铜陵供电公司中心机房改造技术方案.doc

江西制造职业技术学校江西制造职业技术学校 中心机房改造方案中心机房改造方案 20142014 年年 1010 月月 中心机房改造技术方案 1 1. 用户需求分析用户需求分析 在现代科学技术高度发展的社会里，电子计算机机房这个概念将越来越广 泛地应用于各个领域，近年来信息技术正迅猛发展，但是计算机设备只有通过 稳定、可靠的运行才能发挥其效益，而计算机设备的稳定、可靠运行依靠电子 计算机房的严格的环境条件，即机房温度、湿度、洁净度、洁噪度、承重、振 动、电磁屏蔽、防静电、不间断供配电、安保、防雷、防水、防漏水等条件及 其控制精度，因此计算机机房工程的设计与施工也日益被人们所重视起来。 计算机机房系统集成工程是一种涉及网络安全技术、虚拟化技术、冗灾备 份技术、带宽负载均衡技术及新风技术、供配电技术、自动检测与控制技术、 抗干扰技术、综合布线及弱电技术、净化、消防、建筑、装潢等多种专业的综 合性产业。我公司在吸取了国内外数十年来计算机机房的设计、施工方面的经 验教训的基础上，根据学校中心机房建设需求、现场的实际情况，对影响计算 机设备稳定、可靠运行的各种因素作了较全面的分析，并经本公司专案小组多 次研讨，在设计过程中采用较为先进的设计思想，所选用的设备及材料均具有 较好的性能价格比。 1.1 设计依据设计依据 信息机房设计及建设规范 信息机房管理规范 信息机房评价规范 GB/T 2887-2000 电子计算机场地通用规范 GB 32/181-1999 建筑智能化系统工程设计标准 GB/T 50311-2000 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 GB/T 50312-2000 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 GBJ232-82 中国电气装置安装工程施工及验收规范 GB/T50314-2000 智能建筑设计标准 GB 50057-94 建筑物防雷设计规范 中心机房改造技术方案 2 GB 50168-92 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB 50174-93 电子计算机机房设计规范 GBJ 16-87 建筑设计防火规范（1997 年版） JGJ 73-91 建筑装饰工程施工及验收规范 GB 9361-88 计算站场地安全要求 SJ/T30003-93 电子计算机机房施工及验收规范 GB 50054-95 低压配电设计规范 GB 50303-2002 建筑电气工程施工质量验收规范 GB 50052-95 供配电系统设计规范 GB 50263-97 气体灭火系统施工及验收规范 GB 50166-92 火灾自动报警系统施工及验收规范 GB 579-85 工业企业通讯接地规范 GB 50116-98 火灾自动报警系统设计规范 SJ/T10796-01 防静电活动地板通用规范 SJ/T 11236-01 防静电贴面板通用规范 1.2 设计原则设计原则 为了将学校计算中心机房建设成为符合 B 类机房的、一流的现代化智能化 的信息数据处理中心，设计过程中遵循以下原则： 安全性原则安全性原则 在设计中充分分析系统可能遇到的威胁和风险，在布局设计中，必须充分 考虑大厦的建筑安全，提出消除威胁和规避风险的方案和措施，在保证机房中 硬件系统和软件系统能够相互协调，安全有效地运行。 实用性原则实用性原则 考虑到机房内部环境不同，设计中要尽量保证机房功能区域布局合理、适 用。 先进性原则先进性原则 为了延长机房的使用寿命，适应快速发展的趋势，在方案中尽量采用先进 的、成熟的现代技术，保证在一定时期内的先进性。 中心机房改造技术方案 3 经济性原则经济性原则 在机房建设过程中，要结合用户单位的实际需求，合理提出机房设备配置 规模、数量和等级。 1.3 机房主要环境条件机房主要环境条件 依据电子计算机机房设计规范等国家有关标准、规范的要求，机房区 正常工作环境条件为： 开机时的温度和湿度开机时的温度和湿度 温度：232（夏季） 、202（冬季） 湿度：55%10%（开机时） 、 40%-70%（停机时） 最大温度变化率：10/小时 空气洁净度空气洁净度 在静态条件下测试，每升空气中大于等于 0.5uM 的尘粒数，应小于 18000 粒。 噪声噪声 在系统停机条件下，在主操作台位置测量应小于 50db（A） 。 电磁干扰电磁干扰 无线电干扰场强，在频率为 0.15-1000MHz 时，不应大于 120db；磁场干扰 环境场强不应大于 800A/m。 振动振动 在系统停机条件下，地板表面垂直及水平方向的振动加速度不应大于 500mm/s2。 静电静电 地面、吊顶、吊顶及工作台面的静电泄漏电阻，应符合现行国家标准计 算机机房用活动地板技术条件的规定； 绝缘体的静电电位不应大于 1KV。 照度照度 照度：机房400LX；辅助房间200LX；应急照明50LX 电压、频率允许变动范围电压、频率允许变动范围 中心机房改造技术方案 4 电压、频率允许变动范围单相 220V+4 220V-8 ；50HZ+-0.5HZ。 瞬间变动电压瞬间变动电压 瞬间变动电压不能超过 220V+-15 。 安全出口安全出口 电子计算机机房的安全出口，不应少于两个，并宜设于机房的两端。 1.4 现状分析现状分析 1.4.1 现状现状 江西制造技术职业学院计算中心作为数字化校园教育平台中心，各项通讯 服务、各项服务应用系统数据集中处理等工作的职能部门，负责数字化校园教 育平台系统建设规划和管理工作。 学校中心机房建设面积约 56 平方米，机房内放置了服务器、交换机、路由 器、传输设备、UPS、综合布线等设备。但由于设备的老化、硬件实施的不规 范及为业务不断的增加，现有机房设备已不能满足业务的增长需求。需要按标 准的计算机机房工程规范重新改造和扩容设备来保证学数字化校园平台业务安 全稳定运行. 1.4.2 改造工程范围改造工程范围 本项目工程范围应包括：工程设计、施工图设计、施工放样设计、施工安 装、施工现场管理、调试、配合其他相关系统试运行、文档和竣工图制作、技 术培训及售后服务工作；并按上述顺序于项目进行过程中移交相关文件资料； 负责提供本工程所需设备、材料及其附件的供应、运输、接线、调试、开通。 中心机房的建设工程内容及范围包括： 1.机房隔断装修工程 2.机房供配电、电气线路工程 3.机房 UPS 电源系统 4.机房防雷接地工程 5.综合布线系统 中心机房改造技术方案 5 6.网络设备和服务器采购 7.机房交付使用前的其他相关工程 1.5 总体设计原则总体设计原则 安全性原则安全性原则 在设计中充分分析系统可能遇到的威胁和风险，提出消除威胁和规避风险 的方案和措施，在保证机房中硬件系统和软件系统能过相互协调，安全有效地 运行。 先进性原则先进性原则 为了延长机房的使用寿命，适应快速发展的趋势，在方案中尽量采用一流 的设备、一流的材料、一流的工艺，保证在一定时期内的先进性。 实用性原则实用性原则 考虑到扩建后的机房面积仍然有限，设计中要尽可能充分利用现有条件进 行合理布局，并留有一定的发展空间。 经济性原则经济性原则 在机房改建过程中，要尽可能利用现有的机房和设备，在不影响现有机房 正常运行的基础上进行改造。 1.6 总体要求总体要求 学校中心机房的设计应严格按照国家关于计算机机房有关标准设计、文件 图纸规范齐全，系统的设计在满足现有要求的条件下，在空间、容量等方面有 充分的扩展余地；系统的施工应满足国家有关质量标准、施工规范的要求； 所有施工材料均应选择国际、国内知名品牌；所有施工材料应符合绿色、 环保要求。 2. 机房装修工程机房装修工程 学校中心机房作为数字化校园信息化系统运行的重要物理环境，在机房中 集中了大量的高端计算机设备，存储、处理、传输了大量信息和重要的数据， 中心机房改造技术方案 6 是学校数字化校园信息数据的传输中心、数据中心、储存中心和管理中心。是 安全性、可靠性要求最高、最重要的地方，是保证供电信息化系统正常工作的 关键重要部分之一。 机房内放置的计算机设备、网络通讯设备等，不仅因为高科技产品需要一 个非常严格的操作环境，更重要的是它能否正常运作，对整个数字化校园系统 信息化业务正常运行是至关重要的。因此机房的布局、装修要在满足技术指标 的前提下在突出装饰效果。 机房改造工程是中心机房建设工程的重要组成部分。合理的机房改造 k， 不但可以提供机房内设备的安全的安装环境，便于机房内各种设施的安装合理， 更好地发挥他们的作用；还可以保证机房整体上质地高雅、精致，线条流畅， 具备现代机房的风貌。 在本次改造工程设计时，首先考虑满足机房的功能要求和有关标准，同时 力求区域划分达到环境空间简洁明亮的环境为工作人员提供良好的计算机工作 场地。由于机房对温度、湿度、尘埃、照度、消防、安全等多方面要求，因此 对装潢材料的选择上要求很严格，在选择地面、顶面和隔墙材料上一定要选择 防火、防潮、防静电、吸音、易清洁，美观大方，防护性强、绿色环保的材料。 2.1 设计理念及选材标准设计理念及选材标准 在本次改造设计方案中，将力求突出以下设计理念： 体现特点体现特点 重点突出学校中心机房作为高速信息、数据处理中心的工作特点 突出重点突出重点 在充分考虑机房环境的安全性、舒适性、先进性的前提下，力求营、大方、 简朴的现代办公场所风格 安全健康安全健康 设计中，在材料、设备的选用方面，要以自然材质为主，充分考虑到“科技 以人为本”的设计原则 时尚现代时尚现代 中心机房改造技术方案 7 在结合学校中心机房现场实际的基础上，采用现代化高科技手段，追求机 房风格的现代化，追求设备管理的人性化。 设计、施工、材料选用主要考虑： 1、为保证机房的洁净度，装潢应选用气密性好、不起尘、易清洁的饰面材 料； 2、应避开强电磁场干扰及保障电脑系统信息安全，要采取有效的电磁屏蔽 措施，满足机房内抗无线电干扰场强要求和抗磁场干扰场强要求； 3、为满足机房防火要求，材料应选用不燃、难燃材料。 基于上述几点考虑，本次机房改造饰面选材基本采用金属和环保材料。 2.2 布局设计布局设计 按照国家有关要求，计算机机房组成按计算机运行特点及设备具体要求确 定，一般宜由机房、基本工作间、辅助房间组成。 机房是计算机主机设备、服务器、网络设备、主控设备、主要附属设备 （磁盘机、磁带机、软盘输入机、高速打印机、通讯控制器、监视器等）的安 置场地。 基本工作间是用于完成信息处理过程和必要的技术作业处所。主要由主控 室、终端室、数据室、调试室、介质库等组成。 辅助房间包括第一类辅助房间、第二类辅助房间和第三类辅助房间。其中， 第一类辅助房间是直接为计算机硬件维修、软件研究服务的处所，主要由硬件 维修室、备品备件室、硬件人员办公室、软件人员办公室、随机资料室等组成。 第二类辅助房间是为保证计算机机房达到各项工艺环境要求所必需的专业技术 用房，主要由 UPS 室、配电室、弱电配线室、空调室、新风室、消防室、安保 值班室等组成。第三类辅助房间是用于生活、卫生等目的的辅助部分，主要由 更衣室、休息室、缓冲区、卫生间等组成。 按照计算机机房系统的一般功能要求，并结合学校中心机房的实际情况， 中心机房的设计应包括如下区域： 主要工作间（主机房）主要工作间（主机房） 在主要工作间，主要放置小型机、数据服务器、核心网络设备和网络接入 中心机房改造技术方案 8 设备以及空调、UPS 设备是计算机信息系统设备运行室。 基本工作间基本工作间 基本工作间为系统管理人员提供一个对机房内设备进行控制、维护的场所， 并且是资料、文档的安放地。 平面布局设计的总体思路： 1、整个中心机房区域由主要设备工作间、基本工作间组成。 2、设备工作间与基本工作间之间采用防火玻璃隔断，保证机房有足够的通 透感，这样既可以满足消防系统防火分区的要求，又可以满足监控室内的工作 人员随时观察机房内的情况的需要。 3、结合学校中心机房实际情况，在设备工作间划分出一个单独的区域，用 来安装机房 UPS 供电设备，因此在此部分对地面进行加固处理。 2.3 玻璃隔断玻璃隔断 隔断墙应具有一定的屏蔽、防静电、隔声、防火、隔潮、隔热和减少尘埃 附着的能力。 学校中心机房按照使用功能划分为 2 个不 同的区域，按照隔墙性质分别采用两种不同的 材料制作。 操作室与设备间之间隔墙采用有框防火玻 璃，这样既满足消防分区的要求，同时也使网 管人员直观观察机房内的情况。为了增加强度和提高隔音效果，操作间与设备 间之间采用 12mm 高强度钢化玻璃隔断，隔断上方、下方留有一定空间，保证 机房专用空调的正常回风。 3. 机房电气工程机房电气工程 学校中心机房改造项目机房电气工程主要包括配电子系统。配电子系统由 市电供电系统和 UPS 供电子系统； 中心机房改造技术方案 9 3.1 配电子系统配电子系统 按照国家有关标准的要求，计算机机房的供电电源等级应根据运行负荷的 重要性程度确定。作为学校数字化构置信息网络的中心节点，中心机房的供电 系统应按照 A 级机房的标准配置。 按照电子计算机机房设计规范 （GB50174-93） 、 计算机机房场地技术 要求 （GB2887-2000）两标准中的规定，中心机房供电系统必须满足以下指标 的要求： 项 目指 标 电压变动（%）-5+5 频率变化 Hz-0.2+0.2 波形失真率（%）5 机房电气系统包括机房区的动力、照明、监控、通讯、维护等用电系统， 按负荷性质分为计算机设备负荷和辅助设备负荷，计算机设备和动力设备应分 开供电。供配电系统的组成包括配电柜、动力线缆、线槽及插座、接地防雷、 照明箱及灯具、应急灯、照明线管。应独立设置计算机设备专用配电柜和辅助 设备配电柜。 学校中心机房内，空调机、墙面临时用电插座、照明均属于市电供电范围， 采用电力电缆；小型机、服务器、路由器、交换机等网络设备等均属于 UPS 供 电范围，采用阻燃型电缆。 3.2 电气接地电气接地 接地系统不仅仅是针对雷击的保护措施，它是一个活动的、为人员和设备 提供保护的有效系统。对有效系统性能进行正确接地是很有必要的。没有被接 地系统完全疏散的过压电，会对数据电缆产生电子干扰。这会造成错误的数据 信号以及丢包情况，因而降低您网络的吞吐量和总效率。 根据保险行业的数据，每年因通信系统非正常接地而被雷电损坏的财产和 中心机房改造技术方案 10 设备价值五亿美元。 IT 产业协会（ Information Technology Industry Council ）称，接地是网络设备表现其可靠性能所应具备的最重要的条件。修复受损设 备的组件花费实质上只是牵涉到复杂的电路板，而人力和停机时间造成的损失 则更高。 电源系统采用 TN-S 供电方式。主进线 N 线在机房内作重复接地，与大楼 接地体可靠连接，接地电阻1 欧姆。 所有金属线管、电缆桥架、配电箱外壳、开关盒、灯头盒、电缆铠装钢带 等均需接地跨接，并接入大楼接地体采样点；所有电源插座采用保护接地。 所有金属门、窗、吊顶、钢骨架、抗静电地板、设备机柜外壳、小型机外 壳均作等电位连接，通过 BVR4 mm2、BVR6 mm2 、BVR16 mm2、接地线（两 端压接开口/闭口铜线鼻）与机房内 4*40 接地铜排连接。 所用接地连接处应镀锡处理以降低接触电阻，螺栓连接处螺栓拧紧压力合 适保障连接可靠；接地导线宜采用裸铜线、铜排、圆钢、镀锌扁钢。 为保证接地系统的长期完整性，应坚持使用压紧式连接器，而不是机械式 连接器。机械式连接器用固定螺钉来固定导线，当暴露 在振动环境中时（如： 附近有风扇或蜂鸣设备） ，螺钉有可能松动。在过压电涌发生时，松动的连接会 形成高阻抗而失去保护作用。而压紧式连接器已永久变形，不会因振动而松动。 4. 不间断电源工程不间断电源工程 对于计算机机房内部的设备来说，不间断的电源供应是极其重要的，但是 公用的供电系统由于电网范围大，受各种因素的影响，时常会有不正常的现象 发生，往往会对计算机系统造成不利的影响。 UPS 供电系统不但可以提供稳定可靠的高质量电源供应，而且，在市电因 故断电时，能够有后备电池支撑，继续对系统供电，保证计算机、服务器等设 备有足够的时间进行正常的数据处理，确保数据信息的安全储存。 学校中心机房作为数字化校园信息化系统运行的传输中心和管理中心，采 用 UPS 不间断电源供电系统是极为重要的。 中心机房改造技术方案 11 4.1 设计思路设计思路 在充分考虑学校数字化校园最新应用的前提下，并结合未来发展的需要， 对不间断电源供电系统的改造将按照以下思路进行： 学校数字化校园中心机房改造中，淘汰现有的 UPS，新添置一台大容量、 具备冗余功能的不间断电源设备，作为主供电设备，容量要求能够支撑中心机 房扩建后所有计算机网络设备应用。 按照以上思路，中心机房改建完成后，机房内所有计算机设备均由不间断 电源系统支持供电。 4.2 设备选型设备选型 按照 UPS 配置规范，设备使用的最大功率是 UPS 额定功率的 70，按照 信息机房评价规范，设备使用的最大功率不得超过 UPS 额定功率的 50，随着 企业计算化的不断发展，以及今后会配备小型机等高端产品，因此我们建议配 置一台 15KVA 的 UPS。 4.3 UPS 设备配电及场地要求设备配电及场地要求 由于建筑楼层承重有一定限制，因此在安装 UPS 设备时，应充分考虑 UPS 设备及电池组的总量，采取必要的承重措施。 针对学校中心机房实际情况，UPS 设备可以安装在结构梁附近。 4.4 UPS 电池数量计算电池数量计算 按 10KW UPS 1 小时供电计算，需配备的 100AH、12V 的电池数： 8 节。 5. 机房防雷接地工程机房防雷接地工程 为了避免计算机设备受到闪电等异常高压电流影响而造成重大的损失，同 时避免计算机设备受外界电力的干扰，正确设计并规范实施的机房防静电接地 中心机房改造技术方案 12 系统是机房建设工程中至关重要的环节。只有这样，才能保证计算机设备能够 稳定、可靠的工作，发挥他们最大的功效，机房工作人员也能够在一个安全的 环境下工作。 5.1 防雷系统概述防雷系统概述 现代防雷技术要求实施系统防雷工程，即防直接雷击、防感应雷击和防雷 接地系统有机结合，达到全方位、立体化的防雷目的。我国新的国家标准建 筑物防雷设计规范 （GB50057-94）参考国际上最新的防雷理论和防雷经验， 新增补的第六章中对信息系统雷击电磁脉冲防护也提出了明确的要求。 按照国家现行有关标准和规范的要求，电源线应做好二级以上保护，重要 的中心机房应采用三级防护，保证逐级对地泄放雷电流能量。任何一种防雷器 都不可能做到自身没有内阻，正是由于阻抗的存在，在大电流的冲击作用下， 就会产生残压。一般情况下，第一级因入地电流太大，所以保护的残压较高； 第二级保护的残压就非常低，因为雷电流已对地泄放了二次。 5.2 电源系统防雷电源系统防雷 供电系统防雷过压保护措施一般进行三级防护，即大楼低压配电室电源输 入总线、楼层配电柜以及信息系统设备的直接供电部分。具体设备及措施如下： 5.2.1 总电源第一级防护总电源第一级防护 措施：在办公大楼总配电房低压开关柜的电源输入总线的空气开关后，并 联安装一套避雷装置作为第一级防护。 为了有效抑制由高压侧产生的强大过电压侵入到室内的低压配电系统，低 压侧也应有相应的防雷装置，以初步释放高能量的雷电波。国标中明确要求在 变压器的高、低压侧均应对地加装过压保护器。 中心机房改造技术方案 13 5.2.2 机房电源第二级防护机房电源第二级防护 措施：在机房楼层配电箱的电源输入总线的空气开关后，分别并联安装一 套电源防雷器，作为第二级防护。 第二级保护的目的是为了进一步降低残压，并有效分流供电线路在传输过 程中的感应或耦合过电压。 5.2.3 机房电源第三级防护机房电源第三级防护 措施：在信息中心每台 UPS 的电源输入总线上，分别并联安装一套三相或 单相电源防雷器，作为第三级防护。 第三级保护的目的是针对信息中心精密电子设备的保护，并再次降低残压。 5.3 信号系统防护信号系统防护 由于空气中闪电形成的感应电磁波会在信号传输线、天馈线、电话线路等 产生感应过电压，感应过电压通过传输线路传入设备，从而导致设备受损，为 此必须选用防雷器来消除或降低感应过电压。 计算机网络系统 电话线采用 RJ11-TELE/4-F, RJ11-TELE/4-C，RJ45-TELE/4-C； DDN/ISDN 专线采用 RJ45S-ISDN/4-C；KOAXB-E2/MF-C； Modem 输出采用 RJ45S- TELE /4-C,RJ45S- TELE /4-F； 网络用双绞线采用 RJ45S-E100/4-B, RJ45S-E100/4-C RJ45S-E100/4-F 信号系统防雷过压保护措施一般采取两级保护，即粗保护和细保护。粗保 护要求对所有进入室内的信号外线加以保护；细保护要求对重要网线和专线在 进入 Modem 前进行两级保护，对跨层传输的局域网线、服务器（或主机） 、重 要工作站的信号线进行保护。 中心机房改造技术方案 14 5.4 接地与均压等电位连接接地与均