数据中心机房建设方案设计

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1、.wd.中国科学院云计算中心遥感云服务研究中心航海运营服务数据中心机房建设方案Version 0.12014-04-18版权信息本文档版权属广东中科遥感技术所有。未经本公司同意，任何组织或个人不得擅自抄袭或备份本文档中的全部或局部内容，并不得以任何形式传播。目录第1节 机房方案设计原那么1第2节 数据中心机房建设工程的要求31. 工程概况32. 工程范围33. 设计应遵循的标准A级34. 机房建设方案具体要求A级35. 工程设计技术指标4第3节 机房的总体规化5机房建设系统组成5第4节 各系统的技术方案81、机房装修设计82、机房电气系统方案设计113、机房精细空调和新排风系统244、综合布线

2、系统305、机房动力环境监控系统386、KVM系统507、FM200消防工程52第5节 设备清单及预算表可能数量的差异，导致预算不准确1第1节 机房方案设计原那么计算机信息网络技术通信网络技术是信息时代的标志，已经广泛应用于各个领域。在现代科学技术高度开展的社会里，计算机机房这概念将越来越广泛地应用于各个领域，近年来高科技迅猛开展，只有通过计算机网络稳定、可靠的运行才能发挥其效益，而计算机的硬件及软件的稳定、可靠运行要依靠计算机房的严格的环境条件，即机房温度、湿度、干净度、噪声、振动、静电、电磁干扰电源质量、防雷和安全防范等要求。因此机房工程的设计与施工也日益被人们所重视为了将机房建设成为一个

3、具有国内领先水平的智能化信息数据处理中心，设计过程中应遵循以下原那么： 1. 先进性以先进、成熟的技术和设备去建设机房，并且能确保几年内 基本满足数据中心机房建设工程计算机应用的需求。2. 可靠性为保证各项业务应用，要对机房布局、构造设计、设备选型等各方面进展高可靠性的设计和建设。在关键设备采用硬件备冗余的根基上，采用相关性软件技术提供较强的管理机制、控制手段和事故监控等措施提高机房的安全可靠性。3. 标准化在机房的设计和施工中，必须严格遵循国家的标准和国际标准，工程做到保质保量。这些标准和标准包括?电子计算机机房设计标准?GB50174-2008、?电子计算机机房施工及验收标准?SJ/T30

4、003-93、?计算机场地技术条件?GB2887-89、?建筑设计防火标准?GBJ16-87、?气体灭火系统施工及验收标准?GB50265-97等。4. 安全性机房是计算机系统运行和重要数据流动、存放的地方，因此，确保机房安全的重要性就可想而知。5. 灵活性整个机房是可扩展的，便于计算机系统的增加、升级和改装，方便数据中心机房系统的调整和扩张。6. 实用性和经济性从实用性和经济性出发，着眼于近期目标和长期的开展，选用先进的设备，进展最正确性能组合，利用有限的投资构造一个现代化的机房。7. 易管理性机房是属于涉及面广、技术含量高的综合性环境，需要管理和维护的设备比较多，机房的建设必须保证机房的可

5、管理性。在优秀的管理之下，将大大提高机房的动作效率，并可迅速简便进展故障的诊断和排除。第2节 数据中心机房建设工程的要求1. 工程概况本工程建设面积为158平米，本次工程功能区分为电信接入室、配电室、走廊、缓冲区、监控室、主机房六个功能区域，具体详见平面布局图。2. 工程范围本次机房建设内容包括：室内装饰、电气系统含市电接入、低压配电、UPS、发电机、照明、防雷接地系统、空气调节系统含精细空调、新风系统、VRV空调、综合布线系统含综合布线、KVM、监控与安全防范系统环境监控、安全监控、门禁系统。3. 设计应遵循的标准A级GB 2887-2000电子计算机场地通用标准GB 50243-2002通

6、风与空调工程施工及验收标准GB/T 50311-2000建筑与建筑综合布线系统工程设计标准GB/T 50312-2000建筑与建筑综合布线系统工程验收标准GB/T 50314-2000智能建筑设计标准GB 50168-92电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准GB 50174-2008电子信息系统机房设计标准GBJ 16-87建筑设计防火标准1997年版JGJ 73-91建筑装饰工程施工及验收标准GB 9361-88计算站场地安全要求GB 15763.1-2001建筑用安全玻璃防火玻璃DGJ08-83-2000J10011-2000 防静电工程技术标准GA/T 367-2001视频安防监控系统

7、技术要求GB 50116-98火灾自动报警系统设计标准SJ/T10796-01防静电活动地板通用标准GB50343-2004建筑物电子信息防雷技术标准4. 机房建设方案具体要求A级1. 机房的温度、湿度温度：摄氏222相对湿度：45%-65%2. 计算机电源频率：50HZ0.2HZ电压：380V/220V5V 波型失真率：小于5%3. 机房照明在距离地面0.8米处，照度不低于200LX常规经历应以400LX为好；4. 接地计算机系统直流接地电阻小于1；交流工作接地系统接地电阻小于4；计算机系统安全保护接地电阻和静电接地小于4；防雷保护接地系统接地电阻小于10。5. 机房活动地板均布荷载：大于8

8、00KG/平方米 集中荷载：大于200KG；活动地板应使用防静电地板。5. 工程设计技术指标编号工程设计指标1.温度按A级标准，夏季232；冬季2022.湿度45% 65%3.温度变化率 5/h，不结露4.制冷量按大于300500KCAL/H.m2 左右估算，按照“N+1备份进展设计。5.尘埃主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于大于或等于0.5m的尘粒数，应少于18000粒。)6.噪音65dB7.照度眩光限制按I级标准，主机房、监控室、测试室照度按300lux 及按现场布局排列，机房内设置备用照明，其照度为一般照明的15%。机房设置有疏散照明和安全出口标志灯。8.接地接地电

9、阻 1，接地电位差5KA；2. 保护反响时间5KA；2).保护反响时间1ns；3).在持续性故障时具有失效保护短路功能。4).在以下情况下，它们要安全断开：3.1长时间持续过压3.2异常强烈的雷电冲击4.金属槽管两端及中间每隔5米应接地；机房内金属门、窗及其金属构件等，均应可靠接地。下面介绍防雷器特点：产品特点l 通过ISO9001及国内权威机构认证；l 德国制造-安全可靠；l 保护功能强大-最大通流量100KV8/20us，残压低；l 保护更全面-选用NPE防雷模块更适用于不同电网制式；l 适应不同需求-配有声光AS、遥信FS、遥信电压监控FS-SU报警功能；l 维护极简便-模块化设计，保护

10、投资；l 故障功能显示-防雷器工作状态一目了然；l 安装方便-标准尺寸，体积小。1. V25B/3+NPE系列技术数据型号V25-B正常工作电压 UN230V最大持续工作电压 UcAC UcDC385505根据VDE 0675，Part 6标准下的分类级别B在5KA8/20冲击电流下的电压保护水平 Up10 Gohm依据IEC 529的雷电流测试10/350最大通流量 is max电量 Q比能 W/R25KA12.5As160 KJ/最大通流量 8/20us Is max50KA100%雷击浪涌反响电压1.2/50UAS 1001KV保护水平1KV反响时间 tA 100 ns使用温度范围-40

11、-+802. 安装 基本要求1、 安装位置：V25-B/3+NPE/FS应安装于楼层的低压主配电柜内，它并联于主断路器的出线侧。2、 防雷器与供电系统的连接线长度应小于50cm.防雷器与地线长度也小于50cm。3、 导线截面的选择依据VDE0100标准 单位：mm2配电电源线70连接电线101625接地线1625354、 由于V25-B/3+NPE/FS的特点，建议在防雷器前串接一个后备空气开关，建议空气开关的容量为32A.5、 FS的接线安装共有三个接线端口，其中1-2接线端为常闭触点，1-3为常闭触点，根据用户报警装置的不同，连接不同的接线端。注意：不可将已保护的线路与未保护的线路或地线并

12、行布线。3. V20C/3+NP过电压保护器V20-C/3+NPE技术参数额定直流电压Uagn500V+20%避雷器校正电压Ur250V50/60Hz绝缘电阻100VRiso10GOhm依据IEC529在10/350雷电测试波形下电流峰值ismax10KA电荷Q5As能量/热量W/R25.7kJ/Q额定容通电流isn(80/20)20kA100%响应时的雷电冲击电压1.2/50UAS100=1kV动作电压=1kV响应时间tA=100ns工作温度-40 to +804. 安装 基本要求1、安装位置：V20-C/3+NPE应安装于机房的开关电源箱内的交流输入侧，它并联于主断路器的出线侧。2、防雷器

13、与供电系统的连接线长度应小于50cm，防雷器与地线长度也小于50cm。3、导线截面的选择依据VDE0100标准 单位: mm2配电电源线70连接电线101625接地线1625354、由于V20-C/3+NPE/FS的特点，建议在防雷器前串接一后备空气自动开关，建议空气自动开关的容量为32A，A类空气自动开关。 5、FS的接线安装共有三个接线端口，其中1-2接线端为常闭触点，1-3为常闭触点，根据用户报警装置的不同，连接不同的接线端。注意：不可将已保护的线路与未保护的线路或地线并行布线。机房接地系统概述接地系统是涉及多方面的综合性信息处理工程,是计算机机房建设中的一项重要内容，不仅影响到计算机设

14、备本身的正常运行，而且还直接关系到计算机设备和工作人员的安全。接地系统是否良好是衡量一个机房建设质量的关键性问题之一。计算机接地系统是为了消除公共阻抗的耦合，防止寄生电容耦合的干扰，保护设备和人员的安全，保证计算机系统稳定可靠运行的重要措施。如果接地与屏蔽正确的结合起来，是在抗干扰设计上最经济而且效果最显著的一种，因此，为了能保证计算机系统安全、稳定、可靠的运行，保证设备、人身的安全，针对不同类型计算机的不同要求，应设计相应的接地系统。接地系统构成及其要求机房或设备间的接地，按其不同的作用分为直流工作接地、交流工作接地、安全保护接地。此外，为了防止雷电的危害而进展的接地，叫做防雷保护地；为了防

15、止可能产生或聚集静电荷而对用电设备等所进展的接地，叫做防静电接地；为了实现屏蔽作用而进展的接地，叫做屏蔽接地或隔离接地。埋入土壤中或混凝土根基中作散流用的导体称为接地体。从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体称为接地线。接地体和接地线统称为接地装置。在接地装置中，用按地电阻来表示与大地结合好坏的指标。上列各种接地的接地电阻值，在国家标准2887-89?计算站场地技术要求?及?电子计算机机房设计标准?GB5017493规定：电子计算机机房接地装置的设置应满足人身的安全及电子计算机正常运行和系统设备的安全要求，计算机机房应采用以下四种接地方式：1. 交流工作接地，接地电阻应不大于4；2. 安全保

16、护接地，接地电阻应不大于4；3. 直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定，一般不大于1；4. 防雷接地，应按现行国家标准?建筑防雷设计标准?执行。接地要求在距接地体30m以内，接地导线用直径为4mm的外包绝缘套的多股铜线缆。假设距接地体超过30m时，接地电缆的直径应参考表的数值。接地距离与导线直径的关系：距离/m导线直径/mm电缆截面积/m2304.01230484.51648785.625761066.2301061226.7351221508.0501513009.875设备柜中的每个配线架柜均要可靠地接到配线架柜的接地排上，其接地导线应大于2.5mm2，接地电阻要小于1W。屏蔽

17、通道与有源设备互连之间接地关系如以下列图。本工程采用综合接地本工程采用综合接地方式，即由原大楼接地端作可靠连接，引线至机房，机房设辅助等电位连接系统，设置机房专用等电位端子排。由等电位端子排引到各机柜的专用接地支线和机房内各电子设备的专用接地支线，穿电线管MT20明敷设。地面接地网：活动地板的钢质支架采用铜片联接，每行支架与局部等电位端子排连接，形成地面接地网。采用330mm紫铜带组成4000*4000mm型等电位接地网络。采用交流220V供电的消防设备，其金属外壳和金属支架与PE线连接。接地线、接地干线与接地体的连接，采用熔接，接地线与电气设备的连接，可用螺栓带有弹簧垫片连接；交流电源线与直

18、流工作地线不能紧贴平行敷设，接地引上线与接地干线的连接采用压接，而不应采用焊接。保护接地可接到电气工程保护接地网上连接，应当结实可靠不应串连接地。信号回路接地与屏蔽接地可共用一个单独接地极，同一信号回路或同一线路的屏蔽层，只能有一个接地点，接地电阻值符合设计规定。所有设备的金属外壳(包括仪表的金属外壳)，当使用说明书无接地规定时，不作保护接地；当规定接地时，直接与其关联设备接地的接地极连接。交流接地和安全工作接地合二为一，与直流接地，防雷接地分别用三根接地引线引至大楼的地面，如以下列图E2，E3，E4。再将它们与避雷地桩E1接成综合接地网。这样他们就有同样的电位，在发生雷击时，不会发生雷电还击

19、而损坏设备。同时，要求接地电阻小于1，可保证接地线间不产生电位差、不相互干扰。这是目前工程上最常见的做法。 为了保证接地电阻小于1，我们将采用优质的接地体和引下线，根据实际情况综合运用深埋、添加降阻剂、增大接地线横截面面积、增加接地体数量等方法来降低接地电阻，以到达国家标准的要求。UPS不连续电源系统系统配备要求 独特的滑动式进/出理念，使更换整个电源模块更简单方便； 可以从设备前部使用和维护维修旁路开关； 双电源输入，可以连接两路独立的输入电源，增加可用性； 提供总线连接方式，方便和外接电池柜连接； 软启动功能容许和更小的发电机配合使用1.2倍UPS额定容量； 用户友好界面包括背光显示，独立

20、状态指示灯和导航键； 在线双变换拓扑构造； 业界最正确的效率96%； 针对工业环境的防护等级IP51。 内部自动旁路：在UPS超载情况下或故障时向负载提供连续供电； 热插拔电池：在更换电池的整个过程中，确保干净、不连续电源以保护设备；模块化电源模块：便于维修和更换； 与发电机全面兼容； 可进展冗于并机和增容并机； 手动维护旁路； 可由用户自行更换的空气过滤装置； 更换模块化电池时无需借助工具； 全正面维护：简化安装和维护同时对空间需求到达最小；技术参数标准交流电源输入输入电压(V)380/400/415V(3相+零线)频率Hz40-70Hz输入功率因数负载大于50% 0.98THDI满载时5%

21、输入电压范围满载时304V到477V，半载时200V到477V400V条件下双路进线是旁路输入电压范围标准为+/-10%，可设置为+/-4，6，8，10%倒送保护倒送保护接触器输出额定输出电压V380/400/415V3相+零线满载时运行效率交流-交流96.0%半载时运行效率交流-交流96.5%额定电池电压下运行效率直流-交流94.8负载功率因数超前0.5到滞后0.5输出频率在正常运行时与主输入同步，自由运行时50Hz +/-0.05%市电供电时过负载能力125%支持10分钟，150%支持60秒电池供电时过负载能力150%支持60秒VTHD0-100%线形负载时2%，100%非线性负载时5%输

22、出电压范围静态负载时+/-1%，100%负载阶路时+/-5%通讯与管理通讯接口带环境检测的网络管理卡控制面板多功能Powerview液晶显示屏做为状态显示和控制平台紧急电源关断EPO是尺寸与重量最大尺寸高*宽*深窄型/最大尺寸高*宽*深宽型1500*523*854最大重量公斤窄型/最大重量公斤宽型662KG环境运行温度040贮存温度-1545相对湿度0到95%非冷凝3、机房精细空调和新排风系统机房精细空调系统机房环境标准为使机房内主要设备和管理操作人员有一个良好的工作环境，并为其具备能够安全、可靠地运行，发挥其最大的工作效率，就要提供一个符合其运行标准要求的机房环境。这包含对制冷、制热、加湿、

23、去湿、滤尘有严格的标准要求，设备运行情况、使用寿命与工作环境有密切关系，温度、湿度、干净度就是工作环境的关键因素。根据中华人民共和国电子计算机机房设计标准GB50174-2008标准: 开机时电子计算机机房内的温、湿度，应符合表3.1.2-1的规定。级别工程 A级 B级 夏季 冬季温度 22+/-2 20+/-218-28相对湿度45%-65% 40%-70%温度变化率5/h并不得结露10/h并不得结露适用房间主机房 基本工作间根据设备要求采用A级或B级备注辅助房间按工艺要求确定 停机时电子计算机机房内的温、湿度，应符合表3.1.2-2的规定。级别工程 A级 B级温度535 535相对湿度40

24、%-70% 20%-80%温度变化率5/h并不得结露10/h并不得结露 主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5M的尘粒数，应少于18000粒。 主机房必须维持一定的正压。主机房与其它房间、走廊间的压差不应小于4.9Pa，与室外静压差不应小于9.8Pa。 空调系统的新风量应取以下三项中的最大值：一、按工作人员每人40m3/h；二、维持室内正压所需风量。本设计采用的标准本方案是根据客户的 基本要求设计而成，整个机房设计参照以下通用标准。l ?电子计算机机房设计标准?GB50174-2008l ?计算站场地技术条件?GB2887-89l ?计算机站场地安全要求?GB93

25、61l ?计算机房设计，施工与验收标准?SJ/T30003-93l ?采暖通风与空气调节设计标准?GB50019-2003l ?通风与空调工程施工质量验收标准?GB50243-20021. 风量计算及说明l 计算方法由于机房内设备高度集中，热量高度密集，消除设备热量需要的风量与机房内设备热负荷成正比，这就要求空调的送风量较大，才能带走设备的热量，换气次数一般选取为：3050次；根据现时计算机机房所摆放设备密度及机器利用率的情况,换气次数可尽量选大，以50次/h为好。l 风量计算由于机房内设备相对集中，消除设备热量需要的风量与机房内设备热负荷成正比，这就要求空调的送风量较大，才能带走设备的热量，

26、同样根据现时计算机机房所摆放设备密度及机器利用率的情况,换气次数以3050次/h为好：那么风量： = 面积 x 高度x次数. 30次风量= 330.0 sq. m. x 3.1m x 50次/hr.= 30,690 m3/hr50次风量= 330.0 sq. m. x 3.1m x 50次/hr.= 51,150 m3/hr 但是我们也不建议风量过大，风量过大会造成机房内的气流过快，影响设备如可能造成设备的连接线等松动及人员的工作，严重时还会造成噪音过大问题。注：电子计算机机房设计标准GB50174-2008设备选型本设计为数据中心机房空调设计,主机房、电信接入室面积共为：92m2，按450

27、Kcal/M2来计算： 机房所需制冷量：92M2450Kcal/M2=41400Kcal41400Kcal860=48.1KW本工程选用3台制冷量不低于25KW精细空调，机组采用2主1备运行方式。1. 技术参数要求总冷量/显冷量KW 30.6/27.8标准冷凝器配置1xCACR 32-6室内机尺寸阔x深，高1940mm 1247x654mm室内机重量445kg室外机重量1x80kg 压缩机数量 2风机数量 2风量8100m3/hr余压50Pa(标准50Pa)电加热功率12kW加湿器蒸汽输出量8kg/hr工作电流量42.0A工作功率 22.4KW 过滤效率 EU4(中效)2. 精细空调配置要求1

28、、控制器：1、最新及最先进的微处理器，触摸式大屏幕液晶中文图形曲线界面显示，320 X 240 LCD 显示；信息量大，操作方便；其自动监控系统功能说明如下：a) 系统能全面了解空调机组的运行状态：随时监测记录机组的运行状态的各种参数及变化趋势，贮存最近3个月的记录。如: 下面的趋势记录可用于一起浏览它们的最大值，最小值和平均值，可多至40个取样值：b) 具有自诊及现场诊断功能、安全保护功能: 自动监控系统不断的对自身系统各功能进展检测，一旦发现错误即发出告警，可同时保存100个告警信息和复位；并可通过手持电脑等设备，通过RS232等接口进展系统检测、诊断，机组通过软件设定，各告警发生后，相应

29、功能具互锁及复位功能，以对机组各功能进展安全可靠的保护；设有三级密码，由不同层次的使用或维护人员进入，保护机组遭未经授权人员误操作。c) 具有良好的人机操作界面：多种文字选择，所有信息(含警报)均能以中文显示，提供各项警报和文字图像显示，先进的图形曲线显示更能使操作员了解环境温度、湿度的变化趋势。一旦发生告警，其信息内容将保存在缓存器中，它可同时保存100个告警信息和复位。告警发生时会发出断续的音响。同时告警图标也出现在显示屏上。d) 记忆控制：微处理器具有永久性记录回风温度和%RH输入通道的能力再加上两者中的一个或两者的剩余输入通道。此外，还可记录功能请求%。e) 温、湿度控制：最先进的控制模式,可根据要求提供多种选择。f) 自动运行控制：具有来电自启动功能，空调机由于供电故障或电压、频率超出范围停机后，当供电恢复正常，每台