B级数据中心机房建设规划设计方案

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B 级数据中心机房建设规划 设计方案 • 目 录 机房规划注意事项 01 机房安全隐患 02 机房建设 03 概预算 04 初步设计图纸 05 01 PART ONE 一、机房规划注意事项 1 、空调制冷不足 4 、机房无法管理 2 、线路混乱 3 、电源不足 “Replace Battery” warning light 1 • 传 统 机 房 的 弊 端 2 • 数 据 中 心 机 房 发 展 趋 势 数据中心机房发展趋势 重要性及建设标准越来越高 机房建设面积越来越大 工程投资越来越大 机房安全、运维、节能要求越来越 高 新技术、新产品层出不穷 3 • 机 房 工 程 建 设 程 序 1 前期规划 包含估算、配合要求 2 初步设计 含概算 3 深化设计 含预算 4 工程招投标 5 项目实施及验收 6 后期维保 1 ）前期规划是最重要的环节，重点解决项目定位、建设标准、机房面积及布局、建设内容、造价估算， 以及与各专业间的配合要求。 2 ）设计宜早不宜迟，最好与主体设计同步进行。 3 ）设计配合建议由专业智能化公司负责。 6 • 机 房 面 积 要 求 ■ 机房到底需要多大面积？ 1 ）机房由主机房和辅助机房组成 2 ）主机房面积可按 4m2/ 每台机柜估算 3 ）辅助机房面积 = 主机房面积 举例：某项目规划需要 50 台机柜 则主机房面积 =50*4=200m2 机房总建筑面积 = 主机面积 *2=400m2 7 • 机 房 配 合 要 求 要对哪些专业提哪些要求？ 1 ）层高：中小型机房》 4.2 米，大型机房》 4.5 米 2 ）承重：主机房、钢瓶间》 8KN/m2 ；电池间》 16KN/m2 3 ）用电量：总用电量按主机房面积 1~1.5KW//m2 考虑，或按 4~5KW/ 柜考虑；其中 UPS 用电和动力 用电可按各占一半考虑 4 ）变压器：按满足机房规范及机房荷载要求配置 5 ）柴油发电机：功率应满足机房常用电源要求 6 ）其它：机房上方不得有卫生间，四周不得有消防栓 8 • 机 房 节 能 采用低能耗精密空调 三大能耗设备： 空调、 UPS 、照明 主要节能措施 采用低能耗 UPS 主机 适度规划，合理布局（基础） 提高精密空调制冷效率（重点） 节能目标： PUE 1.7 ≤ 智能照明 +LED 光源节能灯具 节能效果：比传统设计至少节能 20% 01 PART ONE 二、机房安全隐患及存在问 题 1 • 案 例 重庆某银行数据中心火灾现 场照片 事故原因： UPS 电池发热引起， 同时机房环境监控、气体消防未起到 相应作用 事故损失：直接经济损失数亿元 1 • 案 例 配电柜内部已严重烧毁 福州某项目机房电气火灾 起火原因：空气开关接线端 子未拧紧，导致长时间发热， 造成间隙短路起火 2 • 错 误 施 工 方 式 两台 UPS 共用一台双电 源互投开关 ATS 电缆与空开不匹配 2 台精密空调共 用一个开关 避雷器接地线未接 2 • 错 误 施 工 方 式 防火封堵未做 活动地板未接地 2 • 错 误 施 工 方 式 01 PART ONE 三、机房建设 1 • 信 息 安 全 等 级 保 护 标 准 按照中心机房情况及使用需求，建议按照 B 级标准建设 按照国家标准数据中心设计规范（ GB 50174-2017 ），数据中心应划分为 A 、 B 、 C 三级。 设计时应根据数据中心的使用性质、数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响 程度确定所属级别。 A 级： 1 电子信息系统运行中断将造成重大的经济损失； 2 电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序严重混乱。 B 级： 1 电子信息系统运行中断将造成较大的经济损失； 2 电子信息系统运行中断将造成公共场所秩序混乱。 C 级：不属于 A 级或 B 级的数据中心应为 C 级 2 • 机 房 基 础 环 境 建 设 标 准 机房基础环境建设应满足《数据中心设计规范》 中相应标准的要求： A 级：冗错系统配置（国家级信息中心；重要的军事指挥部门；大中城市应急指挥中心；银行总行） B 级：冗余系统配置（大中城市的信息中心，疾病预防与控制中心，电力、交通指挥调度中心；省部级以 上政府办公楼，三级医院） C 级：基本系统配置 • 建 设 系 统 目 录 机房装饰装修 A 供配电及防雷系统 B 火灾自动报警系统及气体灭火系统 C 机房精密空调系统 D 机房新风系统 E 机房动力环境监控系统 F KVM 系统 G 机柜及封闭通道系统 H 综合布线系统 I 监控大屏显示系统 J 智能灯控系统 K 标识管理系统 L A • 机 房 装 饰 装 修 比较整洁，吸音效果好， 节能好，但对层高要求比 较高 采用轻钢龙骨安装金属 吊顶板 抗静电活动地板 地面防静电铝板加保温棉 防火玻璃隔断 机房防火玻璃门 钢制防火门 墙面铺设保温层 墙面铺设保温层 A • 机 房 装 饰 装 修 吊顶部分 • 天花全部采用 600*600 mm 微孔铝板吊顶，天花轻钢龙骨主吊筋间距不能大于 900*900 mm ，主龙骨间距为 900 mm ，次龙骨间距不能大于 400*1200 mm 。 • 微孔铝合金及其构件具有质轻、防火、防潮、吸音、不起尘、不吸尘等性能。 墙面部分 • 保证室内使用条件，创造一个舒适、美观而整洁的环境，计算机机房内墙面漆采用高级乳胶漆，踢脚线采用亚光不锈 钢。 • 本方案的优点是：整体简洁明了，空间明亮，方便灯具及吸顶空调的安装 A • 机 房 装 饰 装 修 以人为本 • 大多数的机房环境都会给人以沉闷、单调、烦躁的感觉。设计方案定位在以人为本的前提下，充分考虑到人与环境、人与设备、 设备与环境的亲和性、协调性。在本次机房装饰设计应遵循简洁、明快、大方的宗旨，强调规范性、标准性、实用性；强调现 代化机房的整体效果，避免大面积的平淡感，采用板块元素构筑的吊顶、墙面和地面，互相呼应，展现机房的立体效果。 绿色环保 • 坚持倡导健康生活，讲究绿色环保设计，注意色彩的搭配和组合。室内色调应淡雅柔和，有效地调节人的情绪，起到健康和装 饰的双重功效，全面改善机房庄重、严肃的紧张气氛，消除工作人员在机房内沉闷、单调、烦躁的感觉，使工作人员进入机房 后心情会趋于平静，有利于尽快投入工作和长期工作。 B • 供 配 电 及 防 雷 接 地 系 统 保证机房设备的用电问题 保证机房设备正常运行的附属 设备的供配电问题 机房配电 B • 供 配 电 及 防 雷 接 地 系 统 高效 节能 安全 可靠 机房配 电 节能型 UPS LED 光源灯具 智能照明 IT 设备双电源供电 精密空调错开供电 方便 扩容 有效 监控 UPS 扩容方便 精密配电柜 配电回路余量 纳入机房设备 与场地监控系统中 B • 供 配 电 及 防 雷 接 地 系 统 双母线、双回路供电模式 B • 供 配 电 及 防 雷 接 地 系 统 工频机 高频机 模块机 UPS 选 型 体积大、抗干扰 性强、造价低 体积小、造价低、 对市电要求高 在线扩展、冗余 能力强、造价高 B • 防 雷 接 地 系 统 考虑到地质条件 无法达到综合接 地要求，故采用 S 型独立接地方 式，接地电阻不 大于 4Ω A 机房外围 30*3. 内围 30*2 的等电位 连接带 B 每台机柜要采 用不同长度的 两根接地线与 接地网格相连 C 不论是防直击雷还是感应雷，不论是采用避雷针还是采用专用防雷器，都必须有良好的接 地装置 C • 火 灾 自 动 报 警 及 气 体 灭 火 系 统 在机房内和安保室内放 置消防报警探测器 在走道和安保室以及数 据机房入口处放置声光 报警器 在走道和安保室以及数 据机房入口处火灾报警 按钮 泄压口：在气体灭火系统工 作后，排出室内七氟丙烷 走廊安装“安全出口”标志 走廊安装灭火气体释放标志 C • 火 灾 自 动 报 警 及 气 体 灭 火 系 统 在强电，弱电主要 线路上安装感温电 缆，对线缆温度进 行监控，防止温度 过高引发火灾 C • 火 灾 自 动 报 警 及 气 体 灭 火 系 统 七氟丙烷 气溶胶 混合气体 气体灭 火溶剂 灭火效能高、无色无 味、无污染、不导电、 低毒 灭火效率高、对空气 污染严重、不易分解 环保、无毒、造 价高、高压系统 C • 火 灾 自 动 报 警 及 气 体 灭 火 系 统 计算机系统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。 主机房温度要求通常为 20℃ ～ 23℃ ，相对湿度要求为 45% ～ 65% ，主机房温、湿度的变化不可过于剧烈，温、湿 度的变化应小于 +/-3℃/h ，不凝露。机房区采用恒温恒湿机 房专用精密空调。 洁净度：静态测试，微机机房内洁净度为 30 万级～ 50 万 级，机房内的空气含气尘浓度，每升空气中大于或等于 0.5uM 尘粒数少于 1800 粒 / ㎝ 3 。 D • 机 房 精 密 空 调 精密空调功率 功率计算： Qt=Q1 （设备功率 *0.8+0.18kw/ ㎡ * 面 积） 面积计算： Qt=S （面积） *P 房间级精密空调制冷时气流组织 （地板下送风→机柜前进风→机柜后出风→精密空调上回风） D • 机 房 精 密 空 调 D • 机 房 精 密 空 调 （行间空调前送风→机柜前进风→机柜后出风→行间空调后回风） 行级精密空调制冷时气流组织 制冷设备 房间级精密空调 行级精密空调 优点 • 经济实用，造价低，冗余能力强 • 空调机组置于设备区外，减少铜 管及排水管对机房内湿度影响。 • 灵活性、扩展性强，仅需增加或 更换机组 • 制冷效率高 • 适用于具备 / 不具备高架地板或层 高不足的机房 • 占用空间少，提高空间的利用率。 缺点 • 必须具备高架地板条件 • 需占用较大的摆放及维护空间 • 造价高，冗余能力有限，后期扩展 难，严重限制制冷量。 • 空调机组所需的加湿管、排水管需 穿过网络设备机柜区域，增加漏水 隐患的影响。 精密空调选型比较 D • 机 房 精 密 空 调 E • 机 房 新 风 系 统 新风量：每人 / 小时 30 ㎡或 06~1.2 次 F • 机 房 防 排 烟 因机房空间较为密闭，发生火灾时，采取机械排烟，即以风机所产生的气体流动和压力差，利用排 烟管道将烟气排出或稀释烟气的浓度。 为防止顶部排烟口处的烟气外溢，可在靠近排烟口的来烟气流的另一侧装设防烟幕墙，起到防止烟 气向别处扩散的作用 图像监控 门禁系统 灯控系统 环境监控 动力设备监控 安防监控 F • 机 房 动 力 环 境 监 控 系 统 01 PART ONE  温 湿 度 监 测  泄 漏 监 测  消 防 系 统  空 调 系 统  U P S 电 源  交 直 流 配 电  支 路 电 流 监 测  蓄 电 池 监 测  蓄 电 池 维 护 F • 机 房 动 力 环 境 监 控 系 统 机房监控系统构架图 F • 机 房 动 力 环 境 监 控 系 统 漏水检测 F • 机 房 动 力 环 境 监 控 系 统 精密空调监控 功能：监测空调内部运行情况（回风温度、回风湿度、温度设定值、湿度设定值、压缩机运行时间、乙 二醇运行时间、加热百分比、制冷百分比、加热器状态、制冷状态、除湿器状态、加湿器运行状态等）。 空调控制（空调的远程开机、关机；温、湿度的远程设定）。 F • 机 房 动 力 环 境 监 控 系 统 消防监控 F • 机 房 动 力 环 境 监 控 系 统 配电柜监控 功能 : 监测配电柜进线供电质量：电压、电流、功率等。 监测配电每路开关输出电流。 监测开关输出状态。 F • 机 房 动 力 环 境 监 控 系 统 UPS 监控 功能：通过 UPS 的通讯接口，采集 UPS 的运行状态信息（输入输出电压、电流、频率、功率、蓄电） 池组的电压、后备时间、温度等； （状态包括：逆变器状态，电池状态，旁路状态等） 通过 UPS 的开关量输出接点，采集 UPS 报警信息 F • 机 房 动 力 环 境 监 控 系 统 门禁系统 功能：记录人员进出资料，进行排序查询及数据导出 excel ，而且具有考勤管理功能。 远程控制门开关，实时监控门的开关状态。 可设定门开超时报警。 设备告 警 告警级 别 告警方 式 接警人 员 紧急 高级 中级 低级 电话短信 电子邮件 声光告警 屏幕告警 按设备 及测点 为单元 自定义 告警级 别 自定义 告警方 式 自定义 接收人 群 单位领导 部门领导 现场工程师 维修人员 选 择 告 警 方 式 选 择 接 警 人 群 动力系统 配电 UPS 环境系统 空调 安保系统 IT 设备 ●●● UPS 输入电压 UPS 输入电流 UPS 输出电压 UPS 逆变器故障 ●●● 选 择 告 警 级 别 选 择 测 点 告 警 事 件 贴近业务的告警管理 F • 机 房 动 力 环 境 监 控 系 统 G • K V M 系 统 IP Network 管理员 监控 / 报警系统 IP 网络 带外管理网络 Linux SUN 路 由 器 交 换 机 UNIX 路 由 器 Windows 交 换 机 Windows 现场故障 处理 现场操作 系统监控 异常事件 异常事件 路 由 器 带外访问控制 键盘，鼠标，串口， 电源开关 集中管理平台 KVM KVM KVM 通报 H • 机 柜 及 封 闭 通 道 系 统 48 传统冷热通道 封闭冷通道 Vs 环境制冷负荷减小 杜绝冷热空气混合 换热效率高 整体节能： 20% 左 右 冷通道 热通道 冷通道 热通道 H • 机 柜 及 封 闭 通 道 系 统 冷池设计 ---- 隔绝冷热通道，实现冷热空气充分交换 首选综合布线上走线，强电下走线 H • 机 柜 及 封 闭 通 道 系 统 I • 综 合 布 线 系 统 综合布线 高带宽、高可靠、高密度 6 类 /7 类 铜缆 OM3/4 光纤 预连接 光纤 高密度 / 电子 配线架 分布式结构，扩展灵活、维护方便 高带宽、高可靠、高密度 高带宽、高可靠、高密度、可管理 布线列头柜 按列单独管理，节省线缆，便于灵活移动、变更，网络端口利用率低 按列单独管理，节省线缆，便于灵活移动、变更，网络端口利用率低 I • 综 合 布 线 系 统 1 条 12-24 芯 MPO 光纤盒 MPO 光纤盒 MPO 主干光缆 光纤配线架 光纤配线架 普通跳线 普通跳线 交换机机柜 服务器机柜 预制光纤：直接生产出已带有各种接插件的光纤成品，现场无需人工二次 加工，从而消除人工操作所带来的安全隐患，提高网络性能。 I • 综 合 布 线 系 统 可实时地将探测到的链接关系生成数据库； 可实时探测配线架之间跳线的链接关系； 可根据探测到的跳接变化实时地自动更新数据库； I • 综 合 布 线 系 统 J • 监 控 大 屏 显 示 系 统 J • 监 控 大 屏 显 示 系 统 J • 监 控 大 屏 显 示 系 统 DVD 、摄像机、网络视频解码器等信号源，通过 CVBS 接口将视频信号传输到视频矩阵， 再经过视频矩阵输出到拼接控制器的视频输入端口，最后再经拼接控制器的 DVI/VGA 端口， 输出至大屏幕显示单元显示；也可直接从视频矩阵输出到每块大屏的 CVBS 接口，从而实现上 屏显示的双备份功能。 PC 信号源等 VGA 信号，通过分配器输出一路接本地显示器，一路远传到 RGB/VGA 矩阵， 通过 RGB/VGA 矩阵输出到拼接控制器的 VGA 输入端口，最后通过拼接控制器的 DVI/VGA 端 口输出到显示单元显示；也可直接从 RGB/VGA 矩阵输出到每块大屏的 VGA 接口，从而实现上 屏显示的双备份功能。 高清信号源（ HDMI\DVI\SDI ）通过转换以 DVI/SDI 信号输出，进入拼接控制器的 DVI/ SDI 输入端口，最后通过拼接控制器的 DVI/VGA 端口输出到大屏幕单元显示。 J • 监 控 大 屏 显 示 系 统 液晶拼接屏 拼接控制器 视频矩阵 RGB 矩阵 J • 监 控 大 屏 显 示 系 统 4 、功能特点 （ 1 ）可以实现模拟视频、计算机信号、高清数字信号、网络流媒体信号的单屏、漫游、局部 全屏、整屏拼接功能。 （ 2 ）施工中只需连接一根网线，即可在大屏幕上显示高清网络视频流信号，解决复杂布线和 重复解码导致信号质量衰减的问题。 （ 3 ）控制核心采用嵌入式设备，稳定安全，有效规避大屏幕操作过程中常见的 Windows 操 作系统中毒以及系统崩溃引起的不可控问题。 （ 4 ）联网情况下，可以多人同时操作大屏幕。 （ 5 ）协议开放，大屏幕控制软件可以集成到安防平台软件，配合安防摇杆键盘更加方便。 （ 6 ）可以对矩阵、音频，窗帘、灯光等外部