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機房建設解決方案

機房建設解決方案

來源: 時間:2016-11-30 17:52:45 次數:

一、概述
在現代科學技術高度發展的今天,電子計算機越來越廣泛地應用于各個領域。近些年里在我國如雨后春筍般地建成了很多大、中、小各種規模的計算機機房。則計算機機房工程這一新興的產業也獲得了突飛猛進的發展。計算機機房工程是一種涉及到空調技術、供配電技術、抗干擾技術、防雷防過壓技術、凈化技術、消防技術、安防技術、建筑和裝飾技術等多種專業的綜合性的產業。電子計算機的可靠運行要依靠電子計算機機房的嚴格的技術條件來保證的。
為了保證計算機系統穩定可靠運行,計算機機房必須滿足計算機系統以及工作人員對溫度、濕度、潔凈度、風速度、電磁場強度、電源質量、噪音、照明、振動、防火、防盜、防雷、屏蔽和接地等要求。則必須為計算機系統尋求和建立能夠充分發揮其功能、延長機器壽命,以及確保工作人員的身心健康,并滿足其各項要求的合適的場地,即計算機機房。下面結合國家規范及我公司多年來在計算機機房工程設計和施工中的經驗,來對貴單位調度所的計算機機房工程建設中所涉及到的機房總體設計、機房裝修、機房環境監測三大部分內容逐一進行論述。供貴單位參考
11、機房總體設計-就機房各功能區的整體規劃問題進行討論。本方案力求在不改變建筑結構的基礎上,根據貴單位的具體要求,按照功能與美觀兼具的設計思想,建設一個現代化的,具備先進性、實用性、展示性、用料考究、施工嚴謹的機房。
12、機房裝修-是機房建設的具體實現,是至關重要的一環。本方案書先就天花、地板、墻面等進行說明;再按照天花、地面、墻體柱面等進行裝修思想簡述。
1機房環境監測-是起到保障機房整體系統安全而有效工作的作用。本方案就溫濕度、UPS電源、煙霧探測器、門禁系統、漏水偵測等各功能進行闡述。
二、機房總體設計
計算機機房的建設涉及面廣,內容復雜,是一項綜合性工程,是電子行業與建筑裝飾行業交匯與結合的新興行業。
2.1 機房建設方案的指導思想
a、合理分布工作空間及各類設備安裝場所,縮短工藝流程,降低勞動強度,提高工作效率,確保電子計算機系統穩定可靠運行,保障機房工作人員良好的工作環境,并且以國家有關標準及規范為依據。
b、根據甲方提出的要求與現場實際情況以及計算機系統實際操作運行等情況進行設計,力求在設計、選材中做到整體布局的合理化和科學化。
c、機房各項功能完整配套,達到專業規范、技術先進、經濟合理、安全適用、質量優良、管理方便之目的。
d、在經濟實用的前提下,選擇優質機房專用裝修材料,主體裝修材料宜選用吸音效果好、不易變形、變色、易清潔、防火性好,且高度耐用的材料,達到最佳裝修效果。
e、室內控制設備、電器設備、布線系統的選材我們注重其可靠性,全部采用符合國家標準的優質產品,以確保系統投入運行后故障率為最低。
2.2 機房建設方案依據標準:
(1)《電子計算機機房設計規范》〔GB 50174-93〕
(2)《計算站場地技術要求》〔GB 2887-89〕
(3)《計算機機房活動地板技術條件》〔GB 6650-86〕
(4)《計算站場地安全要求》〔GB 9361-88〕
(5)《建筑內部裝修設計防火規范》〔GB 50222-95〕
(6)《工業企業照明設計標準》〔TJ 34-79〕
(7)《室內裝飾工程質量規范》〔QB 1838-93〕
(8)《電子計算機機房施工及驗收規范》[SJ/T 30003-93]
(9)《潔凈室施工及驗收規范》[JGJ71-90]
(10)《計算機機房建筑》[由中國DEC計算機用戶等聯合編寫〕
(11)《計算機房工程設計與施工》[人民郵電出版社1997.2]
(12)《計算機房的建設與管理》
(13) 機房現場環境及機房建筑圖紙
2.3 機房設計思路
2.3.1.土建部分: 根據國家標準:機房的主體結構應具有耐久、抗震、防火、防止不均勻沉陷等性能和變形縫、伸縮縫不應穿過主機房的規范要求。
2.3.2機房凈高:建成后的計算機中心網絡機房凈高不小于2.4m。
2.3.3窗戶: 網絡機房操作間做窗簾盒并配垂擺窗簾。
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2.3.4 墻、柱面:此次設計機房墻柱面先做高0.1m的不銹鋼踢腳線,墻面上采用環保乳膠漆。
2.3.5機房裝修部分:根據國標對機房消防方面的要求,我公司全部選用阻燃性材料作為本次方案的裝修材料,檔次定位在國產中高檔水平。
色彩:采用較為柔和的乳白色,給人一種素雅、大方的感覺。
天花:天花為金屬微孔板。
地板:選用國產優質防靜電活動地板。
三、UPS不間斷電源系統
· UPS電源的組成
隨著科技發展社會的進步UPS電源在日常生活中,特別是在電力部門中的應用已經非常普及。UPS電源不同于一般的穩壓電源或電源調節器,它是專為保障計算機及其外設正常工作的保護性電源。一般UPS電源是由充電器、逆變器、靜態開關、蓄電池、控制器組成。
· UPS電源的種類
UPS的分類方法有很多種,目前常用的分類方法有三種,根據UPS電源的結構和工作原理可分為在線式和后備式,由于在線式UPS可以實現真正的不間斷供電,因此它也是電力系統的首選UPS電源;根據UPS電源的輸出波形可將UPS電源分為正弦波輸出UPS電源和非正弦波輸出UPS電源(又叫方波輸出電源),市電經電源逆變器慮波后其波形改為正弦波,成為高質量的電源,是計算機等精密設備的優選電源;根據UPS電源輸出功率可分為大型UPS電源(>80KVA)、中型UPS電源(5~80KVA)、小型UPS電源(<5KVA)。
· 選用UPS電源應注意的問題
計算機機房的UPS電源一般選用大、中型,在線式的UPS 。這些UPS 電源的價格比較昂貴,在選型上一定要認真細致,避免造成不必要的損失,因此選型時應注意以下幾個問題:
1. 根據本單位機房計算機及相關設備的用電量,并考慮到將來設備的增加預留25%-30%的冗余,來選擇UPS電源的輸出功率;根據各地供電條件的不同,選擇適應本地區公用電網電壓波動范圍內的UPS電源,一般UPS電源的輸入電壓在380V±10%范圍。
2. 要對選用的UPS進行相應的動態、靜態、過載、和放電測試。
3. 了解UPS的網管功能,進行實地的遠程的監測控制測試。
4. 根據機房所需的不間斷供電時間,考慮密封電池的數量,對于后備時間長,需要電池較多的UPS電源,應考慮機房的單位面積承重量。
· UPS電源的使用管理
UPS電源是計算機正常工作的保障電源,要保證計算機高質量的電能,就必
對UPS電源進行可靠的維護和管理。
1.UPS的運行環境:UPS電源對溫、濕度的要求比較高,一般溫度控制在5℃-22℃,相對濕度在50±10%的范圍。同時,工作間應保持清潔、無灰塵、無污染、無有害氣體。
2.UPS電源的市電輸入要求:UPS電源的輸入線應是單獨從變壓器以來的一路電,且不能再接其它用電設備;市電輸入端應設有專控開關;UPS電源輸出端應設UPS配電柜,經配電柜后再分別接各計算機及其外設;如果有條件,在UPS電源輸入處設穩壓電源或隔離變壓器,因為UPS電源的輸入電壓和頻率有一定的工作范圍,如果輸入電壓過低,UPS將自動轉為電池供電,并報警。
3.UPS電源正常運行時,開機后一般不要停機。頻繁開機容易造成UPS電源特別是大、中型UPS電源的設備損壞。
4.正常工作時,UPS蓄電池一直處在浮充狀態,長期的只充不放會導致電池的加速老化,減短電池壽命。因此在使用中應定期人為放電,時間一般每月一次,放電量為電池總容量的20%-30%。
5.其它注意問題:認真檢查UPS電源的接地;保證空調系統的正常工作;加強機房的安全防火措施;對機房工作人員進行UPS電源相關知識的培訓。
四、電力供配電系統
一個系統能夠正常工作,不僅需要有良好可靠的主設備、性能卓越的UPS和安全舒適的工作環境,還需要有一個高可靠性的供配電系統。
4.1 機房供配電設計要求
1. 計算機機房的供電應380/220V電壓、50HZ頻率和三相五線制(即TN-S系統)的配線方式供電,單回路供給機房用電。
2. 計算機機房的設備供電應按設備總用電量的20%-25%進行預留。
3. 計算機機房內的插座應分三種,它們分別是:不間斷電源(UPS)供電的計算機主機專用防水插座,不間斷電源(UPS)供電的設備用三孔標準插座,市電直接供電的設備用五孔標準插座。
4. 計算機機房內設備電源的電壓變化應在220V±5%之內,頻率變化應在50H±0.5Hz之內。
5. 計算機機房內的照明應分工作照明和事故照明兩類,工作照明接入配電柜,事故照明接入UPS。
6. 計算機機房內照明裝置宜采用無眩光燈盤,照明亮度應大于300LUX,事故照明亮度應大于60LUX。
7. 計算機機房內的配電系統應考慮到與應急照明系統的自動切換和消防系統的聯動。
4.2供配電系統設計說明
1.線路的布線方式
根據廣東省公安消防局規定,機房裝修所采用的導線應符合消防安全,即通過消防局認證。所以室內導線全部采用新型阻燃導線組。為了滿足計算機機房的防濕措施,除了在地面上作一些處理外,同時為防止漏電危及人身安全和防電磁干擾,所有金屬線槽、金屬線管必須全部可靠連成一體并可靠接地,接地電阻R≤4Ω。
2.接地系統
接地系統就是把電路中的某一點或某一金屬殼體用導線與大地連在一起,形成電器通路,其目的是讓危及人身或設備的電流易于流到大地,因此從這個意義上講,希望接地電阻越小越好。另外計算機系統的接地,還希望在接地電流受某種外界條件影響數值發生變化時,使接地點的電位隨之變化而產生的噪聲應盡量減少。所以接地電阻越小越好。同時有下面兩點注意:
a.信號電路和電源電路、高壓電路和低壓電路不應使用共地回路。
b. 靈敏電路的接地應各自隔離或屏蔽,以防止地回流和靜電感應而產生干擾。
在現今的計算機系統中,除了使用直流電源的計算機設備以外,還配備有大量的使用380V/220V交流電的各種電氣設備,如計算機的外部設備、變壓器、電動機發電機組、空調設備、機柜上的風機、電烙鐵和示波器等。所以在計算機系統中同時存在幾種不同的接地系統:
(1)交流工作地:在電力系統中運行需要的接地(如中性點接地),應不大于4歐姆。與變壓器或發電機直接接地的中性點連接的中性線稱零線;將零線上的一點或多點與地再次做電氣連接稱重復接地。交流工作地是中性點可靠地接地。當中性點不接地時,若一相碰地而人又觸及另一相時,人體所受到的接觸電壓將超過相電壓,而當中性點接地時,且中性點的接地電阻很小,則人體受到電壓相當于相電壓;同時若中性點不接地時,由于中性點對地的雜散抗阻很大,因此接地電流很小;相應的保護設備不能迅速切斷電源,對人及設備產生危害;反之則行。
(2)安全保護地:安全保護地是指機房內所有機器設備的外殼以及電動機、空調機等輔助設備的機體(外殼)與地之間做良好的接地,應不大于4歐姆。當機房內各類電器設備的絕緣體損壞時,將會對設備和操作及維修人員的安全構成威脅。所以應使設備的外殼可靠接地。
(3)計算機系統直流接地:計算機本身的邏輯參考地,小于1歐姆。
(4)防雷保護地:即整個大樓的防雷系統的接地,一般以水平連線和垂直接地樁埋設地下,主要是把雷電電流由受雷裝置引到接地裝置,應不大于10歐姆。
(5)屏蔽接地:為了防止電磁感應而對電力設備的金屬外殼、屏蔽罩、屏蔽線的外皮或建筑物金屬屏蔽體等進行接地。
機房內應引入三種地線:既交流工作地、安全保護地和計算機直流地。
目前常見接地方案
方案一:四種接地在設備所在樓層連接后用一公共引線接至防雷地樁方式。
該種接地方式有一個缺點:由于公共引線有一固定電阻,發生雷擊時,設備對地有相當大的電壓差而損壞設備。同時,各接地地線間相互干擾也比較嚴重。
方案二:交流與安全工作接地公共地、防雷接地、直流接地分開的方式。
該接地方式,在發生雷電反擊時,由于防雷接地與其他兩種接地間有一定的距離(通常要求大于40米),可避免雷電反擊損壞設備;同時由于直流接地與其他接地方式分開,來自其他接地線的干擾也可消除。但重新打接地地樁,費用比較高,而且貴單位周圍環境有限制,估計另外找地樁有一定的困難。
方案三:綜合接地方式。
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交流接地和安全工作接地合二為一,與直流接地,防雷接地分別用三根接地引線引至大樓的地面,如圖12-2所示E2,E3,E4。再將它們與避雷地樁E1接成綜合接地網。這樣他們就有同樣的電位,在發生雷擊時,不會發生雷電反擊而損壞設備。只要接地電阻小于1Ω,就可保證接地線間不產生電位差、不相互干擾。這是目前工程上最常見的做法。
為了保證接地電阻小于,我們將采用優質的接地體和引下線,根據實際情況綜合運用深埋、添加降阻劑、增大接地線橫截面面積、增加接地體數量等方法來降低接地電阻,以達到國家標準的要求。
3.防過電壓防雷保護系統
由于機房設備的特殊要求,為了消除雷擊和過電壓的危險影響,必須在機房的配電柜內單獨安裝靈敏度高的電源二級防過電壓防雷保護系統。
4.導線的選擇
(1)導線的型式:所用導線全部采用國產新型難燃銅芯塑料絕緣導線(ZR-BVV系列)。
(2)導線的截面選擇:是根據負荷的大小,允許的電壓損失,導線長時間的允許溫升及導線的機械強度等因素而定。
五.機房空調凈化系統(僅供參考)
5.1 機房專用空調
計算站空調、新風、凈化系統是保證設備正常運行和工作人員正常工作的重要條件.諸如環境、溫度、濕度、潔凈度,以及工作人員和設備的散熱量等都會對計算機及附屬設備工作的穩定性、可靠性造成危害,所以國家規定機房區――室溫:A級22℃±2℃,濕度:(40-60)%,>5μ塵埃粒度<18000粒/dm3.
由于計算機對其所處的環境條件參數極為敏感,它需要特定的溫度、濕度和潔凈度來保證其高效的運行,如果上述條件不能滿足的話,將引起數據失真、丟失甚至計算機完全停止工作,我們所推薦選用的機房恒溫恒濕專用空調,就是考慮到如何來滿足主機房內設備對環境特殊的要求,這種空調帶有先進的微處理控制板,模塊化設計、能效極高及寧靜的壓縮機、遠程監測系統、低噪音風機、超聲波加濕器、可隨時更換的過濾器、節能性多級加熱器。
5.2 機房專用空調特點
1. 大風量,小焓差,高顯熱比與相同制冷量的舒適空調機相比,機房專用空調機的循環風量約大一倍,相應的焓差只有一半,機房專用空調機運行時通常不需要除濕,循環風量較大將使得機組在空氣露點以上運行,有利于穩定機房的溫、濕度指標。
2.機房專用空調能夠適應機房的幅度較大的熱負荷變化,以使元器件工作在所要求的環境條件之中,保證電路性能的可靠性。
3. 送風回風方式多樣,能充分與計算機主機散熱形式一致,從而大大提高空調效率。
4.兩級過濾:機房專用空調機內設有初、中效兩級過濾器,使機組送出的泠氣達到一定的凈化能力,以滿足潔凈度要求。
5.可靠性高:具有報警功能、自我診斷功能、后備機組管理功能。
6.全年制冷運行:多數機房專用空調機能在室溫降至-15℃以下時仍能制冷運行。
5.3 新風系統
新風在機房系統建設中是必不可少一部分,是為機房工作人員創造舒適工作環境必須建設的項目,在密閉條件下,新風顯得尤為重要。機房對新風系統的主要要求如下:
a. 送進機房的空氣是經過處理后的空氣。
b. 新風不僅向機房內補充新鮮空氣,還要維持機房內的正壓。
c. 新風在空調系統中含量應約占送風量的5~10%為宜。
新風機組是向室內單向進風的一種設備,而新風換氣機卻具有同時雙向換氣的功能和特點,它在向室內提供經過過濾的新鮮空氣的同時,將室內污濁空氣排出室外,起到了一機兩用的作用,新風換氣機采用熱回收裝置,可減少熱量或冷量損失,具有明顯的節能效果。
在此方案中我公司結合了貴公司相關的實際情況而在方案中設計采用的是分體空調。
六.防靜電地板
根據貴單位實際情況,我們推薦使用國產朝暉牌優質活動地板。
6.1活動地板的應用和優點
凡需鋪設電纜、信息線的房間,建議采用抗靜電活動地板,安裝高度一般為150-300mm。活動地板下面可以用作空調送風靜壓箱,也便于機房內電纜鋪設。
活動地板具有以下優點:
1. 使安裝簡單化,并為以后設備配置的改變和擴充提供了較大的靈活性。
2. 機房內設備可通過地板下進行自由的電氣連接,便于鋪設和維護,使機房整潔美觀。
3. 可以保護各種電纜、電線、信號線及插座,使其不受損壞。
4. 計算機房可以利用地板下空間作為空調的靜壓倉,獲得均衡滿意的溫濕度。無論計算機安裝在什么位置都可通過活動地板的風口得到空調調節后的空氣。
5. 有利于設備底部的維修。
6. 能使靜電電荷通泄至地。
7. 能夠屏蔽電磁輻射。
8. 可以利用活動地板的可調性,調整地面的平整度,保證機房地面的整體水平。
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七、天花、墻、柱面工程
7.1 天花
此次設計采用廣州生產的“歐陸”微孔鋁棚板,此棚板有條型和方型,本機房建議采用方板,規格為600X600方型棚板,與墻壁和地面協調一致。該金屬吊頂整體平面效果好,線條簡潔美觀,質量輕,拆裝方便;它具有很好的隔音、防火、防潮、屏蔽、耐腐蝕、易清洗、使用壽命長等優點,還可用于空調回風,無論在質感上、光澤上、性能上均優于其它同類產品和礦棉塑板噴涂等材料,并在眾多用戶使用中反映很好。
7.2 墻、柱面
本設計方案內的所有墻柱面均是先做高0.1m的不銹鋼踢腳線, 墻面采用環保乳膠漆。
“南方牌”乳膠漆,其堅實耐久的漆面,能為室內墻壁天上啞光色彩。能防藻抗菌,具防堿效能,有卓越黏附功效,施工容易,遮蓋力高、漆膜耐久且不易剝落。不起塵,易擦洗等特點,是一種高品質涂料。且價格低廉。
八.機房裝修簡述
8.1 機房裝修原則
1. 計算機機房墻體要采用防火隔斷墻,周圍均要進行防潮、保溫處理。
2. 墻壁表面宜采用防潮、不起塵、易清潔且性能好的環保材料進行飾面。
3. 計算機機房設單獨出入口,并在入口處設換鞋柜。
4. 計算機機房內鋪設電纜較多,短路易釀成火災,需嚴格控制建筑物耐火等級。所有材料的防火等級都應選為A級或B1級。
5. 塵埃的二次飛揚,對計算機機房內的空氣潔凈度影響較大,因此裝飾材料應選用不易積灰、不易起塵、易于清潔、防火保溫的飾面材料,但還應注意此種材料應不產生眩光。
6. 計算機機房地面材料采用質地硬、不宜起塵、防靜電的材料。
7. 計算機機房內鋪設防靜電地板,地板傾斜度必須保證每米不高于2毫米。
8. 防靜電地板下僅鋪設電纜時,其高度一般可為250mm左右。為了避免電纜移動時地面起塵或劃破電纜,地面和四壁應平整而耐磨。
9. 防靜電地板的板厚公差應在±0.2mm/m以內;常溫常濕下地板絕緣電阻應大于100kΩ,小于100MΩ;地板的均勻荷載應在1000kg/ m 2左右,集中荷載應大于300kg/ m2
10. 計算機機房內頂棚應選用不起塵的吸音屏蔽材料且要達到防火要求,最好為鋁合金微孔吸音板,頂棚上面應留有300~500mm的高度空間。當頂棚上面作為空調回風靜壓箱時,要求靜壓箱內有較高潔凈度,其內表面要光滑,平整度好,且應刷防塵漆。
11. 計算機機房內所有管道都應進行防銹處理,選質量好的鍍鋅管材,所有線纜都應用鐵皮線槽、鋼管或金屬軟管保護。
8.2 機房裝修方案
根據以上的機房裝修原則, 我們提出以下機房裝修方案:
地板工程:
機房地面進行防塵處理。
安裝防靜電活動地板,地板架空高度為250mm。
抗靜電地板沿墻收邊處理。
天花工程:
天花及梁、墻沿上部防塵處理。
安裝天花吊桿、龍骨、敷設天花板。
墻、柱面工程:
墻柱面均先做高0.1m的不銹鋼踢腳線, 墻上全采用環保乳膠漆。
其它:
踢腳線采用不銹鋼形成點綴。使機房整體線條清晰,輪廓分明,富有現代感。
在裝飾中應對各種孔洞進行封堵,以防蟲鼠害。
九.其它雜項
機房內應注意防水,必要時應安裝漏水檢測裝置。考慮到貴單位機房有下水管道經過,故在此方案中設計了一套漏水檢測裝置,該漏水檢測裝置能在機房內有水浸入時通過傳感繩將信號傳輸到設定的機器上。
機房應考慮防火問題,故在此方案中設計了消防報警裝置和氣體滅火系統。并建議配備手提式滅火器和空氣呼吸器。
機房應考慮防盜和防破壞,建議安裝防盜報警系統和閉路監控裝置。
附頁:機房防雷技術
一、概述
伴隨著通信技術、計算機技術、信息技術的飛速發展電子元件的高度集成化,設備耐過電壓、耐過電流的水平下降,導致電信系統和數據處理系統中的微電子設備、信息傳輸網絡變得極易遭受瞬間過電壓的危害。
雖然大樓建筑已有避雷針防雷,但不能阻止感應雷擊過電壓、開關電源和操作工業設備而產生的各種瞬間過電壓。
二、機房瞬間過電壓的成因
1、雷擊
2、對架空電線的沖擊:雷電擊中暴露在外的電線,一個沖擊電壓波會沿著導線向與其連接的設備入侵。
3、以感應方式如:靜電場上升而引起的電磁脈沖、地面上的閃電電流使地電位上升、閃電中電磁場使附近的線路產生感應高壓。
4、工業過電壓
*起動高電感的電動機組或變壓器
*開關中央電源設備
*操作保險絲或斷路器
*誤接觸或斷續接觸
三、瞬間過電壓所造成的后果
*設備損壞,工作人員傷亡
*設備或元器件壽命降低
*傳輸或儲存的信號或數據受到干擾或丟失,甚至使電子設備產生誤動作或暫時癱瘓
*整個系統停頓,數據圖像傳輸暫停、局域網乃至廣域網遭到破壞,間接損失或影響遠遠大于直接經濟損失
四、機房防雷
機房內防雷系統主要是對服務器、終端、電話機、程控交換機、網絡設備、數據傳輸線、UPS、空調機等電子設備加裝過壓保護裝置,在設備受到過電壓侵襲時,保護裝置能快速動作將能量泄放,從而保護設備不受損壞。
市電電源經電纜引入室內配電柜,母線經空氣開關后接一個三相電源防雷器,其接地線接至綜合接地排。這種把防雷器安裝在配電柜上設備的源頭處,可直接分流大閃電電流,并避免電磁耦合,同時也使接地網絡的連接最優。
德國OBO防雷器技術特點:
*高速能量釋放
*低殘壓等級
*快速響應(t ≤100ns)
*高絕緣電阻(>10 M)
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在本方案中設計采用一個盾牌的防雷器。
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