微模块机房整体技术方案.pdf
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1、*学院机房改造学院机房改造项项目目技技术术方方案案2019 年 06 月 13 日*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案目录目录一、项目背景.41、2、基础设施.4设备现状.4二、需求分析.41、2、3、机架可扩容性.4供配电、空调接近饱和.4机房分区布局.4三、数据中心改扩建总体方案.41、A、B、C、2、A、B、C、D、E、F、数据中心改扩建用房设计.4机房平面图.4数据中心改扩建用房设计图.5数据中心改扩建用房设计思路.5MDC 微模块设计思路.6模块化单元数量.6微模块 1 单元配置.6微模块 2 元配置.6空调制冷量估算.7UPS 电源功率估算.7本项目 MDC 微模块产品子系统
2、组成.7四、数据中心 MDC 模块化机房建设方案.81、A、B、2、3、A、B、C、D、E、概述.8设计原则.8设计标准和规范.9MDC 微模块机房方案特点.11MDC 微模块设计方案.13MDC 微模块配置选型.13MDC 布局设计.13结构子系统.13机柜及结构组件设计.14综合管理单元.222*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案F、G、H、I、J、4、A、B、C、D、E、5、A、B、C、D、E、6、A、B、C、D、7、A、B、C、D、配电母排.24PDU.24微模块照明系统.27微模块消防联动部分.28接地系统.29行间空调设计.30概述.30设计标准.30方案设计说明.30设计参
3、数及指标.32行间空调节能认证.43UPS 设计.43UPS 产品选择.43后备电池配置.43UPS 方案优势.43模块化 UPS 技术特点.45模块化 UPS 性能参数.45机房动力环境集中监控系统.47概述.47系统结构.48系统功能.49智慧机房动力环境监控系统的特点.54机房综合布线系统工程.57整体规划.57弱电系统.57强电系统.57机房桥架工程.58五、装修装饰.621、2、3、4、5、3材质要求.62顶面工程.62墙面工程.63地面工程.63门及玻璃隔断工程.64*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案一、项目背景随着*对信息化发展不断深化,业务应用系统越来越多,业务种类越来
4、越广泛,支撑业务功能的各种软硬件系统越来越复杂与关键。原有数据中心已不能满足日益快速增长的业务应用需求,数据中心机房改造势在必行,根据合理实用、技术先进的原则,力争建设高可用性、高可靠性、可灵活扩展、高密度、绿色节能、运维管理科学的数据中心系统。机房现状:1、基础设施基础设施老旧,无法满足现阶段业务需求2、设备现状机房建设较早,设备老旧故障率增加、能耗高、可靠性差,无法满足将来的教学业务扩展需求。升级改造势在必行。二、需求分析针对机房的现状,存在如下几个痛点和需要解决的问题:1、机架可扩容性更换现有机架,并考虑未来 5 年的扩容性2、供配电、空调接近饱和现有机房的供配电、空调制冷量接近饱和,不
5、能满足扩建的要求,需要同步扩建。3、机房分区布局机房分区布局不尽合理,导致供配电混乱,改造要考虑节能、合理的布局、将来的可扩展性。三、数据中心改扩建总体方案1、数据中心改扩建用房设计A、机房平面图4*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案B、数据中心改扩建用房设计图C、数据中心改扩建用房设计思路按现有房间布局,划分为 4 个功能区,各分区各司其职设置一间独立的配电间,供 UPS、电池、市电接入配电柜、UPS 输出柜放置设置一间机房管理间,配置大屏,展现机房的环境运行状态进门留有一道参观通道,供学习观摩主机房设计为 2 套双列微模块,支持前后维护参观通道与主机房、管理间与主机房均采用钢化玻璃格
6、栅,保证美观性及通透性,值班人员可直观的发现机房发生的状况5*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案2、MDC 微模块设计思路A、模块化单元数量本项目主要设计 MDC 微模块 2 套。其中:微模块 1(双列 4T28R,单机架设计最大功率 3KW,可用机架为 27 台,总 IT 功耗为 81kW)、微模块 2(双列 3T22R,单机架设计最大功率 3KW,可用机架为 21 台,总 IT 功耗为 63kW)。B、微模块 1 单元配置微模块 1 单元配置包含 27 个 IT 机柜、1 台综合布线柜、4 台列间空调、1 套通道封闭组件、1 套底座及模块化单元内布线桥架等。模块化单元配置整体尺寸长为
7、 9000mm(不含门尺寸)、宽 3600mm、高 2600mm(包含 300mm 底座高度);微模块平面布局示意图如下;微模块 1 机柜负荷估算:服务器机柜以 3KW/台计算。空调制冷量估算:微模块 1 按每个机柜需要 4KW 制冷量计算,3KW 27 机柜=81KW,微模块1 设计 4 台 25KW 列间空调,正常使用 75KW,冗余 25KW。C、微模块 2 元配置微模块 2 单元配置包含 21 个 IT 机柜、1 台综合布线柜、3 台列间空调、1 套通道封闭组件、1 套底座及模块化单元内布线桥架等。模块化单元配置整体尺寸长为 7200mm(不含门尺寸)、宽 3600mm、高 2600m
8、m(包含 300mm 底座高度);微6*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案模块平面布局示意图如下;微模块 2 机柜负荷估算:服务器机柜以 3KW/台计算。D、空调制冷量估算微模块 1 按每个机柜需要 4KW 制冷量计算,3KW 21 机柜=63KW,微模块2 设计 3 台 25KW 列间空调,正常使用 50KW,冗余 25KW。E、UPS 电源功率估算按微模块 1 27 个机柜,每机柜按 3KW 计算,总功率 81KW,微模块 2 21 个机柜,每机柜按 3KW 计算,总功率 63KW。2 组微模块总 IT 功率 144KW。配置一台最大 180KVA 模块化 UPS 一台,UPS 设计
9、 5 个 30KW 功率模块(5*30KW=150KW),150KW 可满足机柜最大功率 48*3KW=144KW 的供电需求。F、本项目 MDC 微模块产品子系统组成冷通道结构件及机柜系统行间空调系统综合管理单元及配电母排、PDU 末端配电系统UPS 电源系统装修装饰系统防雷接地系统7*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案智能监控系统综合布线系统系统测试验收,资料(含图纸)提供,用户培训等四、数据中心 MDC 模块化机房建设方案1、概述随着云计算、物联网等信息技术的高速发展,传统机房越来越不适应业务应用快速发展的需要,绿色机房建设势在必行。根据合理实用、质优价廉的原则,从先进性、实用性、
10、可靠性、合理性、开发性等角度进行方案设计。力争设计建设成高起点、高应用、高扩展、低价格、适应发展需要的现代化模块化数据中心机房。在方案设计中,遵循以下原则标准和规范。A、设计原则功能区分性功能区分性:主机房安装主机服务器通讯设备及光纤配线设备,电源、行间空调等。技术先进性技术先进性:机房设计中充分体现网络传输和数据交换的核心特点,采用目前比较先进 MDC 数据中心建设技术和产品,将数据中心机房建设成一个先进的智能化信息数据处理和控制中心。本数据中心机房将是一个符合国家相关规范 B 级标准的现代化机房,全部采用模块化、结构冗余、自动无人值守、绿色节能、快速部署的设计理念,符合高可用高可靠、高安全
11、、可扩展、可管理的建网目标:(1)采用精准送风技术,使冷空气集中与服务器进行热交换,避免将大部分冷空气与环境进行热交换,从而达到节能的目的;功率密度高。(2)统一化,微模块的的各个重要部件均统一规模化生产,采用通用的工业标准;(3)标准化,可简单复制,可靠性高。微模块内部的设计在不同的数据中心条件下可 100%复制,当数据中心建筑条件不理想时(比如层高不足),微模块内部的设计无需改变,仅在物理尺寸上进行调整;(4)快速部署,周期缩短到 42 天内。在工厂预制的部件应尽可能多,以8*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案减少部署时间;(5)便于扩展,只要机房有空间就能实现扩展;(6)尽可能低的
12、 PUE 值,降低运营成本(OPEX),节能环保,能耗指标 PUE小于 1.45。(7)微模块数据中心与传统数据中心对比PUE建设周期最大功率密度Capex+Opex场地要求传统数据中心2.01-2 年3kw/机架高高,专业通信机房微模块数据中心1.45(降低电费 50%以上)1-3 月3-20kw/机架降低 30%-50%低,普通仓库、车间均可用作机房稳定实用性稳定实用性:所选用的技术和材料均在以往的工程实践中得到检验,能最大限度的满足本机房目前及未来发展的需要。安全可靠性安全可靠性:所选用材料和技术符合消防和信息安全的要求,在整体上具有高度的安全性和可靠性。高效均衡性高效均衡性:在软、硬件
13、上均采用比较先进、均衡且可靠的技术,确保系统的高效率运行。布局合理性布局合理性:整体建设布局合理,简约整洁,有良好的视觉效果,符合现代IT 行业建设的审美标准。拓展开放性拓展开放性:系统建设不仅满足于目前的业务需求,在未来因业务变化需要拓展时能有足够易于的拓展空间。经济合理性经济合理性:机房设计在风格上简单明了,既满足功能需求,又节约投资,具有较好的性能价格比。B、设计标准和规范MDC 数据中心机房建成后将在总体上符合以下现行国家标准的规定:(1)电子计算机机房设计规范GB50174(2)电子计算机场地通用规范GB/T2887(3)智能建筑设计标准GB/T50314(4)建筑物电子信息系统防雷
14、技术规范GB503439*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案(5)通风与空调工程施工质量验收规范GB50243(6)民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325(7)智能建筑工程质量验收规范GB50339(8)建筑装饰工程施工及验收规范GB50210(9)电子信息系统机房施工及验收规范GB50462(10)计算场场地安全要求(GB9361)(11)电子计算机机房场地通用规范 GB 2887(12)信息技术设备的安全GB4943(13)计算机机房用活动地板技术条件 GB6650(14)民用建筑电气设计规范JGJ/T 16(15)建筑照明设计标准GB50034(16)建筑物防雷设计规范GB
15、50057(17)建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343(18)电气装置安装工程施工及验收规范GB50254(19)电气装置安装工程施工及验收规范GB50255(20)电气装置安装工程施工及验收规范GB50256(21)电气装置安装工程施工及验收规范GB50257(22)电气装置安装工程施工及验收规范GB50258(23)电气装置安装工程施工及验收规范GB50259(24)民用建筑电气设计规范JGJ16(25)低压配电设计规范GB50054(26)供配电系统设计规范GB50052(27)建筑电气工程施工质量验收规范GB50303(28)电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范
16、GB50171(29)电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50168(30)电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169(31)电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范GB50172(32)通信电源设备安装工程设计(YD5040)(33)通讯机房静电防护通则YD/T 75410*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案(34)低压配电设计规范(GB50054)(35)供配电系统设计规范GB 50052(36)环境电磁卫生标准 GB5175(37)电磁辐射防护规定 GB8702(38)建筑设计防火规范(GB5016)(39)气体灭火系统设计规范GB50370(40)气体灭火系统施工与验
17、收规范GB50263(41)建筑内部装修设计防火规范(2001 年局部修订)GB50222(42)火灾自动报警系统设计规范 GB50116(43)气体灭火系统及零部件性能要求和试验方法GA400(44)建筑灭火器配置设计规范 GBJ140(45)气体灭火系统及部件通用技术条件GB25972(46)安全防范工程技术规范GB 50348(47)入侵报警系统工程设计规范GB 50394(48)视频安防监视系统工程设计规范GB 50395(49)出入口控制系统工程设计规范GB 50396(50)建筑给水排水设计规范GB 50015(51)建筑防火封堵应用技术规程CECS 154(52)数据设备用网络机
18、柜技术规范Q/CT 2172(53)通信局站电源、空调及环境集中监控管理系统YD/T1363(54)通信电源集中监控系统设计规范YD/T5027(55)通信电源集中监控系统工程验收规范YD/T5058-(56)现场勘察和收集的资料。其它相关的国家、行业及地方法规、规范、规定。2、MDC 微模块机房方案特点缩短部署周期缩短部署周期(1)所有设备均在工厂预制,在现场只需进行安装、调试,部署周期减少至 42 天,建设周期缩短 60%以上;11*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案(2)场地要求低,仓库、车间、板房均可用作机房;(3)支持防静电架空地板和普通水泥地面安装。(4)绿色节能(5)采用精
19、准送风和冷热隔离技术,使冷空气集中与服务器进行热交换,避免将大部分冷空气与环境进行热交换,从而达到节能的目的,能效与传统机房相比减少 30%50%的能耗;(6)通过结合高效的刀片解决方案和先进的列间空调冷却技术,可以使得更多的能源用在计算而不是冷却或者电能转换上,从而使 PUE 的值进一步的降低,PUE 值控制在 1.5 以内;(7)和传统数据中心相比能有效降低 30%50%,根据理论与实践的结果,仅节电费用在 5-8 年内就可以收回总投资成本。(8)灵活扩展(9)采用模块化设计,易于部署,支持平滑扩容、弹性伸缩;(10)遵循标准化规范,采取标准积木式结构,灵活组合、按需部署;(11)单机柜额
20、定功率最大可以做到 15kW,满足客户不同业务需要;(12)革命性地改变了传统数据中心建设的模式,大大提高了建设效率,节约了建设投资。(13)安全可靠(14)机构外罩带有门禁和监控安防设计,有效阻止非机房管理人员的误操作;(15)采用 Tier3 等级的设计方案,从而达到很好的可靠性。双路配电和机架级的冗余电源、列间空调风机和列间空调的 N+1 冗余设计可以大大提高系统的平均无故障时间。12*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案3、MDC 微模块设计方案A、MDC 微模块配置选型项目服务器机柜机柜及冷底座与底面固定,与机柜灵活组装,稳定性强。并满足YD 5059-2005 抗震技术指标60
21、0mm-1200mm-2600mm,前单网孔开门,70%通风率,。额定重量:承重 1500kg。通道底座要求。冷通道组件列间空调行调节。采用了施乐百 EC 风机,谷轮压缩机。模 块 化UPS高度灵活性和适应性、卓越电气性能、高效节能、高可用性架构、并机系统具有 EBM 增效节能模式。安全、可靠、简便、灵活、节能、更高的用电安全性、更灵活的配电方案、最大程度的简便操作、先进全面的智能化能量管理系统。综合管理机房监控系统项目范围:包括对UPS、空调、智能PDU、配电、机房温度、漏单元水、消防、实时视频等进行远程监测报警和综合网管。平台软件实现机房3D显示功能活动天窗比机柜顶部高 300mm,气流遏
22、制天窗总宽度为 1200mm,整体采用栅格设计。99%透光率。风冷列间空调高密度散热水平送风空调,机外余压可通过调整 EC 风机转速进B、MDC 布局设计微模块系统主要由服务器机柜、列间空调、UPS 电源、电池柜、交流配电列头柜、冷通道组件、底座等组成。配电列头柜根据服务器机柜的实际数目进行匹配。微模块系统机柜采用 19 英寸标准机柜,机柜深度选用 1200mm 规格,机柜冷却方式采用列间制冷方式。C、结构子系统微模块数据中心结构子系统,由微模块外观、内部机架结构、冷通道封闭组件、制冷单元、配电单元等组成。13*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案产品设计为两排机柜面对面摆放,中间预留 1
23、200mm 宽的冷通道,冷通道底盘直铺防静电地板后作为微模块的冷风道和维护空间,走道两端安装 1200mm 宽电动气密门,在走道上方安装有模块化可翻转活动天窗,和通道门一起构成冷通道封闭系统。微模块顶部安装有线槽,分别用于强弱电布线,弱电走线架又平分为两个部分(弱电走线架及光纤槽,后部为光纤槽),两列强、弱电线槽各自再横向连接,用于两列之间的综合布线。模块内机柜、底座、电源、精密配电柜等结构件均与机柜顶部接地铜排连接。微模块作为冷通道封闭系统,对系统的密封性要求很高,设计上对冷通道有关的所有连接处的结构作了精心考虑。D、机柜及结构组件设计(1)机柜技术标准1.机柜的各项技术标准均遵循符合 AN
24、SI/EIA RS310-D、IEC60297-2、DIN41491;PART1、DIN41494;PART7、GB/T3047.2-92 国际工业认证标准。兼容 19国际标准、公制标准和 ETSI 标准、国家技术监督局的相关标准和技术规范,各项指标均符合国家相关标准。2.机柜柜体采用高强度的鞍钢优质冷轧钢板;所采用的材料、紧固件、密封件,其机械化学、电气性能以及各种性能的检测方式符合中国国家标准、通信行业标准及 IEC 的有关标准。3.机柜可以满足工作环境指标工作温度:-20C+55C相对湿度:95%RH(25C5C)大气压力:65kpa110kpa垂直倾斜度:5%(2)外观1、机柜涂覆层表
25、面光洁、色泽均匀、无流挂、无露底;金属件无毛刺、无锈蚀;各部件均无锋利棱角,可避免对人体造成伤害。2、机柜门板、侧板平整,无扭曲、无变形、无明显抖动;门板开孔均匀。14*机房改造项目技术方案机房改造项目技术方案3、机柜标志齐全、清晰、色泽均匀、耐久可靠。机柜正面和背面上方设有用以标注序号的标签的位置;列头、列尾机柜朝外的侧板上设有用以标注列号位置。4、机柜及其附件、涂覆层、标志、饰物等均采用难燃和不燃材料。5、机柜表面机柜颜色颜色为黑色 RAL9005、哑光,机柜灯光下无眩晕感;表面涂层机架表面进行脱脂、酸洗、防锈磷化、纯水清洗、静电喷塑等处理,不脱漆,耐酸碱、耐溶剂、耐腐蚀、耐指纹不受于手汗
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