弱電工程機房建設設計方案

1. 概 述

1.1.工程概述

  本次機房設計內容包括：裝飾裝修工程系統；配電系統;UPS系統;空調系統;新排風系統;綜合布線系統；防雷接地系統；動力環境監控系統；消防系統等組成。

1.2.設計依據

我國現行的有關設計規范：

Ø  《數據中心設計規范》GB50174-2017

Ø  《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008

Ø  《建筑設計防火規范》GB50016-2014

Ø  《綜合布線系統設計規范》GB/T50311-2016

Ø  《安全防范工程技術規范》GB50348-2004

Ø  《視頻安防監控系統工程技術規范》GB50395-2007

Ø  《出入口控制系統工程設計規范》GB50396-2007

Ø  《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010

Ø  《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-2012

Ø  《智能建筑工程質量驗收規范》GB50339-2013

Ø  《建筑智能化系統設計規范》DBJ50/T-175-2014

Ø  《火災自動報警系統設計規范》 （GB 50116—2013）

Ø  《綜合布線系統工程設計規范》 （GB 50311—2016）

• 《綜合布線系統工程驗收規范》 （GB 50312—2016）
• 裝飾裝修工程系統；
• 配電系統；
• UPS系統；
• 空調系統；
• 新排風系統；
• 綜合布線系統；
• 防雷接地系統；
• 動力環境監控系統；
• 消防系統；

對各系統工程，新加設備選型必須考慮到后期系統的可擴容性，在統一的平臺下，對原系統設備的接入，須確保其與原系統的兼容。

1.4.2. 標準化和開放性原則

采用的技術應符合國際標準及國內標準，系統具備各種標準接口和協議，具備和不同系統相互融合的能力。

1.4.3. 規范化

數據中心機房系統工程設計符合國家關于電子信息系統機房設計規范的相關標準和規范。

1.4.4. 實用性

實施后的機房分區合理，使用方便，各機房系統間相對獨立。且根據各功能區的使用要求標準不同選擇不同的材料，在充分考慮機房系統功能完善的基礎上，使其性價比到最優。

2. 子系統設計要求

2.1.裝飾裝修工程系統

2.1.1. 方案設計要求

數據中心機房系統工程平面規劃方案，其主要裝飾系統工程包括：吊頂、防靜電地板、墻面、隔墻、機柜散力架等部分組成。

2.1.1.1.    吊頂

裝飾材料符合計算機機房設計規范的要求，選用氣密性好、不起塵、易清潔，并經長期使用變形小的材料，平面布置應滿足計算機機房建設規范工藝要求，工藝流程應合理。天花板統一采用微孔鋁合金吊頂板600*600*0.7φ2.3，天花以輕鋼龍骨安裝。見圖：

    

圖表 吊頂實物圖

2.1.1.2.   防靜電地板

本次方案信息機房進行原地面找平后刷綠色防塵漆，采用防靜電活動地板（H:350mm）,機柜，空調等重力設備安裝設備散力架。其特點為：預留空間，便于系統布線，維護，檢修，其承重能力高，方便機房設備的擺放，拆卸方便。防靜電活動地板作電纜布線用，面板為防靜電處理。

本次采用600*600*35mm全鋼無邊防靜電活動地板。安裝效果見圖片：

圖表 地板安裝實物圖

2.1.1.3.   隔墻

由于機房區對圍護結構和防火性能、節能等方面要求較高，所以機房內墻體均應有防火性能，信息機房和觀察區之間采用12mm厚防火玻璃隔斷。見圖片：

圖表 玻璃隔斷實物圖

2.1.1.4.   墻面

信息機房、觀察區采用乳膠漆墻面，特點在于簡潔大方。

2.1.1.5.   門

觀察區大門采用1樘1500mm*2300mm甲級鋼質防火雙開門和1200mm*2300mm甲級鋼質防火子母門，信息機房大門為1500mm*2300mm防火玻璃雙開門，運營機房大門采用1樘900mm*2100mm甲級鋼質防火單開門。

圖表 防火門實物圖

 

2.2.配電系統

機房動力供配電系統是機房建設工程的重中之重，按一級負荷等級設計。為保證市電的可靠性，該機房采取由大樓低壓配電室引入兩路獨立電源互為備用，經兩路市電自動切換ATS及分配柜（AT）處理并分配輸出。

2.2.1. 配電柜系統

2.2.1.1.   配電柜參數

• 正常使用環境
• 環境溫度:最低 -5℃，最高氣溫    +50℃，日平均氣溫  +35℃；
• 相對濕度：＜90%（+20℃） ＜50%（+40℃）；
• 海撥高度： 3700米；
• 污染等級: 3級；
• 主要技術參數

1、額定工作電流250A；?2、額定短時耐受電流50KA；?3、機械壽命≥10000次；?4、工作環境溫度-5—+40℃?5、頻率檢測：50/60Hz±10%?6、過壓/欠壓轉換、報警范圍：±5，10，15，20，25，30%Ue?7、儲存溫度-40—+70℃?8、操作力矩≥7Nm?9、額定沖擊耐受電壓≥6KV?10、轉換延時時間設定：0，5，10，15，20，25，30s（可調）?11、工作模式設定：手動/自動/合Ⅰ/雙分/和Ⅱ

2.2.2. 供配電電源系統

機房提供電源質量的好壞，將直接影響到計算機系統正常、可靠的運行，也影響機房內其它相關設備的正常工作。因此，計算機機房的建設必須要建立一個可靠的綜合性強的供配電系統，在這個系統中不僅要解決計算機設備的用電問題，保障計算機設備正常運行的其它附屬設備的供配電問題，如計算機機房空調用電、機房照明系統用電、消防系統用電，高低頻干擾等，同時還要解決供電斷電時的應急用電問題。如：機房服務器、網絡設備等供電。

Ø  依據《供配電系統設計》（GB/50052-95），本機房屬于一級負荷，應由兩路電源供電，即末端用電設備應來自兩個不同供電設備。電源參數依據《數據中心設計規范》GB50174-2017

允許的變動范圍可分為A、B、C三個等級，為了保證計算機的可靠運行，根據本工程需要，我們參照按A級標準設計。

項目	A	B	C
穩態電壓偏移范圍（%）	±3		±5
穩態頻率偏移范圍（Hz）	±0.5
輸入電壓波形失真度（%）	≤5
零地電壓（V）	<2

圖表 2?12電源參數等級表

主機房供電系統主要包括：機房動力供配電系統、UPS供配電系統、輔助供配電系統、應急電源供配電系統、照明及應急照明系統、防雷和接地系統、各類動力電纜和配電電纜的鋪設等。

機房動力供配電系統是機房建設工程的重中之重，按一級負荷等級設計。為保證市電的可靠性，該機房采取由大樓低壓配電室引入兩路獨立電源互為備用，經兩路市電自動切換ATS及分配柜處理并分配輸出。

在電源設備室設置一臺市電配電柜（含ATS裝置）和一臺UPS配電柜。

UPS電源供給主機房服務器和網絡設備機柜、應急照明設備和測試插座等用電。

2.2.3. 照明工程系統

機房按《數據中心設計規范》GB50174-2017要求，機房照明值為500lx;應急備用照明照度不小于50lx;同時設機房疏散指示燈、安全出口標志燈。

2.2.3.1.   一般照明

機房內的照度分別平均，最低照度觀察區為300lx。

2.2.3.2.   應急照明

應急照明電源采用UPS供電，應急照明燈具選用機房照明燈具。

2.3.UPS系統

2.3.1.項目概況及需求分析

UPS不間斷電源系統的設計應滿足以下基本要求：

冗余性。UPS系統的配置必須考慮冗余，當其中一臺設備故障/檢修時不影響系統的正常運行；

可靠性。UPS必須為國際一流品牌高可靠性的產品，在行業內有廣泛的使用案例；

適應性。UPS設備應能具備良好的隔離能力，自身具備完善的對外隔離開關裝置。

可管理。UPS設備應具備基于網絡 SNMP的管理裝置，可在遠程實現對設備的管理能力。

 

2.3.2.UPS選型及配置方案

1）UPS系統方案

UPS不間斷電源系統是控制系統電源的關鍵部分，需要考慮系統的容錯性和可維護性。UPS供電系統建議采用單機運行模式,確保供電可靠性。后備蓄電池采用外置設計，安裝于外置電池架內，后備30分鐘。

2）UPS主機選型

根據控制中心機房對供電需求的要求，UPS主機推薦選用60KVA UPS主機，共2臺，組成并機系統。

3）配電系統原理圖

2.3.3.UPS系統安裝方案

1）安裝空間需求

2臺60KVA UPS組成1套系統，單臺UPS的安裝空間需求如下

2）UPS連接端子示意圖

 

5）其它說明

UPS和電池的安裝必須考慮房間的承重能力，必要時需制作應力分散架。

UPS房間若安裝靜電地板，需制作底座支架，高度與地板高度一致。UPS底部地腳尺寸另外提供。

電池采用電池架安裝，也可采用電池柜安裝，需視現場情況而定。

2.4.空調系統

機房空調、新風、排煙系統，是保證機房設備正常運行，保障檢修人員人身安全，為機房內部提供恒溫、恒濕環境的必要條件。

2.4.1. 空調系統

機房空調系統旨在為設備提供合適的工作環境，為機房保持良好的室溫和濕度，提供恒溫、恒濕的機房環境保障。此機房采用上送風、下回風方式精確控制機房空間的溫度及濕度。

• a)室外氣象計算參數
• Ø 夏季空調干球溫度 6℃
• Ø 夏季空調濕球溫度 7℃
• Ø 冬季空調干球溫度  2℃
• Ø 冬季空調相對濕度 82%
• b)室內設計參數

A級區：專用空調區

夏季溫度 23±2℃     冬季溫度 20±2℃      濕度 45-65%      濕度 45-65%

潔凈度 粒度0.5mm3，個數￡18000粒/dm3

溫度變化率￡5℃/h

B級區：輔助區域

夏季溫度 26℃         冬季溫度 20℃         濕度 20-80%

2.4.2. 空調產品介紹

本期選用機房專用精密空調。

2.4.2.1.   設備特性

• 框架結構

經陽極化處理的圓弧形鋁合金框架，面板由表面靜電噴涂環氧樹脂的冷軋鋼板制成，具有質量輕、結構強度高和外觀流暢的特點。門板內側裝有難燃級保溫隔熱層，四周裝有特制雙層密封膠條，達到良好的保溫、隔音和密封效果。

• 精確控制

溫度控制精度可以為：±1℃；濕度控制精度為：±5%。

• 連續式冷凝壓力控制系統

傳感器感受制冷系統高壓壓力值，根據該高壓值自動控制室外風機的轉速, 使制冷系統的高壓壓力值維持在合適的范圍內，并實現制冷系統的穩定運行。相對于開關式冷凝壓力控制系統，連續式冷凝壓力控制具有如下特點：節能效果好、壓縮機運行壽命長、低溫啟動、低溫運行性能提升，最低環境溫度可達－30℃以下、夜間可低速運行，噪聲更低。

• 渦旋式壓縮機

機組均采用目前國際先進的渦旋式壓縮機，具有震動小、噪聲低、效率高等特點

• 皮帶傳動式送風機

采用知名品牌直聯風機或皮帶傳動風機，具有運行可靠、效率高和噪音低的特點。對于皮帶傳動的風機，電機皮帶輪節圓直徑可調；并采用獨特的可調式電機安裝板，可方便地調整皮帶輪中心距；也可以應用戶的需求對風機的機外余壓在50～400Pa之間進行選配。

• 空氣過濾器

空氣過濾器采用可清洗褶皺形過濾器，濾料為聚酯合成纖維。具有容塵率高、初阻力低、濾料可清洗重復使用及可更換等特點。

• 制冷系統部件

機組采用國際知名品牌的制冷系統部件，提高了系統的可靠性。

• 風冷冷凝器

DXA機組所配置的風冷冷凝器外殼采用壓花鋁板，其與普通鋼板、不銹鋼板或光面鋁板相比，具有質量輕、抗腐蝕和不產生光反射（污染）的特點。

冷凝風機由電腦控制器根據冷凝壓力自動調節其轉速，可以使風機運行時噪音更低、震動更小，并可延長風機的工作壽命、提高其可靠性；

冷凝風機調速運行可以提高室內溫度的控制精度、降低風機的能耗、使制冷系統運行更平穩、延長壓縮機工作壽命。

• 電極式加濕

采用先進的電極式加濕控制技術，不但使濕度控制更精確，還大幅度延長了加濕器的維護間隔時間以及加濕罐的使用壽命。

• 獨立氣流系統

機組的氣流系統與其它機械與電氣系統隔離，在機組前部門板打開的情況下，產品可以正常運行，方便于對電控箱、調節控制裝置等大部份部件的正常維護、檢修，真正實現了良好的正面維護。

• 接觸器

每一路負載均配置獨立的接觸器,控制其供電。

• 空氣開關

每一路負載均配置獨立的空氣開關保護裝置。

• 電加熱器

采用不銹鋼繞片式電加熱器，加熱器表面熱流密度低，加熱時無異味。

• 可選加熱方式

機組內部還預留了空間，使用戶可以選用其他形式的加熱方式，例如：熱水加熱或蒸汽加熱。

• 多重保護

完善的自動報警和診斷功能，全方位地保護空調機組，還能更有效地防止故障發生，延長空調機組的使用壽命。

• 強制除濕

通過改變表冷器工作面積的方式來實現強制除濕，具有：除濕速度快、節能、濕度控制更精確等特點。

• 新風系統

可以根據用戶的需要提供新風接入口、配備新風過濾器，直接引進新風。

2.5.新風系統

根據《數據中心設計規范》GB50174-2017每七節7.3系統設計的7.4.7條：主機房應維持正壓；主機房與其他房間、走廊的壓差不宜小于5Pa，與室外靜壓差不宜小于10Pa。通過新風引進，各房間內達到以下要求：

足量的新風，能夠達到：A、維持室內的正壓；B、排出室內不斷產生的空氣污染物；C、保證室內空氣潔凈，維持室內空氣的健康品質；D、給工作人員營造一個健康舒適的工作環境；

新風凈化效率須達到標準機房的凈化要求；

新風量不宜過大，以減少引進的新風給室溫帶來的影響；

新風機使用維護簡單易行，不需要頻繁維護；

排煙風機用于氣體滅火以后，排除室內的煙霧等有害氣體。

2.5.1.1.   新風機的配置方案

機房區	機房
新風需要量：M3/H	800
配置機型	X-08GA/B
主要技術參數	風量：800m3/h，凈化級別：初中效加亞高效三級過濾

2.5.1.2.   新風技術參數表

2.5.1.3.   排風系統設計方案

根據以上要求并結合《中華人民共和國電子計算機機房的設計規范》，為保證機房正壓及空氣新鮮的需要，新風引進量至少為機房總體積的2-5倍；取中間值2.5倍。

排煙風機主要是消防氣體滅火以后，排除室內的氣體。

按標準，排煙風的的風量取值按照室內容積的6-8倍，取中間值7倍。

2.6.綜合布線系統

2.6.1. 綜述

綜合布線系統的主要功能是為網絡等系統等提供傳輸介質。

本次綜合布線系統數據都采用六類非屏蔽線纜和多模光纜。

中醫院主機房和衛生局主機房各設置二臺網絡列頭柜，網絡列頭柜至每臺機柜各敷設24根六類非屏蔽線纜和48芯多模光纜。

本設計只對機房內部的綜合布線系統進行設計。

綜合布線要符合布線系統相關標準與規范，要考慮：實用性、可維護性、合理性、視角規范與美觀。

2.6.2. 機房防鼠蟲害措施

• 封堵工程范圍內所有與其他區域、其他樓層相通的孔洞，在使用或施工過程中新開的孔洞及時進行封堵。
• 所有進出機房的管、槽之間的空隙均采取密封措施。
• 裝修過程中原則上不使用木材，局部地方的零星材料進行防蟲害處理。
• 機房內所有電纜、電線均在金屬線槽、線管內敷設，與設備連接的引上線采用金屬軟管保護，盡量使機房無裸線。
• 機房范圍內的新(排)風系統與大樓新(排)風管道連接處設防鼠鋼網。
• 加強機房環境的管理，禁止可能引起鼠害的東西(如食品)帶入機房。

 

2.7.防雷接地系統

2.7.1. 概述

根據《計算機信息系統雷電電磁脈沖安全防護規范》(GA 267-2000)，本工程防雷擊電磁脈沖系統安全防護措施主要有如下幾點：  

 a、建筑物防雷及接地

 b、等電位聯結

 c、加裝電源及通道保安器

各種防護措施的作用有如下作用：

a、等電位聯結：在一定程度上可降低建筑物內間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物外經電氣線路和各種金屬管道引入的危險故障電壓的危害。本工程按國家標準圖集《等電位聯結安裝》02D501-2設計。在機房內的布局是：用3*30mm2的截面銅排敷設在活動地板下，依據計算機設備布局，縱橫組成網格狀，配有專用接地端子，用編織軟銅線以最短的長度與計算機設備相連。計算機直流地需用接地干線引下至接地端子箱。

b、加裝電源及通道保安器（即防雷器）：用于保護電子設備和裝置免受浪涌的危害，以及為電子系統提供等電位聯結。

c、建筑物防雷及接地：防止建筑物受到直擊雷和側擊雷的危害。計算機房的防雷接地應按二類建筑要求設計。因此本工程防雷接地利用大樓原有防雷接地系統，當大樓低不能滿足最低接地電阻要求時采用獨立防雷接地系統。

以上幾種防護措施中，等電位聯結所形成的網格，安裝在抗靜電地板下，不僅可以防止雷擊電磁脈沖，又可以作為直流地，同時又起到靜電泄露和防間接接觸電擊的作用,以減少靜電對人身和設備的危害，并減小間接接觸電擊保護回路的阻抗，縮短保護回路跳閘時間。

2.7.2. 系統技術要求

工作接地≤1Ω

2.7.3. 系統設計

為節省投資和保證最佳效果，系統科學合理、切實可行和施工方便，充分利用建筑物的各種結構條件，接地系統采取建筑物綜合接地方式，接地電阻≤1Ω。從大樓聯合接地或專用接地處引一以上BVR-50mm2絕緣屏蔽電纜至機房內接地端子箱與等電位銅排(30×3)連接，活動地板支撐腳上引一根BVR-6mm2雙色導線和銅排相連。

 

2.8.動力環境監控系統

2.8.1. 綜述

通過機房綜合監控系統的建設，實現“集中監控、集中維護、統一管理”的維護管理模式，對各個機房進行集中實時監控和報警管理，將機房內IT設備、UPS電源、精密空調、配電系統、溫濕度監測、漏水監測、消防監測等集中在一個統一平臺上實現集中監控以及各種對外報警方式，并結合機房管理制度，對所有的信息、報警事件進行記錄，可通過報表管理程序進行查詢、確認、排序、打印等操作，為云陽縣中醫院及云陽縣基層醫療衛生機構管理信息中心提供一個穩定、安全的機房安全保障。

2.8.2. 系統規劃

本系統采用多用戶分層，三級管理模式，分級部署的能力，集中監控中心(CSC) 作為一級管理單位，集中監控和管理整個機房。在局間站設置區域監控中心（LSC），區域監控中心作為二級管理單位，集中監控和管理機房內二級站傳輸機房。在每個傳輸機房設置現場監控單元（FSU），集中采集數據及視頻信號，接受集中/區域監控中心的監控和管理。

可通過權限分級管理，監控中心可直接采集、監控、處理相關信息；各分管人員可通過授權監控本轄區內的機房狀況;同時該系統具備全國聯網功能，系統中對于各個被監控機房的供電子系統、環境子系統、消防子系統等集中網管和監控綜合系統功能。

多種報警手段（聲光、手機短信、電子郵件、網絡信息報警）結合使用，靈活方便，并具備管理功能；支持各種電源監控，連接232或485接口，通過協議轉換器轉換電源的信息成TCP、UDP/IP信號，進行遠程管理;嵌入式網絡型監控設備分別安裝在機房，與各種傳感器、現場電源、空調、攝像機等相連；軟件采用B/S或C/S結構和大型SQL數據庫，集中監控管理軟件具有界面友好、快速報警、自動紀錄、多級協同瀏覽，操作簡單方便等優點；該系統設計能完全滿足24小時?365天長時間正常運行；監控現場通過監控系統的任意報警，可聯動視頻對準預設好的任意位置，為突發事件提供準確的事實依據。

監控系統支持微軟的windows2000、XP、2003、windows7、windows2008等多種操作系統，并能實現軟件的平滑升級。

2.9.氣體消防報警控制系統

2.9.1. 概述

根據國家消防設計規范和相關法規規定，針對電子計算機房發生的火災不宜采用水消防或干粉滅火劑滅火，而采用氣體滅火的確是國內外較通用的方式。故針對保護區工程的實際情況，特建議使用七氟丙烷氣體滅火系統。

七氟丙烷氣體滅火具有以下的突出優點：

• 能迅速、有效、主動滅火

七氟丙烷能夠在十秒鐘之內，火勢還不能發展起來時完全撲滅A、B和C級火；能深入到保護設施的每個角落；能主動進入滅火。在溫度20℃環境下，設計體積濃度為8%就足以撲滅一般火災（而Co2要求基本設計濃度為50%）。對于圖書、檔案、票據和文物資料庫等保護區，滅火設計濃度宜采用10%。

• 很潔凈，對敏感設備無損害

沒有需要打掃的殘余物，不會留下顆粒或油污殘余物，不會損壞電子儀器、計算機、軟件、數據文件、檔案、票據、通訊設備或復雜的醫療設備；沒有與藥劑有關的停機時間。

• 對人很安全

不會大量降低氧氣量，對于一般重要財產所在的有人空間，其使用十分安全。沒有毒性問題，不會引起視線模糊的問題。具有防爆炸特性。

• 有利于環保

不消耗大氣層臭氧層，沒有被停止計劃，在大氣中存留期短僅31---42年。見系統圖及圖片：

 

圖表 氣體滅火實物圖

2.9.2. 主要技術參數