机房整体方案书.docx
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机房整体方案书
数据中心机房建造方案
广东易事特电源股份有限公司
2015年6月
第一章项目需求
1.1基本现状
机房现状：
长6.4m，宽2.8m，高3m。
面积17.9㎡。
瓷砖地板，白漆墙面，无隔断，照明为三处栅网灯管，有两处排风扇。
机房内无380V电源。
机房项目设计主要内容有：
机房内基础装修工程：
主要包括天花工程、墙面工程、地面工程（做静电地板，承重架）、门窗工程（一处窗需封堵，门更换为防火门，做一个隔断）等。
机房UPS配电系统：
主要包括机房所使用的UPS设备及其附属设备、UPS电源输入输出配备、供配电系统工程、照明工程等相应的配电系统工程。
空调工程：
机房采用一台精密空调，采用8KW精密空调。
（供电电压为220V）
防雷接地工程：
主要包括主机房区域的防雷以及接地工程。
环境监控：
机房内环境监控
UPS系统：
采用两台机架式UPS双电源供电。
其中UPS放置在机柜中，电池后备时间为1小时，电池才用电池柜。
1.2设计思想
设计方案的完善性：
机房工程一旦竣工，不宜再进行阶段性翻新、改造。
机房设备和供配电器件的可靠性：
全部采用符合国际标准的进口产品或国内优质标准的产品，技术性能和安装工艺均应符合国家标准，以确保系统运行稳定。
工程的可扩展性：
机房设计应具有较高的科技含量和超前意识，至少5年内不算太落后，应尽可能考虑到今后设备所需的空间布局、空调及电力容量，能够满足今后业务发展的需要。
机房设计强调以安全可靠为基础：
有完善的不间断供电系统、可靠的配电方案、功能齐全的设备环境、有效的防雷防过压及接地保护措施。
1.3建设目标
机房设计及建设的总体目标是：
根据应用需求和场地实际情况，对网络数据中心机房进行科学的规划和设计，并通过先进的设备和工艺将各有关子系统高效整合集成，确保该机房建成后其电源、温度、湿度、洁净度、照度、防静电、防干扰、防震动、防雷电及监控等，能充分满足信用联社的数据业务和计算机信息系统各类设备（设施）安全可靠运行、延长系统使用寿命的要求，并具备较强的扩容能力；同时，物理观感上要体现出作为重要信息会聚地的室内装饰特点。
目标具体细化如下：
Ø装饰方面：
要体现出作为重要信息会聚地的室内装饰特点，在充分考虑空间实用性和电子信息系统、通讯、空调、UPS等设备的安全、可靠及先进性的前提下，达到高雅、大方、简朴的风格；选用装潢材料方面，要选择具有防水、防火（燃烧性能A级）、防尘、防静电、不变形、吸音效果好、不易变色、环保、经久耐用等特质的材料。
Ø配电方面：
为机房内的设备提供稳定而可靠的电源支持，保证设备的正常运行和出现断电时能保持重要设备运行不中断。
Ø环境监控方面：
对机房内设备、环境、系统进行全方位监控或监测。
能对供配电、UPS电源、温湿度、门禁、和视频监控等环境设备进行集中监控和管理。
Ø其他方面：
为机房内的设备提供良好全面的防雷保护措施，严格按防雷接地规范，应用新技术新装置，采取综合性的防雷措施，确保机房内各设备系统正常运行,最大限度减少和避免雷害。
Ø机房的主设备间和配电间原则上尽可能按《电子信息系统机房设计规范》（GB50174—2008）规定的A级机房标准进行设计和建设，个别环节因客观条件不允许而不能完全达到标准要求的，按实际情况设计。
机房其他区位因有人员常驻，按普通标准进行设计。
主设备间和配电间主要工程技术指标如下：
序号
项目
设计指标
1
温度
主机房：
夏季23C2C，冬季20C2C；配电间：
15~25℃
2
湿度
40%～55%
3
温度变化率
≤5C/h，不结露
4
制冷量
按热负荷测算，总冷量负偏差不大于5%。
5
尘埃
主机房内的空气含尘浓度，在表态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5μm的尘粒数，应少于18,000颗
6
噪音
≤65dB
7
照明要求
照度按机房400-500Lux，按现场布局排列，机房内应设置备用照明，其照度≥50LUX。
机房应设置疏散照明和安全出口标志灯，其照度不应低于0.5LUX。
8
接地
接地电阻≤1，零地电位差≤2伏
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
风速
采用活动地板下送风时，出口风速不应大于3m/s，送风气流不应直对工作人员。
11
防雷、防浪涌
保护级别（IEC/VDE标准）达到I级B类标准。
12
机房正压
主机房必须维持一定的正压。
主机房与其它房间、走廊间的压差不应小于4.9Pa，与室外静压差不应小于9.8Pa。
1.4设内容
本项目主要设计建设内容如下表所示：
序号
系统名称
系统内容
1
装修装饰系统
天花工程
地面工程
墙面工程
隔断及门窗工程
2
配电系统
配电柜子系统
电源插座子系统
UPS后备电源子系统
3
防雷接地系统
防雷接地子系统建设
4
空调新风及排烟系统
精密空调子系统
5
环境监控系统
电量监测子系统
UPS监测子系统、
温湿度监测子系统
防雷监测子系统
消防监测子系统
漏水监测子系统
视频监控子系统
门禁子系统
6
综合布线系统
综合布线子系统
机柜子系统
第二章设计依据
本方案设计严格遵守以下规范和标准
序号
国家标准号
标准名称
1
GB/T2887-2000
电子计算机场地通用规范
2
GB50243-2002
通风与空调工程施工及验收规范
3
GB/T50311-2000
建筑与建筑综合布线系统工程设计规范
4
GB/T50312-2000
建筑与建筑综合布线系统工程验收规范
5
GB50313-2000
消防通信指挥系统设计规范
6
GB/T50314-2000
智能建筑设计标准
7
GB/T50319-2000
建设工程监理规范
8
GB50168-92
电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范
9
GB50174-2008
电子计算机机房设计规范
10
GB50200-94
有限电视系统工程技术规范
11
GB50016
建筑设计防火规范
12
JGJ73-91
建筑装饰工程施工及验收规范
13
GA/T265-2000
公安会议电视系统技术规范
14
GA/T2887-2000
电子计算机场地通用规范
15
GB9361-88
计算站场地安全要求
16
沪建2002/525号
封底多排孔混凝土小砌块填充墙应用技术导则
17
GB15763.1-2001
建筑用安全玻璃防火玻璃
18
DGJ08-83-2000
J10011-2000防静电工程技术规范
19
DG/TJ08-601-2001
J10099-2001智能建筑施工及验收规范
20
DG/TJ08-602-2001
J10105-2001智能建筑评估标准
21
GB50242-2002
建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范
22
GB50303-2002
建筑电气工程施工质量验收规范
23
GB17565-1998
防盗安全门通用技术条件
24
GB/T50314-2000
智能建筑设计标准
25
GA308-2001
安全防范系统验收规则
26
GB12663-2001
防盗报警控制器通用技术条件
27
GA/T367-2001
视频安防监控系统技术要求
28
GA/T368-2001
入侵警报系统技术要求
29
GB50116-98
火灾自动报警系统设计规范
30
SJ/T10796-01
防静电活动地板通用规范
31
SJ/T11236-01
防静电贴面板通用规范
32
GB/T13993-01
通信光缆系列第3部分综合布线室内光缆
第三章装修装饰及设备布置系统
3.1总体设计
机房装饰系统整体风格和基本要求如下：
Ø空间：
合理、高效，有前瞻预留；
Ø色调：
简洁、明快、以淡色调为主；
Ø材料：
机房装修需要考虑防水、防火、防尘、防静电、不变形、吸音效果好、不易变色、环保、经久耐用等因素，所选的装修材料必须具备这些特质。
Ø防火：
室内装修应采用非燃烧材料（燃烧性能A级）。
Ø隔断：
尽量采用半高或全高玻璃隔断，加强通透感和空间感。
3.2空间规划
机房总面积17.9平方米。
布置包含配电空调机柜UPS等设备。
1、机房净空：
一般情况下，防静电地板距地面约200MM。
（1）主设备间机房，是网络、交换、数据等各类主系统设备运行的集中场所；
（3）电源布置区域，是放置UPS电源，输入配电柜，电池等动力设备的重要场所，为整个数据中心提供能源支撑。
3.3地面工程
Ø安装已清洗完毕的防静电地板，地台高度200mm。
Ø地板指标建议如下：
序号
性能
技术指标
1
规格
600×600×35mm
2
集中载荷值
≥453kg时挠度≤2.0mm
3
均布载荷值
5672kg/m2
4
贴面耐磨性能
≥1000转/0.1G（高耐磨）
5
贴面表面电阻
1.0*105∽1.0*109Ω（测试电压100v时）
6
防火指标
国家A级
Ø机房精密空调下和水管进出路径周围砌防水围堰。
Ø做好重设备的承重支架。
3.4设备布置平面图
机房设备包含一台8kw精密空调，两台机架式UPS，一台电池柜，两组共32节电池，一台精密配电柜，4台服务器机柜。
布置如下：
其中静电地板高度为200MM，机柜高度为2000MM，采用地板下送风，机柜采用特殊的下送风机柜，风道位于静电地板下方，采用将机柜底部静电地板打孔的方式进行地板下送风。
也可以敷设通风地板，如下图：
2、敷设通风地板
3、由于精密空调为8KW，为了增加冷气流静压，建议施工时将机柜下部做成静压箱，即对机柜下部区域进行封闭，使用泡棉或者挡板，如下图：
第四章供配电系统设计
4.1总体设计
供配电系统是数据中心机房系统的重要组成部分，是各业务系统及其他电子系统安全、可靠的运行最基本的保障。
现对数据中心机房供配电系统作总体设计如下：
Ø以电子信息A类机房标准进行设计，充分体现“电源清洁，安全冗余”的原则。
Ø从供电对象看，机房供配电系统由设计算机负载供电（UPS）系统及非计算机负载，机房动力设备供电系统组成。
计算机负载供电负责向数据中心机房的服务器、网络设备等主应用系统设备供电，非计算机负载既机房动力供电系统主要向机房空调、新风机等为主应用系统设备运行提供环境支撑的设备提供供电。
Ø在物理构成看，机房供配电系统由配电柜子系统、配电管线槽子系统、电源插座子系统、及UPS后备电源子系统组成，各子系统紧密相扣，组成完整供电链路。
Ø机房由两路UPS供电。
Ø供配电方式为双回路UPS电源，对空调系统和其他辅助设备用电单独供电，以避免空调系统启停对重要用电设备（交换机、服务器等核心设备）的干扰。
4.2配电柜系统原理图
4.2.1系统构成及部署位置
本项目配电柜系统包括：
机房精密配电柜一套。
精密配电包括市电进线，UPS输入输出，市电输出，精密空调。
照明插座等供电。
机房精密配电柜与UPS设备、服务器机柜、电池柜、网络机柜、空调等设备一起放置在主机房配电区域，机房内所有的服务器机柜由本精密列头柜提供。
4.2.2精密配电柜特点
Ø外观采用服务器机柜款式设计，大屏幕彩色中文触摸屏，使用户更直观的监测与管理电能质量数据；
●实时显示母线三相电压、三相电流、频率、总功、有功功率、视在功率、功率因数、电量、电压谐波、电流谐波、负载百分比、开关状态等电气参量；
●实时显示支路电压、电流、开关状态、负载百分比参数；
●采用高性能微处理器的测控装置，实现智能化的监控及信息管理平台；
●7.0寸动态彩色触摸操控屏，友好的人机界面，操作简单、直观；
●监控装置实现多级权限管理、有效防止误操作；
●采用分散控制集中管理的集散控制模式，形成网络集成式全分布控制系统，以满足系统运行的实时、快速及可靠性要求；
●采用RS485接口，采用MODBUS通信协议；
●具有完善的故障告警和事件自诊断、分析功能，并可保存1000条历史记录信息；
●硬件便于扩展，可实时检测多达320个状态信息；
●提供多路常开无源触点输出，可作为分类报警使用；
●监控装置具有断电自恢复功能，所有信息在断电时自动保存。
●丰富的告警功能，主路包括过压、欠压、缺相、掉电、过流、电压/电流超高/超低阀值、冲击过流、频率异常。
支路包括过流超高/超低阀值、冲击过流、开关状态。
Ø可提供双电源自动或手动切换；
Ø所有关键元器件采用国际知名品牌（西门子、施耐德、ABB）；
Ø配电柜内带B级防雷与C级防雷
Ø采用终端母排配线系统，为配电设备提供安全的方案；
Ø所有支路采用终端母排配电系统，具有：
●独特的热插拔功能实现快速更换；
●可调相位断路器和模块化设计，体积小巧灵活。
Ø模块化设计。
配电柜设有消防联动开关。
当计算机机房内出现严重事故或者意外火灾时，应能立刻切断市电电源、空调电源、新排风电源等。
Ø配电柜内留有备用电路，作机房设备扩充时用电。
配电柜内各种开关，手柄，操作按钮，标志清楚，防止使用中出现误操作。
Ø配电柜内根据计算机设备及其辅助设备的不同要求，设置中线和接地线的连接装置，中线与地线及配电柜外壳绝缘。
配电柜内采用的母线，接地排，各种电缆，导线中性线和接地线等都必须符合国家标准，并按国家规定的颜色标志和编号。
Ø配电箱内市电开关与UPS开关有明确的分区显示。
Ø配电箱内留有备用电路，作机房设备扩充时用电。
Ø所有设备和材料及设计安装方案必须考虑到防火阻燃性能，做到低烟无毒。
Ø设备的设计和制造应充分考虑到操作人员及相关服务对象的安全因素，预防各种意外事故发生。
应避免设备出现尖锐顶角、毛刺、开口等问题。
Ø配电箱柜的柜体与柜门要可靠接地，接地线不允许串接，每条地线要从接地端子分别引至箱体和箱门，接地必须采用编织铜线，并在箱门作固定卡固定地线（接地端子宜设置在有合页门侧边）。
Ø开关柜的用途要在控制面板上标识，每台箱柜出厂时箱内要贴好系统图和控制原理图，提供产品合格证和检验报告。
Ø柜体均采用喷塑处理
技术参数：
额定电流
160A
输入电压
AC220
输入频率
47.5HZ~52.5HZ
电压波形畸变率
﹤5%
输入回路
单路电源输入/双路电源输入（可选）
UPS输出支路
单路单相，11路单相微断选热插拔断路器，备用4路
核心设备负载
2路UPS
UPS输出支路
15路单相微断选热插拔断路器
防雷
市电输入B级
监控显示
液晶触摸显示屏
液晶显示触摸屏尺寸
7寸
主路监测
三相电压、三相电流、频率、总功、有功功率、视在功率、功率因数、电量、电压谐波、电流谐波、负载百分比、开关状态
支路监测
电压、电流、开关状态、负载百分比
主路告警
过压、欠压、缺相、掉电、过流、电压/电流超高/超低阀值、冲击过流、频率异常（二段式告警）
支路告警
过流超高/超低阀值、冲击过流、开关状态（二段式告警）
环境温度
0~40℃
相对湿度
0~95%不凝露
海拔高度
﹤2000m
防护等级
IP20
接地系统
TN-S（三相五线）
机柜尺寸宽*深*高（mm）
600*1200*2000
执行标准
GB50054-2011;YDT585-2010;GB50052-2009;GB7251
4.3配电管线槽及电源插座子系统
4.3.1线缆走线方式及分布
Ø强电线缆敷设以下走线方式进行，为了节约空间与美观，下走线桥架走线。
Ø为了美观与安装方便，强电线槽与弱电桥架采用与机柜同一品牌的配套产品。
4.3.2插座类型及分布
Ø机房供电插座分UPS（主设备）插座和市电（辅助设备）插座两大类。
主设备间UPS插座本次设计采用32A12位PDU，每个机柜分装2路PDU。
市电插座使用二三孔组合（10A）插座，距地板面300mm，供辅助设备及维修使用。
ØUPS插座和市电插座用清晰的标志加以区分，所有UPS供电插座采用红色面板边框。
市电供电插座及开关采用白色面板边框
4.3.3技术及工艺要点
Ø所有金属管槽都可靠连接并接入机房等电位铜网，各电气开关及连接线缆清晰标注，易于连接。
Ø线槽留有扩充的余量。
Ø分线盒：
敷线平面中，用作导线的转弯、相接、交叉是敷线的十字路口，可作不同管形的变换和一定范围的高度调整。
双线槽线路的分线盒内部设有隔离板，以保证强、弱电之间的隔离和屏蔽。
Ø专用出线口：
用于导线的引出，可根据需要用作电源、电话、视频插座或计算机终端出口，距分线盒230mm设置第一个出线口，出线口之间标准间距为600mm。
如果为双线槽，两线槽邻近出线口中心距为1200mm。
Ø连接支撑附件：
连通器用于直通连接；圆管接头用于分线盒中圆管连接；变径接头用于线槽与圆管的连接；终端用于线槽终端封头；支架与调整螺栓用于线槽支撑及高度调整，其调整螺栓长度视施工条件而定，高度调整一般为30～50mm；S型加深专用接头用于纵横交叉或过梁处；平式弯通用于线槽的转角处；立式弯通用于线槽的上下连接口；其他线槽专用胶水，用于线槽与线槽，线槽与分线盒连接处，防止杂质进入
Ø计算机系统的各设备走线不得与空调设备、电源设备的走线过近，交叉时,应尽量以接近于垂直的交叉。
Ø当电缆线槽与通信线槽并列或交叉敷设时，电缆线槽应敷设在通信线槽的下方。
Ø低压配电线路全部采用阻燃标准铜芯电缆。
Ø主设备间空调系统为下送风，故所有下走线线槽不应阻断空调气流通路。
Ø为方便维护管理，PDU产品应与精密配电柜和UPS同一品牌。
额定电流：
32A，输入端口可选，输出端口为16位国标插座。
ØPDU产品全部物料、元器件都要求采用环保物料，高阻燃、抗冲击。
输出组件全部采用阻燃PVC，阻燃特性：
UL94V-0。
4.5UPS配电子系统
4.5.1系统构成及摆放
本次设计UPS配电子系统由2台新购机架式UPS构成
UPS主机与电池柜全部部署在设备间机房。
其中电池采用电池柜，UPS直接放置在服务器机柜里面。
4.5.2系统部署
新购2台机架式UPS组成冗余供电模式。
每个机柜2路UPS输入。
第五章防雷接地系统设计
为确保机房设备及系统的稳定可靠运行，对防雷接地进行设计。
Ø大楼已有弱电专用接地极，并有接地母排（汇接箱内）引致机房。
在接入大楼地极前，建议先由专业机构对其地阻进行检测，确定接地电阻≤1Ω。
Ø机房等电位连接：
在各机房内设置弱电接地端子箱，将天花龙骨、墙身龙骨、活动地板支架、非计算机系统的管、金属的门、窗等均做等电位连接，并分别接入机房接地端子箱，由机房接地端子箱引线接入大楼安全保护地。
主要包括吊顶龙骨等电位接地、墙面钢骨架等电位接地、活动地板下等电位接地。
Ø直流接地网:
在接地端子排上端接一条BV线缆穿过隔墙至上走线架沿架环形敷设后，两端接一起形成闭合，作为电信机房直流等电位接地网。
在每个机柜位置上方将走线架上的BV线缆破皮后将UPS电源供电回路的三颗线中的地线端接在线缆上，缠绕后用绝缘胶带缠住，将另一线端接在UPS电源插座地线的接线柱上，每个机柜以此类推。
Ø网格地：
用3mm×30mm的铜带，在机房活动地板下交叉排成方格，其交叉点与活动地板支撑的位置交错排列。
交点处压接在一起。
为了使直流网格地和大地绝缘，在铜带下垫绝缘端子。
由网格地引线至大楼总接地母排（或楼外机房专用接地体）。
经测试大楼的接地系统接地电阻≤1Ω,为机房提供了良好的接地系统，故本机房的计算机系统及其他设备直接通过接地母线接入大楼提供的专用地线即可。
Ø交流工作地：
在电子信息系统中，有大量的使用380V/220V交流电源的电气设备，这些设备按国家有关规范中对电气的规定进行工作接地，即把中性点接地。
Ø当机房内各类电气设备的绝缘损坏时，将会对设备和操作、维修人员的安全构成威胁。
为了保证设备和人身的安全，而把机房所有设备的外壳与地之间做良好的连接，称为安全保护地。
Ø防过电压防雷保护系统:
由于机房设备的特殊要求，在配电柜电源进线处安装的B级防雷器，UPS电源进线处安装C级防雷器。
第六章精密空调系统设计
6.1空调系统
6.1.1技术选型
鉴于A级机房严格的温湿度等环境要求和24小时不停转的持续运作能力要求，本方案推荐选用机房专用恒温恒湿风冷精密空调。
精密空调系统是一个以微处理器控制为基础的空调系统，具有精确制冷，重加热和加湿，自动故障报警监测、自动调换主/备位置、来电重启以避免因多个单元同时启动时引起的浪涌问题、高效过滤等特点，同时有比普通空调长得多的平均无故障时间（MTBF），能为机房微电子设备提供一个长期温湿度相对恒定、空气清洁、稳定可靠的运行环境。
6.1.2机房热负荷测算
一．电子信息机房空调的热湿负荷应包括下列内容：
计算机和其它设备的散热；
建筑围护结构的传热；
太阳辐射热；
人体散热、散湿；
照明装置散热；
新风负荷。
二.机房概况。
本次机房空调区域工程范围主要是中心机房，主要用于安放服务器机柜、网络机柜、配电柜，ups设备、电池柜、空调室内机等。
三．具体测算
在工程实践中，制冷量的计算方法为：
功率及面积法
机房内的冷负荷要考虑机房设备所产生的热量，计算机和其它设备的散热量应按产品的技术数据进行计算。
一般数据中心设备的发热量为设备功率的70%-80%，有些存储设备甚至接近100%。
机房围护结构（墙壁、窗户等）的传热，灯光、人员、日照等的辐射热以及换新风损失的冷量一般按照机房面积100-150W/M²制冷量考虑。
Qt=Q1+Q2+Q3
Qt:
总制冷量（KW）
Q1:
室内设备负荷（=设备功率×0.8）
Q2:
环境热负荷（=0.1KW/m²×机房面积）
Q3:
其他热负荷（=照明人员等灯具功率）
综上计算方式我们可计算出以下各机房空调所需制冷量为：
机房主设备间
每个机柜按2千瓦计算，服务器机柜设备的总功率为8KW，一般网络设备的发热量为设备功率的80%-90%；所以：
Q1室内设备负荷=设备功率×0.8=8KW×80%=6.4KW
Q2环境热负荷=0.1KW/m2²×20=0.1KW/m2²×18m2²=1.8KW
Q3:
忽略。
Qt:
总制冷量（KW）=Q1+Q2+Q3=6.4KW+1.8KW+0KW=8.2KW
故配置一台8W精密空调。
6.1.3系统部署
6.1.3.2气流组织
1．主机房的设备间
主设备间采用机柜内部下送风、后回气流组织方式。
对于设有架空活动地板的机房，活动地板下的空间，用作空调送风通道。
冷空气通过在活动地板下方、进入机房机柜，通过机柜下方直接送给设备。
机柜下送上回气流组织，是根据热传导的对流原理、设备产生的热量自下而上运动的，以活动地板的空间作为静压送风箱，把机房空调与机柜或机架柜的设备冷却合二为一的送风系统，回风通过机房的空间回至空调设备。
这种机柜下送式机房活动地板的空调送风，一般要求采用具有下送风口、前密闭的机柜。
冷却空气从机柜下方风口送出经导流板送到机柜设备，送出的低温空气完全和热空气分离，即刻从机柜内部直接进入设备，有效地提高了送入机柜冷却空气的质量，不但提高了机柜的冷
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