XX信息化机房改造方案.docx

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XX信息化机房改造方案

XXX智能微模块机房

解

决

方

案

1项目概述

1.1项目说明

随着信息化高速发展，为满足高集中度的数据处理要求，xxx加快单位信息化建设，改扩建数据中心，本次项目推荐使用智能模块化数据中心解决方案，本方案按国家标准的《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）的B+级要求设计。

采用一体化集成理念，集成了机柜系统、供配电系统、制冷系统、监控系统和综合布线系统。

在六楼原中心机房基础上进行改扩建，面积约98平方，规划两个微模块（普通机房、涉密机房），IT机柜共22个。

25KW行级空调4台，单IT柜功率3KW，每个模块功率33KW，采用密闭冷通道，采用一体化UPS电源，主机可扩容至160KVA。

电池室设在一楼，两机房分别使用40节100AH12V电池，设计备用4小时。

从一楼配电间分别取电至普通机房和涉密机房。

1.2项目目标

根据现有的实际情况，对数据中心进行科学的规划和设计，把主机房建设成为布局合理、功能齐备、设施先进、管理一流的机房。

通过合理而科学的设计，确保机房的电源、温度、湿度、洁净度、照度、防静电、防干扰、防震动、防雷电、环境监控设备监控和设备运行监控等能充分满足数据中心设备的安全性，可靠的全天候运行目标，延长数据中心系统运行无故障的使用时间要求；为数据中心提供一个集科学的、先进的、合理的、高性价比的、完整全面、符合国家相关标准的总体设计方案

1.3项目工作范围

本项目的工作范围及内容，具体分为以下几个大项：

1.机房装修

范围包括：

涉密机房与普通机房装修工程；

内容包括：

隔墙、结构柱装饰处理、管道围闭及防水处理、地面天面找平、油漆及保温、防火门、窗户封堵、墙面彩钢板、铝合金天花板等。

2.供配电系统

范围主要包括从大数据机房UPS输入柜至末端IT设备、空调设备的整个数据中心供配电系统设备、材料的采购供应、安装调试等；包括配电柜、UPS设备、蓄电池（满载备用4H）、电池柜或架、电池柜或架底座、电池开关箱、电池连线、电池开关箱至UPS设备连线等的供货、安装、调试和试运行。

3.空调制冷系统及新风

范围包括：

机房的空调系统、电池室温度控制、新风系统等的采购、安装、调试等。

4.机柜系统

项目范围：

提供服务器设备机柜和网络设备机柜及其附件的供货、安装及调试等。

5.综合布线系统

项目范围：

负责完成中心机房内IT机柜和综合布线柜之间永久链路（铜缆或者光缆，配线架）的布设，安装相关的桥架线槽。

6.智能管理系统

本项目智能管理系统包含安防系统（机房内视频监控系统）、机房环境监控系统等。

1）安防系统：

管线槽一次性安装完成，摄像机、等硬件设备本期全部完成。

2）机房环境监控系统：

内容包括综合配电柜、UPS主机、UPS电池组、精密空调、漏水报警、温湿度等监测内容。

管线槽及其他相应设备一次性安装完成。

7.消防系统

消防系统范围及内容包括：

机房区域的消防报警以及气体灭火系统。

该系统一次性全部建设完成。

1.4设计原则

数据中心是数据信息计算、交换和存储的中心，出现在企业及Internet网络中数据交换最集中的地方。

它应具备丰富的带宽资源、安全可靠的机房设施、高水平的网络管理和完备的增值服务。

因此数据中心的设计必须满足当网络的各项需求，又需要满足面向未来快速增长的发展需求，因此必须是高质量的、灵活的、开放的。

根据我公司对数据中心基础设施建设的基本原则和经验，结合IT设施现状和需求，对数据中心进行了规划，在规划时遵循以下设计原则：

安全可靠性

高可靠性是数据中心运营成功的关键，也是数据中心用户特别是进行电子商务的用户选择数据中心的基本原则。

因此决不能出现单点故障，要对数据中心的布局、结构设计、设备选型、日常维护等各个方面进行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机房的安全性。

针对数据中心的网络方案，其可靠性设计包括：

链路冗余、关键设备冗余和重要业务模块冗余。

可扩展性

数据中心方案设计中，每个层次的设计所采用的设备本身都应具有极高的端口密度，为数据中心的扩展奠定基础。

在Internet互联层、核心层、分布层的设备都采用模块化设计，可根据EDC网络的发展进行灵活扩展。

功能的可扩展性是数据中心随着发展提供增值业务的基础。

实现负载均衡、动态内容复制、MPLSVPN、VLAN等功能，为数据中心增值业务的扩展提供基础。

标准化

在中心机房系统结构设计时，基于国家颁布的有关标准，包括各种建筑、机房设计标准，电力电气保障标准以及计算机局域网、广域网标准，坚持统一规范的原则，从而为未来的业务发展、设备增容奠定基础。

灵活性

模块化设计，可根据数据中心不同需求进行取舍，特别是后台管理平台设计思想，使得数据中心可实现对于不同用户的定制服务，如在后台管理平台中的用户数据备份中心、数据中心客户中心、数据中心维护中心，使得数据中心用户可以方便地进行对其应用的控制与更新。

可管理性

在建设数据中心时，随着业务的不断发展，管理的任务必定会日益繁重。

所以在数据中心的设计中，必须建立一套全面、完善的管理和监控系统。

所选用的设备应具有智能化，可管理的功能，同时采用先进的管理监控系统，实现先进的集中管理监控，实时监控、监测整个中心机房的运行状况，实时灯光、语音报警，实时事件记录，这样可以迅速确定故障，提高的运行性能、可靠性，简化数据中心管理人员的维护工作，从而为数据中心安全、可靠的运行提供最有力的保障。

1.5本方案优势

数据中心设计与施工的优劣，直接关系到数据中心内部各种设备是否能够稳定可靠地运行，是否能够保证各类信息通畅无阻。

数据中心既要保障机房设备安全可靠地运行，延长计算机系统使用寿命，又能为系统管理员创造一个舒适的环境。

能够满足系统管理员对温度、湿度、洁净度场、安全防护的要求，所以一个现代化的机房是一个高可靠，舒适实用，节能高效和具有可扩展性的机房。

智能模块化数据中心是一体化模块化数据中心产品，应用于普通楼宇，环境温度在-45℃~55℃，基础型产品具有如下特点。

简单好用

产品在规划设计时严格遵循国内国际标准，与第三方产品完全兼容。

所有产品模块化设计，工厂预制，现场安装不易错件，方便运输，易部署（可1周完成）。

一体化方案（配电柜、UPS、空调、机柜、监控）兼容性佳，统一监控管理，主动预防，检测报警，远程控制，最大限度减少人员进入机房，界面简洁，易学易懂易操作。

安全可靠

模块化UPS支持在线维护，不断电不停机，支持在线维护，使数据中心最小程度断电。

配电柜、UPS、空调产品业界防雷最高（6KVA/5KA，远超友商3KVA/2KA），更符合福建等多雷地区。

灵活扩展

模块化数据中心采用模块化设计，可灵活配置（按需部署），满足快速扩容（积木式堆叠）；

模块化数据中心在电力供应、通信端口上预留合理的余量，可实现灵活扩容；

UPS扩展灵活，支持在线维护和在线扩展；

空调扩展灵活，采用行级空调，则机柜一样，可以随需增加。

1.5.4绿色节能

UPS效率业界最高（96%），更节能。

密闭热通道，减少建筑热负荷，降低空调制冷量，并采用双变频空调（较业界交流变频节能20%）。

模块化设计理念较传统机房节能30%以上，100KW负载每年可节约用电27万。

1.6设计规范

《电子计算机机房设计规范》（GB50174-2008）

《计算机机房场地通用规范》（GB2887-2000）

《电子计算机机房施工及验收规范》（SJ/T3003-93）

《低压配电设计规范》（GB50054-95）

《供配电系统设计规范》（GB50052-95）

《不间断电源设备》

《电力系统谐波管理暂行规定》

《不间断电源技术性能标定方法和试验要求》（现行国际电工标准）

《工业企业照明设计标准》

《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）

《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）

《高层民用建筑设计防火规范》（GBJ59045-95）

《建筑装饰工程施工及验收规范》（JGJ73-91）

《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）

《建筑用安全玻璃》（GB15763.1-2001）

《消防通信指挥系统设计规范》（GB/50313-2000）

《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）

《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）

《TelecommunicationsInfrastructureStandardforDataCenters》（TIA-942）

《DataCenterDesignandImplementationBestPractices》（BICSI002-2010）

2方案总体架构与设计

2.1数据中心总体方案

本数据中心总体设计指标见表。

表21数据中心总体设计指标

序号

项目

设计指标

备注

1

主机房温度

正常工作范围：

18℃～27℃（64.4oF～80.6oF）

短期允许范围：

15℃～32.2℃（59oF～90oF）

温度变化率：

＜5℃/h

参考ASHRAETC9.9Standards，以服务器进风温度为准

2

含尘浓度

每升空气中大于或等于0.5μm的尘粒数少于18000粒

3

新风量

室内总送风量的3%或满足40m3/h/人

4

接地电阻

≤1欧姆

采用综合接地方式

5

机房电磁干扰场强

无线电干扰场强：

≤110dB（频率范围0.15～1000MHz）

磁场干扰环境场强：

≤800A/m

7

机房电力负荷密度

医技楼网络中心162KW，

妇儿楼容灾中心51KW

9

机房面积

医技楼网络机房：

210m2

妇儿楼容灾中心：

75m2

10

服务器供电电源质量

电压：

380V/220V±5V

频率：

50HZ±0.2HZ

零地电压：

＜2V

11

UPS系统电池

满足1小时后备时间

系统满载备用时间

2.2数据中心空间结构

根据功能划分为：

设备机房区：

主要用于电子信息处理、存储、交换和传输设备的安装和运行的建筑空间，包括服务器、网络设备、存储设备等功能区域。

配电室（一楼）：

支持并保障完成信息处理过程和必要的技术作业的场所，主要包括变配电。

电池间：

用来放置UPS电池，保证电池的安全可靠（温度、湿度）。

2.3数据中心建筑布局

功能分区的合理与否关系到机房建设的成败。

根据我们多年的机房设计建设与运营经验，机房的功能分区除了要满足国家相关规范及客户的实际需求外，还应重点考虑如下几个方面：

功能分区合理：

机房内功能分区可分为一类功能分区、二类功能分区及辅助功能分区，各功能分区应各自相对集中，且以辅助功能区→二类功能区→一类功能区的流程为最佳。

配电室与电池室独立分开，提高配电系统安全性，涉密机房与普通机房设立独立的钢制防火门，控制人员、设备的进出门，充分考虑机房的安全等级。

空间的可扩展性：

机房建设的高科技、高投入特性，使机房的改建、扩建都是一项即投入较多资金、又耗费人力物力的行为。

因此，在机房建设的初期设计阶段，就应充分考虑到机房未来的可扩展性。

此方案中的可扩展性主要针对的是配电室和主设备区。

本次设计采用模块化设计方案，机柜、空调均为标准尺寸和标准接口，可根据业务量的实际需求采用分批交付实施方案，一期可先部署一个模块，后期根据业务量需求再另行增加模块，机柜模块的部署安装快速简便，后期的机柜模块扩容不影响前期模块地正常运行。

分区各自独立：

各功能分区应即协调统一，又互相独立，避免出现互相干扰现象，每个功能间均实现门禁管理系统，通过不同的权限实现管理，同时与闭路监控系统实现联动，能实现查询人员出入情况的记录。

流畅的通道：

宽敞、流畅的通道不但在紧急情况供工作人员快速撤离，保证人员的安全，而且可供外来人员方便的参观，提升整个数据机房的总体形象。

我司在设计时充分利用了有限的空间安排了合理的运行维护通道，主设备和网络设备区内所有机架前面操作空间控制在1.2米，机架后门维护空间不小于0.8米。

配电室，充分考虑配电柜操作空间，UPS维护空间，所有电气设备操作维护空间不小于0.8米。

前后左右预留空间尺寸要求如下示意图：

2.4模块化数据中心方案总体架构

架构思路

采用All-In-Room建设模式，中型数据中心一体化集成了机柜系统、供配电系统、制冷系统、监控系统和综合布线系统。

主要单排1200mm宽密封冷/热通道、双排密封冷/热通道等部署方式。

双排密闭通道

双排1200mm宽密封通道场景效果图

双排1200mm宽密封通道平面布局图

双排1200mm宽密封通道场景关键技术指标如表所示。

表2-1关键技术指标

参数

技术指标

柜数

12柜（N+1系统最大支持24柜，2N系统最大支持48柜，模块总长度不超过15米。

）

机房空间

面积≥18m2，层高≥2.6m

制冷

25kW行级风冷空调

配电

一体化UPS柜，内置40kVAUPS模块

通道

1200mm宽，双排密封冷、热通道

机房整体布局图

3系统架构

3.1系统结构设计

双排1200mm宽密封通道

概述

双排密封通道分为密封冷通道和密封热通道两种场景，模块包括IT柜、网络柜、配电柜（一体化UPS柜/一体化配电柜）、空调、电池柜、天窗、门、走线槽等部件组成，以冷通道为例，密封通道组件如图所示。

（1）端门

（2）平顶/翻转天窗

（3）控制天窗

（4）智能ETH插座

（5）走线槽

（6）声光告警器

（7）PAD

（8）门禁机

IT柜

IT柜符合IEC（InternationalElectrotechnicalCommission）60297-1标准，为数据中心服务器提供可靠稳定的安装空间，保证服务器的安全运行。

机柜尺寸统一，并采用前后风道。

机柜外观如图所示，主要技术参数见下表。

机柜满足以下特性：

●机柜前后门通风率不低于70%。

●机柜内后部可安装两条竖装配电排（下文简称为PDU2000）。

●机柜的垂直安装上标示有每“U”的位置。

●机柜的前门和后门带锁，并只能用专用钥匙才能打开。

●支持门磁、电子门禁。

●静载1200kg。

表3-1机柜技术指标

参数

技术指标

外形尺寸

（高×宽×深）

●2000mm×600mm×1200mm

●2000mm×600mm×1100mm

●2200mm×600mm×1200mm

颜色

黑色

材质

高强度A级优质碳素冷轧钢板和镀锌板

风道

前后风道

安装空间

●2000mm高机柜提供42U可用空间

●2200mm高机柜提供47U可用空间

●前后方孔条之间距离可按照25mm步距调节，机柜后侧设置两条竖装PDU2000安装位置

安装方式

防静电地板、底座或水泥地面

开门方式

前门单开，后门双开

空机柜重量

●2000mm×600mm×1100mm重量110kg

●2000mm×600mm×1200mm重量128kg

●2200mm×600mm×1200mm重量137kg

（空机柜重量指机柜带前门和后门的重量）

防护等级

IP20

网络柜

网络柜为数据中心提供综合布线的空间及线缆管理界面。

网络柜的外观请参照IT柜外观。

网络柜的技术参数如表所示。

表3-2网络柜技术参数

参数

技术指标

外形尺寸（高×宽×深）

●2000mm×600mm×1200mm

●2000mm×800mm×1200mm

●2200mm×600mm×1200mm

●2200mm×800mm×1200mm

●2000mm×600mm×1100mm

●2000mm×800mm×1100mm

颜色

黑色

材质

高强度A级优质碳素冷轧钢板和镀锌板

风道

前后风道

安装空间

●2000mm高机柜提供42U可用空间

●2200mm高机柜提供47U可用空间

●前后方孔条之间距离可按照25mm步距调节，机柜后侧设置两条竖装PDU2000安装位置

安装方式

防静电地板、底座或水泥地面

开门方式

前门单开，后门双开

空机柜重量

●2000mm×600mm×1200mm重量128kg

●2000mm×800mm×1200mm重量153kg

●2200mm×600mm×1200mm重量137kg

●2200mm×800mm×1200mm重量164kg

●2000mm×600mm×1100mm重量110kg

●2000mm×800mm×1100mm重量135kg

（空机柜重量指机柜带前门和后门的重量）

防护等级

IP20

天窗

天窗主要用于模块通道的密封。

天窗分控制天窗、翻转天窗、平顶天窗三种，天窗的各类技术参数与机柜的匹配关系如表所示。

表3-3天窗技术参数表

名称

尺寸（高×宽×深）

适用机柜

控制天窗

341mm×605mm×1334mm

2000mm×600mm×1200mm

2000mm×600mm×1100mm

2200mm×600mm×1200mm

341mm×805mm×1334mm

2000mm×800mm×1200mm

2000mm×800mm×1100mm

2200mm×800mm×1200mm

300mm宽平顶天窗

341mm×305mm×1334mm

2000mm×300mm×1200mm

2000mm×300mm×1100mm

2200mm×300mm×1200mm

600mm宽平顶/翻转天窗

341mm×605mm×1334mm

2000mm×600mm×1200mm

2000mm×600mm×1100mm

2200mm×600mm×1200mm

天窗外观如下图所示。

300mm宽天窗

控制天窗

600mm宽平顶/翻转天窗

天窗旋转原理：

翻转天窗采用偏心结构。

当触发装置动作后，天窗在重力作用下打开翻转。

翻转天窗的驱动方式是通过电磁锁触发装置翻转。

如果将消防系统引入模块内，则选用平顶天窗；如果模块与机房共用消防系统，则选用翻转天窗。

通道端门

端门有推拉门和旋转门两种。

在密封通道的两端安装端门，使得整个模块形成一个独立的整体，提升设备的工作效率的同时保证工作人员或设备进出。

推拉门

推拉门外观示意图

推拉门外形尺寸有两种，分别是：

2000mm高机柜场景：

高×宽×深=2300mm×1400mm×54mm

2200mm高机柜场景：

高×宽×深=2500mm×1400mm×54mm

旋转门

双开旋转门为外开，开门角度110°，可以保证密封通道系统的独立性。

双开旋转门的外观如图4-7所示。

双开旋转门外观示意图

双开旋转门外形尺寸有两种，分别是：

2000mm高机柜场景：

高×宽×深=2300mm×1400mm×80mm。

2200mm高机柜场景：

高×宽×深=2500mm×1400mm×80mm。

走线槽

机柜线槽分为信号线线槽和电源线线槽，分别用于信号线和电源线的走线，实现强弱电线缆的分离布置。

线槽采用分体结构进行卡接安装。

走线槽主要由两个立板、托板、隔板（可选配，实现弱电的光纤、网线分离，强电A、B路分离）完全卡接组装而成。

300mm线槽示意图

（1）侧板

（2）托板

（3）隔板

600mm线槽示意图

（1）侧板

（2）托板

（3）隔板

3.2供配电系统方案说明

电气工程是整个机房的基础系统工程，其供配电系统的可靠性要求极高。

供配电系统的安全性、可靠性、可维护性和在线扩展性是本次项目的重点。

计算机系统和通讯系统配电都必须经过UPS电源。

配电线缆、配电柜及相应的电路，都以满足用电峰值为其设计负荷。

强弱电分离，机房的强电和弱电线缆应分别走各自线槽。

计算机供电电源质量根据国标GB50174-2008中标准要求，稳态电压偏移范围为380V/220V±3%，稳态频率偏移范围为50Hz±0.5，输入电压波形失真度不大于5%，允许断电持续时间为0-4ms，不间断电源系统输入端THDI含量小于15%。

微模块A/C供配电系统介绍

N+1结构系统配电图

一体化UPS

一体化UPS柜具有以下特点：

●采用统一架构，质量可靠、功能齐全、外观统一。

●ATS/MCCB、IT配电、空调配电、照明配电、UPS配电集成在一个配电柜内。

一体化UPS柜外观图：

一体化UPS柜配置如表所示。

表3-1一体化UPS柜结构指标

配置

输入方式

双路ATS250A

UPS配电开关

UPS输入：

MCCB160A

UPS输出：

MCCB160A

维修旁路：

MCCB160A

空调配电开关

40A/3P*6；63A/3P*2

照明配电开关

10A/1P×3

IT配电开关

40A/1P*18*2；63A/1P*6*2

尺寸（高×宽×深）

2000mm×600mm×1200mm（带尾框）

一体化UPS柜工作在380V/400V/415V电源制式下，具有冗余备份、稳定可靠、高效节约、绿色环保、柔性智能、简易灵活等特点。

一体化UPS柜规格参数如表所示。

表3-2一体化UPS柜技术指标

参数类型

参数名称

参数值

输入参数

电源制式

三相

额定输入电压

380VAC/400VAC/415VAC，三相四线＋PE

输入电压范围

80VAC～280VAC（相电压）（80VAC～176VAC，负载线性降额）

输入频率范围

40Hz～70Hz

输入功率因数

满载＞0.99，半载＞0.98

额定输入电流

场景1：

250A；场景2：

400A；场景3：

125A

输出参数

额定电压

380VAC/400VAC/415VAC，三相四线＋PE

电压畸变（线性负载）

THD≤1%

电压畸变（非线性负载）

THD≤4%

功率因数

1

负载最大峰值因数

3：

1（满足IEC62040-3）

过载能力

105%～110%，60min

111%～125%，10min

125%～150%，1min

电池

电池节数

12V电池30～40节可选择，默认节数32节

30节电池时，降额6%

电池组共用

机架内默认共用电池，微模块中无机柜并联场景

充电电压要求

均充电压：

2.35V/cell；浮充电压：

2.25V/cell

最大电池管理容量为：

30000Ah；根据电池Ah数自动限制充电电流功能

系统参数

显示

LCD+LED

整机效率

≥96%

模块均流指标

并机均流＜5%

整机并联数量

微模块场景不需要并机

接线方式

上进上出

噪声指标

25℃环境常压下：

●25%Load：

54dB

●50%Load：

58dB

●75%Load：

61dB

●100%Load：

65dB

其他参数

维护方式

前后维护均可

防雷

配置C级防雷器

PDU2000

PDU2000外观如图所示。

全高型PDU2000外观

PDU2000参数说明如表所示。

表3-3PDU2000参数表

PDU2000类型

PDU2000型号

PDU2000输出接口

基本型

PDU2000-32-1PH-9/4-B1（半高）

9*C13+4*C19

PDU2000-32-