿瘤医院机房建设工程的装修内容包括：
天花、地板、墙面、隔断等工程。
3.中心机房装修原则
计算机中心机房室内装饰选用气密性好、不起尘、易清洁，并在温、湿度变化作用下变形小的材料，并符合下列要求：
1.计算机机房墙体要采用防火隔断墙，周围均要进行防潮、保温处理。
2.计算机机房应采取防尘措施。
3.计算机机房内铺设电缆、设备较多，必须注意机房的消防安全，严格控制建筑物耐火等级。
所有材料的防火等级都应选为A级或B1级。
4.尘埃的二次飞扬，对计算机机房内的空气洁净度影响较大，因此装饰材料应选用不易积灰、不易起尘、易于清洁、防火保温的饰面材料，同时注意该材料不应产生眩光。
5.计算机机房地面最好采用质地硬、不易起尘、防静电的材料。
如选用水泥地面，其表面必须光滑，水平度好，并涂防尘漆。
6.计算机机房内铺设防静电地板，地板平整度必须保证每米不大于2毫米。
7.防静电地板下面空间不仅要铺设电缆，而且要兼作空调静压箱，其高度为400mm。
为了避免电缆移动时地面起尘或划破电缆，地面和四壁应平整而耐磨。
8.防静电地板的板厚公差±0.2mm以内；常温常湿下地板绝缘电阻应大于100KΩ，小于100MΩ；地板的分散载荷15000-35000N/M2；集中荷载3000-7000N/M2。
9.机房内部分隔一般采用玻璃隔断，也可采用其他装修材料隔断，应注意：
（1）耐压要求。
一般机房为正压，当有火警时灭火气体会增加机房压力，故玻璃耐压强度不应小于1200Pa，既承载700千克／平方米。
（2）平整度要求。
要求平滑、整洁。
（3）满足保温、隔声要求。
（4）满足强度、安全要求。
10.由于机房层高的限制，机房顶部不设置天花。
机房上部装修：
对天棚按抹灰工程质量验收标准和施工规范对天棚进行高级抹灰处理。
抹灰要平整、光滑、无凹凸、无起伏、不能有大的空鼓或裂缝，整体要水平。
若预埋挂件，对吊挂件周围要认真处理，使其不因吊顶挂件的轻微活动而破坏周围结构。
同时建议在机房上部桥架安装前在机房天棚顶面用角钢类材料固定一层金属网，以防以后大面积抹灰层脱落损害吊顶。
为了防止天棚抹灰灰面脱落灰尘或微细砂粒，表面必须刷两道清漆或乳胶。
要求涂刷均匀，不能太厚太薄或漏刷。
11.门窗、框、扇表面不能有污垢、碰伤、扭曲现象。
安装位置要规矩、牢靠、不得翘曲、松动。
门窗的洞口尺寸要准确，所用的五金件要配套，门窗开关灵活。
门窗与墙的接缝处采取密封措施，密封条应平整、粗细均匀，涂抹密封胶应平滑、无凹凸。
面向自然环境的玻璃应具有吸热、热反射、防紫外线等功能，建议使用中空玻璃。
12.机房内所有管道都应进行防锈处理，所有线缆都用钢制桥架、钢管或金属软管保护。
4.机房装修建议方案
根据以上的机房装修原则和具体情况，其具体机房装修方案建议如下：
4.1地板工程
1.机房区、电力室、监控室、仓库地面首先进行基层清理（部分地面水泥沙浆找平修补和防尘处理）。
地面刷防尘地台漆两遍；
2.主机房地板下采用20mm橡塑保温材料进行地面保温处理（用881或立时得强力胶贴匀），施工时应对准地脚座位置剪孔穿出，所有接缝应贴紧并使之整齐；
3.机房区、电力室、监控室、仓库安装防静电地板；规格为600*600*35mm。
配原厂地脚及配件、原厂地脚胶及螺丝胶，地板铺设做到所有连线横平竖直，所有相邻地板之间高低公差≤0.5mm，水平位置公差≤1.0mm，抗静电地板沿墙收边处理；
4.2墙面及隔断工程
1.机房区、电力室、监控室、会议室、仓库做防水隔汽层处理；
2.机房区、电力室、监控室、会议室、仓库内外墙面做防水防潮处理。
3.主机房与配电室上部留空用于精密空调回风。
4.玻璃隔断上下边框用铝合金作饰面；
5.机房内所有与外界连接的管线槽接口处均应做密封处理，以防止虫、鼠进入机房。
6.气瓶间采用轻质砖墙封堵。
第2章机房电气系统方案设计
第3节机房供配电系统
计算机中心机房的配电系统是一个综合性系统，是主机房计算机通信系统、网络通信设备、机房空调动力设备、照明及应急照明设备的动力来源。
1.设计依据
计算机“设备供配电系统”提供电源的质量好坏直接影响着计算机系统的稳定性和可靠性。
在GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》中对电压变动、频率变化、波形失真率分级如下表：
项目
A级
B级
C级
备注
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
—
变压器
M（1+1）冗余（M=1、2、3……）
N
用电容量较大时设置专用电力变压器供电
后备柴油发电机系统
N或（N+X）冗余（X=1~N）
N供电电源不能满足要求时
不间断电源系统的供电时间满足信息存储要求时，可不设置柴油发电机
—
后备柴油发电机的基本容量
应包括不间断电源系统的基本容量、空调和制冷设备的基本容量、应急照明和消防等涉及生命安全的负荷容量
—
—
柴油发电机燃料存储量
72h
24h
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
—
不间断电源系统电池备用时间
15min柴油发电机作为兵后备电源时
根据实际需要确定
—
空调系统配电
双路电源（其中至少一路为应急电源）,末端切换。
采用放射式配电系统
双路电源，末端切换。
采用放射式配电系统
采用放射式配电系统
—
2.配电系统图
3.设计构想
计算机系统由计算机设备（路由器、交换机、服务器、小型机、PC工程站等）和保证计算机设备正常运行的其他设备（空调机组、动力设备、照明设备、维修设备等）两大部分的要求，以保证获得稳定、可靠的电源服务。
计算机设备供配电系统称为“设备供配电系统”，保证计算机设备正常运行的其他设备的供配电系统称为“机房辅助供配电系统”。
计算机“设备供配电系统”是计算机系统正常运行的前提和保证。
GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》和GB2887-89《计算站场地技术要求》中对计算机供电方式可分为三类：
一类供电：
需建立不间断供电系统。
二类供电：
需建立带备用的供电系统。
三类供电：
按一般用户供电考虑。
考虑到本工程设备系统及其应用的重要性，本机房的“设备供配电系统”按一类供电方式设计施工。
而“机房辅助供配电系统”在本工程中只是负责照明设备和维修设备的供配电，重要性不大，按三类供电处理。
机房用电系统要求提供的电源额定容量计算:
（1）根据目前机房的用电容量及未来三年的扩容作为参数。
机房总服务器机柜数量为20台，每台机柜功率为3KW。
IT部分供电共60KW。
备用空调感性负载部分9.26KW/台*2=18.52KW，占用UPS容量为55.52KW，单机占用容量为27.78KW。
单机带载为87.78KW，根据IT供电要求，UPS主机配置应该不小于80KVA，本项目配置2台150KVA模块化主机，功率模块为125KVA，输出功率因数为0.9，这样单机可带负载为125KVA*0.9=112.5KW，预计负载百分比为87.78/112.5=78%，后续扩容可通过增加功率模块完成。
（2）后备电池组不少于1小时。
后备电池是UPS系统重要的组成部分。
（3）空调动力用电配置：
机房空调采用4台精密空调组成的2+2冗余系统，两台备用空调为行间空调（9.26KW/台），备用空调分别由UPS电源供点，UPS电源与备用空调之间配置隔离变压器；两台主用空调为行间空调（55.31KW/台），主用空调由普通市电供电。
空调系统共129.24KW，机房照明、插座等辅助用电设计为10KW以内。
（4）市电总容量确定：
UPS系统供电由大楼精密母线提供，整体IT设备用电为80KVA，本项目楼层精密母线插接箱为不小于250A。
空调动力供电容量为100A。
（5）机房内部配电设计：
机房配电区安装1台UPS输入输出配电柜，1台空调动力柜，要机柜区安装1台精密配电柜。
由UPS输入输出柜管理UPS主机的输入输出。
精密配电柜提供A、B两路电源分别级服务器机柜的A、B两个电源供电。
配电柜内提供智能参数监控，接入机房智能监控系统。
4.低压配电柜
根据信息系统机房建设工程电力设计要求以及对电气工程和照明系统的要求，同时考虑中心机房的未来发展需要，我们设计了相应的机房配电系统。
该配电系统的设计主导原则是：
1.UPS和主机房的其它设备、机房空调设备及应急照明（通过应急照明电源转换器实现）由本次设计的配电柜控制。
2.配电柜为向机房供应的电能预留控制回路；并为接管其它UPS预留部分空间。
4.1UPS供电
供电系统由于电网范围大受各种因素的影响，时常会有不正常的现象发生，往往会对计算机系统造成不利的作用，为此，采用（UPS）不间断电源极为重要，它不但能提供稳定可靠的高质量的电源，没有瞬变和谐波，即使当电网断电时，它也可由后备电池支撑，继续供电，使计算机有一定的时间进行处理。
UPS输出配电回路（每个配电控制开关为一个回路）按机房内设备要求进行设置，主要设备设专用防水插座并采用双回路供电，大型服务器应由单回路供电，网络主交换机及重要路由器考虑用双回路供电，其他计算机设备一个回路带三至四个插座，固定于地板下，配电回路中予留10--15个留待以后扩展用，具体插座数量及位置要根据最终机房内设备数量考虑。
5.照明系统设计
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。
照明分正常照明、应急工作照明。
正常照明时，主机房照度应大于500Lx。
照明荧光灯采用电子镇流器。
其优点是：
节能、启动性能好、功力因数高、无音频噪声、无频闪现象，对计算机电源无干扰。
同时采用第三代细管荧光灯，它采用三基色稀土荧光粉，填充的汞液采
用特制的密封水银丸，保证管内汞蒸气含量不变，防止灯管寿命结束后汞的外泄，另灯管寿命比其他灯管长。
应急工作照明，采取正常照明的灯具中的某一组一灯管，按需设立，由备用UPS供电的方式解决应急时的照明。
确保因停电各种原因，能让机房工作人员正常疏散（≥60LX）。
本工程主机房的平均照度400lx，机房照明使用节能灯，采用无眩光多隔栅灯棚。
由于节能灯是感性元件，对UPS有较大影响，所以故障照明供电回路应设计一个切换箱，一般由市电供电，当市电停止时才转入UPS供电。
5.1灯盆
本工程机房区、电力室、监控室、会议室、仓库采用600×1200mm电化铝格栅型灯盘（3×40W灯管），并配置防火安全型电子镇流器，并安装应急照明系统。
6.插座
1.机房的供电应有单独的供电回路，采用三相五线制。
2.机房的设备供电和空调供电应分为两个独立回路，其中设备供电应按设备总用电量的1.5倍进行预留，而空调用电按空调设备的要求供配即可。
3.机房和相应区域内的插座应分三种，它们分别是：
不间断电源（UPS）供电的计算机主机和重要通信设备的专用防水插座，不间断电源（UPS）供电的设备用三孔16A标准插座，市电插座用二、三孔标准插座，空调专用插座，安装在距地板0.3m处，具体根据现场情况实施。
4.机房和相应区域内设备电源的电压变化应在220V±5%之内，频率变化应在50H±0.5Hz之内。
5.机房和相应区域内的照明应分工作照明和事故照明两类，工作照明接入配电柜，事故照明接入UPS。
6.机房和相应区域内的配电系统应考虑到与应急照明系统的自动切换和消防系统的联动。
7.UPS输出配电回路按机房内设备要求进行设置，主要计算机设备由专用回路（开关）供电，网络主交换机、路由器、网络机柜等由专用回路供电。
8.普通计算机设备供电回路带三至四个插座，插座固定于地板下；并予留若干个配电回路待以后设备扩展时使用。
具体插座数量及位置要根据最终机房内设备数量考虑。
9.所有开关、插座均选用松本插座。
7.配线系统
1.机房的电源进线应按照《建筑物防雷设计规范》采取过电压保护措施，配电箱电源应采用电缆进线。
2.机房活动地板下的低压配电线路采用阻燃型铜芯导线或铜芯电缆。
机房活动地板下部的电源线应采取相应的屏蔽措施。
计算机负载配电线路按国标并留余量。
3.计算机电源插座安装在架空活动地板下，配线由UPS输出至配电柜经线槽从活动地板下引至机房各处。
4.机房区域预留单相及三相电源线，并留有足够的长度余量，以备日后可能的需求；
5.机房专用地线采用电缆从本楼层接地端引至机房，并分别标明各类接地，机房内用紫铜带做接地网3*30，参见地网图。
6.机房内共分三类线槽：
电源线槽、数据线槽和计算机缆线槽，所有线槽、线盒材料要求采用进口1.2mm厚钢板，一次冲压成型，喷塑静电喷涂。
7.所有配电线采用铜芯绝缘国标的阻燃双塑型铜芯电线，按照规范使用不同颜色。
第4节机房防雷系统
防雷示意图
1.防雷的措施
计算机信息及通信系统加装有效、可靠的防雷器，是国际上通用的最有效的防护措施。
防雷分为防直击雷和感应雷两个方面。
对直击雷的防护由建筑物所装避雷针完成计算机机房的防雷工作主要是防感应雷所引起的浪涌和由于其他原因所引起的过电压。
具体图示详见示意图。
对机房进行全面防雷保护，除了机房所在建筑要有良好的避雷装置外，还必须在机房内安装电源防雷器和信号防雷器，对电源系统、信号系统进行可靠、有效的防护。
主次级防雷连接示意图
2.机房电源系统的防雷及方案
中华人民共和国国家标准《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）要求：
为防止由电源线侵入的感应雷破坏机房信息系统，应在电源线路引入的配电箱处装设过电压保护器。
主级防雷：
在机房配电箱电源进线处安装高容量防雷器，当感应雷袭来时，主级防雷器可迅速被击穿，将雷击高压浪涌就近泄入大地，从而保护机房设备。
次级防雷：
为了防止雷电残压侵入设备，在设备电源线进线处安装小容量防雷器或防雷插座，可进一步减小感应雷电的影响，保护电子设备免受损坏。
3.机房信号系统的防雷及方案
信号防雷器安装在各类信号线入端，用于保护与通讯网络、数据网络和计算机网络相连接的重要设备。
所有信号防雷器都采用了无放射性三极放电管与快速箝位二极管相结合的两级保护技术，使得：
1.放电容量（非破坏性）在8/20us波中>5KA；
2.保护反应时间<1ns；
3.在持续性故障时具有失效保护短路功能；
由于采用三极放电管，三极同时放电特性保证即使在接地不良的情况下也能提供有效保护。
它们能够承受不断的浪涌冲击波而不会损坏，在下列情况下，它们会安全断开：
1）长时间持续过压；
2）异常强烈的雷电冲击；
3）在数据处理设备的防雷保护方面，我们必须考虑网络的两个显著特点，即：
a）极低的工作电压
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