典型數(shù)據(jù)中心機房設計及各專業(yè)平衡教程文件

1、典型數(shù)據(jù)中心機房設 計及各專業(yè)平衡 典型數(shù)據(jù)中心機房設計及各專業(yè)平衡 一數(shù)據(jù)中心機房模型介紹 數(shù)據(jù)中心機房是為電子信息設備提供運行環(huán)境的場所，可以是一幢建筑物或建 筑物的一部分，包括主機房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)等。圖一所示為典 型數(shù)據(jù)中心機房模型。 圖一典型數(shù)據(jù)中心機房模型 典型數(shù)據(jù)中心機房工程按照功能劃分主要包括輔助設備區(qū)（UPS 及其電池、柴 油發(fā)電機組）、主機房、監(jiān)控室、會商間和辦公區(qū)等。在實際建設中數(shù)據(jù)中心 機房功能區(qū)域的設置和平面布置可以視具體情況有所不同。 數(shù)據(jù)中心機房的使用性質、管理要求及其在經(jīng)濟和社會中的重要性決定了其特 殊性和安全性。它作為建筑物或建筑物的一部分，必然會

2、受到外部環(huán)境的干 擾，從而影響數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)電子信息設備的正常運行，輕者遭到經(jīng)濟損失， 重者可能影響社會穩(wěn)定，造成不可估量的重大災難。外部環(huán)境主要包括不安全 人員、雷電、 水災、電磁干擾、地震等等。圖二所示為典型數(shù)據(jù)中心機房的風 險識別和控制措施。 亠 + 翳丸捨贏 Nt拾 圖二典型數(shù)據(jù)中心機房的風險識別和控制措施。 基于數(shù)據(jù)中心的特殊性和風險控制的需要，典型數(shù)據(jù)中心機房工程所涵蓋的工 程內(nèi)容主要包括：裝飾裝修工程（機房區(qū)環(huán)境工程、辦公區(qū)環(huán)境工程、監(jiān)控區(qū) 環(huán) 境工程、動力區(qū)環(huán)境工程）；電氣工程（柴油發(fā)電機系統(tǒng)、不間斷電源配電 系統(tǒng)、動力配電系統(tǒng)、照明配電系統(tǒng)、電源防雷系統(tǒng)、機房接地系統(tǒng)）；空調(diào)

3、 工程（專用 空調(diào)系統(tǒng)；輔助空調(diào)系統(tǒng)；新排風系統(tǒng)工程）；消防工程（自動報 警系統(tǒng)；分區(qū)氣體滅火系統(tǒng)；分區(qū)水噴淋系統(tǒng)）；弱電工程（樓宇設備自控系 統(tǒng)；安防控制管理系 統(tǒng)；通信網(wǎng)絡自動化管理系統(tǒng)；結構化布線系統(tǒng)；公共信 息系統(tǒng)工程：監(jiān)控中心控制系統(tǒng)）。 數(shù)據(jù)中心機房工程的用途決定了其設計和建設的復雜性。在設計和施工中應著 重解決如下問題：可用性、可管理性、安全可靠性、節(jié)能環(huán)保。為了更好的解 決 上述問題，數(shù)據(jù)中心機房工程設計、施工等參與各方應綜合各專業(yè)的技術要 求，并進行有效的整合、協(xié)調(diào)和集成，使得各專業(yè)在數(shù)據(jù)中心機房中發(fā)揮應有 的作用，并 形成一個有效的整體，為其中的電子信息設備運行提供高效、平

4、穩(wěn) 的運行環(huán)境。 數(shù)據(jù)中心機房工程設計和施工所涉及的問題極多。本文將就冷熱通道的氣流組 織、管線綜合平衡、集中監(jiān)控平臺等幾個橫跨多個專業(yè)的問題展開討論，并提 出相應解決方案。 冷熱通道的氣流組織數(shù)據(jù)中心機房的氣流組織形式應根據(jù)電子信息設備本身的冷卻方式、設備布置 方式、布置密度、設備散熱量、設備散熱方式、室內(nèi)風速、防塵、噪聲等要 求，并結合建筑條件確定。 式 下堆上旦 上進上営（回） ttMn 送的口 L帝叫調(diào)事葉岡的帚様岡口 口口的活動地樁） M孔板 1-M 口 2帶擴敲帆風口 3孔抜口 4 .百時_地口 5A口 1百葉風口 2口 】格療拠口2百川d口3口4史它弋口 彳匸送畑虔應菸干宜內(nèi)空勺

5、驀點溫度4匸 表一所示機房氣流組織形式、風口及送回風溫差 數(shù)據(jù)中心中機柜或機架高度大于1.8m、設備熱密度大、設備發(fā)熱量大或熱負荷 大，一般采用活動地板下送風、上回風的方式。目前應用最廣泛、最適用的氣 流組織形式為冷熱通道的送回風方式。冷空氣從機柜或機架的前面吸入，熱空 氣從機柜后面排除。設備放置在機柜或機架內(nèi)，將會達到極好的散熱效果。如 圖三所示。 圖三冷熱通道氣流組織 按照上述氣流組織的要求，以下問題應得到極好的解決: 1、靜壓箱的形成 根據(jù)電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范 GB50174-2008的要求，活動地板下的空間 作為靜壓箱時，地板高度不宜小于 400mm活動地板下空間作為靜壓箱還應做好

6、 如下工作： （ 1 ）盡量選擇優(yōu)質的活動地板，以保證在長期低溫恒濕環(huán)境下材料不變形，不 起鼓。 （2）活動地板的鋪裝應加強質量管理，尤其在邊角處理上一定要牢固，以免發(fā) 生變形影響靜壓箱的密閉性。 （3）活動地板下的空間應做好封堵工作，尤其在管槽出入處、門（洞）口、輕 質隔斷下等部位的封堵，以保證靜壓箱的密閉性。 （4）機柜或其它電子信息設備下方及下進線口應保證密封。 2、保溫處理 目前，多數(shù)數(shù)據(jù)中心選用專用空調(diào)。為了將溫度控制在23 1C,無論是水冷 或者風冷系統(tǒng)，空調(diào)機組的出風口的空氣溫度一般在15C以下。容易在下層樓 板結露，從而影響下層辦公區(qū)域的使用。因此，地板下應做好保溫處理。保溫

7、材料的選擇應滿足消防要求，并應采用環(huán)保材料。 3、設備布置 為了保證氣流組織順暢，數(shù)據(jù)中心內(nèi)設備布置應有力于空調(diào)送回風。目前廣泛 采用的方式為設備列與空調(diào)機組送風方向保持水平，避免交叉甚至垂直。機柜 或 機架的前門應朝向冷通道，而后門則朝向熱通道。因為大量電子信息設備的 風扇安裝在設備后側，這樣將有力于冷通道吹出的冷空氣在設備內(nèi)主動流通， 大大提高了 散熱效果。在不同機房中可能安裝不同類型的電子信息設備，但只 要采用冷熱通道氣流組織，均應盡量按照上述原則進行設備布置。 4、地板排布及風口安裝 數(shù)據(jù)中心的冷熱通道一般采用架空活動地板。目前，機房工程大量采用的是 600X 600mm的抗靜電地板。

8、選擇風口地板時，應盡量選擇與相應地板配套的 風口地板。按照冷熱通道氣流組織要求，冷通道應安裝風口地板，而在機柜或 其它電子信息設備下方則應密封。照此原則，為了后期運行維護方便以及機房 整潔美 觀，冷通道（設備列中）安裝的風口板應盡量選擇整板。 數(shù)據(jù)中心設計時，設計人員應在地板平面圖中注明風口地板安裝數(shù)量和位置。 風口地板的數(shù)量及安裝位置應按照設備散熱量、風口地板通風率、室內(nèi)溫差控 制的因素綜合考慮，由空調(diào)專業(yè)人員計算設計。 5、回風保證措施 如圖三所示，熱通道的熱空氣應該順暢的回到空調(diào)機組進行制冷處理，才能有 效保證氣流組織的順暢性。 6、防塵處理 按照數(shù)據(jù)中心機房要求，靜態(tài)條件下測試，機房內(nèi)

9、 0.5卩m的塵粒數(shù)w 18000 粒/升。在采用冷熱通道氣流組織的數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)，空氣的流動是十分順暢 的。這要求在氣流組織通道內(nèi)必須做好防塵處理。 （1）地板下原地面應做好防塵處理。在地面保溫和地板施工前，原地面應做好 潔凈處理，并刷（噴）防塵涂料，做好隱蔽檢查記錄。 （ 2）原樓板做好防塵處理。在吊頂或轉換層施工前，原樓板做好潔凈處理，并 刷（噴）防塵涂料，做好隱蔽檢查記錄。 （3）機房內(nèi)風管等保溫材料應盡量避免使用玻璃絲綿等易起塵的材料。 7、環(huán)保和節(jié)能措施 綠色數(shù)據(jù)中心機房將是未來設計和施工人員長期共同的目標。綠色數(shù)據(jù)中心工 程涉及的專業(yè)多、內(nèi)容也十分復雜。筆者結合工程實踐經(jīng)驗，就機

10、房工程在環(huán) 保和節(jié)能方面的注意事項做如下介紹： （1）經(jīng)驗告訴我們，機房凈高在 2.6-3.0m 之間將會在回風和節(jié)能方面達到平 衡。所以，機房選址時應盡量考慮這方面的因素。如果機房層高過高，一般建 議增加二次吊頂及轉換層，以降低機房凈高。 （ 2）為了保證氣流通暢，機房空調(diào)機組將加壓送風?？照{(diào)設備出風口至最遠端 風口地板的距離俗稱送風距離。送風距離如果較遠，設備送風壓力越大，而壓 力越大，機房噪聲也將越大，而且空調(diào)效率也會大大降低。有人值守的主機房 和輔助區(qū)，在電子信息設備停機時，在主操作員位置測量的噪聲值應小于 65Db （A）。 為了降低機房噪聲、提高空調(diào)設備效率，送風距離不宜超過15m

11、在機房選址、 設計、平面規(guī)劃時應考慮這方面的問題。 三管線綜合平衡 目前，更多的數(shù)據(jù)中心工程采用上走線無吊頂方式進行管線綜合設計。筆者就 此類典型的數(shù)據(jù)中心機房工程在管線綜合方面做如下介紹。 1、頂部聯(lián)合支架安裝 在采用上走線方式的數(shù)據(jù)中心中，頂部將產(chǎn)生大量的機電安裝工作，如燈具、 強弱電橋架、風管、消防報警、氣體滅火管道、攝像機等。按照傳統(tǒng)的安裝方 式，施工人員將在機房原頂板打大量的孔并采用膨脹螺栓連接。這種安裝方式 將產(chǎn)生如下不利影響：（1）在原頂板大量打孔將有損原樓板結構；（2）安裝 完成的 設備不能移動位置，將不利于后期電子信息設備安裝和使用；（3）可 擴展性較差。隨著機房后期發(fā)展，機

12、房內(nèi)設備有可能增加，相應強弱電線槽等 將增加。如果采 用傳統(tǒng)的安裝方式，勢必在后期安裝時將重新打孔，成品保護 將是一個難題。 頂部聯(lián)合支架安裝方式將很好的解決上述不利影響。所謂頂部聯(lián)合支架是指在 原樓板下安裝一層網(wǎng)格 n型鋼轉換層。這樣所安裝的設備將可以在轉換層上滑 動，將大大提高機房的靈活性及擴展性。燈具的安裝則采用倒n型大龍骨，相 應電源線敷設在大龍骨內(nèi)，而燈具也可以根據(jù)實際需要在大龍骨上滑動。 圖四所示頂部聯(lián)合支架安裝實例 2、頂部氣體滅火管道和報警管線排布和安裝消防報警應安裝在頂部最高處，而 氣體滅火管道則緊貼轉換層安裝。 3、頂部新排風管道排布和安裝為了保證機房內(nèi)凈高和氣流組織順暢，

13、新排風管 道排布應在滿足規(guī)范的前提下盡量沿機房墻體貼頂安裝，但不得安裝在空調(diào)機 組上前方或正上方，以免影響空調(diào)回風。此外，風管排布應與空調(diào)送回風方向 順直，不宜交叉甚至垂直。 4、燈具排布和安裝 無吊頂機房頂部的燈具應安裝在設備或機柜列中上方，不宜安裝在設備或機柜 正上方。 5、上走線強弱電橋架排布和安裝 采用上走線方式的機房在強弱電橋架安裝時應結合機柜或設備的下線方式排 布。比如某些機柜或設備在其背側下線，相應橋架安裝時應靠后側安裝，反之 亦然。強弱電橋架安裝時應與空調(diào)回風方向順直，不宜交叉甚至垂直，尤其要 避免在空調(diào)機組回風口附近交叉或垂直。 6、地板下氣體滅火管道和報警管線排布和安裝地板

14、下氣體滅火管道和報警管線 應盡量貼近活動地板底部安裝，并且與空調(diào)送風方向順直，不宜交叉甚至垂 直，尤其要避免在空調(diào)機組送風口附近交叉或垂直。 7、地板下線槽排布和安裝 目前，無吊頂機房大部分采用弱電上走線，強電下走線。強電線槽在地板下安 裝時應與空調(diào)送風方向順直，不宜交叉甚至垂直，尤其要避免在空調(diào)機組送風 口附近交叉或垂直。為了保證送風順暢，線槽應在熱通道地板下敷設。 8、地板下空調(diào)機組冷媒管道和上下水管道排布和安裝地板下空調(diào)機組冷媒管道 和上下水管道應在機組后側安裝，以免影響空調(diào)機組送風。結合上述第 7 點的 要求，空調(diào)機組定位時一定要在后側留足空間，經(jīng)驗值為600 1000mm. 四集中監(jiān)

15、控平臺 基于數(shù)據(jù)中心的特殊用途，工程技術人員必須有效解決其可管理性。目前能夠 實現(xiàn)的目標是建立一個數(shù)據(jù)中心集中監(jiān)控平臺，運維工程師在熟練應用這個平 臺的基礎上結合現(xiàn)場巡視，將較好的解決可管理性。 集中監(jiān)控平臺由計算機設備、監(jiān)控軟件、顯示設備、監(jiān)控工作臺、各類傳感器 等組成，并具備與大樓樓宇自控系統(tǒng)集成的接口。其所需集成的專業(yè)幾乎涵蓋 了機房環(huán)境中所有關鍵環(huán)節(jié)。本文就常見的幾個系統(tǒng)功能 做如下介紹： 1、開關電源（配電柜） 采用電量檢測儀監(jiān)測機房市電供電質量（電壓、電流、有功功率、無功功率、 功率因數(shù)、頻率等參數(shù)）。對于重要的參數(shù)，可作曲線記錄，系統(tǒng)管理員和操 作 員可以通過歷史曲線圖查看一年內(nèi)

16、每一天的電壓、頻率、有功、無功的最大 值、最小值、當前值。通過分析有關參數(shù)的歷史曲線，可清楚地知道供電質量 是否正常。 一旦市電參數(shù)越限，系統(tǒng)報警，也可通過電話語音系統(tǒng)自動撥打指 定的電話、手機進行電話語音報警。 對于機房內(nèi)重要的配電開關，其狀態(tài)監(jiān)控是十分必要的。一旦開關跳閘，監(jiān)控 系統(tǒng)相關界面上開關變色閃爍，同時發(fā)出語音報警，并可通過電話語音系統(tǒng)自 動撥打指定的電話、手機進行電話語音報警，通知管理人員盡快處理。 2、專用空調(diào) 通過專用空調(diào)自帶的智能通訊接口（RS232/485）,系統(tǒng)可實時、全面地監(jiān)控空 調(diào)各部件的運行狀態(tài)、參數(shù)數(shù)值、故障和異常報警，并可遠程修改空 調(diào)設置參 數(shù)（溫度和濕度）

17、和進行空調(diào)的遠程開關機。系統(tǒng)一旦監(jiān)測到有報警或參數(shù)越 限,將自動切換到相關的運行畫面。對重要參數(shù)可作歷史曲線記錄,用戶可通 過曲線記錄直觀地看到空調(diào)機組的運行品質。對嚴重的故障,可按事件的報警 級別設置是否自動撥打預設的電話、手機進行電話語音報警。 3、UPS電源機組 通過UPS電源機組設備的智能通訊接口及通訊協(xié)議，實時地監(jiān)視UPS整流器、 逆變器、電池、旁路、負載等各部分的運行狀態(tài),和輸入 / 出電壓、電流、 旁 路電壓、電池電壓等參數(shù)數(shù)值，故障和異常報警。系統(tǒng)可全面診斷UPS狀況， 一旦UPS內(nèi)部參數(shù)越限或組件故障報警，將自動切換到相應的UPS運行畫面。 方便管理員全面了解UPS的運行狀況

18、，及時地發(fā)現(xiàn)并解決 UPS運行中出現(xiàn)的各 種問題。 4、新風系統(tǒng) 一旦新風機停止工作或出現(xiàn)故障，監(jiān)控主機給出告規(guī)劃設計NPLAINNING&DESIG 機房技術與管理？ 24？ 2011年01月警。而在新風處理兩側設備壓差開關能有 效監(jiān)控新風過濾器是否需要清潔或更換。 5、漏水檢測 鑒于機房內(nèi)設備的重要性，如不慎發(fā)生漏水而不能及時發(fā)現(xiàn)并處理，后果將不 堪設想。因此用漏水感應線將有可能漏水的水源包圍起來，一旦漏水，可確保 系統(tǒng)在第一時間報警。避免重大事故發(fā)生。 6環(huán)境溫濕度 對于重要機房，設備對溫、濕度等運行環(huán)境的要求非常嚴格；而面積較大的機 房由于氣流及設備分布的影響，溫濕度值會有較大的區(qū)別，

19、應根據(jù)主機房實際 面積，加裝溫濕度傳感器，檢測機房內(nèi)的溫、濕度。通過模擬量采集模塊將溫 濕度傳感器檢測到的溫濕度值傳送到監(jiān)控系統(tǒng)，顯示短時間段內(nèi)的變化情況曲 線圖。并可 設定每個溫濕度傳感器的溫度與濕度的報警上限與下限值。當任意 一個溫濕度傳感器檢測到的數(shù)據(jù)超過設定的上限或下限時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報 警。提示管理員通過 調(diào)節(jié)空調(diào)溫、濕度值給機房設備提供最佳運行環(huán)境。 五總結 數(shù)據(jù)中心機房是涵蓋了建筑、機電安裝和 IT三大領域多項專業(yè)技術的集成工 程。在建設中，我們一方面要充分體現(xiàn)各專業(yè)的技術功能和遵循其技術要求， 還 要做好各專業(yè)技術的協(xié)調(diào)配合。而后者往往是工程技術人員常常容易忽略或 考慮不周的

20、問題，從而導致工程缺陷甚至留下重大隱患。因此，數(shù)據(jù)中心機房 建設人員尤 其是項目負責人，應充分重視和做好專業(yè)平衡工作，這將在項目建 設、使用過程中受益匪淺。（因篇幅有限，本文略有刪節(jié)） 沁園春雪 北國風光，千里冰封，萬里雪飄。 望長城內(nèi)外，惟余莽莽；大河上 下，頓失滔滔。 山舞銀蛇，原馳蠟象，欲與天公試 比高。 須晴日，看紅裝素裹，分外妖嫦。 江山如此多嬌，引無數(shù)英雄競折 腰。 惜秦皇漢武，略輸文采；唐宗宋 祖，稍遜風騷。 一代天驕，成吉思汗，只識彎弓射 大雕。 俱往矣，數(shù)風流人物，還看今朝。 出師表 兩漢：諸葛亮 先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋 也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于 陛下也。誠宜開張圣聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲