淺談數(shù)據(jù)機(jī)房綜合改造的體會(huì)

■文/莊建中

淺談數(shù)據(jù)機(jī)房綜合改造的體會(huì)

■文/莊建中

本文從機(jī)房規(guī)劃設(shè)計(jì)、裝修、配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、門禁和消防系統(tǒng)等方面介紹了數(shù)據(jù)機(jī)房綜合改造的規(guī)劃與實(shí)施過(guò)程。

數(shù)據(jù)機(jī)房；綜合改造

引言

數(shù)據(jù)機(jī)房是每個(gè)單位的核心區(qū)域，機(jī)房設(shè)計(jì)的是否合理直接影響到機(jī)房設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)房的供電、溫度控制、動(dòng)環(huán)監(jiān)控、防火、防雷等都與機(jī)房設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行息息相關(guān)。因此，對(duì)于數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)的前期設(shè)計(jì)和調(diào)研至關(guān)重要。

1.機(jī)房現(xiàn)狀

單位舊機(jī)房?jī)?nèi)部已安裝消防管道、防靜電地板和吊頂。機(jī)房?jī)?nèi)由一臺(tái)10KVA不間斷UPS供電，兩臺(tái)5匹柜式空調(diào)負(fù)責(zé)機(jī)房的溫度控制。由于該機(jī)房是在20年前建設(shè)的，當(dāng)時(shí)并未按國(guó)家相關(guān)機(jī)房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)施，因此存在機(jī)房布局不合理、網(wǎng)絡(luò)綜合布線雜亂、無(wú)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、單路供電無(wú)冗余等不足現(xiàn)象。

2.機(jī)房綜合改造方案

機(jī)房綜合改造，不僅要考慮到未來(lái)機(jī)房的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，還要考慮到機(jī)房的可擴(kuò)展性和先進(jìn)性。為保證機(jī)房設(shè)備可靠地運(yùn)行，在改造方案中，首先需要考慮的是機(jī)房供電系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)等幾方面；其次要滿足機(jī)房設(shè)備對(duì)環(huán)境的要求，考慮機(jī)房的溫濕度、空氣的潔凈度、防靜電、機(jī)房監(jiān)控等。不但要考慮空調(diào)、新風(fēng)機(jī)等設(shè)備對(duì)機(jī)房環(huán)境影響，還要考慮裝修材料對(duì)機(jī)房溫濕度的影響,比如墻面材料、頂面吊頂、地板等；除了上述兩個(gè)方面，根據(jù)現(xiàn)代機(jī)房的特點(diǎn)，還需要對(duì)機(jī)房的監(jiān)控、照明、門禁等進(jìn)行綜合考慮。

2.1 機(jī)房區(qū)域劃分

依據(jù)空間劃分合理、功能互補(bǔ)的原則，設(shè)計(jì)中將機(jī)房有機(jī)地劃分為主機(jī)房、電池間、監(jiān)控室、設(shè)備間四個(gè)功能區(qū)域。主機(jī)房在舊機(jī)房的外辦公區(qū)域建設(shè)；電池間、監(jiān)控室和設(shè)備間將由舊機(jī)房改造而成。四個(gè)功能區(qū)既銜接有序，又是獨(dú)立個(gè)體，從而使整體布局合理、脈絡(luò)清晰，并符合各系統(tǒng)要求。

2.2 機(jī)房裝修

整個(gè)機(jī)房墻壁將全部采用輕鋼龍骨隔斷和防火玻璃隔斷建設(shè)。輕鋼龍骨隔斷使用12mm耐火石膏板做雙面雙層安裝，安裝時(shí)第一層耐火石膏板作橫版安裝，第二次作豎版安裝，輕鋼龍骨中間使用50mm巖棉填塞做保溫，表面使用膩?zhàn)臃壅移?，然后使用乳膠漆粉飾表面。

機(jī)房平面圖

主機(jī)房與電池間采用防火玻璃隔斷，使用12×12雙層防火玻璃，玻璃間隙使用玻璃膠封堵，表面細(xì)木板基層，不銹鋼飾面，機(jī)房門使用甲級(jí)鋼制防火門；機(jī)房頂面用防塵漆做防塵處理，用鋼制瓦楞板吊頂保溫，地面采用防靜電地板，由于空間高度最低處只有2.4米，為了保證機(jī)柜和機(jī)柜上方M槽的順利安裝，地板高度設(shè)計(jì)為15厘米，地面覆涂防塵漆，鋪設(shè)橡塑海綿保溫。

2.3 機(jī)房配電系統(tǒng)

單位市電為雙路供電，為機(jī)房提供了供電保證。因此在機(jī)房供電設(shè)計(jì)上采用TN-S三相五線制供電模式，機(jī)房供配電系統(tǒng)主要包括機(jī)房?jī)?nèi)動(dòng)力設(shè)備供配電系統(tǒng)和IT設(shè)備的UPS供電系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)房現(xiàn)有功率和未來(lái)設(shè)備用電需求增長(zhǎng)計(jì)算，機(jī)房的入戶電纜我們選用4×50+1×25的帶鎧電纜供電，保證供電的同時(shí)還可以防止嚙齒類動(dòng)物的啃咬。

動(dòng)力設(shè)備供配電系統(tǒng)主要為機(jī)房各輔助功能的維修插座、照明、動(dòng)力設(shè)備（空調(diào)系統(tǒng)、新鳳系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)）等系統(tǒng)供電。

UPS供電系統(tǒng)采用兩臺(tái)20KVA UPS冗余并機(jī)，模塊化結(jié)構(gòu)，安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架內(nèi)，為服務(wù)器、應(yīng)急照明、門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等提供電力保障。后備時(shí)間為滿負(fù)荷運(yùn)行兩小時(shí)設(shè)計(jì)，該方案可保證在任何一臺(tái)UPS設(shè)備出現(xiàn)故障或需要維修時(shí)，也能夠保障機(jī)房設(shè)備的正常供電。

2.4 機(jī)房照明系統(tǒng)

機(jī)房照明主要分為普通市電照明和應(yīng)急照明。根據(jù)節(jié)能要求，機(jī)房全部采用LED節(jié)能燈設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)照度為500LX，輔助區(qū)域設(shè)計(jì)照度為300LX，由市電供電；機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)應(yīng)急燈，設(shè)計(jì)照度應(yīng)大于50LX，設(shè)計(jì)為一路市電和一路UPS供電，在市電正常時(shí)由市電供電，當(dāng)市電斷電時(shí)設(shè)備自動(dòng)切換到UPS供電，保證應(yīng)急用電安全，主要用于出入口安全指示燈和疏散指示燈。

2.5 機(jī)房防雷、接地系統(tǒng)

為了防止感應(yīng)雷、側(cè)擊雷沿電源線路進(jìn)入損壞機(jī)房設(shè)備，按照《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè) 計(jì)規(guī)范》要求，為機(jī)房供電線路安裝三級(jí)防雷浪涌吸收保護(hù)器。第一級(jí)保護(hù)器，安裝在總電源進(jìn)線的配電柜前，最大放電電流100kA（10～350μs），動(dòng)作時(shí)間小于100ns，將電涌限制在后一級(jí)的限制范圍內(nèi)；第二級(jí)保護(hù)器，安裝在UPS市電接入端，最大放電電流40kA（8～20μs），動(dòng)作時(shí)間小于25ns，進(jìn)一步泄放浪涌電流；電源第三級(jí)保護(hù)器，主要用于保護(hù)重要設(shè)備的電源系統(tǒng)，安裝在UPS電源的輸出端，最大放電電流5kA（8～20μs），動(dòng)作時(shí)間小于25ns。通過(guò)三級(jí)防雷保護(hù)器的作用，將雷電浪涌對(duì)機(jī)房設(shè)備的破壞降到最低限度。

為保證設(shè)備和操作人員的安全，所有電氣、電子信息設(shè)備都必須采取等電位連接與接地措施。

機(jī)房?jī)?nèi)首先按照間距為1200mm網(wǎng)格鋪設(shè)等電位地網(wǎng)，同時(shí)在機(jī)柜外圍四周鋪設(shè)一圈30×3的等電位聯(lián)接銅帶，與大樓的地網(wǎng)連接。機(jī)房?jī)?nèi)所有電氣和電子設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、計(jì)算機(jī)直流地、防靜電地板支架、屏蔽線外層、安全保護(hù)地及SPD接地端，均以最短的距離就近與等電位連接網(wǎng)絡(luò)連接。另外在接地干線的選擇上宜采用截面積不小于16mm的多股銅芯絕緣導(dǎo)線，保證接地良好。

2.6 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

合理的機(jī)房環(huán)境溫度也是資源合理化運(yùn)用的重要條件，機(jī)房?jī)?nèi)的環(huán)境參數(shù)也有規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般來(lái)說(shuō)溫度控制在24℃±2℃，濕度50%±5%左右，而一般通信設(shè)備電子元器件正常的工作溫度范圍較大，上限一般在35℃～40℃左右。為了保證機(jī)柜內(nèi)部的通信設(shè)備散熱效果良好，必須保證機(jī)房過(guò)道環(huán)境溫度較低，空調(diào)設(shè)備保持在送風(fēng)出口和回風(fēng)溫度較低的工況下運(yùn)行，從而使空調(diào)設(shè)備制冷系數(shù)降低，能耗損失較大。

空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于機(jī)房設(shè)備的安全運(yùn)行極為重要，也是機(jī)房能耗的主要來(lái)源。為了能夠達(dá)到節(jié)約能源、降低成本的目的，我們采用了封閉熱通道的系統(tǒng)來(lái)提高制冷效率。

主機(jī)房選用風(fēng)冷型行級(jí)精密空調(diào)三臺(tái)，設(shè)計(jì)制冷功率為每臺(tái)25KW,并且采用2+1的設(shè)備配置方式，即兩臺(tái)工作一臺(tái)備用的組網(wǎng)方式，保證空調(diào)7×24小時(shí)的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)上采用行間空調(diào)+封閉熱通道的方式，即冷風(fēng)是從空調(diào)前端的冷通道送出、機(jī)柜前端的設(shè)備吸入冷氣，通過(guò)給設(shè)備降溫后，形成熱空氣由機(jī)柜后端排出至封閉熱通道，熱通道的氣體迅速返回到空調(diào)回風(fēng)口。這樣通過(guò)兩列背對(duì)背機(jī)柜封閉熱通道進(jìn)行熱量交換，從而完全解決了冷熱氣流短路的問(wèn)題，保障了服務(wù)器機(jī)柜溫度的均勻，消除了局部熱點(diǎn)，增加了服務(wù)器的運(yùn)行可靠性，同時(shí)有效地降低了不必要的能耗。

為保證機(jī)房的潔凈和防火啟動(dòng)后盡快潔凈機(jī)房空氣，根據(jù)《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》為機(jī)房設(shè)計(jì)新風(fēng)系統(tǒng)和消防排氣系統(tǒng)，新風(fēng)系統(tǒng)采用一臺(tái)風(fēng)量為1500m3/h的預(yù)處理型新風(fēng)機(jī)，制冷量為8KW，制熱量為8.5KW，安裝在主機(jī)房外，通過(guò)管道送風(fēng)，為維持機(jī)房?jī)?nèi)正壓提供穩(wěn)定風(fēng)量。排風(fēng)系統(tǒng)采用一臺(tái)風(fēng)量為1300m3/h的軸流風(fēng)機(jī)作為消防后排廢氣使用，分別在主機(jī)房和電池室距離地面100mm處開設(shè)一個(gè)排氣口，設(shè)計(jì)余壓為215Pq。

2.7 動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心機(jī)房對(duì)于環(huán)境的監(jiān)測(cè)是必不可少的。環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控內(nèi)容主要包括以下部分：配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、精密配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、機(jī)房UPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、機(jī)密空調(diào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、漏水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、安防集成系統(tǒng)等。系統(tǒng)要具有自診斷功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各通訊模塊和設(shè)備的工作狀態(tài)，對(duì)于出現(xiàn)的通訊故障和通訊中斷狀況，也可通過(guò)多種方式將報(bào)警內(nèi)容通知管理人員。

2.8 機(jī)房視頻監(jiān)控和門禁系統(tǒng)

機(jī)房視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用基于TCP/TP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)架構(gòu)模式，對(duì)機(jī)房出入口和機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備進(jìn)行7×24小時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。前端采用紅外線彩色高清半球攝像機(jī)，使用數(shù)字NVR進(jìn)行錄像和存儲(chǔ)，存儲(chǔ)時(shí)間為2個(gè)月，滿足信息系統(tǒng)感情三級(jí)等保的要求。

門禁系統(tǒng)采用TCP/IP模式，使用IC卡作為身份認(rèn)證，在主機(jī)房、監(jiān)控室、配電室等區(qū)域入口設(shè)置門禁，門禁設(shè)置為單向刷卡，即進(jìn)門為讀卡器刷卡進(jìn)入，出口為開門按鈕。門禁系統(tǒng)由UPS提供供電保障，但在消防狀態(tài)下系統(tǒng)通過(guò)切斷門禁系統(tǒng)的UPS供電實(shí)現(xiàn)應(yīng)急情況下的門禁安全。

2.9 機(jī)房消防系統(tǒng)

機(jī)房的消防系統(tǒng)采用柜式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)，也與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。該系統(tǒng)由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器、滅火控制器、感煙感溫探測(cè)器、聲光報(bào)警器和柜式滅火裝置等組成，控制系統(tǒng)安裝在機(jī)房監(jiān)控室，主機(jī)房和電池間各配置一套七氟丙烷柜式滅火裝置，瓶?jī)?nèi)壓力為2.4MPa（20℃），同時(shí)在機(jī)房?jī)?nèi)安裝機(jī)械式自動(dòng)泄壓裝置，保持消防壓力維持在正常水平。

3.結(jié)束語(yǔ)

改造前，數(shù)據(jù)機(jī)房在配電、供電、防塵、消防及溫度控制等方面仍與現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)相距甚遠(yuǎn)，且隨著事業(yè)發(fā)展和新技術(shù)建設(shè)項(xiàng)目的不斷涌現(xiàn)，機(jī)房條件難以滿足業(yè)務(wù)需求。

本次機(jī)房綜合改造后的機(jī)房在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)備布局、電氣性能、環(huán)境監(jiān)控、防火減災(zāi)等方面達(dá)到現(xiàn)代化機(jī)房的要求，符合信息化發(fā)展的需要，為信息系統(tǒng)建設(shè)和業(yè)務(wù)發(fā)展提供更加可靠有力的基礎(chǔ)支撐。

（作者單位：新華社廣西分社）

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