小型信息机房建设方案-ver1.0

安徽国购集团汇金大厦25楼信息机房建设方案 文档作者：安徽朗泰信息技术有限公司创建时间：2015.03修改时间：2015文档编码： 当前版本： 审批者：国购项目经理 朗泰项目经理 目 录一、机房概述31.概述31.1工程概况31.2设计原则、依据和设计目标61.3机房总体规划10二、技术方案141.数据中心机房建筑装修162.数据机房电气工程173.UPS供配电系统184.数据机房空调系统195.数据机房门禁及视频监控系统206.数据机房消防系统217.数据机房等电位接地及防雷系统22一、 机房概述1. 概述1.1 工程概况安徽国购集团汇金大厦25楼现有机房面积约为20m2，始建于2010，当时结合国购集团业务和服务器数量等实际情况，选择了基于原有房间进行机房建设，当时规划未来5年的机柜数量共计4台42U机柜，采用大功率非精密空调，只进行简单温度、湿度、断电等环境监控。因当时规模较小，则未考虑气体灭火，视频监控、门禁监控等高等级机房相关模块。本次工程规划建设区域分为：规划区域内的主机房区域、监控中心。机房主要作为安放服务器、网络设备、电信设备、电源、空调场所，能满足通透式集群机房管理的需要，展示出现代化和谐的科技管理环境，应根据使用性质与功能进行合理分区、科学设计。下面结合国家规范及我公司多年来在计算机机房工程设计和监理实施中的经验，来对国购集团25楼的计算机机房工程建设中所涉及到的机房总体设计、机房装修两大部分内容逐一进行论述。中心机房布局示意图中心机房系统运行示意图中心机房处于整个国购集团信息化系统的中心，安全、稳定是长期运行的保障因素。因此在数据中心标识管理的实际应用中，根据不同的设备环境，标识的实现方式可以分为粘贴式和悬挂式。粘贴式标识是较传统的标识，应用广泛。符合标准的粘贴式标识应该满足如下条件：在标准数据中心环境下，字迹清晰、明确，粘贴牢固；抗水、抗油、抗化学品擦拭，标签工作年限：可达室内1015年（除人为破坏外）。悬挂式标识是补充类别，多用于不适合粘贴的环境，如服务器等无粘贴表面的设备、较粗线缆等。符合标准的悬挂式标识应该满足如下条件：字迹清晰、明确、耐撕扯；抗水、抗油、抗化学品擦拭，标签工作年限可达室内1015年（除人为破坏外）中心机房各标示应用管理图1.2 设计原则、依据和设计目标 项目介绍国购集团中心机房是整个数据交换的枢纽，是国购集团智能化的大脑。整个中心机房基本工程包括有程控交换系统、机房专业装修系统、配电系统、防雷接地系统、空调及新风系统、消防系统、综合布线系统、门禁系统、闭路监视系统等。机房区域规划基本可分为四大部份，消防间、信息机房、监控操作室、设备间。 设计原则机房工程是智能弱电工程的重要组成部分。其基本要求可归纳为：保证系统运行的可靠性、保证系统的设计寿命、保证信息安全的要求、保证操作人员的工作环境。设计一个好的机房，要以兼顾人机并重之原则，一个合格的现代化计算机机房，应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充性的机房，设计应以运行条件、安全可靠作为首要的考虑因素。因此对机房建设要求遵循以下设计原则：1 高安全可靠性：为保证机房能为用户提供连续不间断的724小时服务， 机房必须具有高可靠性。投标方在设计系统时应注意尽量减少单点故障的存在，对存在单点故障的环节，在设计上必须减少其对整个系统的影响。由市电到机柜及服务器的整个供电系统可用性不得少于99.99%。各系统都应留有足够的余量，以保证机房具有较高的可靠性：电力、制冷量供应、UPS系统、气体灭火系统、热能和烟雾探测装置、防雷系统、抗瞬态浪涌抑制和漏水检测系统。由于该机房内部计算机系统涉及到机密信息，其泄密可能严重危害社会秩序，所以需要保证机房的安全性，必须具有安保系统以保证用户的设备和数据不受侵害。实现高安全性的措施包括：闭路电视监测、门禁系统、自动安全报警系统等。2 可扩展性鉴于信息网络系统需求的不断发展与变化，技术也在不断提高，故在施工建设时应考虑这些变化对资源需求的改变，以使整个系统具有灵活的可扩展性，特别是精密空调、配电开关及配电柜、UPS及供电母线等。3 易于管理通过使用先进和可靠的管理工具来实现系统的高质量管理，以节约人力资源。由于机房内设备繁多，具有一定复杂性，随着业务的不断发展，管理的任务必定会日益繁重。所以在中心机房的设计时，必须建立一套完善的机房管理和监控系统。实时监控、监测整个电脑机房的运行状况、语音报警，实时事件记录，可以迅速确定故障，提高可靠性，简化机房管理人员的维护工作。4 高性能价格比机房的材料产品、设备的选型应该以适用为主，合理选择材料与设备；不要造成资源浪费；同时也要保证该机房的高可靠性。应以较高的性能价格比设计机房，能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运转，提供高效能与高效益。1.1.4 设计目标机房总体设计要达到如下的目标：合理分布工作空间及各类设备安装场所，缩短工艺流程，降低劳动强度，提高工作效率，确保电子计算机系统稳定可靠运行，保障机房工作人员良好的工作环境,并且以国家有关标准及规范为依据。根据建设单位提出的要求与现场实际情况以及计算机系统实际操作运行等情况进行设计，力求在设计、选材中做到整体布局的合理化和科学化。机房各项功能完整配套，达到专业规范、技术先进、经济合理、安全适用、质量优良、管理方便之目的。在经济实用的前提下，选择优质机房专用装修材料，主体装修材料宜选用吸音效果好、不易变形、变色、易清洁、防火性好，且高度耐用的材料，达到最佳装修效果。室内控制设备、电器设备、布线系统的选材我们注重其可靠性，全部采用符合国家标准的优质产品，以确保系统投入运行后故障率为最低。主要工程技术指标要求为：编号项目设计指标1温度按A级标准，夏 季23 2，冬 季20 22湿度45% 65%3温度变化率 5C/h，不结露4制冷量按300kcal/m2估算，通信机房冷负荷24KW（制冷面积为：72.8 m2），机房UPS配电房德冷负荷7.5KW（制冷面积为：25 m2）；总冷量负偏差不大于5%。5尘埃主机房内的空气含尘浓度，在表态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5m的尘粒数，应少于18,000颗6噪音65dB7照明要求眩光限制按照I级标准，照度按机房300Lux 及按现场布局排列，机房内应设置备用照明，其照度为一般照明的15%。机房应设置疏散照明和安全出口标志灯，其照度不应低于0.5LUX。8接地接地电阻 1W，接地电位差1V9供电系统按A级标准设计，供电系统可用性(由市电至机柜计算)99.99% ，单相负荷应均匀地分配在三相线路上，并应使三相负荷不平衡度小于20%。10无线电干扰场强在频率为0.151,000MHz时，不应大于126dB。11内磁场干扰主机房内磁场干扰环境场强不应大于800A/m。12静电电位主机房内绝缘体的静电电位不应大于1kV。13风速采用活动地板下送风时，出口风速不应大于3m/s，送风气流不应直对工作人员。14防雷、防浪涌保护级别（IEC/VDE标准）达到I级B类标准。15机房正压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。机房工作环境主要技术指标1.3 机房总体规划机房总体规划图机房规划平面图所谓机房总体规则就是按照标准化的流程、规模化的运作，优质、快速的向业主提供现代化机房工程建设方案。机房总体建设解决方案由建筑装修系统、供配电系统、空调系统、消防系统、防雷接地系统、通讯系统、安防系统及监控系统等八大部分组成，包含了机房工程的全部过程：从前期的规划选址，到后期内部系统的设计施工；从前期整个项目的总体管理，到后期的调试、开通；从前期对用户的使用培训，到后期的维护保养等方方面面。从实施角度上，机房总体建设整合了设备供应商、工程承包商及服务提供商的综合能力。1.2.1 机房建设系统组成机房总体建设解决方案，大体由八个部分构成，包括：建筑装修系统、供配电系统、空调系统、消防系统、防雷接地系统、通讯系统、安防系统和监控系统。1 建筑装修系统建筑装修系统，是整个机房的基础。它主要起着功能区划分及保证机房环境的作用。又可分为电磁屏蔽系统、抗静电地板系统、防尘吸音天花系统及其他装饰等四个子系统。2 空调系统空调系统，是机房运行环境的保障。计算机主机及通讯设备是高精密的电子设备，对机房环境有严格的要求，其中最重要的是温度、湿度和洁净度。即是所谓的三度要求空调系统又分为精密空调系统、普通空调系统、新风系统、排风系统等四个子系统。3 供配电系统配电系统，是整体机房高可用性的后盾。计算机及网络通讯设备投入服务后如无一个长期稳定的供电系统来保证计算机及网络通讯设备和有关外围设备正常运行，势必造成严重的后果。计算机机房的供配电系统是一个综合性供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机等微电子设备的用电问题，还要解决其他设备的用电问题。机房配电系统又可分为UPS配电系统、直流配电系统及普通动力配电系统及照明系统四个子系统。4 消防系统消防系统，是整体机房安全运行的盾牌。从对火警的探测系统来看，它具有温感、烟感探测器、红外探头；对于灭火系统来说，基本上大多数机房都采用的是气体灭火系统。这就要求在整体机房的设计和施工中，首先必须进行消防系统的选择。气体消防又分有管网系统和无管网系统。对于有管网系统必须规划、建设钢瓶间、消防控制间和一些管道，从而达到全方位报警、分区灭火，最大限度地提高对火灾的防范能力。消防系统又可分为气体自动灭火系统、消防自动报警系统、水喷淋系统三个子系统。5 防雷接地系统防雷接地系统，是整体机房安全运行的保证。机房设施的雷击过压及电磁干扰防护，是保护通信线路、设备及人身安全的重要技术手段，是确保通信线路畅通、设备安全运行不可缺少的技术环节。计算机及网络通讯设备机房应安装一个良好的接地系统，使电源中有一个稳定的零电位，作为供电系统电压的参考电压。有一个良好接地线，计算机及网络通讯设备的电源电压及信号遇到或产生各种干扰时，就可以通过高、低频滤波电容将其滤掉。此外，当遇到雷电、强功率源以及电火花干扰时，良好的机房接地系统应可以起到保护计算机及网络通讯设备的作用。因此，设计一个良好的机房接地系统是相当重要的。防雷接地系统又可分为防雷系统和接地系统二个子系统。6 通讯系统通讯系统，是整体机房的神经中枢。计算机及其他微电子设备之间的信号传输以及机房与外界的“联系”都要靠稳定的通讯系统来实现。在此，主要包括结构化布线系统。7 安防系统安全防范系统是机房正常运行的“守护神”。确保做到“三防犯”及“双保险”。安防系统又分为：门禁系统、摄像监控系统、环境监控系统及电子巡更系统四个子系统。二、技术方案考虑到国购集团中心机房项目的重要性和特殊性，数据中心机房基础设施的配置和设计要求考虑至少10年的机房使用寿命和今后扩容的需求，全面考虑系统的冗余性、可扩容性、总体成本、可维护性、可管理型、先进性等各方面因素。基础设施部分要满足机房内机柜式IT负载的环境温湿度、走线、供配电、扩容、运行经济、维护、监控管理方面的问题，提供全面的机柜级别解决方案。基于上述原因，为了解决机房内占据主导地位的机柜安装模式的IT类型设备的新的要求，机房基础设施必须全面改进，适应IT设备的变化，技术上必须遵循下述的新的思路和设计原则：l 提供机柜级别复合密度解决方案。当今的IT负载的趋势是复合密度、机架式。机房设计要保证每个机柜内IT负载的正常工作，提供机柜级别的解决方案。解决从低密度到高密度负载下的配电、散热、走线、扩容、监控管理等问题。l 可扩容性。可根据今后负载的增加，方便的进行UPS输出功率、电池后备时间、配电回路、机柜、制冷容量等的在线扩容。特别是要满足高功率密度机柜的制冷扩容要求，扩容要求简单快捷，扩容成本低。因此要求基础设施的设计为标准化、模块化、热插拔、冗余设计。l 可用性。要求达到至少5个9的不间断供电、配电和制冷的可用性，保证每台IT设备都能得到安全的、稳定的、不间断的电源供应和散热能力。同时，计算机机房要求达到A级环境标准，保证温度、湿度、洁净度、噪音、电磁干扰与屏蔽要求l 经济性。要考虑10年整体寿命周期内的总成本，包括建设、运行、维护、扩容、管理、建筑等的各项成本。不能仅仅考虑建设时的购置成本。l 可管理性。要求对UPS、电池、配电柜、空调、机房内温度湿度、露点、风速等环境其他参数实现网络集中监控管理报警功能。l 可维护性。能够提供预报警功能，在电池寿命、配电回路过载、温度湿度过高、三相负载不平衡等潜在危险降临之前发出报警提示，提醒用户尽快整改，避免断电、过温停机等更大事故发生。设备厂商提供快速维护响应能力，800热线电话，专门项目维护主管24小时手机直线等。1. 数据中心机房建筑装修一、目的为了满足国家重点污染源自动监控中心项目要求，能够给监控中心各个应用系统主机提供安全稳定运转的物理空间。我司建设的数据中心机房在建筑装修上必须符合国家相关标准。中心机房按功能分为主机房、操作间和电源室三部分（若机房面积较小则可不必作此划分）。建筑装修要具备良好的防静电、隔音、防火、防潮等能力。二、实施方案结合此次项目实际情况，我们不单独设立电源间，在已有的设备间和操作间的基础上进行调整优化。现有房间已经配置了防静电地板，还需要对设备间天花板作防静电和防尘处理，同时在设备间和操作间之间用12mm强化玻璃隔开，设备间和操作间安装一道宽度1.2M的防盗门。另外对设备间和操作间的照明进行调整，机房照明的照度应达到离地0.8米处400LX以上，辅助房间照度值要求离地0.8米不小于200LX。三、预期达到效果1、对设备间天花板进行防静电、防尘处理过后，能够保持设备间内良好的电磁环境和卫生环境；2、设备间与操作间用强化玻璃隔开，这样方便监控中心操作人员能够清楚看到设备间内部情况；3、对机房内部照明系统进行改造，保证良好的环境照度，给工作人员提供了良好的工作环境和设备检修环境。2. 数据机房电气工程一、目的建立完整配套的机房电气系统，必须提供3相5线制强电入户电源，为机房的IT的负载设备提供稳定的电力来源。同时保持电气系统的规范性和安全稳定性。原有项目因规划未来5年2个服务器机柜满载功率已经满足需求，所以只采用三相4线制强电入户。二、实施方案对现有中心机房进行强电和弱电的重新布线，所有线缆均采用上走线方式，静电地板下不出现任何强弱电线缆。入户强电必须是三相五线制，所有强电电缆和弱电电缆均通过桥架进入机柜顶端。新增四台高强度标准加深IT设备机柜，要求机柜顶端具备强弱点分离的走线通道，机柜前后门具备高密度的散热孔。三、预期达到效果1、强弱电线缆重新布线后机房线缆非常规整，不但美观而且方便维护和线路故障排查；2、所有强弱电线缆均采用上行桥架走线方式，避免了以前下走线方式线缆零乱的问题，同时排除了因为机房空调漏水淤积在静电地板下造成的线路短路问题；3、新的高强度标准加深IT设备机柜具有美观、高强度、高承重能力和良好的散热能力等优点；4、标准的电气系统能够为污染源监控中心的各个系统主机提供良好的强电和弱电电气运行环境。3. UPS供配电系统一、目的UPS是监控中心所有IT设备安全不间断运行的保障。在市电切断后，要求UPS系统完成市电到储备电力转换时保证99.999%的可用性。2010年建设机房只规划未来5年2个服务器机柜的用量，所以采用了1台10KVA和1台 5KVA，分别做冗余电源。可以满足当时市电断电UPS运行2个小时能力。二、实施方案建设全新的UPS系统，按容量40KVA进行配置，模块化功率模块组成N+1冗余系统，既任何一个模块故障不影响整个电源系统的正常运行。在线式UPS在交流电源正常时，从交流电源中取得电源，并且将输入的交流电源经滤波和整形后输出，确保交流电源的质量，同时对外接蓄电池组进行充电，此时UPS处于在线工作状态；当交流电源失去时，在线式UPS能自动切换到放电工作状态，从蓄电池组中取得电源，经内部逆变器转换为220V交流电供给系统，从而确保系统能够在停电后仍能正常工作。交流电源恢复正常后，UPS能自动切换到在线工作状态。同时提供旁路供电模式。三、预期达到效果1、采用模块化冗余设计，功率模块与智能模块是冗余的，不会因为单点故障而造成整机瘫痪，提高整个系统的安全运行级别；2、若某个功率模块出现故障，系统能够自动报警并切断该功率模块，在线更换功率模块后自动接入系统，整个过程不会对用户带来任何影响，为用户提供99.999%可用性保障；3、全面电池管理功能。允许任何型号的电池介入系统，根据需要任意扩展电池容量。4. 数据机房空调系统一、目的为达到IT数据机房环境恒温、恒湿的要求，建设机房专用空调系统。原有机房因面积小，考虑到当时2个服务器机柜的规划，所以采用了大功率的工业用空调，来达到机房整体散热功能。但是随着新增1个服务器机柜，共计3个服务器机柜、2个网络机柜，现有空调的能力已经无法满足其散热，经常会出现超过临界温度现象发生，造成机房设备温度过高，长久会影响机房设备寿命。二、实施方案使用机房专用空调保证IT设备系统能够连续、稳定、可靠地运行，排出机房内设备及其它热源所散发的热量，维护机房内恒温恒湿状态，并控制机房的空气含尘量。要求机房空调系统具有送风、回风、加热、加温、冷却和空气净化的能力。机房设备间一般是无人值守，所以在空调必须能够停电自启动。三、预期达到的效果1、机房温度恒定在222，相对湿度恒定在40%-60%，夏季取上限，冬季取下限。温度变化率5/h不凝露；2、固定送风量保证空气洁净度，根据热、湿负荷计算确定的送风向机房内供给的新鲜空气量。5. 数据机房门禁及视频监控系统一、目的门禁系统对指纹或者卡片的登录、存储、比较、验证、授权和使用记录保存与输出流程进行控制和管理；可对出入人员按组设定有效开门时段，在非有效时段内禁止开门；并可为用户登记报警指纹，在受胁迫时实时报警，保证用户人身及财产的安全。视频监控系统通过采用超低照度彩转黑彩色摄像机对机房环境进项全天候视频监控。原有机房因空调、费用等问题，所以没有采用相关门禁设备，只采用了钥匙进行授权，随意性较大，无法对人员进行管控、登记。二、实施方案 建立指纹和卡片同时使用的门禁系统，在机房每一个门上安装门禁控制设备，记录每一次进入机房人员的各项参数；同时使用硬盘录像机（NVR）对专用监控摄像机传回的视频信号进行录像保存，保存期限为7天（或更长）。三、预期达到效果1、对每人次任意时间段进入机房的各项自定义内容进行记录保存（比如进入人员姓名、时间等信息）； 2、能够对己方设备间环境情况进行实施视频监控，同时通过DVR进行录像保存7天，并能够调看录像资料。6. 数据机房消防系统一、目的若机房出现火警，在很短时间内消防系统会将整个设备间内充满惰性气体，能够瞬间扑灭火势。原有机房空间、费用等问题，未考虑机房专用消防系统，而只采用了大楼喷淋系统作为消防系统。这样在出现火灾后会，所有电子类产品进水，对整个机房的所有设备造成毁灭性伤害。二、实施方案 由于数据机房内都是高精密的电子设备，一旦发生火警不能够使用水、泡沫或者干粉等灭火材料进行灭火。所以数据机房消防系统必须才用惰性气体灭火，在火警发生后极短时间内在机房设备间内充满惰性气体，通过隔绝氧气来扑灭火势。三、预期达到效果1、一旦发生火警能够在2秒钟内将惰性气体充满整个设备件达到灭火的效果； 2、气体灭火能够做到最大程度的减少对未起火设备的保护。7. 数据机房等电位接地及防雷系统一、目的通过均压地网或者均压铜环连接接地体，做到接地电阻小于欧姆，零地压差小于1V。另外三级防雷系统保护数据机房内各种IT设备安全，最大可能降低设备被雷击的危险。原有机房只采用了均压地网、二级防雷等简单防雷措施，未实施全面系统的防雷接地工作。二、实施方案 本方案采用做均压地网或者均压地环一组，接地电阻小于欧姆，零地压差小于1V，所有设备通过相互绝缘的接地引线引至间接地干线上然后接入均压地网或地环上，最后通过25平方的引下线接入埋地的接地体。另外，三级防雷方面，第一级保护（泄流保护）总电源上安装大通流量的电源避雷器，作为电源系统的第一级保护，以泄放掉来自外界电力传输线的雷电入侵波的大部分能量。第二级保护(过电压保护)在UPS电源输入端安装电源避雷器，作为电源系统的第二级保护，进一步限制雷电过电压的幅值。 第三级保护(过压保护)在UPS电源的输出端再加一级电源避雷器，作为电源系统的第三级保护，进一步限制雷电过电压的幅值。三、预期达到效果通过良好的接地，设备防雷，数据机房能够达到接地电阻小于欧姆，零地压差小于1V，同时设备被雷击可能性降到最低。安徽朗泰信息技术有限公司23