小型機(jī)房建設(shè)總體設(shè)計(jì)方案分析

張拓

(中冶南方城市建設(shè)工程技術(shù)有限公司 武漢 430223)

0 引言

目前，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和公司業(yè)務(wù)的需求深入，眾多企業(yè)越來(lái)越重視信息化的建設(shè)，而信息化機(jī)房是整個(gè)信息化系統(tǒng)的核心。因此，一個(gè)合理、穩(wěn)定、可靠的計(jì)算機(jī)運(yùn)行環(huán)境是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行并不斷發(fā)展的先決條件[1]。以某國(guó)營(yíng)企業(yè)建設(shè)的信息化機(jī)房為例，從設(shè)計(jì)和施工所涉及的幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行了探討。

1 設(shè)計(jì)原則

計(jì)算機(jī)機(jī)房的建設(shè)首先要考慮滿(mǎn)足公司目前所有業(yè)務(wù)的基本需要，例如:門(mén)戶(hù)網(wǎng)站、郵箱、企業(yè)微信、OA等，再考慮公司未來(lái)發(fā)展的需要所可能增加的信息化應(yīng)用，例如：BIM、ERP等，然后從實(shí)用性、可靠性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性4個(gè)方面綜合考慮，量體裁衣，從而得到一個(gè)基本的設(shè)計(jì)思路。

2 設(shè)計(jì)依據(jù)

《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50174—2017)，《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地安全要求》(GB/T 9361—2011)，《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》(GB/T 2887—2011)，《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50263—2007)，《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034—2013)。

3 機(jī)房總體方案設(shè)計(jì)

3.1 基本情況分析

研究對(duì)象位于五星級(jí)寫(xiě)字樓內(nèi)，14～23層為辦公區(qū)域，基于公司樓層功能劃分及精裝修的要求，機(jī)房設(shè)計(jì)在14層北面。機(jī)房面積約90 m2，按功能劃分為3個(gè)區(qū)域：監(jiān)控室、主模塊化機(jī)房、UPS電池室，另外機(jī)房隔壁還有一間精密空調(diào)室外機(jī)室。

基于以上情況有兩個(gè)難點(diǎn)：①機(jī)房位于樓層中部，既不位于低樓層，又不靠近頂層，致使精密空調(diào)室外機(jī)無(wú)處安裝；②因樓層面積受限，機(jī)房面積不可能太大，所以需要精細(xì)化設(shè)計(jì)，合理有效地利用有限的占地面積。

3.2 吊頂工程

吊頂是機(jī)房裝飾工程的重要組成部分，按照裝修先天后地的施工順序，先對(duì)吊頂進(jìn)行處理。首先對(duì)頂板進(jìn)行清理，清理頂板混凝土毛刺、鋼筋頭，用毛刷將灰塵清理干凈，再用水泥砂漿找平，將頂部完全抹平，等完全干透后涂刷防塵漆2遍。然后確定吊頂高度，考慮到已安裝了風(fēng)機(jī)盤(pán)管，嚴(yán)重降低了高度，吊頂需盡量提高，緊貼風(fēng)機(jī)盤(pán)管下沿架設(shè)吊頂主龍骨，所有吊頂均采用鋁扣板，每塊尺寸600 mm×600 mm，表面烤漆，微孔帶濾塵網(wǎng)，材質(zhì)厚度不小于0.8 mm[2]。

3.3 地面工程

機(jī)房敷設(shè)活動(dòng)地板主要有兩個(gè)作用：活動(dòng)地板的抗靜電功能為計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全運(yùn)行提供了保證，且活動(dòng)地板下形成的隱蔽空間內(nèi)可以敷設(shè)橋架，空調(diào)進(jìn)、出水管等。

施工步驟依次為：首先對(duì)地面進(jìn)行表層處理，鏟掉凸起的水泥，清理表面的灰塵，然后采用2 cm水泥砂漿找平，再對(duì)地面進(jìn)行自流平處理，等地面完全干燥后涂三遍防塵漆?？紤]到樓層已安裝了風(fēng)機(jī)盤(pán)管，內(nèi)空受限的條件，靜電地板標(biāo)高盡量下沉，架空高度降為0.25 m，防靜電地板下設(shè)有電纜橋架，因?yàn)楦叨认拗疲娎|橋架尺寸為300 mm×100 mm，且布放橫平豎直，固定牢靠,特將電纜橋架中間焊有隔板，將動(dòng)力電纜和弱電電纜分開(kāi)，避免電磁干擾。

3.4 墻面工程

結(jié)構(gòu)形態(tài)：模塊化，每塊均可單獨(dú)拆卸分體式，板材之間采用壓條及外蓋條形式連接。

面材：面材為烤漆金屬鋼板?；臑闊崛坼冧\鋼板，厚度0.6 mm，誤差不超過(guò)20 μm，正面、背面烤漆厚度分別不小于20，12 μm，顏色為象牙白。參考規(guī)格為1.2 m×3.15 m。

背襯材：采用優(yōu)質(zhì)石膏板，厚度≥12 mm。

膠水：采用優(yōu)質(zhì)品牌環(huán)保膠水，確保甲醛、乙苯等室內(nèi)污染物不超標(biāo)，粘結(jié)強(qiáng)度高。

龍骨架：①豎向主龍骨，采用0.6 mm鍍鋅輕鋼龍骨，規(guī)格為W75 mm×H45 mm;②橫向穿心龍骨，采用1.0 mm鍍鋅輕鋼龍骨，規(guī)格為W38 mm×H12 mm，長(zhǎng)度要求橫向滿(mǎn)足墻寬，高度跨距不大于1 200 mm。

機(jī)房?jī)?nèi)墻面裝修采用的材料要求為不燃材料，平整、簡(jiǎn)潔大方。

3.5 機(jī)房照明

各功能分區(qū)均為獨(dú)立的照明區(qū)域，事故照明照度≥50 LUX，正常照明照度≥500 LUX，照明光線需均勻柔和、無(wú)閃爍、低眩光；主機(jī)房光源采用細(xì)管徑直管型高效熒光燈。

應(yīng)急照明系統(tǒng)應(yīng)與消防報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，消防報(bào)警時(shí)強(qiáng)制啟動(dòng)應(yīng)急照明，布置均勻無(wú)死角，平均照度為正常照明的1/10。應(yīng)急照明機(jī)房出入口處設(shè)置安全出口標(biāo)志燈和疏散照明，照度不應(yīng)低于0.5 LUX。

正常照明與應(yīng)急照明實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急照明、事故照明系統(tǒng)在市電中斷后自動(dòng)切換。應(yīng)急照明部分燈具可與正常照明共用，由UPS和市電切換后供電。

3.6 模塊化機(jī)柜整體方案

考慮到上文提到的場(chǎng)地受限問(wèn)題，采用模塊化機(jī)房就成了解決這個(gè)問(wèn)題的最佳途徑。模塊化機(jī)房產(chǎn)品，是目前最先進(jìn)的一套完整的機(jī)房解決方案。它由不同的功能構(gòu)件組成一個(gè)完整的機(jī)房模塊，集機(jī)架、配電、制冷、監(jiān)控、管理與維護(hù)、安全等于一體，實(shí)現(xiàn)了供電、制冷和管理組件的無(wú)縫集成，并使其智能、高效的運(yùn)行。

所以本機(jī)房按照國(guó)標(biāo)B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的模塊化架構(gòu)規(guī)劃，機(jī)房部署一個(gè)微模塊，微模塊內(nèi)一體化集成8個(gè)IT機(jī)柜，1個(gè)綜合布線柜，2臺(tái)25 kW行間級(jí)精密空調(diào)，一臺(tái)一體化UPS[3]。機(jī)房布局如圖1所示。

1—端門(mén)；2—平頂/翻轉(zhuǎn)天窗；3—控制天窗；4—走線槽；5—智能ETH插座；6—機(jī)柜；7—聲光告警器；8—PAD；9—門(mén)禁機(jī)圖1 機(jī)房布局

模塊化數(shù)據(jù)中心的特點(diǎn)如下[3]：

(1)安全可靠。具備應(yīng)急通風(fēng)功能，在空調(diào)出現(xiàn)故障，機(jī)房溫度過(guò)高時(shí)，天窗能自動(dòng)開(kāi)啟。強(qiáng)電和弱電，光纖和網(wǎng)線均分開(kāi)走線，以減少電磁干擾。

(2)節(jié)省機(jī)房占地面積和節(jié)約能源。

(3)綠色節(jié)能，降低運(yùn)維成本。采用密閉冷熱通道隔離技術(shù)，提高制冷效率；制冷采用精密空調(diào)水平送風(fēng)，冷量按需分配，這樣可比傳統(tǒng)機(jī)房節(jié)省30%～50%的能耗。

采用高效供電方案，降低供電系統(tǒng)自身衰耗，提高供電效率。先進(jìn)、高效的模塊化UPS系統(tǒng)，UPS整機(jī)達(dá)到96%超高效率[4]。

(4)模塊化標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，靈活調(diào)整。采用模塊化的部件和統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，模塊內(nèi)機(jī)柜、空調(diào)、配電等配置均可根據(jù)需要靈活調(diào)整。單機(jī)柜功率密度支持7～21 kW/機(jī)架，滿(mǎn)足大數(shù)據(jù)云平臺(tái)的應(yīng)用。

(5)快速靈活部署。工廠預(yù)制部件，現(xiàn)場(chǎng)組裝，僅需7～14 d即可完成安裝調(diào)試，實(shí)現(xiàn)快速部署，縮短業(yè)務(wù)上線時(shí)間。

(6)完善的監(jiān)控管理系統(tǒng)。可通過(guò)多種傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)房?jī)?nèi)各種工作參數(shù)，支持手機(jī)APP功能，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地移動(dòng)運(yùn)維。

施工中需要關(guān)注的問(wèn)題:

(1)荷載問(wèn)題，因?yàn)槟K化機(jī)房自重較大，特別是兩套主配電單元達(dá)到400 kg，所以必須安裝散力架，散力架采用80 mm×80 mm×8 mm的角鋼焊接而成。必要的話(huà)還需要對(duì)樓板及主梁進(jìn)行鋼筋加固處理，機(jī)房散力架正好安放在大樓主梁上，經(jīng)結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)驗(yàn)算后確定不需要對(duì)主梁進(jìn)行加固，節(jié)約了施工成本。

(2)因?yàn)橐话阈畔⒒瘷C(jī)房設(shè)置在地面一層或頂層，而該公司的機(jī)房設(shè)置在14層，正好在中間位置，考慮到冷凝管長(zhǎng)度的限制，空調(diào)室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)的距離不能過(guò)大，室外機(jī)不能放置于頂樓，所以必須在機(jī)房附近設(shè)置空調(diào)室外機(jī)安裝位置。最后在機(jī)房隔壁隔出一間作為風(fēng)機(jī)房，安裝了兩套空調(diào)室外機(jī)，一用一備。因?yàn)槭窃谑覂?nèi)，散熱是最大的問(wèn)題，只能將玻璃幕墻換掉，改為百葉，利于冷熱空氣交換。

主要系統(tǒng)建設(shè)情況如下:

(1)空調(diào)選型

IT機(jī)柜總功耗=10×3 kW×0.9=27 kW；模塊內(nèi)總熱量=27×1.15(冗余)=31.05 kW，則空調(diào)采用平行送風(fēng)空調(diào)，單臺(tái)制冷量為35 kW，部署2臺(tái)，1+1冗余。

(2)UPS選型

IT機(jī)柜總功率和空調(diào)功率總和=10×3+10=40 kW，所需UPS容量=40/0.9×1.2=53 kVA(0.9為負(fù)載功率因數(shù)，1.2為冗余系數(shù))。

(3)遠(yuǎn)程管理

配置一套數(shù)字KVM系統(tǒng)，使管理員坐在自己的辦公室內(nèi)即可通過(guò)內(nèi)網(wǎng)遠(yuǎn)程操作、管理各服務(wù)器，以減少進(jìn)出機(jī)房時(shí)對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)也方便管理員進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、維護(hù)。

(4)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

配置一套機(jī)房環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，方便管理人員對(duì)機(jī)房環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并可在發(fā)生故障時(shí)通過(guò)短信等方式主動(dòng)報(bào)警。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：市電狀態(tài)、空調(diào)狀態(tài)、漏水狀態(tài)、UPS狀態(tài)、溫濕度環(huán)境等。

(5)綜合布線系統(tǒng)

項(xiàng)目采用分層方式進(jìn)行機(jī)房綜合布線建設(shè)，其中光纖走網(wǎng)絡(luò)化橋架、銅纜走機(jī)柜頂載線槽、強(qiáng)電電纜走地板橋架。

干線部分：將模塊化機(jī)房最靠近配電柜的一個(gè)IT機(jī)柜設(shè)置為光纖總配線架,從每層弱電井接入到機(jī)房的光纜在此交接。動(dòng)力電纜分兩路，一用一備，由地下一層的配電間引來(lái)。

3.7 消防報(bào)警及氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)[5]

(1)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

依據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50116—2013)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在機(jī)房入口處，操作間墻面設(shè)置一臺(tái)氣體滅火報(bào)警主機(jī)。報(bào)警主機(jī)與一樓消防監(jiān)控室的火災(zāi)報(bào)警主機(jī)聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)在主機(jī)上報(bào)警，及時(shí)通知物業(yè)管理人員。

(2)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為確保機(jī)房?jī)?nèi)發(fā)生火警時(shí)仍能保證設(shè)備的安全，在主機(jī)房及配電區(qū)內(nèi)各配置一套無(wú)管網(wǎng)的七氟丙烷滅火系統(tǒng)。

現(xiàn)場(chǎng)條件如下：滅火設(shè)計(jì)濃度8%；防護(hù)區(qū)凈容積180 m3(主機(jī)房防護(hù)面積為60 m2，高3 m)；最低環(huán)境溫度20 ℃?？紤]適量冗余，主機(jī)房?jī)?nèi)需要2個(gè)90 kg七氟丙烷滅火氣瓶，UPS區(qū)需要配置1個(gè)90 kg七氟丙烷滅火氣瓶。

3.8 新風(fēng)系統(tǒng)

采用柜式新風(fēng)機(jī)，單臺(tái)風(fēng)量≥1 600 m3/h，可選擇上送風(fēng)或下送風(fēng)兩種，要求新風(fēng)機(jī)內(nèi)的過(guò)濾器方便清潔和更換。新風(fēng)機(jī)帶全熱交換雙向換氣，三級(jí)過(guò)濾，具有定時(shí)、溫控及自動(dòng)開(kāi)機(jī)功能。新風(fēng)機(jī)與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)級(jí)對(duì)接，能夠全面監(jiān)控新風(fēng)機(jī)各組件的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

從工程實(shí)例的角度對(duì)信息化機(jī)房系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行了探討,詳細(xì)論述了其中各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)構(gòu)想,對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題也進(jìn)行了歸納，以便在以后的工程中吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，不斷優(yōu)化、細(xì)化設(shè)計(jì)，施工中減少失誤，提高效率。