中心机房建设方案

2016-07-29目录 机房作为信息化建设的基础保障，承载着信息化最核心的服务设施能否正常稳定运转的直接需求。此次机房改造是为电子商务信息服务系统运行提供可靠环境条件和工作条件，以满足服务器、网络等设备对温湿度环境、供电安全、消防安全等各项指标的要求。规划布局机房建设分析：建建设规划建议使用实体墙将机房南侧门窗进行封堵；粉刷四周及顶部墙体，并安装防火材质吊顶；地面先进行防潮防水处理，然后使用环氧地坪漆进行防尘及找平处理；对机房进线口进行密封处理；另将机房门换成防火金属门1100*2200；机房总输入配电采用双路电源，来自两个配电房；机房配电箱使用双机房建设需求a)机房具有防震、防风和防雨能地下室，以及用水设备的下层或隔壁；b)为符合机房下送风及消防需求，机房空间具备一定的密封性，地面和墙体需整洁防尘c)水管安装，不得穿过机房屋顶和活动地板下；d)应采取措施防止雨水通过机房窗户、屋顶和墙壁渗透；e)应采取措施防止机房内水蒸气结露和地下积水的转移与渗透；a)应在机房供电线路上配置稳压器和过电压防护设备；项目机房装修环境强电及配序号1234567电系统防雷防静电接地机柜及弱电布线空调系统电系统消防系统b)应设置冗余或并行的电力电缆线路为计算机系统供电；a)机房建筑应设置避雷装置；b)应设置防雷保安器，防止感应雷；c)机房应设置交流电源地线；d)主要设备应采用必要的接地防静电措施；e)机房应采用防静电地板；f)应采用接地方式防止外界电磁干扰和设备寄生耦合干扰；g)应对关键设备和磁介质实施电a)机房规划5个服务器机柜；并安装弱电系统桥架；预留后期线缆铺设空间；b)电源线和通信线缆应隔离铺设，避免互相干扰；使机房温、湿度的变化在设备运行所允许的范围之内；a)应建立备用供电系统；b)应提供短期的备用电力供应，至少满足主要设备在断电情况下的正常运行要求；a)机房应设置火灾自动消防系统，能够自动检测火情、自动报警，并自动灭火；b)机房及相关的工作房间和辅助路切换开关连接两路电源；1路市电；强电线缆采用下走线布线方式；机房配电柜安装防雷防浪涌保护器；机房采用统一接地系统，将防静电地板、机柜、所有网络服务器设备等接入机房强电接地系统；防静电地板使用600*600*35全钢防静电地板，架高30公分；机柜采用600*1000*2000服务器机柜，每机柜配置2个PDU；遵循“布线可视化”原则，弱电采用上走线方式，方便后期维护和扩展；统一机柜内线路及设备标签；采用机房专用精密空调，可灵敏调节温湿度(±1℃，±5%)，并采用下送风方式将冷风直接送入机柜内，提高制冷效率，减小能耗；使用2台精密空调，采用双机冗余的方式；提供系统安全性，并支持动环监控联网管理；机使用模块化UPS；UPS配置2组电池，支持2小时后备供电时间；每机柜配备1路市电1路UPS电；应急电源、消防等单独线路供电；机房四周墙壁为实体墙，门为不锈钢防火门，具备防火隔离功能；配置七氟丙烷气体消防系统，采用无毒化学药剂灭火方式，减小气体灭灭火区域对人员造成的危害；系统在消防区域提供声光报警功能，并且可以通过控制主机将报警信息发送至动环监控系统；部署视频监控系统，使管理人员24小时可远程查看机房内的视频信息；同时增加可网管门禁系统；提高机房安防级别；门禁等系统统一纳入智能管理平台，保障管理人员能及时收到机房的运行状况及报警信息；方便及时处理各类问题；房应采用具有耐火等级的建筑材料；c)机房应采取区域隔离防火措施，将重要设备与其他设备隔a)机房出入口应安排专人值守，b)需进入机房的来访人员应经过申请和审批流程，并限制和监控其活动范围；c)应对机房划分区域进行管理，区域和区域之间设置物理隔离装置，在重要区域前设置交付或安装等过渡区域；d)重要区域应配置电子门禁系统，控制、鉴别和记录进入的对机房基本环境因素、运行情况进行统一监控；安防监控7系统动环监控8系统主要包括机房物理环境、综合布线、空调系统、UPS及供电系统、防雷接地系统、消防系统、机房安防系统、机房集中监控系造共八个部分。2.1设计概述与行业大型机房或运营商IDC机房相比，中小型机房除了在规模上不及前者之外；在对机房业务运行的高可用性、安全性、易管理、易扩展等性能要求方面却是同等重要。所以要求中小型信息机房建设仍需严格遵循大型机房建设的专业化标准，进行合理的规划、建造及运维管同时对于企业来说，中小型信息机房建设和后期的运维管理都将是一笔很大的支出；尤其是初期的一次性投资，对企业都是一个不小的负担。而企业也不得不在成本与效益方面追求最中小型机房管理常见问题与选择数据中心托管和服务外包的企业相比较；对于独自运营信息机房的企业来说，IT管理面临着更多设备高可用性运行的压力。而且随着需求的不断增长，如果机房的建设没有前期合理的规划，设计缺陷将会逐渐暴露出来，机房运行和管理将面临更大的挑战。如遭遇暴雨台风等灾害公司机房断电，导致网络、数据业务中断了怎么办？酷暑盛夏，空调全力运行却还是达不到标准温湿度控制范围怎么办？而且还要面临着高昂的电费？随着机柜里设备不断增加，网络口不够用，重新整理布线又要影响公司当前业务怎么办？下班后或假期间，机房无人值班，信息机房突然断电或空调停机怎么办？如何规划机房才能满足公司业务不断发展的需求？机房的规划符合标准吗？……IT管理员们都如抢险队员一样，时刻备战，随时准备加班加点，解决这类突发事件，但是突发事件带来的企业低效率事件仍如影随行。机房建设专业化程度较低由于信息机房建设涉装修、电气、空调环境、消防、弱电系统等多个工程领域，专业化要求高，设计工程量大，一般系统集成商并不具备如此全面的设计资质和项目经验，很难给出即专业又符合客户经济效益的解决方案。不得不采取分割的方式，将各个工程分包给不同的供应商实施；导致机房项目各个功能模块，缺少配合，无法符合专业化的要求，进而给后期的运维管理带来了更大的麻烦。2.2设计分析1)机房建设需求分析为进一步完善此次中心机房的建设；提高设备运行环境的保障；对装修、综合布线、UPS及供电、精密空调、气体消防、动环监控系统进行改造。2)机房环境要求➢温度：夏季22±2℃，冬季20±2℃，变化率<5℃/h，不产生凝露；➢尘净度：粒度<0.5μm个数<10000粒/dm3➢磁场干扰：≤800A/m➢无线电干扰：频率范围0.15~1000MHz时不大于120dB➢机房照度不低于250LX机房规划及装修➢合理规划机房主设备及辅助设备位置➢机房防静电地板安装,地板承重大于750kg/平米➢地板下进行防尘处理综合布线➢机房区域内上走线桥架安装➢机房区域内综合布线及信息点位安装机柜安装➢机柜选型及安装排列➢机柜整理供电系统➢市电引入，电压380V➢安装配电柜及空开UPS和1路市电➢设计机柜及备用照明线路空调系统➢安装精密空调➢散热设计气体消防➢配备消防监控系统➢无管网气体灭火系统统一监控➢具备统一监控扩展功能➢其它配套设施2.3机房设计依据除涉及专门规定外，项目设计和实施均按照下列标准规范进行：B3.1机房规划设计机房规划图➢机柜及综合布线规划机柜规格：服务器机柜600*1000*2000；左侧第一个为网络机柜，包括运营商接入柜、核心网络柜、监控设备等；其余4个为服务器机柜，包括服务器、存储等；本次规划5个服务器机柜，每机柜使用1路UPS+1路PDU线路；弱电线缆采用上走线布线，强电采用下走线；➢主要设备规划1)安装2台精密空调；3)安装1个气体消防柜体及相应消防探测器；4)安装视频监控系统和门禁系统；装修规划1)配合精密空调下送风系统，对地面进行防尘处理，防静电地板高度30公分；2)将机房门改为金属防火门，门的尺寸采用1100*2200；同时对机房线路进线口进行密封处理；3.2装修改造规划机房装修设计将紧紧围绕机房环境和信息系统特定的应用目的展开，不仅满足一般装修工程所要的装修效果；更应着眼于功能和环境指标的实施，以确保电子信息设备长期、稳定、可靠的运行环境。如温湿度、尘埃、电源质量、接地电阻、照明等满足计算机设备可靠运行的环境要求；以及采用防火、防水、防静电、防电磁干扰等措施，保证机房安全运行和工作人员身屏蔽机房案例1)地面防尘及防水首先配合下送风系统，对机房地面进行防尘处理，并采用环氧地坪漆；同时应保证与机房无关的水管不得穿过主机房，包括消防水管，机房区域使用气体消防系统。精密空调地板下方应建筑5cm的防水坝，防止精密空调漏水并浸入机房其他区域。2)防静电地板由于种种原因而产生的静电，是发生最频繁，最难消除的危害之一。静电不仅会对计算机运行出现随机故障，而且还会导致某些元器件，如CMOS、MOS电路，双级性电路等的击穿和毁坏。此外，还会影响操作人员和维护人员的正常的工作和身心健康。全钢防静电地板本次机房建设在静电地板设计方面建议地板到地面的高度为40公分，给下送风创造条件；并对边角位置的地板进行加固处理。由于机房采用下走线和下送风方式，防静电地板离地面高度为40CM。同时为提高空调利用效率，在主机房内，机柜正下方不安装防静电地板，并且减少网格防静电通风板的使用，提高机柜内部的通风量，使空调冷空气可以直接向上将热空气排除。应注意将负载分担到多块防静电地板上或采用定制的钢架地蹲提供更强的支撑力。防静电地板安装为符合防静电地板的规范性，地板金属支架必须采用铜排与机房接地系统相连接，提高防板的导电能力。3.3机房接地设计防雷接地系统是弱电精密设备及机房保护的重要子系统，它以较小的投资，来保障设备的高可靠性，防止雷电的危害。据统计，近年来因受雷电电磁脉冲而损坏的计算机网络设备大幅上升，造成难以估算的经济损失。机房接地主要是指放置重要设备的场所内机房设备的等电位连接,同时采用联合接地方式的地线，其联合接地工作地电阻必须满足<1Ω。首先机房要拥有可靠的接地端子接入，本次将从靠近大楼的二个端点分别引出一根4×40mm的镀锌扁钢，在进入机房后焊接汇流排，做为强、弱电的分离和均压环的接入点，并用沥腐处理。机房内沿机房墙体四周分别均布安装环行均压环。并采用将均压环至少两处连接到机房接地端子；机房内的防雷地、静电地、屏蔽地、直流地、绝缘地、安全保护等接地直接连接到均压环上。如防静电地板接地铜排，桥架接地，机柜地线连接。机柜接地同时接地也是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷、感应雷、或其他形式的雷，最终都是把雷电流送入大地。因此，没有合理而良好的接地装置是不能可靠地避雷的。3.4综合布线改造、标准信息插座、光电转换设备、系统保护设备等。综合布线设计原则：➢清晰，便于管理维护；➢采用标准化的统一设计，如材料，布线，安装施工等；➢材料先进，适应今后的发展需要；➢灵活性、扩展性强，使用灵活并注重冗余设计；1)机柜及桥架安装遵循“布线可视化”的原则，弱电采用卡博菲桥架，安装于机柜上方；不仅方便后期线缆维护和扩展；而且美观。卡博菲桥架布线效果2)信息点位规划考虑到该机房服务于公司整个业务系统，其内部设备扩充比较频繁，所以本次设计将充分考虑到后期业务扩充；以每个机柜安装8-12台2U服务器计算，考虑到网络端口冗余，每个机UPS、精密空调、环境监控设备区域预留网络接口，方便设备接入网络。3)布线方案规划如下图，每排机柜配置一台网络头柜，用于汇聚本排服务器机柜中的网络点位；接入层交换机安装在网络头柜中，并使用多模光纤与核心网络机柜中核心交换机连接。布线结构图4)布线等级根据机房网络业务需求，服务器均使用1000Mb/s接入网络；所以本次项目中双绞线使用六类非屏蔽线缆。地板下的桥架，强电与弱点分开，使用200*100mm镀锌桥架，且桥架离地5)施工工艺服务器机柜理线施工工艺原则：➢所有线缆整齐有序；➢设备、网络线路、电源线路等拥有统一分类标识；➢考虑空间预留，方便扩充；➢建立详细的线路标示文档资料；线缆统一标签3.5UPS及电源改造在机房环境中，不间断的电源供应对设备能够安全稳定运行极为重要。但由于公共供电系统的不可控因素，跳电，浪涌等现象，往往会对机房设备造成严重不利应用，为此使用UPS供电系统就显得极为重要。UPS不仅是在市电中断时为设备提供电源，同样还有稳定电源，过滤电杂波干扰等作用。1)UPS供电系统架构UPS，服务器，安防系统及备用照明等。系统采用单路市电输入。预留双路UPS电源输出(本次使用1路UPS，1路市电)，空调等大型设备采用单供电系统架构规划：本次设计UPS系统最大负载为30KVA，但此时没有冗余功能；由于UPS主机配置3个10KVA模块，系统可支持最大不超过20KVA的冗余能力。在冗余状态下，UPS1个主机模块发生故障，备份模块会自动切换到系统中；当UPS主机出现故障时，UPS会切换到静态旁路供电(市电供电)，并在过载或故障排除后自动切换到逆变器带载。空调等大功率设备，不使用UPS系统供电，直接采用市电供电模式。同时连接UPS负载时，应考虑充分A、B、C，3路的负载均衡，防止单路负载过高，影响供电系统的稳定。一般可采取将负载线路等几率分别对应不同机柜的方式，如每个机柜采用2相不同的供电组合：A、由于之前电源配电箱，空开数量较少，单路电源连接多个机柜；负载大，同时单路设备过多，故障点也较多；一旦发生跳电，影响范围较大。配电柜所以本次配电线路将每个机柜配备2路16A线路，1路为UPS，1路为市电(后期扩展双UPS时也可改为UPS线路)。空调、安防监控、应急照明等采取单独空开。3.6空调系统设计由于普通家用空调、或吸顶空调投入成本较低，且在机房环境要求不高情况下，被大量使用；但随着机房内高端设备不断增多，一台服务器、存储高达几万，甚至几十万；对环境的苛刻要求，普通空调已经无法满足要求。首先，普通空调焓差大，风量小，容易遭成凝水，对机房内的设备容易造成危害；其次，普通空调风量小，制冷区域不均衡；往往正对出风口的区域很冷，而其他区域确差异很大；同时普通空调均为正面吹风，无区域针对性，能耗较大，而精密空调可以采用下送风直接将冷风送到服务器机柜内，制冷效果明显且能耗低。。与普通区域不同，机房安装有大量的计算机和网络设备，单位面积的散热量要远远高于普通办公地点。而且所有设备都是常年不间断的运行，对环境的温湿度的恒定，空气清洁度都有很高的要求，所以必须使用精密空调才能满足以上要求。1)空调选型机房空调控制区域面积约20平方米左右。机房环境温度稳定在22℃，相对湿度在50%。根据项目需求估算机房负荷如下：制冷量(KW)=机房面积*平方系数/860大卡(注：平方系数一般按300大卡/平方米计算；1KW=860大卡)；所以，可以估算出20平米的机房的制冷量为约为7KW。考虑采用冗余设计，所以选用2台制冷量8KW，下送风,上回风型精密空调(一主一备)。2)空调送风结构空调送风结构图如上图,精密空调通过备用机房的地板,向机柜进行送风，冷风通过地板风孔，从机柜的前面和底部进入，在机柜的后端排出后向上流动，回到空调机组的进风口形成送风系统的循环。下送风优点及原理：➢数据机房采用采用下送风上回风的方式。由于空调送风截面积较大，空调送风风速可控制在3米/秒，使机房的气流组织更易控制。➢其好处在于利用热空气上升的物理规律，更有效地将热空气和冷空气循环路径分隔，使冷空气直接通过地板到达计算机内部，直接冷却计算机。➢采用下送风，数据机架可采用面对面(或背对背)的排列方式，形成冷通道及热通道。➢冷风和热风较少混合，热交换效率较高。➢由于空调机采用下送风方式，要求架设的活动地板。活动地板下的空间专用于空调送风，以利快速进行热交换，减少热空气的滞留时间。➢考虑到美观需要，首排机柜面朝玻璃隔墙。3)精密空调特性机房精密空调系统的任务是为保证机房设备能够连续、稳定、可靠地运行，需要排出机房内设备及其它热源所散发的热量，维持机房内恒温恒湿状态，并控制机房的空气含尘量。为此要求机房空调系统具有送风、回风、加热、加湿、冷却、减湿和空气净化的能力。精密空调机房专用空调与一般商用空调的最大区别就是小焓差(同等风量下带走的冷量小)、大风量。小焓差可以使空调对空气的处理只降温不除湿，需要除湿时关闭一部分蒸发器，蒸发器表面温度下降至露点温度以下，除去空气中的多余水分；由于降温和除湿分步进行，它对温湿度的控制精度比较高，如果采用比较合理的控制策略(控制器的控制逻辑)和加热补偿，温湿度控制精度达到一般要求(±1℃±5%RH)是没有问题的。机房空调系统是保证良好机房环境的最重要设备，宜采用恒温恒湿精密空调系统。精密空调系统机房设备集中而且发热量大，这就需要大量的冷风将热量带走。4)空调安装➢室内机安装建议空调室内机组建议安装在空调区靠墙位置，送风到服务器机柜，配电间及存储室。基本要求如下：a)房间整体通风顺畅，送风、回风无障碍b)安装位置综合考虑，结合上下水、液管、汽管连接c)室内机组应安装在独立的支架上，机组应做好防震➢室外机安装建议如现场无特殊要求，当室外机高于室内机时，建议垂直最大距离为20米；当室外机低于于30米时，应加延长管件以免影响制冷效果。室外机低于室内机安装示意图特殊情况等效长度可允许达到100m，但会存在如下问题：a)泄漏可能性大，并且检漏困难b)制冷量降低c)造价提高为保证安装符合规范、降低事故风险，建议甲方通过和物业协调解决，将外机置于地下室或一楼；同时应保证外机周围的通风性良好，当有多台外机时，应保证风口一致，以免相互造3.7消防系统设计由于计算机设备自身的特点和运行要求，机房的消防灭火系统不能采用水喷淋或是普通干粉灭火系统，这些都会损害计算机设备。因此，机房内除设有火灾自动报警系统外，还应选用1)火灾探测方式选择探测烟雾采用主动吸气式感烟探测装置，并对通风口做重点监视；除对静电地板下做点状布置外还对通风口做同样重要的布置。对吊顶内和吊顶下采用点型感温感烟探测器同样布局：吊顶内和吊顶下都采用吸气式感烟探测方式；在吊顶内和吊顶下安装点型定温探测装置，而机柜内也布置感温探测器，以大大提高探测速度和确认火灾速度。从灭火药剂使用情况来看，及早发现火情后灭火器就可以灭掉，进而节省运行费用，也可将设备的损失降到最低。2)灭火系统的选择机房灭火目前采用的灭火剂选用七氟丙烷、混合气体、二氧化碳。由于二氧化碳会因为温降而对发热机器造成损坏，因此不建议使用。混合气体灭火系统在机房灭火中应用也有，因为同样大小的机房所用高压瓶数量混