2.6.1. 光纤截止波导管
2.6.2. 空调截至波导管
2.7. 屏蔽门
2.8. 壳体接地
3. 装饰装修
3.1. 墙面
3.2. 吊顶
3.3. 地面
3.4. 承重
4. 供配电系统
4.1. 市电系统
4.1.1. 供电要求
4.1.2. 供电方式
4.2. UPS系统
5. 空气调节系统
5.1. 精密空调
5.1.1. 环境要求
5.1.2. 空调类别
5.1.3. 冷气流组织
5.1.4. 下送上回方式
5.1.5. 上送侧回(下回)方式
5.2. 新风系统
6. 防雷接地系统
6.1. 防雷
6.2. 接地
7. 安防系统
7.1. 视频监控
7.2. 入侵报警
7.3. 门禁
8. 消防系统
8.1. 火灾报警
8.2. 气体灭火流程
8.3. 系统设计
8.4. 排烟系统联动
9. 综合布线
10. 动环监控系统
10.1. 系统概述
10.2. 系统架构
10.3. 系统功能
10.3.1. 动力监控
10.3.2. 环境监控
10.3.3. 安保监控
10.3.4. 软件界面
数据中心机房,通常是指实现信息集中处理、存储、传输、交换、管理的一个物理空间,主要有计算机机房、电信机房、控制机房、屏蔽机房等。这些机房既有电子机房的共性,也有各自的特点,其所涵盖的内容不同,功能也各异。计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备等,通常被认为是机房的关键设备。而关键设备运行所需要的环境因素,如供电系统、制冷系统、机柜系统、消防系统、监控系统等通常被认为是关键物理基础设施,这也是机房建设所要着重考虑的核心因素。
随着IT技术的快速发展,数据中心机房技术在20世纪80年代开始建立雏形,在21世纪得到了快速发展。由于IT技术不断创新与革命,新材料、电力电子、制冷技术等基础学科研究也取得了突破性进展,使机房技术在结构布局、供配电、制冷、监控管理等方面产生了巨大变化,现已形成了一定规模的机房及相关产业。
在20世纪80年代初期,我国开始着手制定机房建设方面的国家标准。1982年我国颁布了GB2887—1982《计算站场地技术要求》汇统一了机房建设的各项指标,使机房建设从此有了统一的标准。经过不断的创新和完善,中华人民共和国住房和城乡建设部颁布的《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2017,成为了我国目前专用的计算机机房设计标准。在此期间,随着UPS、机房专用空调等保障设备的引进,监控设备、消防报警及灭火设备在机房中的使用,从硬件上为机房建设提供了系统的保证。
同时,近年来随着国家保密要求的提高,屏蔽机房的建设需求正在逐步的增大。屏蔽机房是为了有效地防止电磁干扰式噪声、辐射对电子设备和测量仪器的影响,并严防电子信号泄漏从而威胁到机密信息的安全,国家机关、军队、公安、银行、铁路等单位需要建立屏蔽机房。有保密要求的数据机房应建设屏蔽机房,确保数据在处理过程中,其信号不泄漏,从而满足数据保密的要求。一些对抗电磁干扰要求较高的环境,如通信设备的测试试验室等场所,需要建设屏蔽机房,以防止外界电磁信号的干扰。有强电磁干扰设备的机房应进行相应的电磁屏蔽处理,以避免干扰临近机房设备的正常还行。
通俗的讲,屏蔽机房就是在普通的机房的外面加了一个屏蔽壳体,等于是把机房建在了铁房子里面。电波在传输过程中,交替产生磁场和电场,在其试图通过具有良好接地的铁磁材料制成的导电性能较好的屏蔽壳体时,其电场能量将通过具有接地导体而衰减,磁场能量在通过磁场物质中产生涡流而损耗,因此其强度将受到较大的衰耗(约3000倍至100000倍)从而起到将电磁波屏蔽(隔离)的作用。
屏蔽机房的建设包括屏蔽壳体、装饰装修、供配电系统、UPS系统、空调系统、防雷接地、安防监控、消防系统、综合布线,以及动力环境监控系统。本方案书将对以上系统进行详细的介绍。
《处理涉密信息电磁屏蔽技术要求和测量方法》BMB3-1999;
《电子计算机场地通用规范》(GB/T-2887-2000);
《电子信息系统机房设计规范》(GB 50174-2017);
《建筑设计防火规范》(GBJ 50016-2006);
《建筑内部装修设计防火规范》(GB 50222-95);
《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2001);
《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2017);
《低压配电设计规范》(GB 50054-95);
《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)(2000版);
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004);
《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2017);
《安全防范工程技术规范》(GB 50348-2017);
《综合布线系统设计规范》(GB 50311-2007);
《气体灭火系统设计规范》(GB50370-2017);
《火灾自动报警系统设计规范》(GBJ116-98)。
名称
用途
屏蔽壳体
采用厚度为1.5~3mm的钢板经裁剪、折弯成型制作单元模块,经熔焊工艺连续焊接,钢板双面作防腐蚀处理,壳体底部与地面绝缘空间隔离。
屏蔽门
全金属结构,插刀式屏蔽门,具有电磁密封簧片。
波导窗
放置在室内同室外通风通道之间,用来屏蔽电磁波。
空调屏蔽系统
空调三管、信号线、电源线等配件的屏蔽。
电源滤波器
额定电压220/380V,工作频率50/60Hz,输入损耗14KHz~10GHz≥100dB,最大泄漏电流1.5A。
信号滤波器
接地装置
机房屏蔽壳体要安全可靠独立接地。
屏蔽机房性能指标:(满足国家GB12190-90、国家保密BMB3-1999、GJBZ-20219-94标准B级)
屏蔽室屏蔽效能:
磁场 14KHz—450KHz ≥75dB 500KHz — 1MHz ≥96dB
平面波 50MHz —1GHz ≥110dB
微波 1GHz—10GHz ≥100dB
屏蔽壳体机械性能:
钢板不平度≤4mm/m²
屏蔽体垂直度≤5mm;
二年内变形程度: 顶部下陷 ≤8mm,底部凹陷 ≤3mm。
屏蔽机房主体支撑结构
1、地面龙骨按定尺下料后现场焊接,焊接完毕后即进行混凝土的浇注,浇注厚度视地面承重而定。(此项根据机房内设备工作状况而定,可以不作第二层混凝土浇注)。
2、在安装屏蔽层之前首先搭建支撑龙门框架,金属龙骨架材料采用10#“C”型钢,金属龙骨落地力点应借助建筑墙体,从而减少整个楼层载重负荷。龙骨转接安装点与建筑墙体接触点需绝缘处理。顶部龙骨的固定采用吊拉的方式,此项屏蔽体龙骨顶部安装方法针对机房面积超过30㎡或跨度超过6m以上机房,小于此规格的机房,顶部龙骨则采用挑梁的方式,挑梁支撑力点着地。
地面龙骨网格分布密度:800*800mm
地面龙骨安装示意图
墙壁龙骨网格分布密度:800*1200mm
墙壁龙骨示意图
顶部龙骨网格分布密度:1200*1200mm 另制作自撑式挑梁
顶部龙骨网格示意图
屏蔽壳体制作工艺
根据不同材料的相对电导率、相对磁导率、以及吸收损耗、反射损耗等系数值分析,本次屏蔽壳体选择以铁为基体的金属材料(Q235钢板),侧面和顶部钢板厚为2mm,底部钢板厚为3mm。
考虑屏蔽壳体材料的屏蔽效能的因素同时还兼顾屏蔽室整体的机械性能,设计要求达到:钢板不平度≤4mm/m²,屏蔽壳体垂直度≤5mm,以及屏蔽壳体抗震≥8级。
根据屏蔽壳体不同部位承载力的不同,而设计制作不同截面积的矩形钢龙骨作屏蔽壳体的加固支撑,龙骨采用矩形管依附屏蔽壳体钢板内壁焊接。
屏蔽壳体原材料加工制作成单元模块,现场安装采用熔焊工艺进行连续的焊接(二氧化碳保护焊),此种工艺确保了模块板之间接缝处的屏蔽效能与无接缝处的钢板相同,同时还能提高焊缝的抗电化腐蚀性。(电化腐蚀会造成降低屏蔽效能和互调效应,因为电化学反应产生的化合物是非线性的半导体物质,这会产生信号混频,导致产生新的干扰频率)。
预留波导窗、滤波器及其它需要穿越屏蔽壳体的线缆或设备的安装孔口。
检查各个单元模块四角的焊接点,确定无泄露后镀锌。单元模块屏蔽壳体镀锌后包装搬运过程中,注意不能划伤或重力冲击。
以上工艺制作完毕后即进入现场安装工序。
屏蔽壳体与大地都应作绝缘防潮处理,绝缘材料为黑色工业橡胶板,厚5mm。
屏蔽室内设备电源采用低泄漏电流的电源滤波器,插入衰减能力与屏蔽室综合效能一致。电源滤波器测试标准符合:MIL-STD-200A
屏蔽室的强电均采用机房专用滤波器引入屏蔽室,需符合以下要求:
输入损耗14KHz~10GHz≥100dB,最大泄漏电流1.5A
滤波器适应环境温度-25℃至+50℃,相对湿度<85%。
供配电系统的技术指标应符合GB2887—89“计算机场地技术要求”中规定的C级标准。
电源滤波器应集中安装,滤波器前端不能有过流保护装置但可设置过载保护装置。
负荷总用电量及电源进线类别:室内设备用电,空调,照明及辅助用电。
室内电缆沟或管线走线,按要求位置配置电源插座,线缆经金属线槽暗敷引至使用点。(按现场环境和用户要求分布)。
为保障各种设备的用电安全,屏蔽室外制作一个电控柜作该机房的电源总控,内设空气开关、熔断器、指示灯、端按钮、接地线柱等。
屏蔽室通风系统采用屏蔽室专用通风波导窗,其插入衰减与屏蔽室指标相应,它是由许多小波导组成的波导束,其截面形状设计制作为六角形,在同等插入衰减能力条件下,六角形波导的通道面积大于方形波导,从而扩大了通风面积,减少换气阻力。
波导通风窗是利用波导高通滤波的原理对电磁波进行屏蔽的,即波导对高于截止频率的电磁波分别予以通过而对低于截止频率的电磁波进行衰减,其衰减量(屏蔽效能)正比于波导的长度。局部视图如下:
截止频率:30GHz 屏蔽效能:≥100dB L=50mm W=5mm
波导窗示意图
屏蔽室进出风采用换气机通过截止波导窗实现通风目的,在屏蔽壳体预定部位预留安装通风截止波导窗的孔口,波导窗与壳体焊接,并制作与换气机相符的法兰式装饰框,室内风口部位采用铝合金百页窗装饰。
多模、单模光缆均通过专用光纤波导管引入屏蔽室内(波导管孔径15mm),考虑到后期扩容,我们此次为屏蔽室配备10套光纤波导管。传输装置(设备)单独制作电控箱,根据设备外型尺寸在电控箱内制作桥架。安装示意图如下:
图2.7 光纤波导管安装示意图
其它线缆屏蔽处理
在屏蔽室监控、消防系统中,模拟信号的设备线缆屏蔽措施采用屏蔽室专用滤波器接入。
消防系统:烟感温感控制线通过消防滤波器进入屏蔽室,消防管通过波导管屏蔽接口接入,屏蔽接口孔径按消防管直径配置。
视频信号的干扰在图像上表现为雪花点和50Hz横纹滚动,对于雪花点干扰是由于传输线上信号衰减以及耦合了高频干扰所致,图像中的高频干扰的频带在8MHz以内,采用空隙率为50%左右的屏蔽网可基本消防高频干扰,达到50%的空隙率屏蔽比较好的方法是采用带有双层屏蔽的视频电缆。
屏蔽电缆的屏蔽层两端必须将芯线完整的覆盖起来,电缆两端的连接器外壳必须能够与电缆所安装的屏蔽体360°电气搭接(即:与屏蔽壳体表面形成完整的圆周连接)。
D形连接器的屏蔽端接方式如下图:
空调截至波导管是套在空调铜管、进水管、排水管外面的镀锌钢管,为了达到电磁屏蔽的效果,钢管从壳体向外延伸长度不小于600mm。实物图如下:
结构采用铰链转动,插刀式电动式屏蔽门,双点锁紧机构,三层电磁密封簧片,簧片采用铍青铜材料加工成形经真空热处理后达到较好的弹性和耐磨性。屏蔽簧片为可拆卸式,每段长198mm,局部如有损坏易于更换,无需专业人员维修。
屏蔽门屏蔽簧片示意图
插刀式屏蔽门的刀口采用磁导性较好的铁基体经镀铜方式制作,使其固有的铁磁性及镀铜后高导电性能兼顾整个频带的屏蔽效能的要求。
电动锁紧装置安装在门框上部,在门框边装有双点斜楔锁紧机构,斜楔座架的运行采用滚轮滑槽结构。传动电机功率120W,电压220V,电流0.9A
电手互换锁紧操作装置安装在门板中部,其齿轮机构大大减轻开启屏蔽门的力度。
电动锁紧屏蔽门设计联动开启,室内外均可操作。 屏蔽室处工作状态时,如出现断电或其它故障,门锁死,内外均可采用人工方式打开。
1、屏蔽地
为使屏蔽体壁面上的感应电流都能迅速入地,有效地降低壁面对地的高频电位,以避免或减小外界空间电磁波对屏蔽室内造成干扰,屏蔽体需与大地相连,形成电气通路,为屏蔽体上的电荷提供一条低阻抗的泄放通路。屏蔽地的电阻要求≤1--4Ω。
2、保护地
计算机系统内的所有电气设备,包括辅助设备,外壳均应接地,使外壳上积聚的电荷迅速排放到大地。
接地线采用BVR25mm²铜芯线,通过铜钢过渡带与地极相连,在布线过程中严格保持绝缘,不许有断点,在一定间距内应有明显标记。
3、屏蔽室内等电位接地
在室内区域内陆板支架与配电柜的地线排用一定规格的导线相连,防止高频产生的静电荷高电位积蓄,对人体及设备的损伤。
机房基础装修不是简单的建筑装修,它是一个复杂的电子环境空间,应选用气密性好、不起尘、易清洁、符合环保要求、在温度和湿度变化作用下不变形、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。
机房装饰装修应考虑节能、防火、防尘、防静电、防水、防鼠虫等措施,封堵机房与其他区域、其他楼层相通的孔洞,在使用或施工过程中新开的孔洞及时进行封堵,所有进机房的管、槽之间的空隙均采取密封措施。
机房墙面及隔断选用防火防尘材料,另还要考虑保温、易清洁、防静电、屏蔽、美观、自重轻等要求;机房墙面及隔断一般采用彩钢板,隔断可采用双层防火玻璃,可方便机房参观;隔断天花内要采用石膏板封堵到天花顶,管道缝隙可采用防火泥进行封堵,使机房形成一个独立密闭的物理空间。
机房吊顶处理方式分为两种,分别是吊顶和无吊顶。吊顶的基本功能是防火、防尘、防潮、吸音、美观、方便灯具安装等作用。天花吊顶可根据材质可分为:轻钢龙骨石膏板天花、铝合金天花、夹板(胶合板)天花、钢板天花、矿棉板天花等。在计算机机房的装修中,通常采用600*600mm铝扣板天花或方形镀漆铝扣板微孔天花。微孔铝扣板天花吊顶具有防火防尘、降噪、屏蔽的效果。无吊顶时就应注意天花上各种管线布置整洁,以及防尘、防潮处理。
机房防静电地面是机房重要的防护措施,通常采用架高抗静电地板或敷设抗静电PVC地板胶;铺设架高防静电地板不仅是有导静电的作用,机房采用下送风时,就是一个送风的静压箱,起到冷气流配送的功能;当机房采用上走线而机房采用上送风时可采用抗静电PVC地板胶。
常用防静电地板规格为600*600*35mm,完成面高度为200—500mm可调。
机房内设备密度较大,对建筑楼板承重有特殊要求,在机房选址和设计时应该核实机房位置的建筑承重。对于个别机房功能区间需考虑做楼板的承重加固,特别是UPS及电池、精密空调等大型设备,重量较大,应安装设备承重散力支架或加固处理达到功能要求。机房布局时要重点考虑大型设备的承重,尽量把重型设备放置在机房的承重梁上。机房规划时建筑承重可参照以下标准规范设计:
项 目
技 术 要 求
备 注
A级
B级
C级
抗震设防分类
不应低于乙类
不应低于丙类
不应低于丙类
主机房活荷载标准值
组合值系数Ψ=0.9
8~10 KN/m2 组合值系数Ψ=0.9
组合值系数Ψ=0.8
根据机柜的摆放密度确定荷载值
主机房吊挂荷载
1.2 KN/m2
UPS室使用荷载标准值
8~10 KN/m2
电池室使用荷载标准值
16 KN/m2
监控中心活荷载标准值
6 KN/m2
钢瓶间使用荷载标准值
8 KN/m2
电磁屏蔽室使用荷载标准值
8~10 KN/m2
主机房外墙设采光墙
不宜
——
防静电活动地板的高度
不宜小于400mm
作为空调静压箱时
备注:重力学(牛顿定律)换算的关系,1Kg=9.8N 1000N=1KN;因此,1KN=1000÷9.8≈102.04Kg。
计算机机房提供电能质量的好坏,将直接影响计算机系统正常、可靠的运行;也影响机房内其它附属设备的正常运行。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,当电网处于过渡状态时,计算机的运行就会处于不正常的状态,若电网扰动时间较长,则整个计算机就要停机,由此可见,机房供配电系统提供电能的质量对计算机及其附属设备的正常运行是非常重要的。为了确保计算机的可靠运行,在计算机机房建设中必须建立起良好的供配电系统。
一个完善的机房供配系统是保证计算机服务器设备、关键网络设备、场地设备和辅助设备的用电安全和可靠的基本条件。高品质的机房供电系统体现在:无断电故障、高容错;在不影响负载运行的情况下可进行在线维护;有防雷、防火、防水等功能。机房供电设计包括负荷等级和额定容量的确定、电源的可靠性设计、防雷和接地技术措施等。
计算机机房属于一级负荷,相应供电必须采用一类供电,即建立不停电供电系统。机房供配电系统参照以下标准规范设计:
项 目
技 术 要 求
备 注
A级
B级
C级
电气技术
供电电源
两个电源供电
两个电源不应同时受到损坏
两回线路供电
柴油发电机燃料存储量
72h
24h
——
不间断电源系统配置
2N或M(N+1)冗余(M=2,3,4……
N+X冗余
(X=1~N)
15min
柴油发电机作为后备电源时
根据实际需要确定
空调系统配电
双路电路(其中至少一路为应急电源)未端切换。采用放射式配电系统。
双路电路,未端切换。采用放射式配电系统。
采用放射式配电系统。
电子信息设备供电电源质量要求
稳态电压偏移范围(%)
±3
±5
稳态频率偏移范围(Hz)
±0.5
电池逆变工作方式
输入电压波形失真度(%)
≤5
电子信息设备正常工作时
零地电压(V)
<2
应满足设备使用要求
0~4
0~10
——
不间断电源系统输入端THDI含量(%)
<15
3~39次谐波
1. 供电拓朴结构示意图
UPS的带载时间可以根据客户的要求而自行决定,建议不超过半小时,因为市电断电后空调将停止运行,IT设备继续运行所产生的的热量无法降低,会对服务器等设备造成损坏。
2. 供电结构方式
机房供配电系统一般采用单UPS单路供电、UPS+市电双路供电、双UPS双路供电三种结构。其电源布线有上走线和下走线两种方式。
3. 配电柜
配电柜是机房电力分配管理的核心,一般分普通配电柜和精密配电柜。 普通配电柜满足一般操作需求,可以控制各回路的开关,但是不能智能通信;精密配电柜可具有实时监测每一回路的电流大小、电流超限自动报警以及电能计量等诸多功能,还可以通过多种通信协议实现远程控管。
UPS是不间断电源(Uninterruptible Power Supply)的英文缩写,它的功能主要有两个:一是在市电正常时改善对负载的供电质量,同时对后备电池进行充电;二是在市电异常时,通过后备电池保证向负载供电的不间断性。
分类
UPS主要由整流器、逆变器、静态开关组成。按电路结构分类主要有有四种:后备式、在线式、在线互动式、在线补偿式。
使用形式
UPS一般有单UPS使用、单模块化UPS使用、并机使用和双总线供电4种使用方式。模块化UPS是根据多台UPS并机使用增加可靠性的原理,利用多个功率模块并联组成的UPS系统。
目前最新的供电方式为模块化UPS的双总线供电。模块化UPS本身具有N+X的冗余可靠性,再通过双总线供电方式,整个供电系统的可靠性又增加了一倍。
选择要点
选购UPS一定要选最适合自己实际使用情况的。首先是容量的选择,UPS容量应该根据目前的负载量,再加上近期准备增加的负载量来计算。其次要选择节能的UPS。目前UPS的发展趋势是高频化和模块化,因为高频化可以提高UPS的轻载效率和半载效率,模块化可以使用户边成长边投资,节约能源同时方便扩容。
电池
UPS通过蓄电池来储能,当市电中断时,便利用电池为负载继续供电。选购电池应该选择有质量保证的知名品牌,比如汤浅、松下、阳光等,并且必须是同一批次生产的。电池后备时间容量的选择:
电池AH数=(UPS容量÷标称电池电压)×后备小时数。
主流品牌
APC—MGE EMERSON EATON(POWERWAVE+SANTAK)
计算机机房都安装有大量的计算机设备,计算机处理速度越来越快、存储量越来越大、体积越来越小是计算机的发展趋势,IT硬件产生不寻常的集中热负荷,同时对温度或湿度的变化又非常敏感,为保障高精密设备的运行条件,对机房环境有严格的要求。其中最重要的是机房内温度、相对湿度和环境的洁净度三个指标。
项 目
技 术 要 求
备 注
A级
B级
C级
主机房温度要求(开机时)
23℃±1℃
18~28℃
不得结露
主机房相对湿度要求(开机时)
40%~55%RH
35%~75%RH
主机房温度要求(停机时)
5~35℃
主机房相对湿度要求(停机时)
40%~70%RH
20%~80%RH
主机房和辅助区温度变化率
(开、停机时)
<5℃/h
<10℃/h
辅助区温度、相对湿度(开机时)
18~28℃、35%~75%RH
辅助区温度、相对湿度(开机时)
5~35℃、20%~80%RH
不间断电源系统电池室温度
15℃~25℃
空气含尘浓度(静态下测试)
每升空气中大于0.5μm的尘粒数应少于18000粒
空调机按其性能不同,大体可分为三种类型:舒适空调、工业空调及精密空调。
第一类为舒适空调:它主要是针对人体提供一个舒适的环境条件。按外形可分为柜式、壁桂式、吸顶式空调机等。
第二类为工业空调:这种空调是为试验室或工作间提供相应的温度和湿度要求,这种空调机夏季制冷、冬季加热,属于工业用空调机之一。
第三类为机房专用空调机(精密空调):它是为计算机机房(包括程控交换机房)专门设计的特殊空调机,这种空调机全年制冷运行。
通常舒适空调冷负荷中有35%是为了消除潜热负荷,有65%是为了消除显热负荷。对计算机房来讲,其情况却大不相同,计算机房内主要是设备散出的显热,室内工作人员散出的热负荷及夏季进入房间的新鲜空气的热湿负荷(仅占总负荷的5%)。并且冬季是需要加湿而不是除湿,即使在冬季计算机房仍需要消除热负荷。鉴于以上特点,如将一般舒适空调机组用于计算机房,则会造成能量浪费,机房内应该采用精密空调。
气流组织就是将空调机送出的冷风通过预定的风道、风口,按预定的风量与风速送往需要制冷的地点,在把设备产生的热空气回收到空调制冷的过程。气流组织分为三个部分,即:冷气产生、冷气配送、气流返回。
通常机房的气流组织形式有下送上回、上送侧回(下回)方式,气流组织形式的确定要考虑以下几个方面:
1. 首先要依据设备的冷却方式、安装方式,如设备或机柜自带冷却风扇或冷却盘管,目前较常见的设备和机柜的冷却方式都是从前面进风,后面或上部出风。
2. 冷量的高效利用,使散热设备在冷空气的射流范围内。
3. 机房建筑结构、平面布局。机房各个系统的建设要依托于建筑环境中,也受因素的制约,如层高、形状、面积等。
下送上回方式是大中型数据中心机房常用的方式,空调机组送出的低温空气迅速冷却设备,利用热力环流能有效利用冷空气冷却效率,因为热空气密度小、轻,它会往上升;冷空气密度大、沉,它会往下降,填补热空气上升留下的空缺,形成气流的循环运动,这就是热力环流。热力环流不同于水平流动的风,它是空气上下垂直的对流运动,冷与热激发出气流缓慢的运动。跟风不一样,风能够改造局部环境气候,而热力环流是气流运动的原始动力。利用气流的原始动力,可以不用设置动力设备,同样达到最佳的冷却效果。如图所示:
上送侧回通常是采用全室空调送回风的方式,适用于中小型机房。上送风可分为机房顶送或紧靠机房顶下的上部侧两种形式,后者较为常用。由顶部或侧上方送风的气流首先与室内空气混合,再进入设备或机柜内。机房顶部安装散流器或孔板风口送风,工作的气流小且均匀,人有良好的舒适感。但大多数计算机机柜的冷却的进风口是在下部或是前方,排风口在机柜的上部。这样,顶部的送风气流先与机柜处上升的热气流混合,再进入机柜冷却设备,影响了机柜的冷却效果。由于机柜进风温度偏高,机柜内得不到良好的冷却效果,必然造成机柜内的温度偏高,导致计算机不能正常的工作。
新风是机房室内空气中不可缺少的部分,机房中缺乏新风,会使人产生不适,并且会影响工作人员身体健康和工作效率。通过注入洁净的新鲜空气,冲淡或替换机房内有臭味的空气,而使机房室内空气质量得以改善。同时,机房保持一定的新风量,还可以维持机房的正压状态,可以将机房内部的尘埃排出机房,同时防止室外的尘埃通过机房的空隙进入机房,影响机房的洁净度。
简单来说,新风系统有两个作用,其一,给机房提供足够的新鲜空气,为工作人员创造良好的工作环境,给机房内的精密设备除臭去异味;其二,维持机房对外的正压差,避免灰尘进入,保证机房有更好的洁净度,大大提高设备的使用寿命。
通风换气的要求
参照《暖通空调设计规范》(GBJ 19-87)等有关建筑、办公大楼的通风换气要求,机房内总送风量的5%;按工作人员每人40m3/h;维持室内正压所需风量。机房的空调新风系统,设初效、中效两级空气过滤器,中效空气过滤器计数效率大于80%,末级过滤装置设在正压端或送风口。室内通风换气次数应达到3~5/h。
通风设备的选型
为了保证机房内空气的洁净度,一般的新风机设备须选用带有三级过滤及电子集尘功能。
安装方案及说明
根据上述计算确定通风方案如下:
为保证室内美观、整洁、最大限度的降低噪声将新风换气机落地,在新风和排风之间进行热湿交换的设备,作用是回收排风中的显热(冷)和潜热(冷)。
通过新风和排风之间的热交换,预热(冷)新风,从而节省空气处理的能耗,减少空调的总负荷。
工作原理
二次流高效热交换双向换气机,利用换热器两端的离心叶轮产生轴向气流使内、外空气实现交换,可有效地排出室内污染的空气,换进清新空气。利用动力驱动热交换器使流动的气流产生径向力,破坏热交换器器壁的“驻点”以提高热交换效率。并充分利用室内、外温差,在各自流动的通道里利用器壁实现热交换,达到能量回收的目的。亚都新风机是集空气净化(过滤灰尘)、双向换气、能量回收为一体的环保节能产品。
设备功能
双向通风
室内外双向换气,室外新风与室内污风等量置换。使进入室内的空气接近排出空气的温度。彻底改变室内空气流通不畅,污染严重的局面,创造舒适的人工环境。
过滤处理
对进入室内的新风进行初中校过滤,向室内提供足够的新鲜清洁空气。(也可根据客户需求作进一步处理)
能量回收
内置静止热交换器,热交换效率不低于国家要求,利用室内排出的空气的冷(热)量对新风进行预处理,在提供舒适温度空气的同时回收能量,节约能源。
安全可靠
内置低噪声风机和内部降噪处理,防止了对现场干扰,整机除风机外无运动部件几乎无需维护,可确保长期的可靠工作。
防雷系统方案包括外部防雷和内部防雷两个方面:
外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等,其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭,将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等,泄放入大地。
内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。在需要保护设备的前端安装合适的避雷器,使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外,将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地,确保后接设备的安全。
计算机机房防雷不同于传统的建筑防雷:机房防雷主要是抑制通过电力电缆传导的雷电瞬间过压和雷击电磁脉冲(LEMP)。市电在进入机房之前已经经过变压器的高压防雷保护和大楼总配电柜的一级防雷保护,所以应该在市电进入机房的并联安装B级防雷器,在UPS的后端并联C级防雷器逐级分流雷电能量以保护IT设备。
除此之外,还有一个防护雷击的手段是在机房内建设等电位网。将机房内的所有金属物体与等电位网连接,再与接地汇流排相连。这样在遭遇雷击时整个机房都是等电位的,不会产生电压差而导致设备受损。
理想的建筑物避雷系统的接地装置,包括从接闪器及引下线的理想状态最好是无任何电阻,一旦雷击发生,避雷针接闪时,不论雷电流有多大,接地装置上任何一点对大地的电势差为零,因此,接地的阻值应尽可能的小。
依据国家标准GB50174-93《电子计算机机房设计规范》规定,交流工作接地和安全保护接地,接地电阻均不应大于4Ω,直流工作接地中,接地电阻应按计算机系统具体要求确定;(GBJ79-85中规定电信站接地电阻要求≤1Ω)。
据IEC1024标准机房交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置。
但是由于某些计算机设备的工作状态差异不同,接地系统共地很难实现时,我们建议应该采用等电位理论,达到瞬间等电位方式,常态独立接地方式(即机房接地系统与其他交流地、安全保护地、防雷地进行软连接)。
按照现行国家标准《建筑防雷建设规范》执行,根据GB 50051-94标准接地系统采用共地处理,也就是所有交流工作接地、安全工作接地,直流工作接地,防雷接地共用一个接地系统,接地系统的接地电阻阻值小于1Ω。
将所有的防雷器的接地线全接到内部联合接地体上,对于不在同电位的接地点,可敷设30*3mm机房等电位连接铜排,以实现均衡等电位。容易产生静电的活动地板采用30*0.3紫铜带敷设成600*600mm的泄漏网连接于铜排上。另外,配电柜中交流接地端子、金属框架等同样与等电位铜排连接,并且每一连续金属框架的静电泄漏支线连接点不少于两处。
为了保证机房的安全运行,一般的机房都不洗安装视频监控、入侵报警、门禁等安防系统。
在机房内安装1台网络硬盘录像机和若干台网络摄像机,组成视频监控系统。将监控画面传输至企业保卫处,则可实现机房24小时有人监控,进行统一管理。
一般情况下,摄像机经常安装在机房的出入口和机柜的过道等区域。例如,可以将一台安装在设备间内,监控进出设备间的人及在设备间的行为;一台装在屏蔽室内门口处,监控进出屏蔽室的人员;最后一台摄像机安装在机柜中间走道的一端,监控机柜状态是否正常,此摄像机需调整好监控角度,只能使其监控机柜状态,不能拍摄到机柜内设备面板及配置参数。
目前市场上的监控平台采用纯数字平台,摄像机采用数字监控摄像机,利用通用的TCP/IP网络协议编解码传输。屏蔽室内的两路摄像机信号通过视频光端机传输至设备间的视频机柜内,和设备间的摄像机信号一并通过交换机接入NVR上,通过局域网传输至安保处,操作人员可以通过IE访问监控画面。一般设置录像资料保留3个月。
为了防止外来人员非法入侵,机房内一般安装红外双监入侵报警系统,防止外人非法闯入,分别安装在设备间内门口处和屏蔽室内门口处。外人在报警系统布防状态下非法闯入机房时,会立刻触发安保处报警信号,安保处会及时采取相应措施保护数据信息的安全。
机房安装一套智能CPU卡门禁系统,具体配置如下:安装1 个双门控制器,可分别对进出屏蔽室的电动屏蔽门和进出设备间的门进行控制。每个门配备有:电磁锁、2个密码键盘读卡器、闭门器。门禁控制平台统一由安保处管理,安保处实行发卡授权工作。每个门配备紧急玻璃破碎按钮,以备读卡器失效时使用。
电子门禁系统采用UPS供电,控制门的开关。
1、正常情况下,门锁死,关闭;
2、若发生火灾,门禁与火灾报警系统联动,门禁断开,门打开,直到火灾报警系统复位为止;
3、大楼停电时,UPS暂时先保持门锁死,以便工作人员及时赶到,用机械锁锁死两个大门。
为保护昂贵的电子设备和数据资源,国家规范规定一定规模的机房必须采用报警及气体灭火系统。随着社会进步,电子设备日益普及,各种灭火剂竞相推出。由于机房环境较好,对报警系统无太多特殊要求,目前的各类报警系统都基本适用。计算机机房是每个企事业单位的重要部门,由于IT设备及有关的其他设备本身对消防的特殊要求,必须对这些重要设备设计好消防系统,是关系IT设备正常运作及保护好设备的关健所在;机房灭火系统禁止采用水、泡沫及粉末灭火剂,适宜采用气体灭火系统;机房消防系统应该是相对独立的系统,但必须与消防中心的联动。一般大中型计算机机房,为了确保安全并正确地掌握异常状态,一旦出现火灾能够准确、迅速地报警和灭火,需要装置自动消防灭火系统。
传统的水、泡沫、干粉和烟雾系统都是不适用于机房灭火的。它应该是一种在常温下能迅速蒸发,不留下蒸发残余物,并且非导电、无腐蚀的气体灭火剂。气体灭火系统是将某些具有灭火能力的气态化合物(常温下)贮存于常温高压或低温低压容器中,在火灾发生时通过自动或手动控制设备施放到火灾发生区域,从而达到灭火目的。它具有干净、无污渍及灭火迅速等优点,广泛应用于档案室、电子设备室及贵重库房等。气体灭火种类较多,但目前最为广泛应用的则是有七氟丙烷。
火灾自动报警系统是探测早期火灾发生的重要系统,肩负着安全防范重任,是机房中自动控制系统的重要子系统。火灾自动报警系统建设首先必须符合《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求,同时也要适应智能控制的特点,合理选配产品,做到安全适用、技术先进、经济合理。
火灾时,火灾报警控制器发出报警信息,消防联动控制根据火灾信息联动逻辑关系,输出联动信号,启动有关消防设备实施防火灭火。消防联动必须在“自动”和“手动”状态下均能实现。在自动情况下,机房中的火灾自动报警系统按照预先编制的联动逻辑关系,在火灾报警确认后,输出自动控制指令,启动相关设备动作,同时向集中控制系统及时传输、显示火灾报警信息,且能接收必要的其它信息,这样也能更好地监控火灾现场情况、消防联动设备的运行状态、消防疏散通道情况等等。
火灾自动报警的联动关系为:
在各防护区内顶板下、地板下分两层设置感烟、感温探测器,在防护区房间内设置声光报警器。当任意防护区内任意一对感烟、感温探测器同时报警时,火灾自动报警控制器发出信号启动声光报警器,通知人员撤离,经30秒可调延时后启动灭火器阀门,释放灭火气体以完成灭火任务,并将回答信号传回控制器,同时点亮放气指示灯,避免人员误入。
火灾报警主机 感温探测器 感烟探测器
气体灭火系统分为有管网和无管网两种方式,无管网是将七氟丙烷气体喷洒柜放置在机房内,喷头对准IT设备或者UPS等配电设备,当有火灾发生时系统会自动联动喷洒灭火气体;有管网的设计流程如下:
1. 根据有关设计规范确定需设置气体灭火系统的房间,选定气体灭火剂类型。
2. 划分防护区及保护空间,选定系统形式,确认储瓶间位置。
4. 确定储瓶间内的瓶组布局,校核储瓶间大小是否合适。
5. 计算防护区灭火剂输送主管路的平均流量,初定主管路的管径及喷头数量。
6. 根据防护区实际间隔情况均匀布置喷头及管路走向,尽量设置为均衡系统,初定各管段管径。
7. 根据设计规范上的管网计算方法,校核并修正管网布置及各管段管径直至满足规范要求,确定各喷头的规格。
8. 根据设计方案统计系统设备材料。
9. 对设计方案综合评估,必要时作优化调整。
有管网式七氟丙烷气体钢瓶
根据火灾自动报警系统设计规范(GB 50116-98),具体设计如下:
一个探测区域内所需设置的探测器数量,不应小于下式的计算值:
式中: N——探测器数量(只),N应取整数;
S——该探测区域面积(m2);
A——探测器的保护面积(m2);
K——修正系数,特级保护对象宜取0.7~0.8,一级保护对象宜取0.8~0.9,二级保护对象宜取0.9~1.0。
火灾发生时产生的烟雾主要的是以一氧化碳为主,这种气体具有强烈的窒息作用,对人员的生命构成极大的威胁,其人员的死亡率可达到50-70%以上,换言之,火灾时一氧化碳是人员伤亡的主要祸首。另外,火灾发生所产生的烟雾对人的视线的遮挡。使人们在疏散时无法辨别方向,尤其是高层建筑因其自身的'烟筒效应',使烟雾的上升速度非常快,如果不及时迅速地排除,那么,它会很快地垂直扩散到楼内的各处,危害性是显而易见的。因此,火灾发生后应该立即使防排烟系统工作,把烟雾以最快的速度迅速排出。机房是相对密闭的环境,当发生气体喷射后,气体灭火剂不容易排除,安装排烟系统可帮助排除残留气体灭火剂。
在消防控制箱和排烟机控制箱之间设置1根联动线缆,当发生火灾时防火阀打开,联动信号启动排烟机进行强排烟,使机房内的有害气体以最快速度排到机房外面。
综合布线系统是一套用于建筑物内或建筑群之间,为计算机、通信设施与监控系统预先设置的信息传输通道。它将语音、数据、图像等设备彼此相连,同时能使上述设备与外部通信数据网络相连接。它的核心就是“综合”,也就是各个弱电系统均可用综合布线系统进行信息传输。
一般情况下,机房内的综合布线是列头柜和机柜之间的网络布线。通常机房内的若干网络机柜会分为几组,每一组机柜中都会有一个弱电列头柜,综合布线系统即是将本组内机柜上的网络接口全部汇聚在弱电列头柜上面。实施所用的材料有网络配线架、理线器、网络模块、网线、号码管、扎带等。
机房集中环境监控系统利用局域网络的通信手段,实时监控现场设备的工作状态、运行参数、历史数据等,完成强大的系统联网管理功能。
机房环境动力监控管理平台是随信息化建设应运而生的,它是机房环境监控管理服务与计算机网络技术、多媒体信息技术、自动化技术结合的完美体现。在进行系统建设时,我们采用系统工程的观点对机房的环境结构、服务需求、设备内容和管理模式四个基本要素以及它们的内在联系进行优化组合,从而提供一个稳定可靠、投资合理、高效方便、舒适安全的机房环境监控系统。
整个系统采用模块化“分布式”结构设计监控系统,满足全天24小时不间断运行。实现集中监控、统一数据处理、统一告警及本地化数据存储,实现为集中监控系统,数据中心机房环境监控系统基于TCP/IP,网络功能强大,完全实现各机房集中或分散监控。可同时支持B/S方式访问,管理人员可通过内网、外网进行监控或管理。
系统可分为3个部分,分别是:
I/O采控模块及传感器:直接连接各种被监控设备,采集如UPS、配电开关、精密空调、温湿度、漏水等的现场信号,将采集的现场信号通过RS485方式或SNMP方式上传到所在区域内的计算机机房内的串口服务器,经串口服务器将数据上传至监控管理服务器中。
统一管理层:由监控管理系统平台和相关硬件服务器及报警系统组成,收集与处理由现场监控层发送上来的数据和报警。集中监控系统服务器支持IE的远程访问。
远程管理层:系统支持B/S架构,便于管理人员随时随地了解机房的工作状况,直接观看到与监控服务器一致的监控画面,在具有相应权限下还对设备实现远程控制,如空调的开关机等。
环动监控系统图
1、UPS监控
实时监视UPS整流器、逆变器、电池(电池健康检测,含电压电流等数值)、旁路、负载等各部分的运行状态与参数(能监测到的具体内容由厂家的协议决定,不同品牌、型号的UPS所监控到的内容不同)。
系统可对监测到的各项参数设定越限阀值(包括上下限、恢复上下限),一旦UPS发生越限报警或故障,系统将自动切换到相应的监控界面,且发生报警的该项状态或参数会变红色并闪烁显示,同时产生报警事件进行记录存储并有相应的处理提示,并第一时间发出电话语音拨号、手机短信对外报警。
提供曲线记录,直观显示实时及历史曲线,可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值(包括最大值、最小值),并可将历史曲线导出为EXCEL格式,方便管理员全面了解UPS的运行状况。
2、市电监测
实时监测市电进线三相电的相电压、线电压、相电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率等参数。
系统可对监测到的各项参数设定越限阀值(包括上下限、恢复上下限),一旦市电发生越限报警,系统将自动切换到相应的监控界面,且发生报警的该项状态或参数会变红色并闪烁显示,同时产生报警事件进行记录存储并有相应的处理提示,并第一时间发出电话语音拨号、手机短信对外报警。
提供曲线记录,直观显示实时及历史曲线,可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值(包括最大值、最小值),并可将历史曲线导出为EXCEL格式,方便管理员全面了解市电的供电状况。
3、配电开关监测
实时监测配电开关的通断电状态,一旦发生报警,系统将自动切换到相应的监控界面,且发生报警的开关会变成断开状态且变红显示,同时产生报警事件进行记录存储并有相应的处理提示,并第一时间发出电话语音拨号、手机短信对外报警。
1、精密空调监控
实时监视精密空调压缩机、风机、水泵、加热器、加湿器、去湿器、滤网、回风温度和湿度等的运行状态与参数,并可对精密空调实现远程开关机的控制(能监测到的具体内容由厂家的协议决定,不同品牌、型号的精密空调所监控到的内容不同)。同时支持与其它子系统的联动控制,如当温度过高时自动联动启动空调进行制冷。
系统可对监测到的各项参数设定越限阀值(包括上下限、恢复上下限),一旦精密空调发生故障,系统将自动切换到相应的监控界面,且发生报警的该项状态或参数会变红色并闪烁显示,同时产生报警事件进行记录存储并有相应的处理提示,并第一时间发出电话语音拨号、手机短信对外报警。
提供曲线记录,直观显示实时及历史曲线,可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值(包括最大值、最小值),并可将历史曲线导出为EXCEL格式,方便管理员全面了解精密空调的运行状况。
2、温湿度监测
实时监测机房区域内的温度和湿度值,同时支持与其它子系统的联动控制,如当温度过高时自动联动启动空调进行制冷。
系统可对温度和湿度参数设定越限阀值(包括上下限、恢复上下限),一旦温湿度发生越限报警,系统将自动切换到相应的监控界面,且发生报警的参数会变红色并闪烁显示,同时产生报警事件进行记录存储并有相应的处理提示,并第一时间发出电话语音拨号、手机短信对外报警。
提供曲线记录,直观显示实时及历史曲线,可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值(包括最大值、最小值),并可将历史曲线导出为EXCEL格式,方便管理员全面了解机房内的温湿度状况。
3、漏水监测
通过漏水绳实时监测机房的漏水情况,发生漏水时系统自动切换到漏水监控界面,并显示具体的漏水位置,可精确到米,同时产生报警事件进行记录存储及有相应的处理提示,并第一时间发出电话语音拨号、手机短信对外报警。
1、防盗报警监控
实时监测各点探测器的报警情况,一旦发生报警,系统将自动切换到相应的监控界面,且发生报警的探测器会变红色并闪烁显示,同时产生报警事件进行记录存储及有相应的处理提示,并第一时间发出电话语音拨号、手机短信对外报警。
系统支持与其它子系统的联动功能,当吸顶式红外探测器有人触发时自动联动打开照明灯光、自动联动相应位置的摄像机进行录像等。
2、视频监控
实时监视各路视频图像,通过在电子地图上点击相应的图标即可查看该摄像机的当前画面。
支持与其它子系统的联动功能,如:门打开或发生防盗报警时联动摄像机进行录像,同时弹出相应的视频画面窗口等。
3、门禁监控
实时监控各道门人员进出的情况,并进行记录。
可对门控器进行远程设置操作。
支持集中发卡功能。
支持与其它子系统的联动功能,如:发生火警时联动门禁控制器自动打开各道门的电锁以便逃生等。
4、消防监测
实时监测机房内的消防火警信号,一旦发生报警,系统自动切换到相应的监控界面,且火警状态图标变红闪烁显示,同时产生报警事件进行记录存储及有相应的处理提示,并第一时间发出电话语音拨号、手机短信对外报警。