IDC机房工程设计概述.doc

IDC机房工程设计概述数据中心基础设施的建设，很重要的一个环节就是计算机机房的建设。计算机机房工程不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体，更需要丰富的工程实施和管理经验。计算机房设计与施工的优劣直接关系到机房内计算机系统是否能稳定可靠地运行，是否能保证各类信息通讯畅通无阻。由于计算机机房的环境必须满足计算机等各种微机电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等的要求。所以，一个合格的现代化计算机机房，应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充性的机房。本方案项目包括装修工程、配电工程、空调工程、设备监控工程、闭路电视工程、安全工程、消防工程等七大部分。本方案书根据国家标准及行业标准设计和施工。1.1 设计原则数据中心机房是吉通上海公司的基础设施，数据中心的设计必须满足当前各项需求应用，又面向未来快速增长的发展需求，因此必须是高质量的、高安全可靠灵活的、开放的。我们在进行设计时，遵循以下设计原则：实用性和先进性：采用先进成熟的技术和设备，满足当前的需求，兼顾未来的业务需求，尽可能采用最先进的技术、设备和材料，以适应高速的数据传输需要，使整个系统在一段时期内保持技术的先进性，并具有良好的发展潜力，以适应未来信息产业业务的发展和技术升级的需要。安全可靠性：为保证各项业务应用，网络必须具有高可靠性，决不能出现单点故障。要对数据中心机房布局、结构设计、设备选型、日常维护等各个方面进行高可靠性的设计和建设。在关键设备采用硬件备份、冗余等可靠性技术的基础上，采用相关的软件技术提供较强的管理机制、控制手段和事故监控与安全保密等技术措施提高电脑机房的安全可靠性。灵活性与可扩展性：吉通上海公司一个快速发展的信息产业公司，所以其数据中心机房必须具有良好的灵活性与可扩展性，能够根据今后业务不断深入发展的需要，扩大设备容量和提高用户数量和质量的功能。具备支持多种网络传输、多种物理接口的能力，提供技术升级、设备更新的灵活性。标准化：在数据中心机房系统结构设计，基于国际标准和国家颁布的有关标准，包括各种建筑、机房设计标准，电力电气保障标准以及计算机局域网、广域网标准，坚持统一规范的原则，从而为未来的业务发展，设备增容奠定基础。工程的可分期性：在该IDC项目设计中，数据中心机房的工程和设备都为模块化结构，相当于将该工程分期实施，而各期工程可以无缝结合，不造成重复施工和浪费经济性/投资保护：应以较高的性能价格比构建吉通上海公司数据中心机房，使资金的产出投入比达到最大值。能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运转，提供高效能与高效益。尽可能保留并延长已有系统的投资，充分利用以往在资金与技术方面的投入。可管理性：由于吉通上海公司数据中心机房，具有一定复杂性，随着业务的不断发展，管理的任务必定会日益繁重。所以在数据中心的设计中，必须建立一套全面、完善的机房管理和监控系统。所选用的设备应具有智能化，可管理的功能，同时采用先进的管理监控系统设备及软件，实现先进的集中管理监控，实时监控、监测整个电脑机房的运行状况，实时灯光、语音报警，实时事件记录，这样可以迅速确定故障，提高的运行性能、可靠性，简化机房管理人员的维护工作，从而为其数据中心机房安全、可靠的运行提供最有力的保障。1.2工程和设备的技术标准严格参照的基本文件ISO,IEEE,IETF等数据中心机房的系统需求国际标准：IEEE802.3 EthernetIEEE802.5 TokenRingEIA/TIA568 工业标准及国际商务建筑布线标准ANSI X3T9.5FDDI其他重要标准建筑部分参照标准国家标准电子计算机机房设计规范（GB50174-93）国家标准计算站场地技术要求（GB2887-89）国家标准计算站场地安全技术（GB9361-88）国家标准计算机机房用活动地板的技术要求（GB6650-86）国家标准电子计算机机房施工及验收规范（SJ/T30003）电力保障部分参照标准低压配电设计规范（GB50054-95）；电子计算机机房设计规范（GB50714-93）；计算站场地技术要求（GB2887-89）；供配电系统设计规范（GB50052-95）；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）；综合布线部分参照标准中国工程建设标准化协会标准建筑与建筑群综合布线系统工程设计规CECS72：95Lucent SYSTIMAX结构化布线系统设计总则1.3工程范围数据中心机房的施工范围和主要项目是：建筑部分国产沈飞抗静电全钢活动地板敷设不锈钢饰边框大玻璃隔断安装或乳胶漆饰面石膏板隔墙高级乳胶漆装饰墙面各类门安装电气工程部分机房动力配电系统；机房UPS电源配电系统；机房照明及应急照明系统；机房直流地极、直流地网及静电泄漏地网；配电柜、配电箱制作安装；各类用电设备安装；配电系统消防联动部分空调新风系统空调机安装；新风系统制作安装、新风机安装；排风系统制作安装、排风机安装；门禁系统入口门处设置不同的进入等级。保安监控系统设置摄象接头，监控设备。监控设备设在中控室。漏水检测系统对空调机及其上下水管设置定位漏水检测系统。消防报警及自动灭火系统采用智能型火灾报警系统，设置烟感、温感探测器。采用FM200全淹没式气体灭火系统，使用自动、手动及机械操作。场地监控系统（监控）对下述系统及设备提供24小时全天候监控。UPS不间断电源配电柜柴油发电机（如有）保安监控消防与自动报警系统气体灭火系统门禁系统漏水检测系统其他1.4项目需求分析1.4.1工程简介上海吉通数据中心机房可用总面积约为1600平方米。前厅接待区企业形象、公司背景说明会议室办公家具、电子黑板及空调机等演示厅视频演示系统、PC机及空调机等办公室办公家具和设备、空调机等配电室UPS电源、后备电池、配电柜、空调机等网管计费中心计费系统、视频系统、空调机等客户办公室办公设备、PC机空调机等监控室图像、动力监控系统、空调机等气体钢瓶间气体钢瓶、支架管路、启动钢瓶值班室火灾报警控制盘、联动控制盘1号机房区机柜、计算机及网络设备、精密空调等2号机房区机柜、计算机及网络设备、精密空调等若：机房层高为3.6米，梁下高为3.1米，活动地板高0.4米，机房设计净高2.7米。1.4.2需求分析上海吉通数据中心机房项目建设的目标为：为今后的业务的进行和发展提供服务。数据中心机房项目建设要求提供可靠的高品质的机房环境。一方面机房建设要满足计算机系统网络设备，安全可靠，正常运行，延长设备的使用寿命。提供一个符合国家各项有关标准及规范的优秀的技术场地。另一方面，机房建设给机房工作人员网络客户提供了一个舒适典雅的工作环境。说到底，计算机房是一个综合性的专业技术场地工程。机房具有建筑结构、空调、通风、给排水、强电、弱电等各个专业及新兴的先进的计算机及网络设备所特有的专业技术要求。同时又要求具有建筑装饰、美学、光学及现代气息。因此机房建设需要专业技术企业来完成。从而在设计和施工中确保机房先进、可靠及高品质。只有既满足机房专业的有关国标的各项技术条件，又具有建筑装饰现代艺术风格，有新的立意的机房，才能充分满足业主的使用要求。1.4.3方案描述上海吉通数据中心机房机房面积1600平方米，设有三个数据机房、客户办公室、监控室、UPS配电室、网管及计费中心、演示厅、办公室、会议室及前台接待厅等。机房设配电室，安装UPS电源，并设有主配电柜、电池柜、计算机配电柜、照明配电箱，对机房配电系统全面管理。机房配电设UPS电源配电、空调动力及照明配电，并做直流地网和静电泄漏地网。机房单独设空调系统棗机房专用空调方案，选用德国STULZ公司型号为MRD-1324A/MRD-993A空调机。机房采用门禁系统，机房大门、工作间、网络配线室、设置门禁。机房设置消防与自动报警系统，并设置FM200气体灭火系统。1.4.4对土建结构方面的要求1.电子计算机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彩大开间大跨度的柱网，内隔墙宜具有一定的可变性。2.主机房净高，应按机械高度和通风要求确定，宜为2.43.0M。3.电子计算机机房的楼板荷载可按5.07.5KN/M2设计。UPS电源室的楼板荷载可按8.01.2KN/M2设计4.电子计算机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。5.主机房中各类管线宜暗敷，当管线需穿楼层时，宜设技术竖井。6.室内顶棚上安装的灯具、风口、火灾控测器及喷嘴等应协调布置，并应满足各专业的技术要求。7.电子计算机机房围护结构的构造和材料应满足保温、隔热、防火等要求。8.电子计算机机房各门的尺寸均应保证设备运输方便。1.5方案总体介绍1.5.1建筑部分数据中心机房是高科技产业类ISP/ASP用机房。为了机房的安全可靠、正常运行，对该机房的设计必须符合国家标准、行业标准及规范；在防火安全方面，要按照一级防火要求设计。机房采用恒温恒湿的专用空调，送风方式为下送风上回风的循环送风方向，这样可保证网络通讯设备在恒温恒湿的环境下工作。为了防止精密空调机的加湿器漏水，在每台空调机周围安装了漏水检测报警系统。为了保证电脑机房内工作人员有一个舒适的工作环境，和保证机房内的空气洁净程度，我们设计了新风系统送入机房，这样既可保持机房内的空气新鲜，同时也能维持机房内的正压需要。在进入电脑机房的地方给工作人员分别设置了进入权限和历史记录的门禁系统。主机房、工作区、网络配线间及机房入口大门均安装门禁。1.5.2机房动力配电保障系统机房辅助设备动力配电系统机房辅助动力设备包括计算机专用精密空调系统、计算机机房照明配电系统、计算机机房新风系统及市电辅助系统（市电插座等）。由于机房辅助动力设备直接关系到计算机设备、网络设备，通讯设备以及机房其他用电设备和工作人员正常工作和人身安全，所以要求配电系统安全可靠，因此该配电系统按照一级负荷考虑进行设计。电源进线采用电缆或封闭母线（电源取自建筑物本体低压配电室母线）进线配电柜（AP）与出线配电柜（AP1、AP2）并排安装于机房UPS配电室，采取集中控制，便于管理机房空调设备。各电脑机房及其它房间专用空调电源直接引自开关柜AP1，舒适空调及新风、市电插座引自多用途配电箱AX，体现出集中控制与就地操作相结合的设计原则。机房计算机设备动力配电系统机房计算机设备包括计算机主机、服务器、网络设备、通讯设备等，由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递，关系重大，所以对电源的质量与可靠性的要求最高。设计中采用电源由市电供电加备用发电机这种运行方式，以保障电源可靠性的要求；系统中同时考虑采用UPS不间断电源，最大限度满足机房计算机设备对供电电源质量的要求。市电电源供电与备用发电机供电在机房配电室进行切换，再经过UPS不间断电源对计算机设备供电。电源进线采用电缆或封闭母线，双路切换柜、UPS输入输出配电柜并排安装于机房配电室。配电系统采用集中及分散控制，输出配电分柜JAP1JAP4安装于负荷集中区域（电脑机房及控制室），以便于就地控制、管理设备计算机用电。1.5.3机房照明配电系统a. 照度：机房按电子计算机机房设计规范（GB50174-93）要求，照度为400Lx；同时设机房疏散指示灯、安全出口标志灯；应急备用照明照度不小于40Lx。b. 灯具选择：灯具选用亚光不锈钢三管格珊灯组并带电容补偿：3*40W(1200*600)/3*20W（600*600）接地系统：a 交流工作地、保护地采用建筑物本体地极，设计考虑为直流逻辑地设一组新的接地极，接地电阻小于1；机房配电系统的交流工作地、安全保护地采用建筑物本体综合接地（其电阻小于0.5）。b为防止感应雷、侧击雷高脉冲电压沿电源线进入机房损坏机房内的重要设备，在电源配电柜电源进线处安装浪涌防雷器。正如您所知道的，机房内的供配电系统是机房中建设规划中最重要的内容。所以我们为上海吉通数据中心机房提供的是一个完全解决方案。在设计上我们采用了模块化宽冗余的设计理念，既符合电脑机房配电系统的灵活性，又不会对未来扩容造成瓶颈。由于目前国内大容量的电气开关各方面性能很难达到电脑中心完全安全意义上的要求，所以我们建议所有核心电气产品一律使用法国梅兰日兰/施耐德的电气设备。从直接成本上看可能会增加一部分投资，但从上海吉通数据中心机房的重要性和安全性以及未来发展考虑，这一投资是非常合理和科学的。1.5.4空气质量保障系统为确保机房内计算机系统的安全可靠、正常运行，在机房建设中为机房提供符合要求的场地环境，我们推荐采用梅兰日兰公司德国生产的STULZ恒温恒湿机房专用空调机。机房专用空调采用下送风、上回风的送风方式。我们为您选择的机房专用空调是模块化设计的，可根据需要增加或减少模块；也可根据机房布局及几何图形的不同任意组合或拆分模块，且模块与模块之间可联动或集中或分开控制等。机房内的新风系统是必不可少的。清新的新风提高机房的洁净度，使机房保证正压，并提供新鲜空气。新风应满足两个指标：其一，是每人每小时40立方米；其二，是应占空调系统总风量的510%。本机房四周密封，新风极为重要。根据国家有关规范和标准规定，计算机房内应设排风系统，用以排除可能出现的烟雾及灭火后出现的气体。1.5.5综合布线（方案另述）1.5.6门禁系统在方案中我们设计了多套门禁系统，分别用于电脑机房的入口处和主控机房，是电脑机房安全的保障。可以根据贵方的需要，对各门禁系统进行分级授权，从而实现人员进出的的电子化管理。1.5.7机房专用空调根据此数据中心机房的实际情况，我们建议选用恒温恒湿机房专用精密空调。推荐使用的产品为德国生产的STULZ（史图斯）空调机，它可以保证电脑机房拥有一个恒久的良好的机房环境。1.5.8防雷工程（参考）根据有关统计资料表明，感应雷电过压幅值在无屏蔽架空线上最高标准达20KV，所以在建设计算机房时应做好防雷工程，以防患于未然。机房防雷工程一般要做以下几步：1. 做好机房接地根据国际GB5017493电子计算机房设计规范，交流工作地、直流工作地、保护地、防雷地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值要求确定。如果计算机系统直流地与其他地线分开接地，则两地极间应间隔25米。2. 做好线路防雷1）在动力室电源线总配电盘上安装并联式专用避雷器构成第一级衰减。2）在机房配电柜进线处，安装并联式电源避雷器构成第二级衰减。3) 机房布线不能延墙敷设，以防止雷击时墙内钢筋瞬间传导墙雷电流时，瞬间变化的磁场在机房内的线路上感应出瞬间的高脉冲浪涌电压把设备击坏。1.5.9机房设备监控系统（参考）随着科学技术的日益发展，计算机在金融、保险、证券、铁路、邮电、电力、海关、税务、国防等领域得到广泛的运用，为保障计算机系统时时刻刻地正常运行，各单位投入了大量的环境设备，诸如低压配电设备、备用柴油机组、UPS、专用空调、消防、漏水报警、门禁设施等等，一旦这些设备出现故障，对计算机系统的运行，对数据传输、存储的可靠性构成威胁。如故障不能及时排除，可能会造成的经济损失是无法估量的，故计算机房的管理工作就显得尤为重要。目前许多计算机房采用24小时专人值守，定时巡查机房内的环境设备，这样不仅加重了管理人员的负担，造成人力的浪费，而且对事故的发生时间及责任无科学的认定。更重要的是人为的疏忽或值守人员对设备缺乏必要的了解，即使发生故障也不能作出及时的处理，那么损失是无可避免的了。机房场地设备监控系统不仅对机房供配电系统（分为一次配电、二次配电）；不间断电源（UPS）系统；空调系统；消防系统；保安系统（分为门禁系统、闭路监视系统、通道报警系统）；漏水检测系统等环境设备具有完善的监控和控制功能，更为重要的是融合了机房的管理措施，对发生的各种事件都结合机房的具体情况给出处理信息，提示值班人员进行操作。实现了机房设备的统一监控，实时语音电话报警，实时事件记录。减轻机房维护人员负担，有效提高系统的可靠性， 理清事件关系，实现机房可靠的科学管理。根据IDC对计算机房动力及环境设备提出的监控项目及具体要求，选用智能集中监控系统。(见系统结构图)。各前端智能仪器如XB-DM8（通用控制器），XB-DIRIS（电量监控仪表），XB-AM17（模拟量采集器），空调，UPS等，通过直接或传感器不断采集前端设备（如进线柜、母联柜、出线柜，消防报警系统，门禁系统，各漏水检测点，环境温湿度测量，电池组，各空调机，各台UPS等）的数据（如电量，电压，温度，湿度，信号状态等等），各前端智能仪器以RS485远程控制网络的型式与工控机的设备驱动板直接相连，实时地将前端智能仪器收集到的设备数据传递到控制中心计算机内进行分析处理，在显示器上显示出来。然后又把监控计算机发出的下一步监控指令进行必要的转换后传送到各前端智能仪器以便执行这些监控指令，从而指挥现场的各设备工作，通过这种高效率、有条不紊的过程，令整个监控系统实现了全自动化。由于UPS和空调产品经历了几代的变化，从而在功能上也不断增加，致使监控的方式有所不同，早期的产品只有工作信号输出监控的功能就十分简单。近期智能型的即带有通讯接口产品，监控UPS内部各部份的工作状态及工作参数，梅兰日兰UPS、SICON UPS、EXIDE UPS等UPS都是采用RS232通讯接口。因此得先通过RS232RS485转换器变成RS485总线。UPS的RS232通信接口通过RS232/RS485转换器将转换后的信号直接传送到工控机的设备驱动板的UPS通讯口。从而完成上海吉通所要监控设备的监视与控制功能，实现所有设备的统一界面管理，因此操作和维护起来非常的简单、方便。