完整的企业机房设计（中）

接上文：完整的企业机房设计（一）

三、 电气部分

如果说计算机房的装饰是人的面貌，那么计算机房的电气系统就是心脏，只有安全可靠的供配电系统才能保证计算机房中的设备安全可靠的运行。 1

1. 机房配电系统

（ 1 ）概述

1 ）机房供配电系统应为 380V/200V 、 50HZ ，计算机供电质量达到 A 级。

2 ） 机房内用电设备供电电源均为三相五线制及单相三线制；

3 ） 机房用电设备、配电线路装设过流过载两段保护，同时配电系统各级之间有选择性地配合，配电以放射式向用电设备供电；

4 ） 机房配电系统所用线缆均为阻燃聚氯乙烯绝缘导线及阻燃交联电力电缆，敷设镀锌铁线槽 SR 及镀锌钢管 SC 及金属软管 CP;

5 ） 机房配电设备与消防系统联动；

（ 2 ）供配电方式为双路供电系统加 UPS 电源及柴油发电机设备，并对空调系统和其他用电设备单独供电，以避免了空调系统启停对重要用电设备的干扰。供电系统的负荷包含如下方面：

服务器功率
单台服务器功率 �w 服务器台数 = 总功率
UPS 总功率：
一般采用 n+1 备份方案，亦即并联 UPS 台数多加壹台，以防止某一台机组出现故障。
目前 UPS 效率均在 90% 以上，故按照服务器总功率可以计算出 UPS 的总 KVA 数。
工作区恒温恒湿精密空调负荷：
工作区面积�w 200~250 kcal/hr /m2 = 总的空调所需制冷量
按上述数据即可确定精密空调的数量，同时亦可确定空调所耗费电功率。
其它用负荷
由上可以计算出一个机房所需的用电负荷总功率。
（ 3 ）配电柜  

1 、选用自动的空气开关。

2 、配电柜的供电回路数，足够设备的使用并考虑到设备的扩充。

3 、设有应急开关，当机房出现严重事故或火警时，能立刻切断计算机系统的电源。

4 、配电柜设置电压表，以检查供给计算机的电源电压，并设置转换开关能随时检查三相电压的不平衡情况。

5 、配电柜设置电流表，以便检查供给计算机的电源电流。并设置三块电流表，以随时可检查三相电流的不平衡情况。

6 、各路电源设有指示灯，指示通断。

7 、装有报警系统，如过电流报警、接地电阻报警、漏电流报警、频率报警。
（ 4 ）插座

机房内用电插座分为两大类，即 UPS 插座和市电插座。机房各工作间均留有备用插座安装在墙壁下方供设备维修时用。

（5）电线电缆

机房内的电线电缆除具备相应的载流量以外，还要考虑到线缆阻燃特性等要求。

电线电缆选型时主要考虑了以下因素：

1 ）电缆型式：机房内所用电缆全部采用优质阻燃电缆

2 ）导线截面选择：根据负荷大小、允许电压损失、导线长时间允许温升及导线机械强度等因素进行选择，载流量留有备用能力，以备将来扩容。

3 ） 机房内所有电缆穿镀锌金属线槽或镀锌钢管敷设于地板下或天花内。

4）为方便查线，每回路电缆两端均加以标记。

（6）线路敷设

1 ） 机房内所有动力电缆均在活动地板下或天花内通过穿镀锌金属线槽或镀锌钢管敷设。

2 ） 供计算机设备的电源线由 UPS 输出配电箱出发供电至计算机设备专用分支配电屏，然后再由分支配电屏送至各计算机设备的供电插座。

3 ） 天花照明电源线在天花吊顶上穿镀锌金属线槽或镀锌钢管敷设，然后就近经软管敷设至灯具。

4 ） 一般插座和照明开关电缆通过镀锌金属线槽敷设，再经镀锌钢管敷设至各固定插座和开关。

5 ） 为防止漏电危及人身安全，并防止电磁干扰，机房内所有金属线管、线槽、电气设备外壳等不带电的金属部分都可靠接地。

（ 7 ）备用电源

一般采用柴油发电机组，是作为特别重要负荷的应急电源，应满足的运行方式为：正常情况下，柴油发电机组应始终处于准备发动状态，当两路市电均终断时，机组应立即启动，并具备带 100% 负荷的能力。任一市电恢复时，机组应能自动退出运行并延时停机，恢复市电供电。机组与电力系统间应有防止并列运行的连锁装置。柴油发电机组的容量应按照用电负荷的分类来确定，因为有的负荷需要很大的启动功率，如空调电动机，这就需要合理选择发电机组容量，以避免过大的启动电压降，一般根据上述用电负荷总功率的 2.5 倍来计算。

2. 机房 UPS 电源配电系统

UPS 一般分为后备式、线交互式和在线式三种，各种方式的 UPS 性能比较如下：

（ 1 ） 后备式对市电的各种污染抑制能力有限，并且只能起到断电保护作用，其优点是价格便宜。

（ 2 ） 线交互式在后备式的基础上增加了稳压功能，因此当市电电压在一定规范内波动时可对输出电压进行自动调节，使其趋于恒定。当市电超出该波动范围时，交互式 UPS 将自动转换为蓄电池供电的逆变器工作方式。这种方式抑制市电污染的能力比后备式强。

（ 3 ） 在线式在工作时，市电经过交流 ―― 直流 ―― 交流的变换，能真正做到市电与负载的隔离，可使负载得到是真正无污染、无间断的电源。

在选择 UPS 类型时，应考虑当地电网质量和负载的重要性等多方面因素。

计算机设备（特别是显示器）每台都带有微量的漏电。 UPS 输出配电箱内每个回路都装设独立的漏电保护开关，当有漏电现象时，仅切断有漏电现象的回路，避免总输入断路器跳闸，同时可保护机房内计算机设备及工作人员的安全。

 

3. 辅助供配电系统

为防止机房内辅助用电设备在运行时可能对计算机系统造成的干扰，一般将计算机系统中的辅助设备用电自成系统，称为辅助供配电系统。计算机系统中的辅助用电设备主要包括各类空调、照明灯具、维护设备以及辅助插座等。

辅助插座主要有以下作用：

1. 为计算机的通用测试设备提供临时电源

2. 为临时局部照明提供临时电源

3. 为清扫机房的吸尘器等设备提供临时电源

这些设备通常采用单相电源，电压为 220V 。这样每个辅助插座至少应具有二孔和三孔各一个，总容量一般小于 15A ，每 12 -15m2 左右设置一组。在机房内通常将该类辅助插座安装在活动地板下或利用暗线安装在墙上。

 

4. 机房照明及应急照明系统

机房照明系统分为普通照明和应急照明两大类。

照明灯 具采用嵌入式安装。事故照明用备用电源自投自复配电箱，市电与 UPS 电源自动切换。
灯具内部配线采用多股铜芯导线，灯具的软线两端接入灯口之前均应压扁并搪锡，使软线与固定螺丝接触良好。灯具的接地线或接零线，必须用灯具专用接地螺丝并加垫圈和弹簧垫圈压紧。
在机房内安装嵌装灯具固定在吊顶板预留洞孔内专设的框架上。灯上边框外缘紧贴在吊顶板上，并与吊顶金属明龙骨平行。
在机房内所有照明线都必须穿钢管或者金属软管并留有余量。电源线应通过绝缘垫圈进入灯具，不应贴近灯具外壳。

照度选择：

主机房按《电子计算机机房设计规范》（ GB50174-93 ）要求，照度为 400Lx;

电源室及其它辅助功能间照度不小于 300Lx ；

机房疏散指示灯、安全出口标志灯照度大于 1Lx ；

应急备用照明照度不小于 30Lx. ；

5. 参考规范

  《电子计算机机房设计规范》（ GB50174-93 ）

  《计算机站场地技术条件》（ GB2887-89 ）

  《供配电系统设计规范》（ GB50052-95 ）

  《低压配电设计规范》（ GB50054-95 ）

  《高层民用建筑设计防火规范》（ GB50045-95 ）

  《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（ GB50169-92 ）

 

 

四 . 空调新风系统

1. 机房空调系统

（ 1 ）机房环境特点：

机房中的设备在运行中散热量大而且集中，散湿量极小。即机房设备散热量的 95% 是显热，热量大，湿量小，热湿比极大。在这种情况下，空气处理可近似作为一个等湿降温过程。在这种情况下的焓差小，要消除余热必然是大风量。此外，因为计算机设备、网络设备 24 小时不间断运行，所以需要空调系统一年四季不间断地运行。

同时，根据机房的围护结构特点（主要是墙体、顶面、地面，包括：楼层、朝向、外墙、内墙及墙体材料，及门窗型式、单双层结构及缝隙、散热）、人员的发热量，照明灯具的发热量，新风负荷等各种因素，计算出计算机房所需的制冷量，因此选定空调的容量。

数据中心机房空气环境设计参数：

夏季温度	23 ± 2 ℃	冬季温度	20 ± 2 ℃
夏季湿度	55 ± 10%	冬季湿度	55 ± 10%
洁净度	粒度≥ 0.5 μ m	个数≤ 18000 粒 / 分米 3
湿度变化率	≤ 5 ℃ / 时

 

（ 2 ）机房的环境是靠空调机来实现的。但是，保证机房的洁净度则要求做到以下几点：

第一，机房要密封墙体围护结构清洁。

第二，机房要保持正压，防止脏空气侵蚀。新风做到两级净化，即初效、亚高效过滤器，从而使输入机房的空气质量大大提高。

第三，空调机设中效过滤器，并定期更换，从而保证机房循环中不断对空气净化。

该方案设计可以保证，空气洁净度达到国标要求。

机房专用空调采用下送风、上回风的送风方式。

（ 3 ）其它说明
  空调室外机与内机之间的水平距离不能大于 25m ，若其安放位置高于内机，则垂直高度不能大于 15m ，反之，则不能大于 5m 。
l 为满足空调机加湿用水需求，如果当地水质较硬，空调机进水需做软化技术处理。大楼如有中央空调机组，其用水如已做软化处理且符合机房专用空调厂商要求，可直接引用，以节约造价。否则需另加装软水器。
空调机要有完整的上下水系统，以满足加湿器和除湿器的需要。管路敷设位置需根据现场条件确定，并且下水管的直径和坡度应足够大，以免管道堵塞。
每个空调机下部均应设防水堰、地漏、下水管，以便在空调加湿器漏水或水管破裂后，保证机房内设备和设施的安全。

 

2. 机房新风系统

  机房新风换气系统主要有两个作用：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；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。

机房新风量不宜过大也不宜过小，因为机房内总的送风量大，新风量偏小时，将造成机房内空气中新鲜空气含量少，氧分压力偏低，不利于工作人员的健康，容易疲劳，工作效率下降；而新风量偏大时，能源消耗太大。

新风机可以根据机房建筑结构的特点灵活地设置在主机房、空调房及各辅助性房间。机房新风系统设计推荐利用天花暗藏新风系统的形式。因为：

a. 机房新风系统设备选用暗装天花式新风处理机，安装于天花板内，不占用机房可用空间。

b. 室外新风在进入机房之前先通过新风机进风口侧风管上的初效和中效两级过滤网进行过滤，再引至新风机进行制冷经送风管送至室内格形出风口为保证新风进入机房的清洁度，其出风口靠近恒温恒湿精密空调机组的回风口。

c. 新风机处理后的新风还未达到机房要求，为此这些新风再经过机房专用空调进行处理，最后送入地板下静压箱。

d. 新风机进风管上设计有电动隔离闸，它和消防讯号联锁。有火灾发生时，电动隔离闸将自动关闭，防止灭火气体沿新风管排出室外，减弱灭火功能。

 

 

五 . 监控系统

1. CCTV 图像监控

机房 CCTV 监控系统是建立机房安全防范机制不可缺少的环节。它能 24 小时监视并记录下机房内发生的任何事件。图像信号应保持 24 小时录像，录像方式可采用硬盘录像，也可采用传统的录像系统。闭路电视控制系统最好有视频动态报警功能。同时如果具有视频远程传输功能，即通过 Internet 、 ISDN 、局域网或电话线将监视信号传输到远程客户指定的地方，在使用时将会更加方便。
（ 1 ） 监控布点 机房中有大量的服务器及机柜、机架。由于这些机柜及机架一般比较高，所以监控的死角比较多，因此在电视监控布点时主要考虑各个出入口，每一排机柜之间安装摄象机。如果在各出入口的空间比较大，可考虑采用带变焦的摄象机，在每一排的机柜之间，根据监视距离，配定焦摄象机即可。如果机房有多个房间的话，可考虑在 UPS 房和控制机房内安装摄象机。
（ 2 ） 产品选型及技术要求
电视监控系统图像信号应满足图像信号技术指标表中的要求

复合视频信号幅度：（ 1±0.3 ） V （峰 - 峰）
黑白电视水平清晰度： >=350TVL
彩色电视水平清晰度： >=270TVL
黑白电视灰度等级： >=8
信噪比： >=38

一般情况下，定焦摄象机在光照度变化大的场所应选用自动光圈镜头并配置防护罩，在光照稳定光源充足的地方，用固定光圈镜头可降低成本。

 

2. 门禁系统

门禁管理系统的主要目的是保证重要区域设备和资料的安全，便于人员的合理流动，对进入这些重要区域的人员实行各种方式的门禁管理，以便限制人员随意进出。

系统主要通过在各出入口安装读卡机及电控设备，自动控制大门开关。系统形成一个总体网络，可以全面掌握出入口的运行状态，了解来访者的身份，并为迅速排除治安事件提供科学依据。
系统设计技术要求
1. 门禁系统要求安全、可靠，符合消防技术要求；在断电时，大门为开启状态；大门开启，响应速度快。紧急情况下或电锁出现故障的情况下应有应急钥匙可将门打开。
2. 大门开启响应速度一般情况下要求小于 1 秒，整个系统在高峰开门时，最大延时不能超过 3 秒。
3. 在系统或读卡器出现故障时，应能及时、方便地开启大门。
4. 对每个工作人员可进行开门权限设置，包括开启的大门和开启的时间。
5. 对所有的出入信息，可随时地按时间、大门、人员进行查询和统计。
6. 可以实现多人开锁功能。

7. 全套系统最好有备用电源。

条件允许的情况下，在机房的进出入大门里安装被动红外探头，设防其间所有非正常开启将立即触发报警。

 

3. 环境监控系统

（ 1 ）安装漏水检测系统

      机房的水害来源主要有：机房顶棚屋面漏水；机房地面由于上下水管道堵塞造成漏水；空调系统排水管设计不当或损坏漏水；空调系统保温不好形成冷凝水。机房水患影响机房设备的正常运行甚至造成机房运行瘫痪。因此，机房漏水检测是机房建设和日常运行管理的重要内容之一。除施工时对水害重点注意外，还应安装漏水自动检测报警系统。

（ 2 ）安装温感、烟感报警系统，以避免火灾。

（ 3 ）安装温度、湿度计，以便于检查。

 

4 ． 参考规范

  《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（ GB50198-94 ）

  《民用建筑电气设计规范》（ JG5176-92 ）

  《安全防范工程设计程序要求》（ GA/T75-94 ）

  《工业企业通信接地设计规范》

  《智能建筑设计技术》（ GBJ232-82 ）

 

  由于单篇文章不能超过八万字，所以分成了几篇文，不便之处，敬请谅解！