谈电子信息系统机房设计规范――访中国电子工程设计院副总工程师钟景华

《智能建筑与城市信息》杂志社编辑部

 

    钟景华， 1983年毕业于华东纺织工学院自动化系，研究员级高级工程师，现任中国电子工程设计院副总工程师、世源科技工程有限公司总电气师。完成的主要项目有：陕西咸阳显示器件股份有限公司、平安保险公司新电脑中心、中金数据系统北京数据中心、中国邮政储蓄数据中心、Intel研发中心、北京银泰中心等数十项国家大中型工业与民用建筑设计。编写发表了《智能建筑的概念设计》、《医疗电子设备接地问题探讨》、《应急指挥中心信息化平台硬件基础设施建设》等十余篇论文。主编国标《电子信息系统机房设计规范》、《洁净环境电气设备安装》、《电子信息系统机房工程设计与施工》、《电子信息系统机房环境检测标准》，参加编写国标《建筑照明设计标准》、《电子工厂洁净厂房设计规范》、《电子工业防静电设计规范》、《电子工业防静电工程施工与质量验收规范》、《电子信息系统机房施工验收规范》、《红外线同声传译系统工程技术规范》、《视频显示系统工程技术规范》、《视频显示系统测量规范》、《消声室工程技术规范》、《全国民用建筑工程设计技术措施》等。

 

    数据中心应具有非常好的机房环境、安全保证、网络带宽、主机的数量和主机的性能、大的存储数据空间、软件环境以及优秀的服务性能。因此，如何建设高可管理性、高可用性、高可靠性和高可扩展性的数据中心，已成为智能建筑行业关注的焦点。对于用户来说，建设一个数据中心，首先要了解其相应的标准规范，《电子信息系统机房设计规范》的出台对于整个行业来讲具有极大的指导意义。早在1993年出台的《电子计算机房设计规范》（GB 50174-93）起到了指引行业发展的作用。但是，目前这部旧的标准已不能完全适应电子信息技术对机房的设计要求，故新版《电子信息系统机房设计规范》应运而生。为了更多地了解该规范的情况，本刊采访了该规范的主要编写人――中国电子工程设计院副总工程师钟景华。

 1  电子信息系机房建设分为几个阶段
    改革开放30年中，前10年是拨乱反正、蓄势待发的阶段，后20年是我国经济蓬勃发展的阶段，也是智能建筑发展的20年。智能建筑包含了智能化和信息化两大部分，但核心是电子信息技术，基础设施是电子信息系统机房（包括数据中心、计算机房、IDC机房、监控室等）。可以说，智能建筑发展的20年，也是电子信息系统机房发展的20年。
    将电子信息系统机房建设分为几个阶段，不同的人有不同的说法，中国和外国也有不同的分法，但总的来说，可以20年为一个分界点，20年前基本上属于没有统一标准的阶段，机房一般是为大、中、小型机专门建设的，叫做“计算机房”。1987年，当时的国家计划委员会发布“计综〔1987〕2390号文”，委托电子工业部第十设计研究院（现为中国电子工程设计院）负责主编《电子计算机房设计规范》，经过6年的调研、编制和审批，到1993年我国第一部关于机房设计的国家标准由国家技术监督局和住房和城乡建设部联合发布实施，机房建设由此开始了一个新的阶段。在这个阶段，电子信息设备逐渐小型化，多台计算机联网，智能建筑开始应用计算机进行控制和管理。基础设施中，恒温恒湿的机房专用空调、UPS电源开始使用。进入21世纪，随着电子信息技术的高速发展，机房建设又开始了一个更新的阶段。在这个阶段，各类IDC（互联网数据中心）、EDC（企业数据中心）机房替代了过去分散的小型计算机房，智能建筑普遍采用了计算机集中管理和控制，机柜、机架成为IT设备的载体。与此同时，新阶段呼唤新标准，2005年，当时的建设部和信息产业部分别发布“建标函（2005）124号文”及“信规简函（2005）104号文”委托中国电子工程设计院负责主编《电子信息系统机房设计规范》，经过3年的调研、编制和审批，到2008年我国第二部关于机房设计的国家标准由住房和城乡建设部、国家质量监督检验检疫总局联合发布。随着新规范的实施，新一代机房（数据中心）建设将向着安全、可靠、节能、环保的目标快速发展。

2  《电子信息系统机房设计规范》新旧版本的区别变化
    《电子信息系统机房设计规范》2008版和1993年版相比主要增加了以下内容：
    （1）随着电子信息技术的发展，各行各业对机房的建设提出了不同的要求，根据调研、归纳和总结，并参考国外相关标准，本规范从机房的使用性质、管理要求及重要数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响程度，将电子信息系统机房划分为A、B、C三级。
    （2）增加了术语和符号、机房分级标准、电磁屏蔽、网络布线、机房监控与安全防范五个章节的内容。
    （3）为了增加规范的可操作性，根据机房分级标准，增加了附录1“各级电子信息系统机房技术要求”。
    （4）针对机房的能耗问题，新规范增加了有关节能的条文。
    《电子信息系统机房设计规范》新版本的出台具有以下意义：
    （1）满足现在和未来数年电子信息技术发展对各类机房建设的需要，特别是满足高容量、高可靠性的大型机房的建设需要。
    （2）规范机房行业的设计，特别是对涉及生命安全、节能环保、可靠性、可适用性等方面加强指导。
    （3）与国外先进的机房建设标准接轨，促进国内机房建设理论和技术向高标准和高要求方向发展。

3  《电子信息系统机房设计规范》新版标准的编制过程及原则
    《电子信息系统机房设计规范》的编制过程主要分为以下几个阶段：
    （1）准备阶段：2005年7月，在北京召开了《电子信息系统机房设计规范》编写组成立暨第一次工作会议。会议确定了《规范》编写工作大纲，内容包括：规范的适用范围、编写工作的主要要求、规范的章节构成及分工、调研和专题报告内容、总体进度安排等。并在会后开始了设计普查和重点调查工作。我们收集了40个机房，收集机房温度、相对湿度、主机房净高、UPS容量等参数3000多个。同时，研究和翻译有关国外标准，结合中国国情，吸收和采纳合理内容。我们参考的国外标准主要有三个：电气和电子工程师协会标准（IEEE-1100《电子设备供电和接地操作规程》）；美国通信行业协会标准（TIA 942《数据中心通信设施标准》）；美国防火协会标准（NFPA75《信息设备的保护》、NFPA76《通信设施的消防》）。
    在大量资料收集的基础上，编写组编写了《信息机房接地问题研究报告》、《国内外机房消防技术发展动态》、《信息机房电磁屏蔽技术研究报告》、《国内外机房技术发展概况》等四个专题报告，并进一步起草了《电子信息系统机房设计规范》初稿。
    （2）征求意见稿阶段：2006年4月，编写组在北京召开了《电子信息系统机房设计规范》第二次工作会议，主要内容是讨论规范初稿，形成修改意见，完成规范的征求意见稿。其后由建设部、信息产业部向全社会发布征求意见稿，广泛征求意见。
    （3）送审稿阶段：在征求意见时，编写组共收到意见330条，我们都一一作了答复。编写组对于正确的意见进行了采纳，对于没有采纳的意见也说明了拒绝采纳的理由。编写组针对每条意见都进行了严谨、认真的讨论和修改，形成了送审稿。2007年的5月30号，编制组邀请设计院、用户和业内专家、建设部以及信息产业部的领导对规范送审稿进行评审，在评审过程中，专家们认为规范满足先进性、科学性、协调性和可操作性的要求，并提出了一些修改意见。
    （4）报批稿阶段：编写组根据专家的意见进行了再次修改，形成了报批稿。2008年11月12日，住房和城乡建设部发布第161号公告，批准《电子信息系统机房设计规范》为国家标准，编号为GB50174-2008，自2009年6月1日起实施。原《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）同时废止。
    《电子信息系统机房设计规范》编写原则主要有以下几方面：
    （1）以科学的态度，实事求是地总结机房行业各专业设计的经验和教训，较好地反映近年来机房建设的成果和运行经验，做到既有前瞻性，又具有可实施性，满足规范编写的先进性、科学性、协调性和可操作性的要求。
    （2）在满足我国机房行业发展的前提下，吸取国外有关机房设计的优点，结合机房行业的特点和具体情况，对原《电子计算机房设计规范》进行修编，注意鼓励新技术、新工艺、新设备、新材料的应用，增加补充具有机房行业特点的相关条文规定。
    （3）严格按照国家有关工程建设标准和规范的编写要求（建设部文件，建标［1996］626号）进行编写。(2008年，住房和城乡建设部重新发布了有关工程建设标准和规范编写要求的文件，建标［2008］182号)
    （4）“强制性条文”应该是涉及工程建设的质量、安全、卫生、环保、节能和国家需要控制的工程建设标准，并注意与其它国家标准、规范相协调。
   （5）修编的重点是增加近年来高速发展的大中型数据机房的设计要求及主要的机房技术。

 4  《电子信息系统机房设计规范》与国际标准异同之处
    目前国内外针对机房设计编制的国家标准只有中国的《电子信息系统机房设计规范》及1993年版的《电子计算机房设计规范》，TIA 942《数据中心通信设施标准》是美国通信行业协会标准，我们在编制《电子信息系统机房设计规范》时，学习和借鉴了TIA 942标准中某些适合中国国情的内容，举例来说：“容错”（fault tolerant）这个术语的定义，过去在中国任何规范中都没有出现过，我们采纳了TIA 942对“容错”这个术语的定义，并将其应用到对A级机房的定义中。再如，我们采纳了TIA 942分级标准中的部分内容，结合中国国情制定了中国机房的分级标准。关于主机房是否设置外窗问题，从节能和安全的角度考虑，我们采纳了TIA 942标准中不建议设置外窗的规定。对于机房“接地”问题，过去一直存在争议，没有很好地解决，此次我们学习和研究了美国电气和电子工程师协会标准IEEE-1100《电子设备供电和接地操作规程》，召集国内知名专家，针对“接地”问题进行研讨，比较好地解决了机房“接地”问题，并将结果反映在了规范当中。对于机房的消防问题，我们学习和研究了美国防火协会标准NFPA75《信息设备的保护》、NFPA76《通信设施的消防》，在消防措施中增加了有关高压细水雾的规定。
    《电子信息系统机房设计规范》根据机房所处行业的重要性、使用单位对机房内各系统的保障能力及由于场地设施故障造成网络信息中断/重要数据丢失在经济和社会上造成的损失和影响程度，将机房从高到低的划分为A、B、C三级。TIA 942《数据中心通信设施标准》将数据中心划分为Tier I、Tier II、Tier Ⅲ、Tier Ⅳ四个等级，四级从高到低的排列顺序为Ⅳ、Ⅲ、II、I。
    对应关系如下：

    从上表可以看出，TIA-942中的Tier Ⅲ没有与GB50174的等级相对应，为什么呢？在编制GB50174时，编制组对Tier Ⅲ 进行了分析，认为设置 Tier Ⅲ 的主要目的是用于正常维护（不能抵抗非正常原因造成的故障），系统采用一用一备或一路市电加一路UPS电源。当系统采用一用一备时，与Tier Ⅳ相比，在设备投资方面没有节省；当采用一路市电加一路UPS电源时，在UPS电源故障或维护时，IT设备将长期运行在市电电源上，市电电源的质量将直接影响IT设备的正常运行和电子信息的安全，就目前各地市电电源质量的现状来讲，是不能满足重要机房用电要求的。因此无论是从投资来讲，还是从电源的可靠性上来讲，Tier Ⅲ 都处于比较尴尬的地位，但我们也不否定 Tier Ⅲ作用，在一些不是非常重要的场所，Tier Ⅲ 还是可以使用的。

 5  标准化是行业发展的必然趋势
    标准化是引导行业健康发展的必然趋势，尤其是在中国，建设规范就是建设领域的法律，是需要遵照执行的。规范是法律，也是行业经验的高度总结，编制规范时需要遵循四个原则：先进性、科学性、协调性和可操作性，在这四个原则指导下产生的规范，一定会引导行业向健康的方向发展。　
6  后记
    我国的机房建设经过20年的努力，在机房设计理念和机房施工方面目前已基本接近国外先进水平，可以满足IT设备的运行要求，但在以下方面还需改进。
    （1）机房节能方面，还需要学习国外的先进技术。据报道，国外目前节能做得最好的机房，PUE可达1.2，这是不可想象的。如果报道是真实的话，那这样的技术我们还没有掌握，需要很好地学习。
    （2）目前国内涉及机房设计、施工的单位很多，但对国内外先进标准和技术的掌握参差不齐，而且差别很大，需要加强行业管理和培训指导，采用优胜劣汰的机制，淘汰不合格的设计和施工企业，促进机房行业向健康方向发展。