机房布局与布线

（一）机房布局与布线

本次机房改造将按照设备的具体应用，以不同功能区域的方式进行划分，整体设计，统一建设，最终建成安全可靠、先进实用的数据中心机房。

通过使用整体机房监控的设计，实现“无人职守”机房。

机房内设备整体布局规划如下图：

图9机房整体平面布局

为使机房的主要设备和管理操作人员有一个清晰的工作界面，并使其能够安全、可靠地运行，发挥其最大的工作效率。我们将机房分为两个大区域，后排区域的两排机柜用于技防网迁移使用。前排区域的三排机柜用于“云计算中心”。其中用于服务器的20个机柜每个机柜设置16口的KVM切换器1套、安装48口光纤配线架1个和48口全光交换机1台。每个机柜配备2个智能PDU(16个16A国标三孔插座)，独立的敷设到不同UPS模块。每排机柜的靠左一端设置电源列头柜、靠右另一端设置网络配线柜。

（二）机房装饰装修

机房装饰工程的宗旨是：既要与现代化的计算机通讯设备相匹配，又能通过精良、独特的设计构思，在确保该机房的安全性、可靠性和可管理性的前提下，本着经济实用的原则，使该机房建设成一流的计算机机房。同时装修材料根据消防要求，选用非燃或难燃、气密性好、隔热、不起尘、易清洁、在温、湿度变化作用下变形小、抗静电的材料。

色彩设计：机房区大部分以白和淡灰为主色调，力求明快、现代感。

1、地面工程

（1）地面的防尘、洁净处理

机房防静电地板安装工程中，地面预处理最为关键，在铺设地板前必须先对地面进行较好的预处理，首先抹平机房地面，作防尘、防水处理，再做自流平处理，起防潮、防霉作用，至此，地面预处理完成。

（2）地面的保温处理

机房采用下送风式空调，且机房不在大楼最底层，必须做地面保温以防结露。该保温层必须满足机房洁净要求，不起尘。保温及防尘漆施工时应保证地板下所有空间(包括地板下墙体)都施工，并且防止地板支架接地部位产生“冷桥”。材料选择带防水、阻燃、保温性能佳、易安装的20mm厚的橡塑保温棉。

（3）防静电地板

在中心机房的工程技术设施中，活动地板是一个很重要的组成部分，活动地板铺设在机房的建筑地面上，活动地板上安装着计算机设备及其他电子设备,而在活动地板与建筑地面之间可以敷设连接设备的各种管线,活动地板具有可拆卸的特点，因此所有设备的导线电缆的连接、管路的连接及检修更换都很方便。敷设路线距离最短，因而可减少信号在传输过程中的损耗。

本机房设计采用铝质陶瓷复合抗静电活动地板抬升系统。施工标准依据国家标准《计算机机房用活动地板技术条件》（GB-86）。

尺寸：*

阻燃性：60REI

抗静电性：-

隔音：大于32DB

集中承受力-N

地板抬升高度　mm

分散承受力-N/m2

异形地板的使用：

异型地板与标准地板配套使用，是地板安装中不可缺少的一部分，任何类型的地板，都配有相应的各种异型地板，异型地板包括有风口地板、走线地板、电源插座安装地板、净化地板等。异形地板也可根据实际情况在施工中自行加工。

活动地板主要构件是地板、可调支撑、桁梁和缓冲垫。由于活动地板整体敷设，对地面平整度要求较高，因此所有地面均用水泥砂浆找平抹光处理，在所有地面自流平工艺施工处理，可起到提高机房洁净度。

计算机机房活动地板敷设高度为0.40米。活动地板安装过程中，地板与墙面交界处，活动地板需精确切割下料。地板安装后用亚光不锈钢踢脚板压边装饰。不锈钢踢脚板与不锈钢玻璃隔墙互相衬托，协调一致，效果极佳。

抗静电地板安装时，同时安装静电泄漏系统。铺设静电泄漏地网，通过静电泄漏干线和机房安全保护地的接地端子封在一起，将静电泄漏掉。

2、天花吊顶工程

考虑计算机房的技术要求以及机房高度要求，整个中心机房天花吊顶选用全铝喷塑格栅吊顶，黑色，是目前在计算机房装修工程中主要采用的天花材料。

机房内的吊顶主要作用：

1．布置管线；

2．安装固定各类设备；

3．安装固定照明灯具及走线。

图10吊顶效果图

本机房吊顶材质选用*方形铝合金喷塑面格栅吊顶。顶棚内作净化处理，在所有吊顶内上层均刷防尘漆三遍，可起到提高机房洁净度作用。

3、墙面工程

墙面装修通常包括墙面处理、抹灰饰面及隔音屏蔽处理。

彩涂钢板为岩棉彩钢夹芯板，即平时所说的彩钢板或金属壁板，它以其外形美观，色泽鲜美、结构新颖、轻质高强、安装快捷、应用广泛等优点，已被世界公认为性能最好的建筑材料。

彩钢夹芯板是以彩色涂层钢板为面材，采用自熄型聚苯乙烯、聚氨脂、玻璃棉、岩棉等多种保温材料为芯材，用热固化胶在连续成型机内加热加压复合而成的超轻建筑板材。具有自重轻(为混凝土屋面重量的1/20～1/30)，保温隔热(其导热系数值为0.W/mk)，施工速度快(无湿作业，不做二次装修,施工周期可缩短40%以上),色泽鲜艳(无需表面装饰，彩色镀锌钢板防腐层保持期在15-30年)的特点，是一种集承重、保温、防水、装修于一体的新型围护结构材料。

在本项目中，我们选择厚度为δ=50mm、夹芯玻镁板和珍珠岩、颜色为象牙白的彩钢板作为内墙装饰材料。

4、门窗工程设计

需对现有机房内窗户进行密封处理后，在进行封堵，使整个效果统一。此外考虑到防火和设备的进出要求，机房配置2樘防火门，一樘为*mm，另一樘为0*mm，选用钢质防火门。

（三）机房电气系统

1、配电系统

本项目机房供配电系统经机房配电柜向主机电源、外部设备、辅助设备、空调、照明、新风设备等提供线制、电压、频率及额定容量符合要求的交流电。本机房所采用TN-S制，即线制为三相五线制，其三相额定电压为伏，单相额定电压为伏，供电频率为50HZ。

根据该机房具体设备及其用电容量，主机房供电设计为由大楼配电室引独立的电源至机房，经过双电源互投后分别给不同设备回路，供插座、空调、照明等用电，同时供给UPS不间断电源用电，经过UPS输出后，分别给5个配电列头柜，再由列头配电柜分别给对应的各服务器机房设备。

机房总配电柜：独立电缆供电，三相五线制供电。内装空气开关。该柜设在机房区，供动力、照明、辅助用电、UPS等用电控制。

每个机柜都通过引出单独的供电线路到机柜，每个机柜可用电源功率可达7KVA。

在配电柜总输入开关设有消防联动设备。当消防报警信号被确认后，可自动切断配电柜进线电源。

总配电柜设有N、PE汇流排，所有空气开关连接均用铜排和软铜线。

重要设备机柜由两路UPS提供双电源电路，实现双回路供电保障。

总配电柜空气开关均选用施奈德电气产品，其中额定电流63A以上空开采用施奈德生产的NC及NS系列空气开关，额定电流63A以下空气开关均采用施奈德生产的C65系列空气开关。

总配电柜可随时直观电压、电流等电量参数。

总配电柜预留若干备用供电回路，以便增容和维护使用。

在总配电柜总输入开关上端，安装三相四模块电源防雷装置，防止雷击产生瞬态浪涌电流对计算机设备产生的危害。

2、电源插座设计

在机房墙壁上设置了维修插座，安装位置为离地板表面mm处。

3、照明系统设计

机房照明质量的好坏，不仅会影响工作人员的工作效率和身心健康，而且还会影响计算机的可靠运行。根据机房的有关要求，照明要求无频闪、无眩光、流明度大、光线分布均匀、不直接照射光面，特别是显示设备和控制板离地面0.8m处机房均布照度应不低于勒克斯。

根据机房实际吊顶布置情况，房间功能照明全部选用亚光高效格栅荧光灯；灯具的尺寸与吊顶板的尺寸相符，美观协调。

4、接地系统设计

根据计算机系统的要求，应提供计算机专用直流工作地，其接地电阻1Ω。机房的静电电压1KV。镀锌钢管、金属软管、金属接线盒外壳等均进行了可靠接地。机柜外壳、金属管道及支架等均接地。

（1）计算机系统的直流工作地：

计算机以及一切微电子设备，大部分采用中、大规模集成电路，工作于较低的直流电压下，为使工作通路具有同一“电位”参考点，将所有设备的“零”电位点接于一接地装置，它可以稳定电路的电位，防止外来干扰，为直流工作接地。

该电阻不大于1Ω，接地电阻越小越好。

（2）交流工作地：

交流工作地的作用是为确保人身安全和保障设备的安全。在计算机系统的交流设备中其交流工作地的实施是将其中性点用绝缘导线串联起来接到配电柜的中线上，然后用接地母线将其接地。

交流工作地的接地电阻应不大于4Ω。

（3）安全保护地：

安全保护地的作用为在绝缘被击穿时保护人身和设备的安全和在绝缘未被击穿时也有保护人身安全的作用。计算机机房内的安全保护地是将所有机柜的机壳，用数根绝缘导线串联起来，再用接地母线与大地相连。

安全保护地的接地电阻应不大于4Ω。

（4）计算机系统的防雷保护地

计算机系统的防雷接地其目的就是要避免雷电的发生，从而保护建筑物、计算机设备和人员的安全。为防止感应雷沿机房电源线进入，损坏机房内设备，在各配电柜进线处均设置避雷器。防雷地阻小于10Ω。

（5）等电位接地

在重要区域和工作人员经常走动的地方设置相对的抗高频干扰接地组。本机房在主机室地面采用3X30紫铜带做均压等电位接地，使活动地板支架、设备外壳等均良好的接地。

本项目将建立小于1Ω的独立的接地系统，以上接地系统均接入总等电位接地点。

5、防雷系统

本项目防雷系统应满足10/us波形。建筑物内部的计算机机房用电器可承受10/us75kA的雷电流的冲击。

电源防雷

电源防雷包括配电柜内安装避雷器，以及在重要设备的电源端子增加避雷插座。这样与建筑物整体构成多级电源防雷，可有效的对电源系统进行防护。

由于雷电侵害，通信系统、计算机系统等时常遭受打击，轻者接口损坏，通信中断或数据误、错码，重者使系统瘫痪，严重影响工作的顺利进行。因此，雷电已成为电子信息时代的一大公害，雷电防护已成为电子设备急需解决的问题。

防雷设计：

1、在机房总配电柜内总输入开关处安装一组避雷器。

2、在机房总配电柜内两个UPS输入开关处各安装一组避雷器。

3、在机房总配电柜内两个UPS输出开关处各安装一组避雷器。

4、机房共用接地与均压等电位系统。

6、不间断电源系统

本项目UPS系统采用模块化N+1UPS系统,能够满足KW负荷使用，且具备另外一个冗余功率模块。

每个功率模块为80KW。

所有这些功率模块均安装于标准的42U机柜中，未来可通过增加机柜中功率模块数量的方式进行增容，最大功率可扩容到KW（含）以上，且这种增容必须能够采用在线热增容方式，即在不停机下增加功率模块。

具有容量冗余和功率模块备份，保证系统的高可靠性并具有在线维修能力，尽量减少系统的故障点，使系统的可用性大于99.%。

UPS功率模块满足KVA=KW的满功率设计的技术要求.

UPS主机该拥有独立于各个功率模块之外的，两套完全独立的控制系统，保证在其中一套控制系统出现问题时，另一套控制系统能无间断地保证UPS继续正常工作。

UPS该具有独立于各个功率模块之外的，整机的独立静态旁路模块，且此静态旁路模块需具有在线热插拔更换维修的能力。

UPS主机该具备在不需要转旁路，即UPS工作在逆变状态主回路的正常情况下，增加和减少功率模块的能力。

UPS系统内可安装标准配置的热插拔电池模块，保证在外部电池组断开的情况下，依靠主机内标配的原装电池组仍能延时5分钟以上。UPS系统可对该热插拔电池模块进行监控，当其中任何一块热插拔电池出现故障时，系统可自动告警。

UPS采用双变换纯在线式技术，具有稳压、稳频等功能。

UPS必须配置网络监控卡（RJ45接口或RS），实现访问和管理UPS的功能。

UPS必须配置串口（RS接口），并免费提供通讯协议。

UPS具备用以下保护功能：过压保护、低压保护、温度监控、过载、电池低压、断电等均由微处理器监控，并自动进行处理。

（四）机房空调系统

1、机房环境设计标准

精密机房属重要设备运行工作场所，机房内有严格的温、湿度要求，机房内按国标规定配置空调设备：

表13机房空气环境设计标准

同时，主机房区的噪声声压级小于68分贝

在表态条件下，主机房内大于0.5微米的尘埃不大于粒/升

为使机房能达到上述要求，应采用精密空调机组才能满足要求。

2、机房环精密空调容量设计

机房内主要的热负荷来源于设备的发热量及环境维护结构的热负荷。因此，我们要了解主设备的数量及用电情况以确定精密空调的容量及配置。根据以往经验，除主要的设备热负荷之外的其他负荷，如机房照明负荷、建筑维护结构负荷、补充的新风负荷、人员的散热负荷等，根据机房的面积进行测算。

依据以上情况及机房负载情况，首期项目选用3台40KW空调，做到2主1备，从而更可靠的保证设备的正常运行。

3、空调送风方式的设计

由于地面铺设静电地板，因此我们建议采用地板下送风方式，以达到良好的制冷效果。地板高度不低于mm。

4、空调上下水设计

精密空调系统上水管采用优质镀锌管，下水管采用优质PPR管，上水管路可由本层卫生间引至机房内，下水管通向13层卫生间排水处。空调四周做挡水台，以防止冷凝水及意外漏水时扩散至机房内，保证机房设备的安全。另外在空调区地面设有漏水自动监测系统，可实时监测地面漏水状况。

（五）动力环境监控系统系统

机房为现代化的专业计算机机房，是信息系统基础平台所在地，机房中的电子设备价值很高，且承担重要的任务，对其运行环境的要求也很高。因此，机房管理已成为一项重要工作，机房采用管理人员巡查或24小时值班，这样不仅耗费了大量的人力财力，而且不能准确高效的实时监测环境设备，不能及时发现故障、排除故障，单位主管部门及有关领导，也不能及时掌握机房的日常管理情况，为此需对机房里的环境设备及基础子系统（如配电、UPS、空调、温湿度、漏水、门禁、图像、消防系统等）进行实时监测和有效管理。

机房动力环境监控系统是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络，其监控对象是机房内动力设备及机房环境。监控系统提供的一种以计算机技术为基础、基于集中管理监控模式的自动化、智能化和高效率的技术手段，对于建设监控系统对充分利用人力资源，加强维护支持手段的建设，保障设备稳定运行和机房安全，提高劳动生产率和网络维护水平，实现机房从有人值守到无人或少人值守，促进电源设备维护现代化具有积极的促进作用。

本方案内容主要设计以下几个子系统：

1、配电监测子系统

2、UPS监控子系统

3、空调监控子系统

4、门禁管理子系统

5、温湿度监测子系统

6、漏水监测子系统

7、消防监测子系统

8、图像视频监控子系统

各个子系统主要实现以下监控功能：

1、配电柜监控：监测市电各相的电压、电流有功功率、无功功率等各项参数，监测重要设备开关的开合状态；

2、UPS系统监控：监测UPS整流器、逆变器、电池参数、旁路、系统负载，电池后备时间等UPS所能提供的各项数据；

3、空调系统监控：实时、全面诊断空调压缩机、风机、补给水、水泵、加热器、加湿器、除湿器等运行状态；

4、门禁系统监控：实现机房门的开关控制和进出人员记录等数据；

5、温湿度监测：监测机房的温度和湿度，可自行设置上下限告警值；

6、漏水监测：监测机房空调及周边漏水状态；

7、消防系统监控：采集消防报警主机干节点信号；监测消防报警主机的工作状态；

8、图像视频监控：对机房整体状况及人员进出实时监控；一旦有异常事件发生，监控系统自动弹出现场图像画面，即时录像并作报警提示和处理；

9、系统出现异常后能发出多媒体语音报警，同时软件界面弹出报警提示，并以电话语音或手机短信方式发出告警；能通过WEB方式进行远程浏览、管理。

图11动环监控系统

（六）KVM系统

KVM系统是用一套或数套显示器、键盘、鼠标在多个不同操作系统的多台主机之间切换，实现一个用户使用一套键盘、鼠标、显示器去访问和操作一台以上主机的功能。技术的核心思想是：通过适当的键盘、鼠标和显示器的配置，实现系统和网络的高可管理性，提高管理人员的工作效率、节约机房面积，降低网络服务器系统的总体拥有成本（TCO）。

1、方案说明

方案采用Raritan公司Dominion系列产品，在系统管理人员的统一安排下，操作人员只需要通过控制终端就可以接入网内的各种平台服务器/设备以进行对这些设备的各种操作而不需要来回穿梭于机房。

2、方案拓扑图及说明

本方案选用2台DominionKX2-，系统最大可以支持4个远程用户同时对数据中心64台服务器进行集中管理。DominionKX2-还提供1个本地用户在本地进行管理。

3、方案特点

（1）在DKX数字交换机实现的方案中，只需要给DKX数字交换机配置一个IP地址，此IP地址以分布于公网、内网以及不同的子网，对被控制服务器的IP地址没有任何的要求，可以分布于IP的任何一个部分，也支持VLAN；

（2）采用DKX数字交换机连接所有的系统，支持不同类型的服务器（HP、IBM、SUN、康柏、小型机等）和串口设备，可实现所有设备的连接；

（3）利用原有局域网连接，简化工程施工；

（4）提供数字化远程管理，可通过网络对机房设备进行管理；

（5）还可连接串口设备，使你能够把机房所有设备，包括路由器、交换机、防火墙、温控和湿度都整合在一套KVM系统内，真正做到轻松简便的管理整个数据中心；

（6）所有切换设备完全独立，相互之间不存在干扰，可对系统无限扩容，轻松升级到上千台服务器；

（7）保持原有网络布线格局，连接所在层的服务器，并且在每一层设有独立的认证服务器加强安全认证。

（七）机房消防报警和气体灭火系统

本项目机房内按照消防规范设置SDE柜式气体灭火系统及报警系统并联动。SDE灭火系统的储存方式为固态、常压，释放后气体为惰性洁净气体，对设备及人员无伤害。采用无管网形式。

SDE消防产品介绍如下：

SDE灭火系统系列产品按照储存状态可以分为固态成气类和液态二类。

保护场所小、体积在立方米以下的一般保护空间可以按照要求采用无管网系统的SDE/GDG系列或者SDE/T系列产品，前者适用于保护电缆夹层、保护对象不是很精密而且不需要进行特别保护的的场所，后者则更侧重于保护精密仪器、电力通讯等电子仪器仪表相对密集且需要进行防雷、防震的洁净场所，如电力设备的控制中心、铁路系统的调度中心、变配电室、无人职守的机站、牵引变等场所。

SDE固态成气类气体灭火系统介绍

基本情况：SDESDE固态成气类灭火剂及灭火系统由昆山宁华公司于年开始研制，并于年研制成功的一种新型气体灭火产品，灭火剂在常温常压下以固体形态储存，工作时经电子气化启动器激活催化剂启动灭火剂，并立即气化，气态组分约为CO2占35%、N2占25%、气态水占39%，雾化金属氧化物占1~2%。因不含F、Cl、Br、I等卤族元素，故对臭氧层破坏指数ODP=0，且温室效应潜能值GWP≤0.35。是目前国内唯一拥有自主知识产权的一个气体灭火产品。

根据雾化金属氧化物的种类不同，灭火剂的配方组成也不一样，在形成灭火系统时产品也就自然形成SDE/GDG型和SDE/T型二类，但是从灭火原理来说，二类产品的机理是基本相同的。

产品灭火机理：是以物理窒息和低温气态水冷却火场温度的物理灭火为主，抑制燃烧反应的化学灭火为辅的物理、化学二种灭火方式相结合，实现全淹没、全方位灭火。

1）灭火原理：在惰性气体发生器内的化学反应式：

SDE----CO2+N2+H2O（↑）+MO

实施灭火的第一步，是气体产物对保护区内氧气含量的稀释作用，在设计的灭火浓度范围内可以将氧气含量稀释到17-18%左右，这一作用是以CO2、N2、H2O（↑）物理“窒息”灭火为主方式；为了提高灭火效率，加快灭火速率，让MO起作用

H2O（↑）+MO----MOH·+OH·

MOH·+H·----H2O（↑↑）+M

M+OH·----MOH·

MOH·+OH·----H2O（↑↑）+OM

在灭火现场进行的化学反应：化学反应快速循环重复进行，不断切断火焰燃烧链，产生化学灭火作用，从而提高灭火效率，加快灭火速度，减少灭火剂用量。

气体发生器内产生的H2O（↑气态）与MO火焰燃烧反应产生的二次H2O（↑↑气态），由于其化学反应产生的动能推动与其他气体发生碰撞产生水微粒，而水微粒的粒径小，比表面积增大，在吸收火场热量的同时，冷却燃烧反应，吸热后的水微粒又容易气化，体积能够增大近倍，由于水蒸汽的循环产生，既稀释了防护区内的氧气的浓度，降低了火场温度，窒息了燃烧反应，又有效地控制了热量的辐射，起到阻止火灾蔓延的效果，对扑救A类深位火的作用明显，这也就是SDE之所以能以较低的灭火浓度实施灭火的主要原因所在，对扑救A类深位火灾的效果尤为显著。这与细水雾的灭火机理极为相似。

控制MO的总量：MO量多，灭火效果显著，但MO的质量比超过5%，惰性气体中的气溶胶比例增加，灭火机理将产生根本的改变，当该比例超过10%之后就与市场上的气溶胶产品相似了，灭火现场出现固态残留物，在潮湿的空间内容易吸收水分从而可能产生导电物质，对保护的设备产生破坏作用，SDE产品增加气化催化剂，通过组方的合理优化，控制MO的排出量占质量比的1~2%以下。

2）气化速度的控制：

SDE灭火剂在反应时，为放热反应，灭火剂组方中的气化反应稳定剂，降低气化反应温度，将气化速率控制在0.03~0.09g/cm2.S的范围之内，使惰性气体发生器内气化反应分层、平稳地进行。

3）工作压力的控制：

气体发生器是SDE灭火系统的关键部件，它的设计、制造水平直接影响整个系统的性能与造价。SDE生产厂家通过对惰性气体发生器的径高比的合理设计，确定其最佳容积和最佳充装率，以产生最佳的气化速率，并将系统压力控制在0.6Mpa以下。在此工作压力下，混合的惰性气体中的气化水蒸汽到达喷嘴时对火焰的喷射强度最佳、吸热效能最显著，在火场，产生的二次气态水更易蒸发，从而让水雾产生灭火的效果最好。

SDE灭火剂及灭火系统的优点：SDE灭火剂灭火迅速、在被保护物上不留残留物。毒性指标中，可观察到有害作用的最低浓度LOAEL=17.5(%),未观察到有害作用的最高浓度NOAEL=15(%)，均在SDE有效灭火浓度8~14.6%以上，产品经中国预防医学科学院毒理学家王淑洁教授分析后认为：SDE气体产物特性明显，可以认为“SDE综合气体是低毒的安全的产品。”

SDE的电气绝缘性试验：将SDE惰性气体喷入设有电动机、计算机、收音机线路板、配电盘的密闭空间内，设备的工作电压为V—V。试验结果为：在喷放SDE气体的过程中，电阻的读数明显下降，但设备仍能正常工作；当将气体通过排烟系统排出后，随着设备变得干燥，电阻值又逐渐恢复正常值。