小型机房建设总体设计

　　以武汉市某公司信息化机房设计为实例，从需求分析、系统选择、设备配置等方面对机房设计应该注意的技术和安全问题进行了论述，以期为类似工程项目提供借鉴和参考。

　　关键词：信息化机房;需求分析;设计;施工;安全可靠

　　目前，随着信息技术的不断发展和公司业务的需求深入，众多企业越来越重视信息化的建设，而信息化机房是整个信息化系统的核心。因此，一个合理、稳定、可靠的计算机运行环境是整个计算机系统能否稳定运行并不断发展的先决条件［1］。以某国营企业建设的信息化机房为例，从设计和施工所涉及的几个方面来进行了探讨。

　　1设计原则

　　计算机机房的建设首先要考虑满足公司目前所有业务的基本需要，例如:门户网站、邮箱、企业微信、OA等，再考虑公司未来发展的需要所可能增加的信息化应用，例如:BIM、EＲP等，然后从实用性、可靠性、先进性、经济性4个方面综合考虑，量体裁衣，从而得到一个基本的设计思路。

　　2设计依据

　　《数据中心设计规范》(GB50174—2017)，《计算机场地安全要求》(GB/T9361—2011)，《计算机场地通用规范》(GB/T2887—2011)，《气体灭火系统施工及验收规范》(GB50263—2007)，《建筑照明设计标准》(GB50034—2013)。

　　3机房总体方案设计

　　3．1基本情况分析

　　研究对象位于五星级写字楼内，14～23层为办公区域，基于公司楼层功能划分及精装修的要求，机房设计在14层北面。机房面积约90m2，按功能划分为3个区域:监控室、主模块化机房、UPS电池室，另外机房隔壁还有一间精密空调室外机室。基于以上情况有两个难点:①机房位于楼层中部，既不位于低楼层，又不靠近顶层，致使精密空调室外机无处安装;②因楼层面积受限，机房面积不可能太大，所以需要精细化设计，合理有效地利用有限的占地面积。

　　3．2吊顶工程

　　吊顶是机房装饰工程的重要组成部分，按照装修先天后地的施工顺序，先对吊顶进行处理。首先对顶板进行清理，清理顶板混凝土毛刺、钢筋头，用毛刷将灰尘清理干净，再用水泥砂浆找平，将顶部完全抹平，等完全干透后涂刷防尘漆2遍。然后确定吊顶高度，考虑到已安装了风机盘管，严重降低了高度，吊顶需尽量提高，紧贴风机盘管下沿架设吊顶主龙骨，所有吊顶均采用铝扣板，每块尺寸600mm×600mm，表面烤漆，微孔带滤尘网，材质厚度不小于0．8mm［2］。

　　3．3地面工程

　　机房敷设活动地板主要有两个作用:活动地板的抗静电功能为计算机及网络设备的安全运行提供了保证，且活动地板下形成的隐蔽空间内可以敷设桥架，空调进、出水管等。施工步骤依次为:首先对地面进行表层处理，铲掉凸起的水泥，清理表面的灰尘，然后采用2cm水泥砂浆找平，再对地面进行自流平处理，等地面完全干燥后涂三遍防尘漆。考虑到楼层已安装了风机盘管，内空受限的条件，静电地板标高尽量下沉，架空高度降为0．25m，防静电地板下设有电缆桥架，因为高度限制，电缆桥架尺寸为300mm×100mm，且布放横平竖直，固定牢靠，特将电缆桥架中间焊有隔板，将动力电缆和弱电电缆分开，避免电磁干扰。

　　3．4墙面工程

　　结构形态:模块化，每块均可单独拆卸分体式，板材之间采用压条及外盖条形式连接。面材:面材为烤漆金属钢板。基材为热熔镀锌钢板，厚度0．6mm，误差不超过20μm，正面、背面烤漆厚度分别不小于20，12μm，颜色为象牙白。参考规格为1．2m×3．15m。背衬材:采用优质石膏板，厚度≥12mm。胶水:采用优质品牌环保胶水，确保甲醛、乙苯等室内污染物不超标，粘结强度高。龙骨架:①竖向主龙骨，采用0．6mm镀锌轻钢龙骨，规格为W75mm×H45mm;②横向穿心龙骨，采用1．0mm镀锌轻钢龙骨，规格为W38mm×H12mm，长度要求横向满足墙宽，高度跨距不大于1200mm。机房内墙面装修采用的材料要求为不燃材料，平整、简洁大方。

　　3．5机房照明

　　各功能分区均为独立的照明区域，事故照明照度≥50LUX，正常照明照度≥500LUX，照明光线需均匀柔和、无闪烁、低眩光;主机房光源采用细管径直管型高效荧光灯。应急照明系统应与消防报警系统联动，消防报警时强制启动应急照明，布置均匀无死角，平均照度为正常照明的1/10。应急照明机房出入口处设置安全出口标志灯和疏散照明，照度不应低于0．5LUX。正常照明与应急照明实现联锁功能，以实现应急照明、事故照明系统在市电中断后自动切换。应急照明部分灯具可与正常照明共用，由UPS和市电切换后供电。

　　3．6模块化机柜整体方案

　　考虑到上文提到的场地受限问题，采用模块化机房就成了解决这个问题的最佳途径。模块化机房产品，是目前最先进的一套完整的机房解决方案。它由不同的功能构件组成一个完整的机房模块，集机架、配电、制冷、监控、管理与维护、安全等于一体，实现了供电、制冷和管理组件的无缝集成，并使其智能、高效的运行。所以本机房按照国标B级标准设计，采用先进的模块化架构规划，机房部署一个微模块，微模块内一体化集成8个IT机柜，1个综合布线柜，2台25kW行间级精密空调，一台一体化UPS［3］。机房布局如图1所示。模块化数据中心的特点如下［3］:(1)安全可靠。具备应急通风功能，在空调出现故障，机房温度过高时，天窗能自动开启。强电和弱电，光纤和网线均分开走线，以减少电磁干扰。(2)节省机房占地面积和节约能源。(3)绿色节能，降低运维成本。采用密闭冷热通道隔离技术，提高制冷效率;制冷采用精密空调水平送风，冷量按需分配，这样可比传统机房节省30%～50%的能耗。采用高效供电方案，降低供电系统自身衰耗，提高供电效率。先进、高效的模块化UPS系统，UPS整机达到96%超高效率［4］。(4)模块化标准架构，灵活调整。采用模块化的部件和统一的接口标准，模块内机柜、空调、配电等配置均可根据需要灵活调整。单机柜功率密度支持7～21kW/机架，满足大数据云平台的应用。(5)快速灵活部署。工厂预制部件，现场组装，仅需7～14d即可完成安装调试，实现快速部署，缩短业务上线时间。(6)完善的监控管理系统。可通过多种传感器，实时监控机房内各种工作参数，支持手机APP功能，真正实现随时随地移动运维。施工中需要关注的问题:(1)荷载问题，因为模块化机房自重较大，特别是两套主配电单元达到400kg，所以必须安装散力架，散力架采用80mm×80mm×8mm的角钢焊接而成。必要的话还需要对楼板及主梁进行钢筋加固处理，机房散力架正好安放在大楼主梁上，经结构专业验算后确定不需要对主梁进行加固，节约了施工成本。(2)因为一般信息化机房设置在地面一层或顶层，而该公司的机房设置在14层，正好在中间位置，考虑到冷凝管长度的限制，空调室外机与室内机的距离不能过大，室外机不能放置于顶楼，所以必须在机房附近设置空调室外机安装位置。最后在机房隔壁隔出一间作为风机房，安装了两套空调室外机，一用一备。因为是在室内，散热是最大的问题，只能将玻璃幕墙换掉，改为百叶，利于冷热空气交换。主要系统建设情况如下:(1)空调选型IT机柜总功耗=10×3kW×0．9=27kW;模块内总热量=27×1．15(冗余)=31．05kW，则空调采用平行送风空调，单台制冷量为35kW，部署2台，1+1冗余。(2)UPS选型IT机柜总功率和空调功率总和=10×3+10=40kW，所需UPS容量=40/0．9×1．2=53kVA(0．9为负载功率因数，1．2为冗余系数)。(3)远程管理配置一套数字KVM系统，使管理员坐在自己的办公室内即可通过内网远程操作、管理各服务器，以减少进出机房时对环境的影响，同时也方便管理员进行远程管理、维护。(4)环境监控系统配置一套机房环境监测系统，方便管理人员对机房环境进行实时监测，并可在发生故障时通过短信等方式主动报警。系统监测内容包括:市电状态、空调状态、漏水状态、UPS状态、温湿度环境等。(5)综合布线系统项目采用分层方式进行机房综合布线建设，其中光纤走网络化桥架、铜缆走机柜顶载线槽、强电电缆走地板桥架。干线部分:将模块化机房最靠近配电柜的一个IT机柜设置为光纤总配线架，从每层弱电井接入到机房的光缆在此交接。动力电缆分两路，一用一备，由地下一层的配电间引来。

　　3．7消防报警及气体灭火系统设计［5］

　　(1)报警系统设计依据《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116—2013)进行设计。在机房入口处，操作间墙面设置一台气体灭火报警主机。报警主机与一楼消防监控室的火灾报警主机联网，当发生火灾时会在主机上报警，及时通知物业管理人员。(2)灭火系统设计为确保机房内发生火警时仍能保证设备的安全，在主机房及配电区内各配置一套无管网的七氟丙烷灭火系统。现场条件如下:灭火设计浓度8%;防护区净容积180m3(主机房防护面积为60m2，高3m);最低环境温度20℃。考虑适量冗余，主机房内需要2个90kg七氟丙烷灭火气瓶，UPS区需要配置1个90kg七氟丙烷灭火气瓶。

　　3．8新风系统

　　采用柜式新风机，单台风量≥1600m3/h，可选择上送风或下送风两种，要求新风机内的过滤器方便清洁和更换。新风机带全热交换双向换气，三级过滤，具有定时、温控及自动开机功能。新风机与环境监控系统实现数据级对接，能够全面监控新风机各组件的运行状态和参数［6］。

　　4结语

　　从工程实例的角度对信息化机房系统的建设进行了探讨，详细论述了其中各系统的设计依据和设计构想，对施工中可能出现的问题也进行了归纳，以便在以后的工程中吸取经验和教训，不断优化、细化设计，施工中减少失误，提高效率。

　　参考文献

　　［1］陈小芹．关于网络机房安全管理方案设计［J］．通讯世界，2016(18):207－208．

　　［2］范家锐．关于信息化设备机房改造设计的探讨［J］．广播电视信息，2016(5):105－107．

　　［3］李伟东．新机房建设中网络安全管理规范性探讨［J］．电脑知识与技术，2013(16):3682－3683．

　　［4］王先财．信息化校园网络核心机房整体建设探讨［J］．电子制作，2015(16):49．

　　［5］许文龙．机房管理与维护浅谈［J］．科技传播，2016(19):180－184．

　　［6］张拓．网络视频监控系统在冶金企业的应用［J］．工业安全与环保，2016，42(4):101－102．

　　作者：张拓