计算机机房扩容设计方案.docx
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计算机机房扩容设计方案
机房项目设计方案
目录设计指导
第一章.项目概述
第一节.设计思想
第二节.设计原则
第三节.技术规范
第二章.整体规划方案
第一节.整体规划原则
第二节.布局规划
第三节.垂直空间规划
第三章.装修工程
第一节.机房各功能区装修介绍
第二节.地板工程
第三节.吊顶工程
第四节.墙面工程
第五节.隔墙工程
第六节.防水工程
第七节.保温工程
第八节.门窗工程
第四章.电气系统
第一节.概述
第二节.机房配电系统设计
第三节.整体供配电系统
第四节.UPS系统
第五节.机房市电配电系统
第六节.照明系统
第七节.防雷保护、接地保护系统
第五章.暖通工程
第一节.综述
第二节.机房制冷负荷计算
第三节.气流组织
第四节.空调系统
第五节.通风系统
第六节.加湿系统
第七节.给排水系统
第六章.消防工程
第一节.概述
第二节.火灾报警系统
第三节.气体灭火系统
第七章.综合布线工程
第一节.系统概述
第二节.综合布线总体架构
第三节.综合布线系统方案
第四节.桥架路由设计。
第八章.安防监控工程
第一节.系统概述
第二节.系统架构
第三节.功能联动
第四节.视频监控系统
第五节.门禁管理系统
第九章.动力与环境监控系统
第一节.系统概述
第二节.系统结构
第三节.集中监控系统功能
第四节.系统功能
第十章.主要施工工艺及专项施工方案
第一节.装修部分
第二节.电气部分
第三节.智能化部分
第四节.暖通工程
第五节.消防工程
项目设计指导
一、安全性
本项目作为金融系统的数据中心机房，安全性是本项目建设的首要设计目标。
根据对本项目的理解安全性主要体现在如下几个方面：
1、从平面环境角度考虑：
建立金字塔式的安防分区，保证核心区域的安全防范。
实现三级安防系统。
2、从系统角度考虑：
供电的安全性：
供电系统采用双总线系统空调供电采用末端切换，完全满足容错的要求。
制冷的安全性：
充分考虑空调系统的冗余，保证制冷不间断；
IT运行数据传输的安全性：
从接入间到末端设备无单点故障，采用双路由设计，达到T4级别的综合布线系统；
二、可扩展性
未来的业务增长及IT设备发展都不可预见，因此需要充分考虑机房的可扩展性使其在不需做较大改造的情况下即可适应将来的需求。
1、预留了充足的供电容量，扩容时无需停电，不会对在运行设备造成影响；
2、预留了后续的空调管路，增加空调时不需要再重新铺设管路，避免对机房环境造成影响；
3、监控、安防、KVM等系统都可实现无缝扩展，不会由于预留区域的使用而影响到已使用区域的正常运行；
三、展示性
在设计中从功能性、人性化、实用性三个方面为设计原则，不仅保证其功能性的现实还要考虑美观性。
选用日材质绿色环保、不起尘。
墙面采用彩钢板，内填充吸音岩棉。
吊顶采用铝单板造型。
地面采用网络地板，并铺设地毯。
在材质上软硬搭配，营造出一个现代、大气、肃穆的办公空间。
充分体现出监控中心在数据中心的中枢地。
四、节能性
数据中心已成为金融行业的核心基础设施，随着业务种类和业务量的增长，作为业务支撑的电子信息设备必将随之增加，数据中心的能耗也将大幅增长，因此节能性在本项目中也非常重要。
本项目设计有：
1、预处理新风机，保持进入机房新风的温度、湿度与机房环境一至，降低机房空调的不稳定符合，以提高空调的效率。
2、采用高效的列间空调系统，提高机房空调系统的效率，降低后期运营成本。
五、可靠性
数据中心建设还应保证系统可靠性，否则在投入运行后将需要投入大量的人员和设备对各系统进行维护和维修，给系统运行带来安全隐患并提高运行成本。
1、空调末端切换采用PC级ATS，保证电源切换的可靠性；
2、采用完全满足国家气象部门认可的防雷器；
3、精密配电柜采用有专利的热插拔可调相开关。
六、实用性
在数据中心的生命周期中，其运行维护期是最长的，因此必须考虑后期运行人员工作的需要，在相关区域设置人性化的设计，给人于工作的便利性和环境的舒适感。
1、色彩管理系统
墙面：
在墙面上安装LED灯带，根据不同的功能区设置不同的颜色；
综合布线：
不同网络选用不同颜色的线缆；
线槽：
根据不同的功能和回路选用不同的颜色；
柱子：
根据功能区的划分选用不同的颜色；
开关插座：
根据使用的网络或电源不同选用不同的颜色。
色彩标示具体需要做哪些内容需要根据用户的使用习惯和需求最终确定。
2、安排合理的工具车、换鞋椅、主入口的手电、地板吸等工具放置区域等。
3、对人员长期办公环境的舒适度考虑，茶水间等的设置。
第一章.项目概述
机房工程位于大楼3层，层高4米；楼板载荷机房区域3KN/㎡。
本次装修工程包括主机房、网络机房、监控中心管理控制区域的装修。
第一节.设计思想
中心机房工程是根据长远发展战略，本着“立足当前、着眼长远”的原则，以满足未来5-8年业务发展及系统建设的需要为目标，以《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）中B类机房标准，采取“统一设计、分期部署”的方式，打造一个布局合理、功能完备、设施先进、安全可靠、绿色环保、投资合理、可持续发展的现代化绿色数据中心，为业务发展保驾护航。
第二节.设计原则
整体性原则：
数据中心所有系统的设计要根据业务发展需要与设备使用要求进行整体规划，统筹考虑，保证整体可用性。
可靠性原则：
数据中心必须具有高可靠性，保证连续不间断的7*24小时运行；在设计和建设时要尽量排除单点故障的存在，对可能存在单点故障的环节在设计上要尽可能排除其对整个系统的影响。
安全性原则：
具有完整的安全策略和切实可靠的安全手段保障数据中心运行系统基础环境的安全。
在防火、防水、防尘、防虫、防鼠、防盗、接地、防雷、防电磁干扰、降噪等方面采取有效措施；在考虑地面承重能力时，采取相应的技术措施。
先进性与实用性相结合原则：
系统设计立足于高起点，采用国际先进、成熟、实用的技术，构建合理并适当超前的技术体系架构，用以确保长时间的技术领先。
各系统通过集成，实现资源和信息共享，增强对数据中心的运营管理能力，提高设备利用率，降低能耗，实现数据中心科学的机房管理。
系统软、硬件配置采用模块化、开放式结构，以适应系统灵活组织、扩展和系统集成整体提升的需要。
绿色节能原则：
数据中心设计及建设要采用切实有效的措施或技术来充分体现节能、环保、减排的要求，建设绿色的数据中心。
可扩展性原则：
各系统应具有可持续发展的能力，在系统设计上具有较大的灵活性。
在设计时应考虑部分设备分期、分阶段实施，产品选型都应具有超前性和扩充性，系统实施方案具有可扩展性。
可管理性原则：
各系统应具有较强的集中式管理加分布式实施的可管理性逻辑，并且为分布式实施调整提供清晰的管理逻辑。
舒适性原则：
数据中心应能提供良好的工作环境，要保持空气新鲜，机房内的温度、湿度要符合国家标准，为工作人员提供适宜的工作环境。
第三节.技术规范
所有提供的设备的设计、制造、检验、施工、测试、验收等应符合国内现行B类机房标准、国际标准化组织相关标准。
技术标准应包括但不限于：
总体方案及装修
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）
《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003）
《金融建筑电气设计规范》（JGJ284-2012）
《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）
《电子信息系统机房施工和验收规范》（GB50462-2008）
《数据中心的通信基础设施标准TelecommunicaionsInfrastrureStandardforDataCenters》（ANSI/TIA-942-2005）
《电子计算机场地通用规范》（GB/T-2887-2000）
《防静电活动地板通用规范》（SJ/T10796-2001）
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）（2005版）
《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）（2001版）
《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2010）
《办公建筑设计规范》（JGJ67-2006）
建设方提供的设计要求和现场测量尺寸
电力及照明系统
《民用建筑电气设计规范》（JGJ16—2008）
《低压配电设计规范》（GB50054-2011）
《不间断电源技术性能标定方法和试验要求》（现行国标电工标准）
《建筑防雷设计规范》（GB50057-2010）
《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）
《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）
《新编电气装置安装工程施工及验收规范》2006
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-2006）
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）
空调通风系统
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）
《通风与空调工程施工及验收规范》（GB50243-2002）
智能化系统
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）
《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）
《综合布线系统工程验收规范》（GB50312-2007）
《入侵报警系统工程设计规范》（GB50394-2007）
《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）
《出入口控制系统工程设计规范》（GB50396-2007）
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）
《工业电视系统工程设计规范》（GB50115-2009）
《视频显示系统工程技术规范》（GB50464-2008）
消防系统
《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2008）
《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166-2007）
《气体灭火系统设计规范》（GB50370-2005）
《气体灭火系统施工及验收规范》（GB50263-2007）
《七氟丙烷灭火系统技术规程》（J10142-2002）
其他标准和规范
《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）
《建设工程项目管理规范》（GB/T50326-2010）
《建设工程监理规范》（GB50319-2012）
其它相关最新标准、规范、规程、规定等
第四节.机房建设要点
1、机房消声降噪控制
考虑到机房内其它设备产生的噪音，机房区吊顶材料我们选用大龙骨吊顶，吊顶采用石膏板刷防尘漆吊顶，内填充吸音及隔热材料，保证机房区噪音设备不影响其他区域工作，保证噪音降到最低。
控制新风管内风速≤6m/s；风管外包隔音保温材料，通过墙体时采用帆布软管；合理设计风口板数量控制风速，这些措施都起到减少低噪音的作用。
机房防水措施
由于机房区采用精密空调系统，机房温度恒定，夏季高湿季节地面容易产生冷凝水，水对机房内部设备危害极大。
为此，机房内部采取各种措施防止出现结露现象，以确保机房内设备的安全运行。
由于机房内配有精密空调系统，这样制冷的时候就会出现室内外温差大容易产生结露的现象。
所以机房需要具有良好的保温措施。
故我们在主机房地面铺设20mm厚的发泡聚氨酯保温板外贴压花铝箔和顶部铺设30mm厚的发泡聚氨酯保温板外贴压花铝箔。
防止因室内外温差而引起结露现象。
并且配套建设环境监控系统，同时在空调室内机组及窗台周围用混凝土砂浆修建防水坝，并且适当安装排水地漏，地漏通过下楼吊顶内排出保证机房空调一旦漏水，机房内不会有水的囤积，造成机房内二次损失。
2、防静电设计
静电是计算机系统发生最频繁、最难消除的危害之一，它的存在对计算机在各个领域的应用起了负作用。
机房内产生与静电有关的因素主要包括以下几方面：
机房内的相对湿度：
空气的相对湿度较高，则空气的电阻值相对就较低，那么物体间相互摩擦时产生的静电荷，也会由于物体表面的电阻值相对较低而极易从高电位向低电位移动，因此物体表面就不会产生静电荷的淤积。
但湿度太高会使设备铁件锈蚀而影响使用寿命，所以湿度不是越高越好。
机房的地板：
当人体穿着塑料底或皮革底的鞋子在高分子合成材料的贴面活
动地板上面行走，装有胶轮的推车和设备在地板上移动由于摩擦而产生静电。
其静电电压的高低与地板表面贴面材料的电阻率有关。
所以建议选用电阻率低的地板。
机房内的办公设施：
机房内的柜、架、台、及桌子、椅子等其表面是由易产生静电的材料制成。
工作人员的服饰：
工作人员的服饰可能是化纤制成的，在人行动中，这些化纤摩擦产生静电，使人体带电。
针对以上静电产生的原因，有针对性的采取静电防护措施：
A、采用机房专用精密空调系统营造合适的湿度、温度；
B、设备采用屏蔽电缆或线缆穿管或金属桥架安装，切断静电放电时对计算机系统内逻辑电路的干扰途径，并使静电不通过半导体器元件放电；
C、墙面的彩钢板饰面、地板支架均做接地处理；
D、机房内机柜做等电位连接，保证机房静电泄放；
E、在装修材料上尽量选用导电性能好的材料，比如抗静电地板，墙面装修材料多用金属材料等。
抗干扰设计
磁场对计算机设备的影响是不容忽视的，磁场的强弱直接影响到计算机之间信息的传输，从而造成不可挽回的损失。
故机房的设计要严格遵循从以下三点：
A、机房照明选用高效低干扰的电感镇流器；
B、机房所有电气设备选用均满足国家3C及相关标准要求，保证电磁干扰不影响工作设备；
C、强、弱电电缆、线槽分开敷设，线槽之间有足够的距离，并做良好的接地。
防尘设计
灰尘落在电子插件上，会产生尘膜，既影响散热又影响绝缘效果甚至引起短路。
同时灰尘也增加元件表面的热阻，导致元件过热而烧毁。
严格控制机房内的洁净度，主要从以下几个方面：
可见，灰尘对服务器的危害是非常大的，所以按国家规范对A级机房内的尘埃标准（粒度大于或等于0.5um的尘埃个数≤18000粒/dm3）设计，我们对机房采取了以下措施已控制洁净度：
A、装修选材上作了精心选择，室内墙、顶、地材料采用不起尘材料，在室内有新风流动的情况下也能保持室内洁净；
B、对地板下、吊顶上部空气循环区域进行防尘处理，刷防尘涂料；
C、通过新风系统进行洁净处理，对于进入室内的新鲜空气应进行过滤处理（中效、亚高效过滤）。
并保证室内正压大于4.9～9.8Pa，使室外的尘埃不易进入室内；
D、在机房精密空调系统中通过空气的高效循环过滤，降低机房空气中灰尘量；
E、建议进入机房人员的服饰和携带的物品和工具进行除尘后方可带入机房，比如更衣换鞋后进入机房。
防火设计
根据《建筑内部装饰设计防火规范》规定：
我们从以下几点设计满足相关规范要求。
A、机房区装修材料燃烧性能等级等，均符合国家相关规范规定；
B、机房内线缆采用阻燃线缆，并将线缆敷设在金属管或线槽内；
C、通风空调、供电、安防等系统与消防联动；
D、风管通过防护分区隔墙时设置防火阀。
环保设计
为了创造良好的工作环境，保证办公人员的身体健康，机房装修全部采用绿色环保材料和工艺，所选材料等均符合《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2001）规范要求。
第二章.整体规划方案
数据中心在设计的过程中，整体规划是最重要的，在整体规划时需要考虑到每个专业的可实施性，在整体规划时必须所有专业的设计人员共同参与，不光需要从机房建设、运行、维护、升级改造等各方面考虑，还需要经过所有专业的多次协调才能最终确定整体的规划方案。
如果没有经过协调的方案将会在后面的设计、施工过程中造成重大影响，甚至导致方案最终无法实施。
第一节.整体规划原则
在数据中心的规划中我们主要遵循以下原则：
1、整体布局：
人流、物流分开方便管理；满足消防逃生要求。
2、功能区划分：
符合各系统之间的逻辑关系，满足管理和使用流程。
3、设备布置：
优化供电、制冷节能减排；缩短布线距离提高传输速率。
4、垂直空间：
考虑净空间的同时，满足上下所有管线的安装要求。
第二节.布局规划
一、区域设置
本次布局的规划按照GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》要求的B类机房，并参照TIA-942国际标准相关系统的Tier3级别，同时考虑了本项目的重要性及特点。
机房整体分为主机房区、支持区、行政管理区、辅助区。
主机房区：
主要包含主机房、网络机房，主机房区是数据中心的核心区域，将是安防、消防的核心区域，是供电、制冷、网络保障的中心。
支持区：
主要有配电间、电池室这些区域主要为数据中心的正常运行提供电力、制冷、消防等保障，也将是运维管理的重心。
二、区域规划
根据整体规划的原则，我们提供的区域规划详见下图：
平面布局规划图
第三节.垂直空间规划
一、垂直空间规划的要点
净高满足视觉舒适性从视觉角度讲，机房一般比较开阔，如果净高太低会使人有压抑的感觉，如果太高又会有空旷的感觉；综合考虑机房的净高在2.6m—3.1m之间是比较合适的。
方便布线及管理
机房内的机柜高度一般为2.0m左右，如果采用上走线的方式，中小机房一般走1—2层桥架，大型的机房一般为2—4层桥架；机房设计规范中桥架的高度不超过150mm（一般情况下我们都会选择100mm高度的桥架），再考虑桥架与桥架之间、桥架与机柜之间的距离（约0.1m—0.2m），机柜上部的空间需要0.6m—1.0m；因此机房的净高在2.6m—3.1m之间是比较合适的。
满足空调通风要求
根据规范机房内的风速在2－3m/s之间因此需要根据计算得到地板的设计高度。
考虑节能
在计算空调冷负荷的时候，有一项是结构得热，如果机房越高也就意味着机房空间体积增大，使结构得热越多，就需要更大制冷量的空调系统，从这方面讲机房的净高越低越节能。
节约投资
从气体灭火系统来分析，在国内机房的灭火系统还是采用气体灭火系统；而灭火的药剂量与机房的空间体积成正比（系数约为0.62kg/m3），同时如果要输送更多的灭火药剂就需要更大管径的管网，也需要配置更大的泄压口。
从这个方面讲机房的总容积越低机房建设的造价也越低。
二、垂直空间规划
1、房间净高：
2.8米。
2、地板高度：
0.4米。
3、在机房区内，强电地板下走线，弱电机柜上走线。
机房区垂直规划剖面图
第三章.装修工程
电子信息系统机房的装饰，不同于普通的宾馆、家庭、办公装饰，机房装饰工程是一项系统工程，是现代科学技术和装饰艺术的综合。
机房内放置有复杂的电子信息系统设备和机电设备，对装饰的要求，主要是满足计算机对机房提出的技术要求，在机房装饰艺术上以既大方舒适，又满足其技术要求为原则。
对装饰材料的选择要达到吸音、防火、防潮、防变形、抗干扰、防静电等要求。
装饰后，要使整个机房色调柔和、通透宽敞、不压抑、舒适。
以其达到现代化的装饰水平和视觉效果。
第一节.机房各功能区装修介绍
本工程装修范围包括墙柱面、吊顶、地板、隔断、门窗等所有装修内容。
下面将对各部分进行详细介绍。
装修主材表
第二节.地板工程
所有施工范围内采用35mm厚C20细石混凝土一道，本次工程地面材质共分为：
架高地板、网络地板。
地板分为：
防静电地板高度400mm/150mm；
架高地板：
主机房、网络机房铺设防静电地板高度400mm，地板下做防尘、粘贴20mm厚闭泡橡塑板做保温处理。
监控室铺设网络地板，高度150mm;
踢脚线：
采用不锈钢饰面，彩钢板墙面、刷乳胶漆墙面采用100mm高铝合金型材踢脚板；
设备支架：
机房内服务器机柜采用5#角铁焊接支架，支架进行防锈处理，尺寸根据设备大小定制。
采用明支架做法，并在上安装5mm厚镀锌钢板。
踏步制作：
在机房主要出入口设备运输通道设置斜坡，斜坡上设备防尘地毯。
在进入主机房通道设置活动斜坡，这样达到实用与参观效果并存。
第三节.吊顶工程
本次工程吊顶分为铝合计方板吊顶、原顶刷乳胶漆。
主机房、网络机房在原结构顶板下刷防水涂料两遍，铺设30mm厚橡塑保温板。
监控室及休息室内为铝合金方板吊顶；
第四节.墙面工程
主机房、网络机房、监控室的墙柱面采用复合彩钢板饰面。
其他区域为乳胶漆刮腻子，乳胶漆为环保乳胶漆。
第五节.隔墙工程
主机房与监控室之间隔墙，采用防火玻璃隔断；隔断下采用混凝土预制板密封，隔断上吊顶内采用双层双面防火石膏板内填岩棉密封。
不同气体灭火区的隔墙采用C75系列轻钢龙骨双层双面防火石膏板内填50mm厚岩棉带铝箔贴面的隔墙。
所有轻钢龙骨防火石膏板隔断下方均采用C20细石混凝土浇注100mm高*100mm宽的地梁。
第六节.防水工程
主机房和其他消防分区以及包含精密空调室与主机房区隔断地板下墙体砌筑两侧刷水泥基防水涂料；不同消防分区防火玻璃隔断处地板下均采用混凝土预制板密封并做防水处理（高度同地板）；地板下精密空调下方及机房靠窗均设置100mm*100mm混凝土挡水坝，挡水坝内做防水。
第七节.保温工程
原顶做好保温处理后沿梁底固定，采用联合吊架固定各类管线。
联合吊加采用承重500KG的40mmX40mmX2mmC型钢固定，直径12mm膨胀螺栓与楼板固定。
精密空调地板下做防尘、粘贴20mm厚带筋橡塑泡橡塑板，做保温处理。
第八节.门窗工程机房设备
主入口采用钢制防火门，1.5米宽、2.3米净高。
主机房、网络机房、隔断上安装防火玻璃密闭门。
监控室采用钢制防火门（带观察窗）。
第九节.结构加固工程
因为本次主机房及网络机房区域结构为普通办公室结构，承重负荷约为3KN/㎡，不满足设备承重需求，根据GB50174《电子信息系统机房设计规范》中的要求，主机房区域承重宜为8~10KN/㎡，具体承重数据因根据机柜的摆放密度确定荷载值，根据本次机房部署设备特性，建议机房承重载荷加固到6KN/㎡，采用HW175*175*7.5*11mm工字钢，在机柜部署区域进行区域加固，加固平面布置如下，具体加固方式需要根据原大楼结构图纸进行数据核算后予以补充深化设计；
第四章.电气系统
第一节.概述
电气系统为机房场地工程中重要组成部分，是机房内机电系统的能量来源，几乎所有系统的运作都依赖于电气系统，它的安全性、可用性是机房内各系统正常运行的基本保证。
为了保证贵单位在机房内的设备能获得一个更加可靠的运行环境，保障单位业务的可持续性发展，可靠、安全、稳定的电源供应是必要的条件。
因此，机房的电气工程应该达到如下目标：
各种用电设施应按照其特性进行不同的用电等级和分区划分。
供电设备应从头至尾贯彻合理配置，高冗余设计概念，达到高可用性。
配电系统应具有高可维护性，可在无负面影响下进行模拟测试。
具备高可管理性，便于针对不同的系统进行有效管理。
机房总配电量应留出余量，为将来机房增加设备使用，可扩展能力强。
机房供电要求按照国家标准A级计算机机房供电质量要求：
电压波动小于5％
频率波动小于＋0.2Hz/t
电网波形失真率小于5％
三相电压不平衡度小于1
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