机房总体设计及电磁辐射的防护

1、浅谈机房总体设计及电磁辐射 的防护作者:日期:浅谈机房总体设计及电磁辐射的防护2009-01-05 18:02【摘要】在现代科学技术高度发展的今天，电子计算机越来越广泛地应用于各领域。近些年，在我国建成了很多大、中、小各种规模的计算机机房。电子计算机的可靠运行要依靠电子计算机机房的严格的技术条件来保证。为了保证计算机系统稳定可靠运行，计算机机房必须满足计算机系统以及工作人员对温度、湿度、洁净度、风速度、电磁场强度、电源质量、噪音、照明、振动、防火、防盗、防雷、屏蔽和接地等要求。电磁辐射干扰对计算机系统的稳定性、可靠性和安全性有着直接影响，电磁辐射对计算机系统及其数据产生的干扰、破坏、窃取与篡改

2、的危险性与日俱增，成为严重的社会化问题。【关键词】 机房；总体设计；电磁辐射在现代科学技术高度发展的今天，电子计算机越来越广泛地应用于各个领域。近些 年，我国如雨后春笋般地建成了很多大、中、小各种规模的计算机房。 电子计算机的可靠运行要依靠电子计算机机房严格的技术条件来保证。为了保证计算机系统稳定可靠运行，计算机机房必须为计算机系统寻求和建立能够充分发挥其功能、延长机器寿命，以及确保工作人员的身心健康，并满足其各项要求的合适的场地。下面结合国家规范对计算机机房工程建设中所涉及的机房总体设计、计算机电磁辐射危害与防护两大部分内容逐一进行论述。1机房总体设计1.1计算站场地的组成 依据计算站的性质

3、、 任务、工作量的大小及计算机类型的不 同，计算机对供电、空调等的要求及 管理体制的差异可选用下列房间 （允许一室多用或酌情 增加）。主要工作房间有：计算机机房。基本工作房间有：数据录入室、终端室、通信室、 已记录的磁媒体存放间、已记录的纸媒体存放间、上机准备间、调度控制室。第一类辅助房间有：维修室、仪器室、备件间、未记录的磁媒体存放间、 未记录的纸媒体存放间、资料室、硬件人员办公室、软件人员办公室。第二类辅助房间有：高低压配电室、变压器室、变频机 室、稳压稳频室、蓄电池室、发电机室、空调系统用房、灭火器材间、值班室、控制室。第 三类辅助房间有：贮藏室、二衣换鞋室、缓冲间、一般休息室、盥洗室等

4、。1.2计算站场地面积 计算机机房的使用面积 S= KA。式中：S为计算机机房的面积， 单位平方米；A为计算机机房内所有设备台（架）的总数；K为系数，取值（4.55.5 ） m2/台（架）。计算机机房最小使用面积不得小于20 m2研制、生产用的调机机房的使用面积参照2.1执行。其他各类房间的使用面积依据人员、设备及需要而定。 基本工作房间和第一类辅助房间所占的面积总和不宜小于计算机机房面积的1.5倍。1.3站址的选择 机房应避免放置于地下室或潮湿地点，同时禁止设置在设备进 出口过小、搬运不便之地，应保留或设计足够大型设备出入口。同时也应注意将来设备扩充空间位置、电力系统、空调设备计算上也要预留

5、未来若干年内扩充需求。在确定站址时一般应遵守下列条款1 :（ 1 ）应尽量建在电力、水源充足，自然环境清洁，通讯、交通运输方便 的地方。使用独立型消防系统。（2）应尽量建在远离有害气体源以及存放腐蚀、易燃、易爆炸物的地方。（3）应尽量避免建在低洼、潮湿、落雷区和地震活动频繁的地方。（4）应尽量远离强振动源和强噪声源。（5）应尽量避开强电磁场的干扰。（6）应避免设在建筑物的高层或地下室，以及用水设备的下层。（7 ）机房内部不得铺设地毯，在入口处需放置防静电脚垫，以防止人员进出时将静电及灰尘带入机房内。（8）上述各条如无法避免，应采取相应的技术措施。2计算机电磁辐射危害与防护电磁辐射干扰对计算机系

6、统的稳定性、可靠性和安全性有着直接影响，电磁辐射对 计算机系统及其数据所产生的干扰、破坏、窃取与篡改的危险性与日俱增，成为严重的社会化问题。2.1环境电磁辐射对计算机的干扰破坏2 : 一般来讲，计算机属于低电频系统，以低电压传送信号，所以它们在电磁环境之中以受扰为主。计算机的工作频率范围在150500 kHz,是一段包括中波、短波、超短波和微波段很宽的频带，它基本上与工业、科技、医学高频设备（诸如高频淬火、高频焊接、介质加热、塑料热合等），广播、电视、通信、 雷达等射频设备的工作频段相同，致使计算机工作在一个相当复杂的电磁环境之中，存在着被干扰与破坏的危险性。2.1.1 射频辐射干扰 外界电磁

7、辐射对计算机的危害主要是指电磁干扰，即电噪声干扰，计算机所受的危害程度取决于干扰场强的强度、频率和自身的电磁敏感度。当电子计算机房处在电磁干扰污染区域内，例如机房附近有大功率无线电发射台、雷达发射台、电视发射塔、高频大电流设备等，当它们工作时其空间场强超过1 V/m时，则必然对计算机形成严重干扰，造成计算机系统工作的失误。据调查研究，在大中城市里，由于广播电视与某些大功率射频设备的使用，致使城 市的某些局部环境空间场强较高，对计算机系统的安全构成了直接威胁，计算机系统的任何一个部位受到电磁干扰后都会危及整个系统的安全，使其稳定性受到损害， 硬件电路受到破坏，数据信息被破坏。2.1.2 工频电源

8、干扰 一般情况下，计算机系统的电源取自工频交流电网，当电网上的其他用电设备，特别是大功率负载启动或停机时，会造成电网的瞬时电压波动。电源电压的大幅度波动或电流冲击，有可能通过电源线进入计算机系统，将与正常信号迭加， 致使计算机信息出错，更为严重者，将威胁到计算机系统及其元器件的使用寿命。此外，某些用电设备所产生的尖峰干扰脉冲，工业火花等可经过供电线路的耦合窜入计算机系统，破坏计算机的信息处理。例如，一次开关电传机，可在电源线上产生高达1000 V的尖峰脉冲，将某些器件损坏。近些年来，公用电源中的各种电磁干扰和电压波动对计算机的影响是相当严重和突出的。美国的IBM公司的两位专家重点研究了来自电源

9、引起计算机发生差错，（即程序差错，存贮丢失与系统损坏）的尖峰脉冲干扰与衰减振荡干扰，而且做了认真的统计：尖峰脉冲干扰平均每月发生 50.7次之多，衰减振荡干扰平均每月发生 62.6次之多，其他干扰平 均每月发生15次。研究认为，工频电源干扰和通过电源线传输的射频干扰，对计算机系统，特别是计算机干扰几率与程度都十分严重。2.1.3 静电干扰静电是计算机系统半导体元器件的“大敌”，当机房处于干燥的季节，将由于许多摩擦现象而生产静电。美国曾作过统计，由于静电原因每年造成的计算机及其元器件损失高达5亿美元以上，电磁干扰不仅可以使磁记录被破坏，还可以造成计算机设备外壳的静电放电，容易导致MOS器件栅介质

10、被击穿。2.1.4 雷电干扰 在夏季多雨的季节， 常伴有雷电发生。 雷电侵入计算机，主要是通 过电网之供电电源。 由于外线受雷电过电压几率大， 被感应的雷电波侵入。 结果使计算机受 损。一般情况下，雷电波的侵入所引起的干扰包括共模干扰与差模干扰两类。计算机受雷或引起雷击事故多有发生，应当引起足够的重视。例如，我国有一个铁路局，其财务管理采用计算机管理，在开机工作时受雷击毁坏。我国某气象局中心引进日产大型计算机，两次受雷击。成都铁路局计算中心曾遭雷击损坏一台主机与5台终端机，严重地影响了铁路运输秩序。雷击属于随机性干扰源，它不仅以电磁干扰形式窜入计算机内产生干扰与破坏，而且以雷电形式作用于计算机

11、系统，因此，必须引起高度的重视，特别是在多雷雨的地区，更要注意雷电波对计算机系统的冲击。2.2计算机系统电磁辐射危害的抑制技术与措施2.2.1 距离防护根据电磁场强度在传播过程中随距离的加大衰减很快的原理，可以采取将计算机置于远离任何辐射源的地方的做法，这是简而易行的措施。距离防护实质是关于计算机房的地址选择问题，根据技术要求，计算机房场地选择应当具备】3:（ 1）避开环境污染区：附近无大功率发射设备，无大功率的工、科、医射频设备，无高压线输电线与大型负载，绝对保证在计算机房的附近环境空间场强控制在1 V/m，稳定磁场强度在 100 e以下。（2）避开大型震动源，特别是铁路沿线及工业生产震动，

12、冲击设备应当绝对避开。（3）避开雷电多发区。（4）避免置于高层建筑物上层，计算机房应当安置在地面第一层或 通风良好的地下室，妥善保证低阻抗接地。2.2.2 屏蔽与接地首先强调的是屏蔽与接地应当是互为一体的不可分割的，这一点无论在设计，还是施工中都必须统一起来。计算机房的屏蔽与接地是极为重要的关键措施，屏蔽机房一方面可以防止外界电磁场院干扰或破坏计算机系统的工作，另一方面又可以防止机房内计算机信息的泄漏与失密。关于计算机的屏蔽与接地，国外许多国家作为法规， 规定所有机房必须屏蔽与接地，在我国，由于认识上的原因尚未采取屏蔽措施，因而发生了许多事故。采取完善的屏蔽技术，主要包含下述内容：（1）屏蔽机房必须是全屏蔽，实现整个屏蔽机房电气一体化。（2）所有电源线路必须滤