机房整体工程设计方案

各智能化电子系统在应用中运用非常广泛，原因无外乎有这几种：一种是产品性能；二是使用问题；三是设计问题。其中最重要的还是设计，特别是“弱电机房设计”里面包含的内容，弱电机房的安全措施系统设计要点：包括防非法侵入网络、防雷、接地、防火、防停电、防静电等主要设计内容，这些都是保证设备安全运行的必不可少的重要条件，也是弱电系统设计要注意的事项。1一、UPS供电系统设计：建筑智能化系统的有效工作有赖于正常供电，尤其是机房不应停电，因为机房是智能大厦的首脑机关。众所周知，一台电脑正在工作时突然断电，就可能造成数据丢失。所以机房的电源系统很重要。对于智能大厦的一般配电系统，允许正常停电或事故停电，但对中央机房而言是不允许的。一般的解决办法是分为两部分，一是在前端交流电源引人两路市电，有条件时可加设发电机，成为多路供电，提高供电可靠性;二是在机房里设不间断电源UPS，附设一定的直流电池组作为后备电源，即可保证供电。前者是传统的提高供电可靠性方式，后者是近年来随着信息技术飞速发展而越来越广泛应用的方式。现有两种UPS供电方式可供选择。一为在线式，即UPS始终在供电状态，时刻都在工作着，UPS代替了市电为计算机网络设备供电。二为后备式，就是计算机网络设备平时供电依靠市电，只在市电停电时才立即转而由UPS供电。后备式供电有个过零问题，即当市电停电时，无论何种合闸方式，避免不了瞬间无电问题。市电是50HZ，奔腾ⅡPC是500MHZ以上，显然，在停电的一瞬间，电脑可能丢失数据。具体办法是分而治之：若系正常停电，事先必有通知，可提前将UPS投入;若系故障(短路、接地)停电，因电感上电流不能跃变，电容上电压不能跃变，可将UPS的自动接入设定为小于跳闸电流值，即在电路断开前，UPS就已接入。UPS电源正向大功率、低噪音、智能化、网络化方向发展，而这正是中央机房所需要的。大功率的UPS电源(如20、30、60KVA及以上)多具有并机冗余功能，新出现的热插拔、模块化电池阵列进一步提高了供电可靠性。这因为“阵列结构”先前用于计算机网络的“磁盘阵列”时就证明有利于可靠性的提高。2二、防静电地板的设计：防静电主要指及时消除机房内部各处产生的静电荷。摩擦生电是自然现象，静电的聚集会引发意外事故，危害电子设备及人身安全。因此，机房均应采用防静电地板，通过接地泄放静电荷。地板一般距地0.3m建设。为了保证施工质量，机房工程应由具有机房工程施工资质的单位来承担。3除以上措施之外，机房的安全防范设施还应有门禁、防盗、CCTV监控、防火墙软件、火灾报警等。4三、机房防雷接地设计：中央机房内大量的电子设备工作电压较低，精密设备较多，对雷击的耐受能力较差，一旦遭受，往往损失巨大。故此处防雷等级较高，对防范各种雷击的措施要求较高。雷击形式多种，机房防雷措施主要针对直击雷和感应雷。一般做法是在楼顶设置避雷针、避雷带以防直击雷;在大楼内将通体结构主筋互连，形成等电位法拉第笼、均压环以防侧击雷(高层建筑30米高度处及以上每隔三层利用圈梁钢筋与柱内主筋相接构成均压环);在大楼基础利用基桩导体互连，形成良好的接地及大厦内的地电位分布。另外，将建筑物表面的金属设备及入户金属管道与接地网良好连接，以保证大厦内的等电位。为防止高压雷电波侵入机房设备，可在机房设备前端采用多种防过电压装置。例如，在网络设备前设三级避雷保护装置可有效分流限压，防止感应雷电波的侵入，三级指电源端、UPS端、服务器或配线架等终端之前端。另外，户外引入室内的天线馈线、信号线、数据通讯线等均应在入户处设避雷器。接地系统包括防雷接地、交流工作接地、直流接地、PE保护接地、屏蔽接地及防静电接地等系统，后三者可互连。接地方式一般采用联合接地方式，即防雷接地、保护接地、工作接地等均直接与接地网直接连接，总的接地电阻应小于1欧姆，即所谓零接地电阻。在条件允许时也可设置专用接地装置。5数字电路中，提供等位面的逻辑接地和模拟电路中提供基准电位的信号接地成为直流接地。直流接地系统基准电位引自总的等电位铜排，工程上可采用截面积为35平方毫米的绝缘铜芯线穿保护管引至弱电设备，作为直流接地。电子设备中有不少的交直流滤波器，它们用于防止各种频率的干扰电压通过电源线侵入，以免影响低电平信号装置的工作。交直流滤波器的接地称功率接地。功率接地系统是用与相导线等截面的绝缘铜芯线从配电箱引至弱电设备，此接地线在TN—S五线制中就是接N线(即中性线)。屏蔽接地及防静电接地是为了解决电磁辐射和电磁干扰的问题。随着智能建筑中各种高频率的通讯设施的不断增多，抗干扰日益重要。电磁干扰是电子系统辐射的寄生电能，它能降低数据传输的准确性，增加误码率，影响清晰度，造成电磁环境污染。为了防止外来的电磁干扰，将电子设备外壳体及设备内外的屏蔽线或者穿线金属管进行接地，全程屏蔽，叫做屏蔽接地。一般机房内的环境较为干燥，容易产生静电，进而对电子设备产生干扰，为此采用的接地为防静电接地。屏蔽接地及防静电接地的一般做法是：由楼内总等电位铜排引出PE弱电干线，每层设弱电等电位铜排，电子设备的外壳，金属管路及抗静电接地均与此等电位铜排相接。除以上措施之外，机房的安全防范设施还应有门禁、防盗、CCTV监控、防火墙软件、火灾报警等。6四、机房设计标准：中央机房设计阶段可分为初步方案设计、土建设计、布置与装修深化设计、设计会审及竣工图。初步方案应确定机房的组成、主要功能、宏观要求等。土建设计确定位置、面积、形状、层高等。深化设计确定机房的平面、立面布置，装修具体做法，机电设备选型，照明灯具等。中央机房的设计主要依照GB50174—93《计算机房设计标准》等规范，涉及的主要内容有建设标准、电气系统、建筑环境、防火防盗防事故防破坏等。建筑专业首先要选好中央机房位置。从经济方面考虑要避开价值高的黄金区域;从技术方面考虑要接近系统线路的中段，还应尽量靠近弱电竖井，方便城市电话网、有线电视网及光纤数据网等干线引入机房;从环境方面考虑要求上下四周不与卫生间、煤气间等具有潜在危害的房间为邻，要考虑层高及吊顶高度，注意所在位置的形状、朝向、自然通风采光条件、尺寸大小等;另外，中央机房与电话机房、消防控制室及电视采编室等机房的相对位置也要顾及。这些因素虽多，但只有少数是硬性的，如甲级智能大厦吊顶高度须保证2.7m，乙、丙级为2.6m、2.5m;但中央机房及其他弱电机房净高须一律不低于2.7m，不分甲、乙、丙级。综合的看，机房位置一般首选二层，次选裙房顶层或地下一层。原因是中央机房在二层时可与一层的消防控制室联合值班(内部转梯相连)，裙房顶层距各天线较近，电缆放线较居中。地下一层一般距主要建筑设备机房较近。结构专业要注意UPS电池的位置、重量、大小、形状，确定其地面的承载能力(800KG/M2左右)及留洞并配置过梁等。除了力学结构，结构专业要在机房处形成“法拉第笼”，使机房在遭受各种雷击包括感应雷时机房内保持等电位，消除跨步电压，达到保护人、机安全的目的。设备专业要注意的是供暖、通风、空调的设计标准、建设标准高于普通办公室，与之相联系的是机房环境的各种参数，例如合适的温度、湿度、含氧量、二氧化碳含量、灰尘含量(洁净度)等。7五、机房环境设计：机房的环境要求自然高于一般办公室，它在正常工作时不仅需要足够的照度，而且需要合适的温度、湿度、含氧量、二氧化碳含量、灰尘含量(洁净度)等。其环境监控高于一般办公室的表现之一就是建设标准不同。机房国家标准分为A、B级。与传统的舒适性空调不同，机房采用的精密空调严格控制蒸发器内蒸发压力，增大送风量使蒸发器表面温度高于空气露点温度，因而不必除湿，产生的冷量全部用来降温，降低了湿量损失，提高了经济效益。由于送风量大，一方面送风焓差小，另一方面机房换气次数高使整个机房内形成整体气流循环，机房内的设备均能得到均衡冷却。在空气循环良好的同时，因精密空调设有专用空气过滤器可及时有效的滤掉空气中的灰尘，使机房洁净度符合要求。机房精密空调系统一般配备加湿系统、专用的高效率的除湿系统及电加热补偿系统，通过微处理器处理传感器送来的数据，可精确控制机房温度和湿度，而一般空调系统无加湿系统，只能控制温度，且精度较低，不能满足机房的需要。另外，由于机房密封性好而发热设备多，连续工作，常年运转，可靠性要求高，一般空调系统难以胜任，尤其是冬季，一般空调由于室外冷凝压力过低，难以正常工作，而精密空调系统通过可控的室外冷凝器，可保证制冷循环的正常工作。8六、计算机房照明及消防设计：电气专业要注意照明设计、动力设备位置、台数及监控要求，还有综合接地引线连接等。中央机房电气负荷属于一级，应采用专用的双路终端互投供电回路，电线为耐火型或阻燃型铜芯线，蓄电池采用封闭型产品。配电系统的器件、材料选用余量宜稍大，以防电气火灾。机房在正常工作时不仅其环境监控较高，而且需要足够的照度。中央机房人工采光照度标准低的为150-300LX，中等的为400LX，较高的为500-750LX。消防设计包括烟感报警、气体灭火两部分。烟感报警以吸顶式和缆式烟感器为主要形式。吸顶式烟感器的保护半径一般不大于5.8m，距墙、风口、大梁不小于0.5m。缆式烟感器可沿墙敷设。必须通过机房的风管在过墙处应设置防火阀(环境温度达到70°C时自动关闭)。气体灭火系统的作用类似于普通办公室里的喷淋系统，其设计要点有系统类型结构的选择、灭火剂浓度的确定、气体喷射时间、灭火剂用量及浸渍时间等。气体灭火系统的种类主要是二氧化碳灭火系统及卤代烷灭火系统。此外，在室内附设交、直流双电源应急灯、火灾事故广播、119专线消防电话、火灾报警按钮等消防设施。机房的装修材料应符合有关防火规范的要求。9七、设计完之后就要考虑到施工问题，下面要注意的施工事项：弱电施工有相关的标准和规范制约，一个具有资质的弱电施工队也应熟练的掌握。但是在具体到项目上，就会出现一些小问题，这些问题也是弱电施工中的常见问题：1、弱电施工中，施工单位注重各子系统的使用功能而忽视了感官验收，即可能出现的现象为布线不争气，信息面板排列无序，无标识等现象。2、弱电施工过程时往往会忽略机柜的安装，机柜的安装应保证平稳、牢固，应按施工图的方针要求进行加固等等，但是实际施工中常常会被忽略。3、强弱电线缆平行或交叉敷设时，出现其间距小于0.3m的情况，通信线与其他弱电线平行或交叉敷设时，出现其间距小于0.1m的情况，这在规范中是严格禁止的。4、弱电线缆的布放不平直，产生扭绞、打圈等现象，有的线缆受到外力挤压和损伤。5、穿越楼层桥架没用防火泥风度或根本不封堵。6、室外埋地的弱电配管，用PVC管敷设，而弱电施工规范中强调要用钢管敷设。7、消防弱电，探测器至墙壁、梁边的水平距离出现不足0.5m的情况。8、机房内活动地板下部的低压电路没有采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆，电源线离弱电信号线距离不够，有时有并排敷设的情况。9、机房内均压环没有接地。10、弱电施工往往忽视主机房专用配电箱内低压电母线上宜装设浪涌吸收装置，浪涌吸收装置必须有国家级检测报告规定。10弱电布线施工注意事项：1、信号电缆(线)与电力电缆交叉时，宜成直角;当平行敷设时，其相互间的距离应符合设计规定。2、在同一线槽内的不同信号、不同电压等级的电缆，应分类布置;对于交流电源线路和连锁线路，应用隔板与无屏蔽的信号线路隔开敷设。3、电缆沿支架或在线槽内敷设时应在下列各处固定牢固：(1)电缆倾斜坡度超过45°或垂直排列时，在每一个支架上。(2)电缆倾斜坡度不超过45°且水平排列时，在每隔1~2个支架上。(3)和补偿余度两侧以及保护管两端的第一、第二两个支架上。(4)引入仪表盘(箱)前300～400mm处。(5)引入接线盒及分线箱前150～300mm处。4、线槽垂直分层安装时，电缆应按下列规定顺序从上至下排列：仪表信号线路;安全连锁线路;交流和直流供电线路;5、明敷设的信号线路与具有强磁场和强电场的电气设备之间的净距离，宜大于1.5m;当采用屏蔽电缆或穿金属保护管以及在线槽内敷设时，宜大于0.8m。11弱电防雷接地施工注意事项：1、弱电系统的接地，按用途分有保护性接地和功能性接地。保护性接地分为：防电击接地、防雷接地、防静电接地和防电蚀接地;功能性接地分为：工作接地、逻辑接地、屏蔽接地和信号接地。不同的接地有不同的要求，应按设计决定的接地施工。2、需要接地的弱电系统的接地装置应符合下列要求：（1）当配管采用镀锌电管时，除设计明确规定处，管子与管子、管子与金属盒子连接后不必跨接，但应遵守下述规定：1.管子间采用螺纹连接时，管端螺纹长度不应小于管接头长度的1/2，螺纹表面应光滑、无锈蚀、缺损，在螺纹上应涂以电力复全脂或导电性防腐脂。连接后，其螺纹宜外露2~3扣。2.管子间采用带有紧定螺钉的套管连接时,螺钉应拧紧;在振动的场所,紧定螺钉应有防松动措施。3.管子与盒子的连接不应采用塑料纳子，应采用导电的金属纳子。4.弱电管子内有PE线时，每只接线盒都应和PE线相连。12（2）当配管采用镀锌电管，设计又规定管子间需要跨接时，应遵守下述规定：1.明敷配管不应采用熔焊跨接，应采用设计指定的专用接下来线卡子跨接。2.埋地或埋设于混凝土中的电管，不应用线卡跨接，可采取熔焊跨接。3.若管内穿有裸软PE铜线时，电管可不跨接。此PE线必须与它所经过的每一只接线盒相连。（3）配管采用黑铁管时，若设计不要求跨接，则不必跨接。若要求跨接时，黑铁管之间及黑铁管与接线盒之间可采用圆钢跨接，