弱电工程机房建设设计与施工知识

机房土建装修设计（将满足机房防尘、防潮、抗静电、电磁屏蔽等机房环境需求）

机房供配电系统设计（将满足机房高质量、持续、稳定供电需求）

机房精密空调系统设计（将满足机房温度调节、湿度调界、风量调节等需求）

机房安全系统（将满足机房防盗、门禁、防雷接地、消防灭火等物理安全需求）

机房环境监控系统（将满足机房设备运行情况监控）

机房KVM管理（将满足机房内服务器、网络设备管理需求）

装修需要满足防火、放静电、防尘、防盗、防噪音、屏蔽需求。

吊顶部分

根据数据中心机房工程的特点，我们将各房间的吊顶均采用如下形式：

机房区域全部采用600*600方型微孔铝板吊顶。机房区域净高设计为2700 mm。数据中心机房核心设备区及辅助设备区区域棚上铺橡塑保温板进行保温处理，表面贴铝箔纸。   

地面部分

在计算机中心各房间的工程技术设施中，活动地板是一个很重要的组成部分。

活动地板铺设在计算机机房的建筑地面上，活动地板上安装机房的主要计算机设备及其他电子设备，而在活动地板与建筑地面之间的空间内可以敷设连接各设备的各种管线。活动地板具有可拆卸的特点，因此所有设备的导线电缆的连接，管路的连接及检修更换都很方便，敷设路线距离最短，因而可减少信号在传输过程中的损耗。活动地板可迅速地安装与拆卸、方便设备的布局与调整。为设备的增容和设备的更新换代提供了有利的条件。

此外，活动地板下空间可作为静压送风风库（或称为静压箱），通过带气流分布风口的活动地板将机房空调送出的冷风送入室内及发热设备机柜内，由于气流分布口的地板与活动地板有互换性的特点，因此机房内能自由地调节气流分布。

核心设备区和监控区、辅助设备区、钢瓶区均采用全钢无边框抗静电活动地板，架空高度均为400mm。地面刷防尘防潮漆。数据中心机房核心设备区域及辅助设备区内地面安装橡塑保温板进行保温处理，表面贴铝箔纸。

机房内墙、柱面装修工程

数据中心内墙面采用轻钢龙骨基层板外加彩钢板包饰，墙体内填充保温岩棉。柱面同墙面处理，墙面作保温、防水、防尘处理。选用原白色调彩钢板，既能给机房工作人员舒适的感觉，又能够满足机房防尘、屏蔽和抗静电要求。

机房内隔断

核心设备区东侧墙、核心设备区与辅助设备区之间的隔断均选用双层12mm铯钾防火无框钢化玻璃隔断，以便于机房管理和集中控制。

1、防火玻璃隔断边框采用50X30金属管制作，采用1.0mm发纹不锈钢板饰面，40X40角钢制做支架。

2、玻璃隔断及无框玻璃地弹门均采用防火玻璃，玻璃周边采用白色玻璃胶固定和修饰。

3、玻璃隔断金属管和角钢支架，按现场尺寸下料制作安装、焊接牢固，采用Ф8X80金属膨胀焊栓固定，校正水平，垂直后表面刷防锈漆。

4、玻璃隔断应达到性能为：

热传导系数k值小于2.0K(w/m2.k)，室外噪音降低27-38dB，露点达零下40℃，湿气、灰尘不易进入。

机房配电及照明系统

数据中心内用电设备供电均为三相五线制及单相三线制，本工程由外界向机房提供单回路三相五线制供电电源，应采用频率50HZ、电压380V/220V TN-S系统。

用电设备作接地保护，并入大楼接地系统；机房用电设备、配电线路装置过流过载两段保护，同时配电系统各级之间有选择性地配合，配电以放射式向用电设备供电；

机房内用电插座分两大类，即计算机设备专用电源插座和机房辅助设备用电插座。计算机设备专用电源插座电能来自 UPS电源的输出配电柜。容量符合对应的计算机设备的用电要求，且有一定的余量。区别于其它用电插座，正常使用时，这部分插座上，是不允许接一般电气设备的。

照明系统是计算机机房建设中不可缺少的部分。机房照明质量好坏，不仅影响计算机操作人员和维修人员的工作效率和身心健康，而且还会影响计算机的可靠运行。

机房内对照明的总体要求是：光线柔和，适合人体的生理需要，不能因光源产生干扰而影响计算机的正常工作。

机房对照度的要求较高，我国在计算机场地技术中，要求在距地面0.8m机房内的照度不低于500Lx。机房内照度的变化必须是缓慢的，建议照度均匀不少于0.7，照明不稳定会影响工作人员的精力和视力，特别是光源的晃动。机房区域内设计采用灯带以提高机房内照度值。

机房内全部采用飞利浦照明格栅灯3*18W(600*600)原装灯具。机房内不但要有一般性质的照明，而且要设置事故照明（即应急照明），事故照明，通常由UPS供电。按照国家标准中规定，计算机机房、终端室、磁介质库，在距地面0.8m处照度，不应低于5Lx；主要通道及有关房间距地面0.8m处，不应低于11Lx。接在UPS上的部分应急灯，不能使用荧光灯，要求安装普通照明灯具，如筒灯等，采用普通白炽灯泡作为备用电源。平时，UPS电源的电能不能作照明系统使用，在停电应急情况下，只允许主机房、UPS电源工作间等少量非用不可的工作灯使用。

模块化UPS其显而易见特性有：

1.扩容性——用户再也不必为如何选择容量而苦恼，并且不需要先期进行大量不必要的投资；

2.可用性——可轻松的实现N+1、N+X配置，在相对小投资的情况下，极大提高了对负载的保护；

3.易维护——由于备件的单一性、通用性，使得用户端直接受益，甚至用户自身经过简单的产品培训后，都可以直接维护，并且不必为产品停产所带来的备件问题所担忧；

4.高效性——由于采用大量先进性技术，使得整机的效率得到大幅度的提高，并且体积也小型化，这些都为用户带来了许多隐性优势。

UPS模块式设计概念全面优化了“N+X”投资方案，客户仅需多购置X个较下功率的模块，即可轻松实现X次故障冗余及升级扩容。其MTBF比单机的MTBF提高了许多倍。

模块式UPS系统阵列中的所有功率模块平均负担系统负载，各并联模块皆为内置冗余的智能型独立个体，无需系统控制器对并联系列集中控制。任何模块发生故障后(包括系统控制模块)，其冗余设计便会充分发挥效用，全面保障设备正常运转，实现最大程度的故障冗余，同时用户还可根据需要选择超过一次容错率的冗余。也就是说客户如果在一个系统中安装了比能支持最大系统负载所需要的最少模块还多X个模块，那么就能够在有X个模块失效的情况下仍保证维持系统全部正常工作。

N+X模块化阵列机的可用性比1+1单机并机的可用性高，根本原因一是：N+X系统中X个模块为冗余备份的，只有在X个模块同时坏的情况下，系统才不正常供电，分析可知当X=3时，可用性已经近似为1；二是模块化阵列系统的模块故障后可由维护人员热插拔，使故障修复时间MTTR降到1小时以下。

因此，UPS结构的模块化、可热插拔设计，是UPS系统可用性和可维护性的重要的新技术标志之一。

空调通风系统设计

为了保证机房稳定可靠地工作，减少故障，延长使用寿命，提高工作效率，必须创造一个良好的环境。温度、湿度、洁净度都会对计算机带来严重的影响。根据规范要求A级和B级机房开机时温度应控制在23℃±1℃，相对湿度40%～55%。

机房的机房不同于大楼里的其他设备间，具有余热量大、余湿量小、循环风量大、焓差小、需多种送风方式等特点。因此，我们必须根据机房的实际情况，选配合适的机房空调及相应的配套措施，以满足机房温度、湿度、洁净度的要求。

机房空调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：

采用先进成熟的精密空调设备，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，以适应未来信息中心的发展和技术升级的需要。

为保证各项业务应用，精密空调必须具有高可靠性，决不能出现单点故障。在对机房机房项目精密空调的选择上应当尽量选择可靠性高的机组。

防雷设计

机房设计3级防雷、综合接地系统。中心机房做等电位连接。

接地要求

接地系统必须满足以下要求：

1）工作交流接地不大于1Ω

2）安全保护接地不大于1Ω

3）直流工作接地、接地电阻应按计算机系统具体要求确定

4）防雷接地按《建筑物防雷设计规范》中的要求，联合接地下接地电阻小于2Ω。

等电位连接的目的，在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。防止雷电反击。应将机房内的主机金属外壳，UPS及电池箱金属外壳、金属地板框架、金属门框架、设施管路、电缆桥架、铝合金窗等金属和弱电设备全部进行等电位连接，并以最短的线路连到最近的等电位连接带或在其它已做了等电位连接的金属物上，且各导电物之间的尽量附加多次相互连接。

此外考虑机房的抗静电要求，根据机房的设计规范，机房的静电电压应为<1KV.必须对抗静电活动地板进行可靠的接地处理，从而保证计算机设备及人员的安全运行要求。

沿机房做一圈铜带接地网，具体做法是选用30x3铜带连接而成，选用绝缘架空安装，整个机房区形成一个环，用两根BVR25的塑铜线与接地网连接。地板支架、机柜外壳、监控设备、UPS、气体灭火设备等接地采用BVR6的塑铜线连接到综合接地汇流牌。机柜内部所有服务器设备用BVR4的塑铜线和机柜做接地连接.

消防报警及灭火系统

数据中心机房内均设置火灾自动报警与消防联动控制系统

火灾自动报警及联动控制系统，系统采用总线制报警，在房间内设置感烟感温两种探测器，防护区内设置声光报警器，防护区外设置放气指示灯及紧急启/停按钮；当房间内感烟感温探测器同时动作延时后释放气体灭火剂，放气指示灯亮

机房保安监控系统

监控系统选用一体化球型摄像机或者半球摄像机，主要对机房各出入口（1个）、机房配电房（1个）、网络机房（2个）等重点区域进行实时图像监控和录像。在监控室设置数字硬盘录象主机，从而保证监控系统24小时不简短监控录象。摄象机吊顶安装，电源采用UPS统一供电。

机房门禁系统

1）根据安全防范系统规范，在机房重要区域设置键盘感应卡式读卡器，采用刷卡、指纹、人脸识别、密码开门的方式以严格控制各个出入口人流、物流进出情况，确保机房内设备等资源的安全。

2）门禁控制主机位置放在系统管理室，门禁控制器吊顶或地板下安装，感应读卡器墙装。

3）系统与消防实现联动。

4）火灾发生时，门禁系统自动把门打开。方便室内人员安全撤离。

机房设计要求能够通过TCP/IP网络、RS232/RS485等媒介实现对中心机房、分散于不同地域的机房等场地内的动力环境设备进行有效的集中监控，监控对象范围为动力设备、专用精密空调、室内空气质量检测、低压配电柜、新风机、环境系统（温湿度检测、地面漏水检测报警、照明）、UPS等。

机房供配电系统

1）实时监测市电电源的状态。包括电参数（电流、电压、功率、功率因素等）和开关状态（重要开关的开、合、故障脱扣）状态

市电一旦故障（过压、过流、非正常开关脱扣等），系统会自动切换到相应的报警界面，并产生报警声音。拨打电话、发送短信。并有相应的文字提示。

2）UPS的状态。

实时监测UPS运行状态，根据UPS厂家提供的通讯协议所定义的条件及用户提供的报警要素确定报警内容。一旦UPS报警，系统会自动切换到相应的报警界面，并产生报警声音。拨打电话、发送短信。并有相应的文字提示。

环境系统

1）空调监控

实时监控精密空调运行状态，系统一旦报警，将会自动切换到相应的报警界面，并产生报警声音。拨打电话、发送短信。并有相应的文字提示。

2）漏水监控

精密空调和普通空调下方防水围堰中设置漏水传感器，机房重要区域设置漏水传感器。漏水传感器能以数字通讯信号的格式输出至监控终端。系统可检测感应线上任何点的漏水位置并有声音报警。一旦某个区域发现漏水，系统会自动切换到相应的报警界面，显示漏水区域，并产生报警声音。

3）温湿度监控

对于大型计算机机房，由于气流及设备分布的影响，温湿度值会有较大的区别，应根据主机房实际情况，安装温湿度传感器，检测机房内的温湿度。一旦温湿度报警，系统会自动切换到相应的报警界面，显示温湿度失控区域，并产生报警声音。

4）消防报警系统

消防系统报警对于的机房设备的保障十分重要, 一旦消防报警，监控系统自动切断机房内的门禁管制，帮助机房内人员快速逃生。监控屏显示灯会自动切换到相应的报警界面，显示报警区域，并产生报警声音。

5）ESDS烟雾检测预警系统

ESDS烟雾检测预警系统作为重要的预警系统，在火势未引起灾害前可通知维护人员采取适当措施防止火灾的发生和蔓延。一旦烟雾检测预警系统报警，监控屏显示灯会自动切换到相应的报警界面，显示报警区域，并产生报警声音。

6）机柜检测预警系统

机柜检测预警系统密切监控柜的温度和用电量。一旦高温报警，监控屏显示灯会自动切换到相应的报警界面，显示报警区域，并产生报警声音。同时，机柜检测系统可监测机柜用电量, 以便有计划的使用机柜和平均分流三相电流。

7）新风机：新风机的运行状态及远程开关控制。

本次机房设计要求能够通过TCP/IP网络、RS232/RS485等媒介实现对中心机房、分散于不同地域的机房等场地内的动力环境设备进行有效的集中监控，监控对象范围为动力设备、专用精密空调、室内空气质量检测、低压配电柜、新风机、环境系统（温湿度检测、地面漏水检测报警—采用点式漏水感应系统、照明）、UPS。

系统对所监控设备具有完善的检测功能，监测设备的重要运行数据和参数据等，对监测数据进行有效分析和存储；检查设备的运行状态，当检测到设备的故障时，对记录设备故障情况；结合机房的管理措施，对发生的各种故障情况给出处理信息，报警提示，支持多种快速有效的报警方式：实时用多媒体语音、屏幕报警、电话报警、短信报警、邮件报警、声光报警等,帮助机房管理和维护人员及时的了解设备的情况。并提供报警记录存储，查询，打印功能，方便事后进行故障分析和诊断，及责任人员分析。多样化的控制功能，提供报警联动控制，可以让发生故障设备自动停止运行；定时控制功能，可以辅助用户根据时间段对调整设备的运行状态。

（1）综合布线系统工包括工作区子系统、水平子系统、管理子系统三个子系统。水平线缆采用6类非屏蔽双绞线；

（2）机房主机室内网络信息点 全部使用弹起式金属地插座，管理子系统采用RJ45配线架及光纤端接盒统一管理，这对于用户终端的切换尤其方便；

（3）地板走线全部采用金属桥架，强电、弱电单独走线，彼此尽量不要交叉。

（4）大楼布线主干采用PVC管,到每个房间采用PVC线槽.

使用2台8口RJ45 KVM对机房的服务器进行管理。每个机房1台KVM，KVM采用RJ45方式传输。不用传统的显示器延长线，方便管理和维护。

数据中心机房机柜应满足承重要求，机柜标明数字比列刻度，便于安装，服务器尺度为950*800*2000，网络机柜为800*600*2000，方便管理和维护。