金融业小型模块化机房技术白皮书V12Word文档下载推荐.docx
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7空气调节系统20
7.1一般技术要求20
7.2I类模块化机房空气调节系统21
7.3II类模块化机房空气调节系统21
7.4III类模块化机房空气调节系统22
8机柜及密封通道系统22
8.1机柜及附件22
8.2密封通道26
9智能化管理系统28
9.1系统架构28
9.1.1智能化管理框架28
9.1.2智能化管理系统部署架构29
9.2集中管理系统29
9.2.1一般技术要求30
9.2.2系统功能描述31
9.2.3系统性能描述33
9.3本地管理系统33
9.3.1控制器34
9.3.2交换机35
9.3.3视频系统35
9.3.4门禁系统36
9.3.5传感器36
9.3.6显示屏37
10电缆安装及走线37
11防雷与接地38
11.1防雷38
11.2接地系统38
12安全防范系统/消防系统39
12.1防火和疏散39
12.2消防设施及火灾自动报警系统40
12.3安全措施41
13附录42
声明：
（1）版权所有，引用请注明出处和作者信息。
（2）本文示例中采用的参数（如性能指标、价格等）并不与具体产品型号挂钩，也不代表对此类产品的性能和价格承诺。
（3）模块化作为仍在飞速发展中的技术，本文可能涉及到时效性很强的数据或信息，请读者自行判断。
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摘要
1背景
组建金融委员会模块化数据中心小组并规划行业白皮书，旨在分析金融业数据中心模块化机房使用和建设场景，总结现有技术在金融行业内的实践，指导金融行业内数据中心建设，规范金融行业数据中心的运维，加速模块化数据中心在整个金融行业的规模应用和推广。
2术语和定义
机房：
主要用于数据处理设备安装和运行的建筑空间。
模块化机房：
易于实现定制化处理，能在现有数据中心内进行快速部署的整体性解决方案。
电磁屏蔽：
用导电材料减少交变磁场向指定区域的穿透。
冗余：
重复配置系统的一些或者全部部件，当系统发生故障时，冗余配置的部件接入并承担故障部件的工作，由此延长系统的平均故障间隔时间。
N——基本需求：
系统满足基本需求，没有冗余。
2N：
双冗余系统。
N+X冗余：
系统满足基本需求外，增加了X个组件、X个单元、X个模块或X个路径。
任何X个组件、单元、模块或路径的故障或维护不会导致系统运行终端。
（X=1~N）
容错：
具有两套或两套以上的系统，在同一时刻，至少有一套系统在正常工作。
按容错系统配置的基础设施，在经受住一次严重的突发设备故障或人为操作失误后，仍能满足电子信息设备正常运行的基本需求。
配电列头柜：
为成行排列的机柜提供配电管理的设备。
网络配线柜：
或称网络汇聚柜，为成行排列的机柜提供网络布线服务的设备。
静态：
空调系统处于正常运行状态，电子信息设备未运行，室内只有检测人员的情况。
动态：
空调系统和电子信息设备均处于正常运行状态，室内有相关人员在场的情况。
电能利用效率（PUE）：
表征机房电能利用效率的参数，其数值为机房内所有用电设备消耗的总电能与所有电子信息设备消耗的总电能之比。
SUE：
IT设备占用空间和机房规划空间的比值。
入列：
摆放置于机柜行列的单元。
出列：
单独摆放不置于机柜行列的单元。
SOC：
电池荷电状态，取值范围为0~1,0代表完成放电，1代表电池充满。
SOH：
电池的健康状态，蓄电池最大放电容量相对额定容量的百分比。
等电位连接：
将分开的诸导电性物体连接到接地汇流排、等电位联结带或等电位联结网格。
3适用场景分类及描述
3.1国内银行业机房使用分类
本章节以大型商业银行和股份制银行为例，说明国内银行业机房使用分类。
大型商业银行机房一般有四种机房类型：
第一类包括总行级的两地三中心机房，一般机房建筑面积几千平方米到3、4万平方米不等；
UPS系统采用多套2N冗余配置，满载后备时间一般不超过15分钟。
第二类包括一级分行机房、涉及实时对外服务的总行级业务类处理中心、境外机构区域中心等，一般建筑面积300平方米-2000平方米，各行数量约40个左右；
UPS系统一般采用2N（2+2）冗余配置，满载后备时间一般不超过30分钟。
第三类包括一级分行同城机房、二级分行机房、涉及实时对外服务的一级分行级业务类处理中心、大型境外机构（境外分行）机房等，一般建筑面积几十平方米到几百平方米不等，各行数量约300-400个左右；
对于业务服务器上收后的二级分行机房设备主要包括2-3个机柜行内网络设备、2-5个机柜运营商接入设备（每家二级分行不同），总共约4-8个机柜；
UPS系统采用2N（1+1）或N+1冗余配置，满载后备时间一般不超过60分钟。
第四类机房包括营业网点、金融便利店、离行式自助银行等节点间，一般标准的营业网点节点间主要包括路由器、交换机、光端机和配线架等，此类设备通常占用1/4-2机柜；
UPS系统采用单台或N+1冗余配置，满载后备时间一般不低于2小时，各行数量约几千到两万多个。
股份制银行机房一般有四种机房类型：
第一类包括总行级两地三中心机房，该机房内有大型计算机设备及大型网络设备，机房面积较大，机房建设标准机房建设不低于GB50174中的A类机房标准。
第二类包括一级分行机房，该机房内除网络设备外还有部分主机设备，机房规模和等级低于总行机房但高于二级分行和支行，机房建设不低于GB50174中的B类机房标准，面积大于150平米但小于400平米。
机房配电系统总容量不低于300kVA，UPS系统需采用2N冗余配置，备电时间不小于30分钟，制冷系统需采用N+1冗余配置。
第三类为二级分行和异地支行机房。
二级分行为所在省内一级分行下辖管理的分行式分支机构，机房内除网络设备外还有部分主机设备，机房规模和等级低于一级分行但高于支行，机房面积大于25平米但小于40平米。
机房配电系统总容量不宜低于50kVA，备电时间不小于60分钟。
UPS系统需采用N+1冗余配置。
制冷系统需采用N+1冗余配置。
异地支行一般无下设同城营业网点，且各类业务一般通过通讯网络连接分行或总行，因此机房内无大型计算机设备及网络设备。
机房面积应大于25平米但小于40平米。
机房配电系统总容量不宜低于50kVA。
UPS系统需采用N+1冗余配置，备电时间不小于60分钟。
第四类为同城支行机房，其为所在省内一级分行或二级分行下设的同城营业网点，机房内无计算机设备及大型网络设备，机房规模和等级要求小于异地支行。
机房面积不小于10平米。
机房配电系统总容量不宜低于20kVA。
城商行/农商行/农信社
XXXX
3.2国内证券保险业机房使用分类
本章节以某大型券商为例，说明证券业机房使用分类。
证券业除总行机房外，营业部机房的分类参照《证券公司证券营业部信息技术指引》，分为A、B、C三型营业部。
A型营业部会部署与现场交易服务相关的信息系统为客户提供现场交易服务，应设置机房；
B型营业部不会部署与现场交易服务相关的信息系统，但依托公司总部或其他证券营业部的信息系统为客户提供现场交易服务，不要求设立机房，但网络及通信设备应集中放置，在实际运营中一般也会设立机房；
其余二者都不设的为C型营业部，一般也不设立机房。
因此证券业机房主要分为以下三类：
第一类为总部级两地三中心机房，涉及有核心网络设备、小型机设备及各业务系统设备，机房面积较大，采用自建、租用或相结合的方式，机房建设标准不低于GB50174中的A类机房标准。
第二类为A型营业部机房，面积一般不小于20平方米，会有独立于大楼照明用电的市电接入，配备有UPS采用双路供电方式。
在市电中断情况下，应保证机房设备和不低于25%的现场交易设施在交易时间内持续供电，满足证券营业部客户证券交易需要。
后续供电采用柴油发电机方式，或采用UPS配备大量电池的方式，提供应急用电。
第三类为B型营业部机房，面积一般不小于12平方米，至少配置一路UPS供电和一路市电供电，UPS电源单独使用能满足机房设备和不低于25%的现场交易设施在交易时间内持续供电，满足证券营业部客户证券交易需要。
3.3模块化机房场景适用说明
模块化机房适用于金融业中小规模机房，即银行业一级分行及其以下层级机房，非银行金融机构参考执行。
针对不同场景规模、功率等需求差异，划分以下技术模型。
代号
模型
机柜数量
参照分级
设备总功率（kW）
描述
Ⅰ
双排模块化机房
8及以上
A/B
16kW以上
双排密封通道部署，一个或多个模块
典型适用场景：
大型商业银行二类或三类机房、股份制银行二类机房
Ⅱ
单排模块化机房
3-8
B
15kW以下
单排密封通道部署
大型商业银行三类机房、股份制银行三类机房
Ⅲ
一体化机柜
3及以下
C
7.5kW以下
单柜或并柜部署
典型应用场景：
大型商业银行四类机房、股份制银行四类机房
4机房位置及设备布局
4.1机房位置
模块化机房位置选择参考GB50174，应符合下列要求：
1.电力供给应充足可靠，通信应快速畅通，交通应便捷；
2.自然环境应清洁，环境温度应有利于节约能源；
3.应远离产生粉尘、油烟、有害气体以及生产或贮存具有腐蚀性、易燃、易爆物品的场所；
4.应远离水灾和火灾隐患区域；
5.应远离强振源和强噪声源；
6.应远离自然灾害频发地区；
7.应避开强电磁场干扰；
8.I类模块化机房不宜建在停车库的正上方；
9.I类模块化机房不宜建在居民小区和商业区内，与住宅的距离不宜小于100米。
根据模块化机房的特点，机房选址宜参考如下补充条件：
1.Ⅲ类模块化机房宜参考业务优先原则，根据业务需要确定机房位置；
2.Ⅰ类和Ⅱ类模块化机房应重点选址；
3.层高≥2.6m为宜，承重满足≥350kg/m2为宜；
4.承重满足时，电池应与设备就近放置，以便管理，减少电缆损耗；
5.部署楼层应考虑空调外机摆放位置。
4.2设备布局参考
4.2.1I类模块化机房
I类模块化机房按照UPS和电池入列不同，分为三类布局方式：
第一类UPS和电池都入列；
第二类UPS入列、电池出列；
第三类UPS和电池都出列。
制冷方式采用行级空调，封闭通道，采用外置消防系统。
要求机房主运维通道1500mm空间，其余维护通道建议≥1200mm，不低于800mm，密封通道长度满足消防规范要求。
机房内可采用一个或多个模块化机房进行布局。
第一类设备参考布局方式见图1。
UPS、电池入列，N+1台行级空调入列，其余为网络柜和设备柜。
为降低SUE，推荐采用一体化UPS柜。
一体化UPS柜包含UPS系统及其配电、设备支路配电、行级空调支路配电和照明支路配电。
为降低PUE，采用氟冷型制冷时，要求行级空调选用直流变频空调，空调的风扇选用EC风机。
为提高可靠性，2N场景要求行级空调支持双路供电模式。
图1.I类模块化机房-UPS和电池入列
第二类设备布局方式见图2。
UPS入列，电池出列，N+1台行级空调入列，其余为网络柜和设备柜。
图2.I类模块化机房-UPS入列，电池出列
第三类设备布局方式见图3。
UPS和电池出列，1台精密配电柜，N+1台行级空调入列，其余为网络柜和设备柜。
为降低SUE，推荐采用一体化精密配电柜。
精密配电柜包含设备支路配电、行级空调支路配电和照明支路配电。
图3.I类模块化机房-UPS和电池出列
4.2.2Ⅱ类模块化机房
Ⅱ类模块化机房按照空调布置不同，分为两类布局方式：
第一类机架式空调形式；
第二类行级空调形式；
封闭通道，采用外置消防系统。
维护空间要求机房前门预留1200mm空间，后门预留800mm，至少1侧预留1200mm以上空间。
第一类机架式空调形式见图4。
1台一体化主柜，其余为设备柜和电池柜，电池柜也可不入列，以电池柜或电池架的形式布置在模块外，或者单独布置在电池房。
为降低SUE，推荐一体化主柜包含UPS及其配电系统、机架式空调及其配电系统、设备支路配电系统和监控系统。
为降低PUE，要求机架式空调选用直流变频空调，空调的风扇选用EC风机。
图4.II类模块化机房-机架式空调形式
第二类行级空调形式见图5。
1台一体化主柜，1~2台行级空调入列，其余为设备柜和电池柜，电池柜也可不入列，以电池柜或电池架的形式布置在模块外，或者单独布置在电池房。
为降低SUE，推荐一体化主柜包含UPS及其配电系统、行级空调支路配电系统、设备支路配电系统和监控系统。
为降低PUE，推荐行级空调选用直流变频空调，空调的风扇选用EC风机。
图5.II类模块化机房-行级空调形式
4.2.3Ⅲ类模块化机房
Ⅲ类模块化机房由于仅支持网络设备，无IT设备，无需配备精密空调，与机房共享普通民用空调制冷。
Ⅲ类模块化机房形式见图6。
1台一体化主柜，内含UPS及其配电系统、设备支路配电系统和监控系统，其余为设备柜和电池柜。
根据业务规模不同，可将所有设备部署在一体化主柜中，也可独立部署；
根据备电时间不同，可采用电池包机架式安装，也可部署电池柜或电池架。
图6.III类模块化机房
5环境要求
5.1温度、相对湿度及空气含尘浓度
1.模块化机房内的温度、相对湿度应满足电子信息设备的使用要求；
无特殊要求时，应根据机房等级要求，参照GB50174附录A执行。
2.按照GB50174的A级和B级主机房的含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5μm的尘粒数应少于18000粒。
5.2噪声、电磁千扰、振动及静电
1.有人值守的模块化机房，设备停机时，建议在主操作员位置测量的噪声值小于65dB（A）。
2.主机房内无线电干扰场强，在频率为0.15－1000MHz时，模块化机房内的无线电干扰场强不应大于126dB。
3.模块化机房内磁场干扰环境场强不应大于800A/m。
4.设备停机时，模块化机房地板表面垂直及水平向的振动加速度值不应大于500mm/s2。
5.模块化机房内绝缘体的静电电位不应大于1kV。
6供配电系统
6.1一般技术要求
供配电系统是整个机房的基础系统工程，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。
模块内的IT设备和网络设备的配电都必须经过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。
IT设备和网络设备的供电电源质量根据国标GB50174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5%。
模块化机房总负载量＝IT柜功率密度×
IT柜数＋网络柜功率密度×
网络柜数，网络柜功率密度一般按照2kW/R计算。
6.2I类模块化机房供配电系统
I类模块化机房中，供电输入方式有双路市电或双路市电+油机@2N场景；
单路市电+油机或双路市电@N+1场景。
UPS系统支持2N冗余配置，也可支持N+1冗余配置。
UPS采用高频模块化UPS，UPS效率在50%负载时应达到96%，在30%负载时应不小于95%。
ECO模式下，应达到99%。
UPS供电后备时间不少于15min，且UPS模块可选N或N+1冗余。
I类模块化机房参考GB50174标准，推荐UPS的降额系数1.2。
支持单机柜功率3~7kW左右，常见3~5kW。
针对布局1和布局2，UPS入列，为降低SUE，推荐采用一体化UPS柜。
一体化UPS柜包含UPS系统及其配电，设备支路配电、行级空调支路配电和照明支路配电。
针对布局3，UPS出列，精密配电柜入列，为降低SUE，推荐采用一体化精密配电柜。
精密配电柜包含设备支路配电，行级空调支路配电和照明支路配电。
设备支路配电输出应配置40A/1P或以上规格的交流微断用于IT机柜及预留，其路数依据实际负载和预留要求，推荐不少于24路。
空调支路配电输出应配置40A/3p或以上规格的交流微断用于列间空调及预留，其路数依据实际负载和预留要求，推荐不少于8路。
照明支路配电输出应配置10A/1p或以上规格的交流微断用于模块内通道照明及预留，推荐不少于2路。
供配电系统需支持智能监控功能，实时采集UPS输入/输出/维修旁路开关、ATS开关、防雷器、防雷器保护开关的状态，实时采集总输入电压、电流、频率、有功功率、无功功率、电度、功率因数、谐波等电气参数。
所有的设备支路配电和空调支路配电，均需支持支路智能监控功能，实时采集相关支路开关状态，实时采集相关支路电压、电流、功率、电度、功率因数、支路温度等参数，电度可累加及按月计量，超阈值可告警。
单屏管理所有供配电部件，包括参数设置、智能特性参数显示等。
一体化UPS柜或一体化配电柜采取上进线上出线，落地式安装，前操作后维护。
电池柜/电池架支持12V铅酸电池，并配置直流型断路器。
支持智能电池检测特性，为简化接线并提高可靠性，推荐无线组网的智能电池检测仪。
智能电池检测仪需能检测单体电池电压、内阻、本体温度、极柱温度等，能计算单体电池、电池组SOC/SOH，能对电池健康状态进行评估，实现对电池的脱扣管理，能与上层管理单元交互。
为保护电池，电池智能检测仪需要具有休眠功能（当检测到单体电池电压低时进入低功耗模式）
电池智能检测仪可识别电池端子松动、电池端子过温异常，并可控制脱扣电池开关。
6.3II类模块化机房供配电系统
II类模块化机房中，供电输入方式有双路市电或市电+油机。
UPS系统支持N+1配置。
UPS采用高频机架式或模块化UPS，UPS效率在50%负载时应达到94%，在30%负载时应不小于93%。
ECO模式下，应达到98%。
UPS供电后备时间不少于30min，可根据需求增减。
II类模块化机房参考GB50174标准，推荐UPS的降额系数1.2
支持单机柜功率2~5kW左右，常见2~3kW。
为降低SUE，建议采用一体化主柜，内含UPS及其配电系统、机架式空调及其配电系统、设备支路配电系统和监控系统。
设备支路配电输出应配置40A/1P或以上规格的交流微断用于IT机柜及预留，其路数依据实际负载和预留要求，推荐不少于14路。
空调支路配电输出应配置40A/3p或40A/1p及以上规格的交流微断用于列间空调或机架式空调，其路数依据实际负载和预留要求，推荐不少于6路。
一体化主柜支持上/下走线，落地式安装，前操作后维护。
系统备电要求电池包、电池柜和电池架可选，电池柜/电池架支持12V铅酸电池，并配置直流型断路器。
智能电池检测仪需要检测单体电池的电压、内阻、本体温度、极柱温度等检测，能计算单体电池、电池组SOC/SOH，能对电池健康状态进行评估，实现对电池的脱扣管理，能与上层管理单元交互。
6.4III类模块化机房供配电系统
III类模块化机房中，供电输入方式有市电+油机或单路市电。
UPS系统为N配置。
UPS采用高频机架式，UPS效率在50%负载时应达到94%，在30%负载时应不小于93%。
UPS供电后备时间不少于60min，可根据需求增减。
III类模块化机房参考GB50174标准，推荐UPS的降额系数1.2。
支持单机柜功率4kW以下。
设备支路配电输出应配置40A/1P或以上规格的交流微断用于IT机柜及预留，其路数依据实际负载和预留要求，推荐不少于5路。
配置蓄电池时支持智能电池检测特性，为简化接线并提高可靠性，推荐无线组网的智能电池检测仪。
为保护电池，电池智能检测仪需要具有休眠功能（当检测到单体电池电压低时进入低功耗模式）。
7空气调节系统
7.1一般技术要求
为了降低能耗以及有效利用机房空间，同时缩短机房交付周期，小型模块化机房选用大风量、小焓差、高显热比的风冷行级空调或机架式空调。
选用行级空调时，空调室内机与机柜外形保持一致，室内机宜放置在机柜与机柜之间，以缩短送风距离，室内机与配电柜、电池柜、机柜等并柜形成一个整体。
行级空调应配置冷凝水泵支持上排水，室外机安装位置离室内机尽可能近，以提高空调的运行效率。
安装时应采取防止空调冷凝水管和加湿水管泄漏的措施。
根据GB50174的规定，模块内设备机柜进风温度推荐18℃~27℃，露点温度5.5~15℃，同时相对湿度不大于60%。
为了节能，机柜进风温度允许控制在15℃~32℃，相对湿度20%~80%，同时露点温度不大于17℃。
小型模块化机房行级空调及设备机柜均应根据设备的散热需求合理布置，宜将冷风直接送达服务器的进风口，回风气流应能够顺畅回至空调回风口，减少密封通道内气流“死区”。
设备间空调系统布置时宜遵循“先冷设备、后冷环境”的原则。
当机柜内未装满设备时，未安装设备的位置宜统一安装挡风盲板，防止冷空气直接由该位置进入热通道，造成冷热气流短路，降低制冷效率。
对于采用机架式空调的模块化机房，为保证模块化机房的温度场，空调冷气流顺畅地进入机柜进风口，机架式空调送风口宜安装导风栅。
小型模块化机房空气调节系统的设计，除应
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