大数据中心方案设计机房.docx

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大数据中心方案设计机房

计算机数据中心机房系统

设计方案

（模板）

1.机房设计方案

1.1概述

1.1.1概述

随着现代科学技术的不断发展，尤其是随着现代建筑技术、现代通信技术、现代控制技术、现代仪器仪表技术和现代计算机技术的不断更新、发展、完善和整合，计算机机房智能化的趋势已经越来越明显。

现在的智能计算机机房，已正在脱离仅仅依靠房屋、管道等硬件来评价其质量的简单模式，而渐渐走向以各项系统水平来重点评价计算机机房综合水平的模式。

数据中心机房作为数据功能的主要场所，如果没有一个设计优化、配置合理、性能稳定的计算机机房系统，就很难保证计算机机房应有的定位、水平和档次。

此外，一个好的计算机机房系统，不仅能够保证日常工作的正常运转，大大提高工作效率，而且对于计算机机房的安全、保密等特殊要求同样能够给予有力保障。

作为一家在电子工程领域里已成熟发展多年的公司，我们首先要感谢贵方能够提供这次难得的机会，展示我公司多年技术实践的成果，为中心机房建设工程提供一套完善的解决方案。

本技术建议书，是在充分考虑大楼具体实际的基础上，就今后管理所涉及的、必不可少的计算机机房系统所作的设计。

1.1.2工程概述说明

数据中心机房按B级机房标准设计。

本次将该机房分割成主机房、电源室、监控室。

本工程包括含UPS系统、精密空调系统、机柜系统、供配电系统、综合布线系统、防雷接地系统、消防系统、门禁系统、视频监控系统、环境监测系统以及装饰装修等机房工程的方案设计与施工。

1.1.3设计原则

1规范性原则

中心机房在规划、设计、建设过程中，应遵循国家有关法律、法规，严格执行国家有关规范标准。

2可靠性原则

为保证机房内的设备与系统的正常运行，机房内的电源、网络布线、空调系统等应具有极高的可靠性，确保电力及空调供应的连续性，决不能出现单点故障，机房应具有抵御自然灾害如地震、水灾、火灾、鼠虫害等的能力。

因此对机房及屏蔽系统的规划、结构设计、配电系统设计、日常维护等各方面都进行专业可靠的设计与施工。

3先进性原则

机房应采用国际先进的设备与技术，满足当前机房的业务需求，兼顾未来的发展扩充，适应信息化的快速发展和高速的数据传输需要，是整个系统在一段时间内保持技术先进且适应信息化快速发展的需要。

4安全性原则

在机房各项系统的规划和建设上应特别注意其安全、保密方面措施的应用和实施。

5环境保护原则

环保和发展永远是人类所要面对的课题，作为21世纪的计算机机房建设，更应充分体现环保的意识，加强环保措施，采用绿色环保材料，使其真正体现现代化机房的风范。

1.1.4建设内容实施

1工程概况

工程名称：

数据中心机房

2工程范围：

机房建设项目主要内容包括：

机房装饰装修、机房电气及防雷接地、、机房综合布线系统、机房消防系统、机房安防系统、机房环境监控报警系统、UPS不间断电源系统、精密空调系统、机柜、设备承重及设备通道处理、UPS电源室等。

1.1.5设计依据

Ø1.建设方提出的需求文件。

Ø2.B级数据中心机房选址

机房在多层建筑或高层建筑物内宜设于第二、三层；

水源充足、电子比较稳定可靠，交通通讯方便，自然环境清洁；

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、易爆物品的工厂、仓库、堆场等；

远离强振源和强噪声源；

避开强电磁场干扰，无法避开强电磁场干扰或为保障计算机系统信息安全，可采取有效的电磁屏蔽措施；

机房的建筑平面和空间布局应具有适当的灵活性，主机房的主体结构宜采用大开间大跨度的柱网，内隔墙宜具有一定的可变性。

主机房净高，应按机柜高度和通风要求确定。

宜为2.6～3.5m。

机房的楼板荷载可按5.0～7.5kNm2设计。

机房主体结构应具有耐久、抗震、防火、防止不均匀沉陷等性能。

变形缝和伸缩缝不应穿过主机房。

主机房中各类管线宜暗敷，当管线需穿楼层时，宜设计技术竖井。

机房围护结构的构造和材料应满足保温、隔热、防火等要求。

机房内做好防火、防尘、防水、防鼠及保温处理。

1.1.6引用标准

《电子计算机场地通用规范》（B/T2887-2000）

《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）

《电子计算机机房施工及验收规范》（SJ/T3003-93）

《计算站场地安全要求》GB9361-88

《计算站场地技术条件》（GB2887－89）

《计算机机房用活动地板技术条件》GB6650-86

《防静电活动地板通用规范》（SJ/T10796-2001）

《通风与空调工程施工及验收规范》（GB50243-97）

《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）

《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116－98）

《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166—92）

《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）

《低压配电设计规范》（GB50054-95）

《工业与民用供电系统设计规范》（GBJ52-82）

《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ54-83）

《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303－2002）

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）

《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）

《建筑物电子信息系统防雷技术防范》（GB50343－2004）

《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（GB/T50311-2000）

《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》（GB/T50312-2000）

《建筑与建筑群综合布线工程系统设计规范》GB/T50311-2000

《智能建筑设计标》准GB/T50314—2000

《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）

《安全防范系统验收规则》（GA/308-2001）

《建筑采光设计规范》（GB/T50033-2001）

中华人民共和国公共安全行业标准（GA/T70-94）（GA/T74-94）

中华人民共和国通信行业标准通信用不间断电源——UPS

1.1.7设计指标

本机房为数据中心机房数据交换中心，必须保证5年的先进性和10以上的可用性。

a、依据相关要求，根据数据中心设备的具体情况，本设计的机房环境条件如下：

主机房开机时：

温度：

23±1℃相对湿度：

40%-55%；

主机房停机时：

温度：

5---35℃相对湿度：

40%-70%

洁净度：

在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5μm的尘粒数，少于18000粒。

b、机房的设计和施工，应按高起点、高水平、高质量，采用新设备、新材料、新工艺的原则进行，设计建设一流计算机机房。

c、机房设计及施工应保证计算机机房以安全、节能、易管理、环保的原则运行，其中必须将安全作为最重要的因素予以考虑。

d、综合技术指标：

环境等级：

A级（温度、湿度、洁净度）；GB50174—2008《电子计算机机房设计规范》；

电源等级：

一级负荷；

供电质量：

A级。

参见《供配电系统设计规范》；

装修材料：

难（阻）燃、抗静电、防尘、无毒、无刺激；

照度：

平均照度≥500LX；应急照明≥40LX；

室内正压：

维持10～20Pa。

e、本机房的建设，应做到各子系统的有机结合，做到使用简单、管理方便，维护便捷。

机房分区功能合理规范，建筑平面和空间布局具有适当的灵活性，机房各房间的划分和布置既满足机房工艺流程的需要，又满足机房消防防火规范的要求。

机房的装饰材料选用非燃烧材料或难燃烧材料。

机房室内装饰选用气密性好、不起尘、易清洁，并在温、湿度变化作用下变形小的材料。

机房使用抗静电活动地板，地板的规格、性能应符合SJ/T10796-1996《计算机机房用抗静电活动地板技术条件》的规定。

活动地板下和吊顶上的建筑面应平整、光洁、防潮、防尘，精密空调区应进行保温处理以防结露。

主机房区域参考A类机房标准设计。

机房内的地面层材料应能防静电累积。

机房应采用全封闭房间，防止有害气体（如SO2、H2S、NH3、NO2等）侵入，并应有良好的防尘措施。

机房内室温应保持在18℃至25℃之间，相对温度应保持60%至80%。

设备间应安装符合法规要求的气体消防系统，应使用钢制防火门，至少能耐火1小时。

主机房区域照明要求在离地面0.8m处，照度不应低于500lx，其它房间的照明不应低于300lx。

防雷接地采用联合接地，接地电阻不应大于1欧姆，零地电位差≤1V。

1.1.9设计思想及特点

本机房建设应具有国际国内先进性，同时要根据计算机设备的快速发展，具有相应的适应能力。

机房适用于各种类型的计算机及网络设备，具有灵活应变能力。

机房应确保运行安全，便于管理。

机房应具有以下特点：

1）合理的布局、优化的功能间组合，符合系统工艺流程，符合消防安全要求；

2）符合国标要求的优秀的机房内在的技术指标；

3）安全可靠的各个工作系统，如电气、安保、消防等；

4）现代的装饰风格、典雅的工作环境、人性化的空间、良好的视觉效果、精湛的工艺，各专业完美的结合；

为此，我们确立如下的设计思想：

1）先进性：

机房设计达到B级标准；

2）规范性：

满足符合国家和行业有关标准和规范；

3）安全性：

能抵抗外界干扰和侵犯，防水、防火、防盗、防磁、防静电、防鼠；

4）可靠性：

所选材料符合建筑消防要求，确保计算机及网络系统全年连续稳定工作，确保计算机及网络系统的环境要求；

5）灵活性：

合理布局适应性强；

6）可扩充性：

为今后发展和扩容留有余地；

7）舒适性：

人性化的工作环境；

8）成熟及实用性：

所选用的技术和材料均在以往的工程实践中得到检验；

9）可观赏性：

整体建设布局合理，色调柔和，有良好的视觉效果；

10）经济合理性：

设计风格简单明了，既满足功能要求，又降低投资成本。

1.1.10绿色数据中心建设

1、环保方面

1）机房的装饰材料选用非燃烧材料或难燃烧环保材料。

机房室内装饰选用气密性好、不起尘、易清洁，并在温、湿度变化作用下变形小的材料。

机房使用抗静电活动地板，地板的规格、性能应符合SJ/T10796-1996《计算机机房用抗静电活动地板技术条件》的规定。

活动地板下和吊顶上的建筑面应平整、光洁、防潮、防尘，精密空调区应进行保温处理以防结露。

2）在主要设备选型中，选用满足国标及国内标准的设备，同时选用了电磁干扰小，震动低、噪声低、对电网影响小、耗电少的设备，充分体现环保节能。

2、节能方面

1）本机房装修工程深化设计考虑了机房设备运行的温度及湿度要求,主机房区采用了全封闭方式。

外窗均采用石膏板封闭。

机房内墙面采用彩钢板墙面，这种设计最大限度的满足了机房的安全性及防水、防火、节能性。

2）机柜设计为“热通道/冷通道”方案，较好地组织好机房内的气流，达到良好的制冷效果。

机房采用下送风精密空调，地板下送风，自然回风。

计算机机柜面对面、背对背布置，冷空气由冷通道送出，冷却设备后的空气由热通道上升，再回到精密空调的回风口。

由于冷热通道的气流互相分隔，回风温度高于相互混合后的空气温度，因此大大提高了精密空调的工作效率，节约了能源。

3）选择能效比高的精密空调设备，在相同耗电量的情况下获得的冷量大，能够直接的节约电力。

4）主机房区封堵外窗，既能遮挡室外阳光，阻止辐射热量进入机房，又能减弱室、内外之间的对流换热，大大降低机房精密空调的热负荷。

5）配电设计中尽量满足三相平衡，减少UPS功率损耗。

6）作为系统的基础承载和防护的机柜，选择高密度网孔门确保最好的通透散热性。

柜内提供强大的线缆管理通道和线缆管理附件，不仅让现场的布线能更为方便的管理，且美观和省时省力，并在确保线缆的物理或逻辑连接的安全时，整体提高了机柜内外的通风效果。

1.2装饰装修工程

1.2.1机房的平面布局和功能室的划分

⑴进行机房平面布局和功能室划分时，综合考虑到数据处理的工艺流程，文件、材料的流动路线以及操作人员的行走路线尽可能短；

⑵满足甲方的使用要求，考虑机房所在楼层的具体情况。

1.2.2装修材料的选择

机房装饰材料的选择既要遵循《电子计算机机房设计规范》，又要符合甲方的需求；基本原则是尽可能选用非燃烧材料（燃烧性能等级A）或难燃材料（燃烧性能等级B1）；同时还宜采用不吸尘、不发尘材料应气密性好、易清洁，符合环保要求、在温、湿度变化作用下变形小、具有表面静电耗散性能的材料。

不得使用强吸湿性材料及未经表面改性处理的高分子绝缘材料作为面层具体选择如下：

⑴吊顶面层材料

主机房和UPS电源室吊顶：

吊顶内上墙、顶、梁部分须喷涂上海立邦防尘防火灰色乳胶漆处理；吊顶采用塑钢，构成400×400mm的方格，整体漆成黑色。

内安装照明灯具、监控设备。

机房其他房间吊顶：

采用600mm×600mm×0.8mm微孔铝合金板吊顶，此顶板材质轻，防火，无色差，平整度好，便于拆装。

吊顶内楼板刷防尘漆做防尘处理，不起皮不龟裂。

机房内安装：

吊顶灯具配置600mm×1200mm的三管格栅灯、嵌入式安装；应急照明灯具采用条形，间隔一定距离安装，回路接入应急照明回路中；室内监控摄像机、烟感和温感探测器的位置。

⑵地面材料

a、全钢无边抗静电地板用于主机房区域、ups配电室规格为600*600*35（燃烧性能等级A），其综合机械性能和电性能均符合相关行业标准SJ/T10796-2001《防静电活动地板通用规范》。

选用钢质无边抗静电地板600*600*35，架设高度350mm，活动地板做符合安全要求的等电位联接和接地。

合理配置风口抗静电地板。

根据机房安装的设备要求，在承重力较大位置采取承重、加固、防移措施。

静电地板下采取防尘、保温措施处理，维护结构宜采取防结露措施；空调机周围做混凝土挡水墙，并设地漏，防止因空调机漏水影响机房使用。

采用通风率为≥23%的风口地板。

精密空调、配电柜、设备机柜均需安放在承重支架上（严禁直接放置在架空地板上），支架与地板平等高,承重支架由,8＃国标镀锌角钢制作而成，且做防锈处理。

主机房入口处设置设备运输坡道：

用钢板和承重支架做低于一定坡度斜坡，从门口开始到地板上，保证设备能安全的从地面推送上主机房地板。

现代装饰设计讲究可行性与实用性之间的微妙平衡及考虑实际应用中的整体性，美学与自由创作的结合。

本设计选用的地板特性与优点完全满足这种平衡性和灵活性:

特性

结构坚实，承载能力及冲击能力强;

配件齐全，灵活组合性强

高抗静电板面，良好的防静电效果;

底部全铝板，抗弯强度大

四周封边平整牢固，密封性强，防止潮湿及变形;

安装简单及适合任何地形

优点

设备检验方便

不存在将来设备增加所引起的安装问题

更有效、灵活地运用室内空间可随时重新结构房间的空间及用途。

全钢抗静电地板实例图示：

b、主机房之间的走廊采用防滑地砖铺设，

下面采用水泥、河沙和红砖砌支撑点，上面铺设一层预制板，以达到平整的效果，再采用800*800mm的防滑地砖铺设，两边采用黑金沙铺设收边，

c、监控室地面：

采用800*800mm的防滑地砖铺设，

⑶隔断

a、主机房与走廊及监控室采用12mm透明铯钾防火玻璃隔断，不锈钢抱框。

（4）墙面、柱面

a、彩钢板：

用于主机房、ups配电室墙、柱面上。

墙面、柱均采用龙骨做基层，采用亚光金属复合壁型的彩色钢板，厚度不小于0.6mm+12mm。

亚光金属复合壁板是由彩色钢板做好50mm厚的箱型凹凸的板材。

其内部垂直粘贴50mm的优质岩棉。

彩钢板符合国标A级防火标准，能充分满足机房建设装修的防火要求。

墙面示意图：

（5）机房门窗

a、钢质防火双开门（1600*2200mm）：

用于机房主入口，规范要求，向外开启。

并且设门禁系统，进、出口均须指纹识别模式和密码加卡方式识别模式，配套视频监控系统。

b、防火玻璃地弹门：

用于主机房室与走廊之间。

（6）踢脚线

此机房功能区的所有踢脚线采用1mm拉丝不锈钢饰面，

不锈钢踢脚线实例图示：

1.2.3机房装饰的特殊处理

⑴保温、防尘处理

为保证空气的洁净度，机房内所有房间的吊顶上顶、梁、柱、墙面均作三峡环保漆做防尘处理；地板下柱、墙、地面均作防尘处理；要求墙柱至少为抹灰面刮白腻，吊顶内混凝土楼面清理后直接刷防尘漆保护；

主机房和UPS配电室地面均做（20mm橡塑板+0.8mm镀锌铁皮保温层）防尘保温处理。

⑵防火处理

按照A级机房的标准，装饰材料选择不燃材料（燃烧性能等级为A级）及难燃材料（燃烧性能等级为B1级）；隐蔽工程的木作均涂刷防火涂料，满足消防的要求。

⑶防腐处理

所有紧贴墙面的木作隐蔽部分的隐蔽部分作防腐处理。

⑷防鼠措施

机房的外围隔墙、隔断必须封到顶，一方面满足防火分区的需要，另一方面又能有效地防止鼠害，以便保证机房的安全、可靠。

线井的进出口用钢板盖封。

所有的有可能的地方、路径均要作处理，把不安全的隐患杜绝在此之外。

所有钢制作均刷防锈漆

（5）机房的管理

在监控室，实现机房安全管理。

（6）机房的净高在《电子计算机机房设计规范》中，关于建筑的一般规定指出：

“主机房的净高，应按机柜高度和通风要求而定。

宜为2.4-3.5M”

1.3供配电系统（UPS系统）

1.3.1供配电系统设计指标

机房的供配电系统是一个综合性供配电系统，它包括计算机及相关IT设备配电和辅助设备（包括照明、空调、新风、辅助墙插等）配电两部分。

电能质量的好坏，将直接影响弱电系统设备的正常、可靠的运行。

这种影响主要来自市电电网的电压、电流、频率的变化以及供电质量。

本方案引用国家标准《电子计算机场地通用规范》GB50174中关于计算机机房供配电系统的要求如下：

频率：

50HZ

电压：

380V/220V

相数：

三相五线制/单相三线制

供电等级：

按一类供电考虑，需建立不停电供电系统

依据计算机的性能，允许供电电源变动的范围为A级，见下表

供电电源质量分级

级别

项目

A级

B级

C级

稳态电压偏移范围（%）

±2

±5

+7～-13

稳态频率偏移范围（HZ）

±0.2

±0.5

±1

电压波形畸变率（%）

3～5

5～8

8～10

允许断电持续时间（ms）

0～4

4～200

200～1500

（1）主电源系统

业主方提供柴油发电作为整个机房的备用电源，分别备用到UPS主电源和空调动力电源。

当市电供电出现故障时能自动切换到UPS电源和发电机电源。

在市电停电时能够发送启动信号给UPS电源和发电机组，待发电机组运行平稳后能够将所有负荷自动切换到备用电源；市电恢复后能够自动切换回主电源、延时通知机组停机。

（2）数据中心UPS电源

1、系统配置原理：

机房设计采用市电和油机双路供电方式，UPS采用并联冗余供电，并联冗余供电是将多于两台同型号、同功率的UPS，通过并机，把输出端并接而成。

2、机房UPS配置

数据中心机房配置2台120KVAUPS，双总线冗余运行（可选择N+1冗余工作方式），后备电池采用12V铅酸免维护蓄电池，单台UPS满负载时配置电池后备时间大于等于120分钟，并备有散热良好的电池架，每组电池配置电池开关。

3、UPS技术要求：

3.1UPS为包含有全功率整流器和逆变器的在线式双边换模块化UPS，市电正常及电池状态时所有负载均由逆变器供电，单台模块化30KVA。

3.2输入电压380VAC±25%

输入频率50±10%

3.4逆变器过载能力：

125%额定电流10min

150%额定电流60s

200%额定电流30s

3.5旁路过载能力：

1500%额定电流100ms

3.6满载时输入电流谐波分量THDI≤5%的指标、输入功率因数PF≥0.98

3.7输出功率因数0.9

3.8具备RS232、RS485或SNMP接口协议，且应具有良好的电气隔离；

3.9设备应能提供全中文监控及操作界面和全中文远程监控管理界面

3.10UPS主机内置双母线功能，不需增加任何板卡实现双母线输出。

1.3.2供配电系统构成

本项目供配电系统由两个相对独立的系统构成：

第一部分——辅助设备配电系统。

主要为空调系统、新风、动力设备、照明设备、辅助插座、测试设备等提供电源，由市电直接供电；

第二部分——计算机及网络设备配电系统。

主要为整体机房内的计计算机主机、服务器、网络设备、通讯设备设备等，提供稳定可靠的不间断电源，由UPS电源供电。

机房负荷均需按照机房现场供电负荷单独设计。

主设备负载指计计算机主机、服务器、网络设备、通讯设备等，辅助设备负载指专用精密空调系统、动力设备、照明设备、测试设备等，其供配电系统称为"辅助供配电系统"，其供电由市电直接供电。

机房内的电气施工应选择优质阻燃电缆、敷设镀锌铁线槽和插座。

配电线路安装过流、过载保护。

插座应分为市电、UPS注明易区别的标志。

机房往往采用机房专用配电柜来规范机房供配电系统，保证机房供配电系统的安全。

1.3.3供配电系统技术说明

1.计算机机房由独立的供电回路供电，引线位置应该是大楼楼层总配电柜。

2.单相负荷平均分配在三相上，并使三相负荷不平衡度小于20%。

3.计算机机房电源进线按国家标准采取防雷措施、阻燃铜芯绝缘电缆配电。

4.机房内照明装置采用无眩光灯盘，照明亮度应大于500LUX，事故照明亮度应大于50LUX。

5.机房内的配电系统应考虑到与应急照明系统的自动切换和消防系统的联动。

6.强弱电线路保持足够间距敷设的，当间距不够时，采取屏蔽措施。

7.机房内的电源插座应分两种，它们分别是不间断电源（UPS）供电的设备用工业连接器，市电直接供电的设备用五孔标准插座。

8.中心机房内的照明应分工作照明和事故照明两类，工作照明接入配电柜，事故照明接入UPS。

1.3.4供配电设计

1.电源主进线

机房负荷等级按一级负荷设计，采用一类供电方式。

低压配电采用TN-S系统供电，供电频率50HZ，电压380V/220V，进线为三相五线制。

主进线电缆需由建设方铺设到位。

2.配电设备

国产柜体：

带操作面板、钢化玻璃门，结构安全可靠；

空气开关：

选用国外品牌ABB等空气开关；

配电柜配有电流表、电压表、电源指示灯、防护。

所有塑壳空气开关应加装辅助触点，用于环境集中监控开关分合状态检测；

配电柜市电进线处加装智能电量采集仪；

柜后接线及维护，柜前操作；

配电柜的所有进出线均配备外接线端子，方便接线及维护。

联锁功能：

机房工作照明与应急照明联锁功能；

辅助设备进线总开关与消防报警系统联动。

机房内每一组机柜前设1台配电列头柜。

电柜内设有防雷防过压保护器、速断、过流等保护，保护设备运行安全和人身安全。

负荷应均匀的分配在三相线路上，并应使三相负荷不平衡度小于20%。

机房电源进线应按现行国家标准《建筑防雷设计规范》GB50057—94采取防雷措施。

机房对电源可靠性要求很高，因此应考虑完善的过电压保护，即浪涌电压吸收装置。

在动力配电柜和计算机配电柜的输出和输入应加防雷保护器。

3机房照明配电

照明灯具均采用无眩光的T53*40W格栅荧光灯盘。

照明线路穿镀锌金属电线管在吊顶内敷设。

应急照明：

在机房主要吊顶区域按一定间距设置一定数量的应急灯，由UPS电源独立回路供电，当市电照明断电时，自动启用。

1.3.5电池

采用国际知名品牌12VAH免维护铅酸电池，无侧板电池架，放置于承重架上。

1.4通风系统（新风和排风）

1.4.1设计依据

《电子计算机机房设计规范》GB50174-93

《电子计算机场地通用规范》GB/T-