數(shù)據(jù)機(jī)房改造中的若干問題討論

文｜國網(wǎng)信息通信有限公司 郭向東

隨著網(wǎng)絡(luò)信息化的日益普及，對數(shù)據(jù)機(jī)房的需求越來越大。很多數(shù)據(jù)機(jī)房都是利用原有辦公樓進(jìn)行改造。受原有辦公樓在建筑結(jié)構(gòu)、電氣、中央空調(diào)等方面的限制，很多方面無法達(dá)到國家A級機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)或Tier 4標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行這類數(shù)據(jù)機(jī)房改造過程中，需根據(jù)原有建筑的實際情況深入設(shè)計，對機(jī)房所能實現(xiàn)的功能進(jìn)行有條件的取舍，在滿足基本功能的前提下，不必強(qiáng)求過高的安全可靠性。如A級機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)或Tier 4標(biāo)準(zhǔn)對建筑的結(jié)構(gòu)、平面布局、電源及空調(diào)都有較高的要求，除非專門為機(jī)房所設(shè)計的建筑，普通的工業(yè)民用建筑很難滿足這些要求。

下面以筆者所完成的一個機(jī)房實例來說明在進(jìn)行機(jī)房改造過程中所需注意的一些問題。

本機(jī)房所在的辦公樓于1999年建成，地上26層，地下3層，為標(biāo)準(zhǔn)辦公用房。2008年10月開始將16層辦公室改建為機(jī)房，16層建筑面積為1300m2。在分析了大樓的整體情況后，決定按照Tier 3機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造。

1 建筑結(jié)構(gòu)承重

一般工業(yè)民用建筑的樓板承重都不高，約為200～250kg/m2，如此低的樓板承重顯然無法滿足機(jī)房要求。例如一臺HDS公司的USPV存儲設(shè)備為1000kg，面積約為600mm×1100mm，每平米承重超過800kg。為滿足樓板承重要求，在機(jī)房裝修改造前通

常先進(jìn)行樓板加固。在本工程中，樓板原承重為200kg/m2，根據(jù)大樓原有結(jié)構(gòu)，在大樓整體承重允許的條件下，決定將樓板承重增加到600kg/m2。為了盡量不占用有限的室內(nèi)層高，采取了粘貼碳纖維布及粘鋼的加固方式，即在樓板頂面進(jìn)行粘鋼加固，在樓板底面用碳纖維布加固。這種加固方式最大限度地保證了原有室內(nèi)層高，并且工程量不大，費用不高。加固完成后，經(jīng)過對大樓的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測及驗收，證明此加固方式可以保證原有的建筑結(jié)構(gòu)不受影響。

2 機(jī)房裝修

辦公樓的層高通常在3.5m～4.0m左右，主梁在0.8m左右，有效凈高度一般不超過3.0m。隨著IT設(shè)備性能不斷的提高，其功耗也隨之增加，為滿足IT設(shè)備散熱的需要，機(jī)房空調(diào)通常采用地板下送風(fēng)方式。為保證地板下的氣流均勻，地板的架空高度一般不低于0.5m。此外，機(jī)房內(nèi)必須安裝弱電線纜橋架、消防管道、燈具、新風(fēng)管道等都需占用一定的高度空間。在這種情況下，機(jī)房內(nèi)不再建議吊頂，否則，機(jī)房在高度上給人的感覺很壓抑，整體效果不甚理想。

此外在將辦公樓改建為機(jī)房的過程中還要注意機(jī)房保溫的處理，通常辦公樓都有較大的窗戶，不利于機(jī)房隔熱。建議用石棉保溫板將窗戶封閉，既有利于保溫隔熱，又可防止戶外灰塵進(jìn)入，保持機(jī)房潔凈度。

3 機(jī)房供電

用電問題主要涉及兩個方面：其一是電源容量問題，在進(jìn)行機(jī)房改造前一定要核算變壓器容量是否滿足機(jī)房要求。辦公樓的用電容量一般都不大，且變壓器預(yù)留容量也有限。在本工程中原辦公樓所配的變壓器為4臺1250kVA，4臺變壓器按1+1方式互為備用。在夏季用電高峰時，這4臺變壓器的負(fù)載率已經(jīng)超過了70%，不進(jìn)行變壓器擴(kuò)容顯然無法滿足機(jī)房用電需求。根據(jù)機(jī)房總用電量的實際需求，在本項目中新增了2臺1250kVA的變壓器，為保證用電可靠性，2臺變壓器也按照1+1方式互為備用，考慮到85%的用電安全系數(shù)，功率因素取0.8，因此2臺新增變壓器所能提供的最大容量為1250kVA×0.8×0.85=850kW。其二是UPS的配置問題，在本項目中UPS室的空間有限，無法按照2N冗余方式配置UPS，因此決定采用4臺200kVA UPS并機(jī)運行，按照N+1冗余方式配置，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

從圖1中可以看出，雖然每個機(jī)柜內(nèi)都配有2路PDU，最大限度的保證了IT設(shè)備雙電源的用電需求，但2路PDU都取自同一組UPS，存在單節(jié)點故障，這是本系統(tǒng)的不足之處。本項目中每個機(jī)柜按照2.5kW進(jìn)行配置，每平方米的用電量為680W。

4 機(jī)房空調(diào)

機(jī)房空調(diào)是機(jī)房改造中需著重解決的問題，是機(jī)房改造成功與否的關(guān)鍵。很多大樓空調(diào)系統(tǒng)無法在冬季提供冷凍水或因管路改造工程量巨大等原因，無法使用水冷式機(jī)房精密空調(diào)，因此在此類機(jī)房改造過程中大都使用風(fēng)冷式機(jī)房精密空調(diào)。對于風(fēng)冷式機(jī)房精密空調(diào)，需要著重解決室外冷凝器的安裝位置。如室外冷凝器與室內(nèi)壓縮機(jī)的垂直高度過大，容易出現(xiàn)高壓保護(hù)等問題。此外，如室外冷凝器擺放位置不當(dāng)或由于冷凝器之間相距過密，散熱不良，都會造成空調(diào)無法正常工作。為了使室外冷凝器散熱良好，最好選在陰涼通風(fēng)的室外機(jī)安裝位置， 且機(jī)組應(yīng)距墻壁、障礙物0.6m以上；如多臺室外冷凝器相鄰安裝時，設(shè)備之間至少相距1.5m，以使冷凝器排出的熱空氣，不直接排向相鄰冷凝器進(jìn)氣口。如果現(xiàn)場條件限制只能采用垂直安裝，需要在選型設(shè)計時注明，以便工廠按照備選件發(fā)貨，否則將在現(xiàn)場改造冷凝器的熱氣管和液管出口位置。如室外機(jī)被太陽直射，須給室外機(jī)安裝遮陽棚架。

本項目中就由于室外冷凝器與室內(nèi)壓縮機(jī)的垂直高度過大和冷凝器擺放過密的問題，在夏季多次出現(xiàn)高壓保護(hù)的故障。針對以上問題，我們采取了增大風(fēng)扇同時在夏季用自來水對冷凝器自動降溫等措施，基本解決了問題。

5 改造后運行情況

本機(jī)房于2009年4月完成改造并投入運行，自投運以來機(jī)房運行正常，UPS系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計要求，機(jī)房整體環(huán)境通過了第三方測評。事實證明這種類型的機(jī)房改造既節(jié)約了建設(shè)投資又縮短了建設(shè)時間。

在進(jìn)行這類機(jī)房改造過程中，除著重解決供電、空調(diào)和承重等問題外，還需注意機(jī)房消防、防雷接地等系統(tǒng)與原辦公樓的銜接和改造，這些系統(tǒng)也關(guān)乎機(jī)房運行性能，不容忽視。