小型機房系統(tǒng)工程設(shè)計——以某企業(yè)小型機房為例

程 軍

華電國際電力股份有限公司廣東分公司，廣東廣州 510663

現(xiàn)代化的小型機房設(shè)計范圍包括裝修工程系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、機房監(jiān)控系統(tǒng)等六個方面。

某企業(yè)小型機房占地50m2擁有獨立空間，房屋呈正方形，四面磚墻結(jié)構(gòu)，層高3m，為毛坯狀態(tài)交樓，建成后擬放置主交換機設(shè)備三套，服務(wù)器6套，監(jiān)控、門禁系統(tǒng)若干，可為40人提供可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

1 裝修工程系統(tǒng)

該系統(tǒng)既要充分考慮計算機系統(tǒng)、通訊、空調(diào)、UPS等設(shè)備的安全性、可靠性、先進性，又要考慮裝修外觀大方、簡樸。墻面、地面、吊頂、照明選用裝潢材料要充分考慮環(huán)保因素，以自然材質(zhì)為主。

1.1 防塵工程

機房的防塵是一個系統(tǒng)性工程，其效果好壞取決于機房的選址、功能的布局、裝修采用的材料、空調(diào)的通風(fēng)等多種因素。根據(jù)設(shè)計規(guī)范，靜態(tài)條件下，機房內(nèi)每升空氣中大于或等于0.5 m的塵粒數(shù)應(yīng)少于18 000粒。本設(shè)計重點控制起塵，在安裝地板、天花、墻面前，先將原頂棚樓板、地面清理干凈，再刷防塵漆兩遍。施工過程的管理和施工工藝對防塵也十分重要。

1.2 吊頂工程

機房的凈空由機柜高度和通風(fēng)要求來決定，本機房層高3m，根據(jù)建設(shè)的具體要求，機房天花安裝高度設(shè)計為2.8m，整個機房區(qū)域均采用600×600mm的鋁合金微孔天花，天花采用隱蔽式裝配，照明采用1200×600mm嵌入式三管格柵燈盤，使整個機房的天花與燈盤能有機的結(jié)合在一起。鋁合金微孔天花美觀、耐用，并具有質(zhì)輕、防火、防潮、吸音、不起塵、不吸塵等性能，它同時與機房屏蔽網(wǎng)一起組成一個完整的抗靜電屏蔽系統(tǒng)，具抗靜電、抗干擾的作用。根據(jù)機房防塵的總要求，在安裝天花之后，需將天花上方徹底清理干凈，鋪設(shè)防塵墊。

1.3 墻面工程

為了保證機房內(nèi)的整體效果和潔凈度要求，設(shè)計采用鋁塑板作機房內(nèi)墻面，該金屬板隔熱、隔音、防靜電、可拆卸、可重復(fù)使用、抗壓強度高。鋁塑板規(guī)格為900×3000mm，表面涂層使用涂裝附著力強的環(huán)保涂料，不產(chǎn)生灰塵，不會龜裂脫落。板與板之間有嵌條均勻連接，板內(nèi)可自由布線。墻面裝飾施工前需要先進行水泥墻體防塵、防潮、防水、保溫處理。

1.4 地面工程

機房地板安裝高度為300mm，為了方便綜合布線和空調(diào)下送風(fēng)，設(shè)計安裝全鋼抗靜電活動地板，該種鋼結(jié)構(gòu)地板耐磨性及抗靜電性能優(yōu)良，擁有機械性能高、承載力大、防火性能好等特點，且組裝靈活、維修方便。在施工方面，為確保結(jié)構(gòu)安全，地面通過焊制承重架來對樓板進行加固，將單位重量較高的UPS(不間斷電源系統(tǒng))和電池均安裝于承重架上。

2 供配電系統(tǒng)

計算機供配電系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)安全、可靠的運行最基本的保障。該系統(tǒng)要為機房內(nèi)的設(shè)備提供穩(wěn)定而可靠的電源支持，保證設(shè)備的正常運行和出現(xiàn)市電斷電時能在一定時間內(nèi)保持重要設(shè)備運行不中斷。

機房供配電系統(tǒng)有嚴(yán)格的國家標(biāo)準(zhǔn)，本方案計算機供配電系統(tǒng)電源采用頻率50HZ、電壓220V/380V 供電系統(tǒng)。設(shè)計在機房配置一個規(guī)格為50A-16P動力配電箱，從總配電間向機房引1路單回路供電電源，作為動力配電箱總進線。該配電箱負責(zé)對機房內(nèi)的空調(diào)機、UPS、交換機和服務(wù)器以及照明配電箱進行供電和控制。

根據(jù)計算，本機房設(shè)置一臺在線式20KVA UPS，設(shè)計UPS后備時間為30分鐘。市電配電柜電源先接入機房UPS，然后輸給UPS設(shè)備，由UPS輸出至機房內(nèi)服務(wù)器等設(shè)備。

3 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

該系統(tǒng)要為機房內(nèi)的設(shè)備提供一個相對恒溫恒濕的運行環(huán)境，保證機房內(nèi)空氣的新鮮與流通，滿足工作人員在機房內(nèi)工作的要求，保證機房內(nèi)正壓，防止外界未經(jīng)處理的空氣滲入為機房，防止有害氣體、煙或混合物滯留機房內(nèi)部。

通過計算出機房內(nèi)的熱負荷，確定機房內(nèi)所需的冷量、所需的送風(fēng)量以及使人感到舒適的送風(fēng)量，本工程機房內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計配置如下：選用2臺具有獨立的制冷、加濕、除濕的3匹柜式精密空調(diào)，互為備份使用。

4 防雷接地系統(tǒng)

該系統(tǒng)要嚴(yán)格按國家《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》[GB 50057-94]，采用可靠的技術(shù)和裝置，設(shè)計綜合性的防雷措施，為機房內(nèi)的設(shè)備提供良好的防雷保護措施，確保各設(shè)備系統(tǒng)正常運行，最大限度減少和避免雷害。

4.1 電源線路防雷與接地系統(tǒng)

雖然大樓已有防雷設(shè)備，但對于精密而敏感的機房電子設(shè)備仍未足夠。因此，在市電配電柜內(nèi)電源總進線處安裝C級電源防雷器，當(dāng)市電出現(xiàn)較長時間的脈沖電壓或瞬間大電流脈沖電壓時，內(nèi)藏模塊的半導(dǎo)體抑壓元件立即把市電短路到地線，并保護負載和設(shè)備。

4.2 機房等電位連接與共用接地系統(tǒng)

根據(jù)設(shè)計要求，在各個機房內(nèi)靜電地板下用30×3紫銅排做等電位銅排， 采用規(guī)格ZR-BVR10mm2的等電位接地線與銅網(wǎng)連接，并引入大樓接地體，將大樓防雷接地和防靜電地，設(shè)備保護地，直流、交流工作地等接地共用，保證所有設(shè)備都處于同一電位，防止電位反擊，損壞設(shè)備。各機房內(nèi)重要設(shè)備、機柜、機房門窗、天花、地板支架等用ZR-BVR25mm2平方多股銅芯線做等電位接地處理，接地地阻R＜1Ω。

設(shè)計要將使用380V/220V交流電源的電氣設(shè)備進行工作接地，即把中性點接地，接地電阻≤1Ω。

設(shè)計要將所有機柜的機殼用數(shù)根絕緣導(dǎo)線串聯(lián)起來，再用接地母線與大地相連，接地電阻≤1Ω。

5 消防系統(tǒng)

該系統(tǒng)要為機房提供穩(wěn)定可靠的氣體滅火系統(tǒng)，一旦機房內(nèi)發(fā)生火情，要能迅速啟動，有效的控制火情蔓延，最大限度的降低設(shè)備損失。

由于大廈的噴淋消防系統(tǒng)不允許進入機房，所以機房采用獨立的氣體消防系統(tǒng)?？紤]機房空間狹小，可在機房中心頂部安裝鋼架將消防氣瓶固定在吊頂中，氣瓶中充滿七氟丙烷或SDE氣體，在吊頂上開孔將氣瓶噴嘴和感應(yīng)裝置引入，開孔大小由噴嘴和感應(yīng)裝置尺寸確定，保證美觀而不影響其功能。

6 監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)設(shè)計了UPS狀態(tài)、空調(diào)狀態(tài)、漏水、溫濕度等機房環(huán)境監(jiān)控裝置，能實現(xiàn)對機房的全天候集中監(jiān)控和管理，保障機房環(huán)境及設(shè)備安全高效運行，實現(xiàn)最高的機房可用率。

機房監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及建設(shè)要結(jié)合機房結(jié)構(gòu)、設(shè)備內(nèi)容、使用功能、操作對象和管理要求等綜合因素。根據(jù)要求，系統(tǒng)監(jiān)控的設(shè)備內(nèi)容按監(jiān)控范圍和職能劃分為UPS、空調(diào)、漏水、溫濕度四個監(jiān)控模組，系統(tǒng)將這四個模組在機房采集到的模擬量數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，再通過集成管理服務(wù)器(TCP/IP，點對點方式)發(fā)送到監(jiān)控管理平臺。監(jiān)控管理平臺負責(zé)對采集的數(shù)字量與預(yù)設(shè)值經(jīng)行比對，一旦超出范圍就立即采用開關(guān)電源、調(diào)節(jié)電阻、發(fā)出（電話、語音、手機短信等）報警信息等方式進行處理，達到對機房環(huán)境的實時監(jiān)控和管理.

6.1 UPS電源監(jiān)控

對 UPS的監(jiān)控分為兩塊，一塊是整流器、逆變器、電池、旁路、負載等重要部件，一旦有部件運行發(fā)生故障，系統(tǒng)會采用預(yù)先設(shè)定的方式向機房管理員報警；另一塊是UPS的電壓、電流、頻率、功率等參數(shù)，對于這些重要的參數(shù)，既可以實施顯示，也可以可作曲線記錄，并可對歷史數(shù)據(jù)進行保存，留作將來分析使用。

6.2 空調(diào)監(jiān)控

機房專用空調(diào)為智能設(shè)備，既能接受監(jiān)控系統(tǒng)的指令起停運行，也能將運行參數(shù)發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)管。本機房監(jiān)控系統(tǒng)可實時監(jiān)視空調(diào)各部件（壓縮機、風(fēng)機、加熱器、加濕器、去濕器、濾網(wǎng)等）的運行狀態(tài)與參數(shù)，并與溫濕度感應(yīng)裝置聯(lián)動，一旦溫濕度感應(yīng)裝置報警，系統(tǒng)將根據(jù)預(yù)先設(shè)置的模式起停空調(diào)，調(diào)節(jié)溫濕度。同時，系統(tǒng)對空調(diào)運行的重要數(shù)據(jù)也可作曲線記錄，管理員可通過曲線記錄直觀地看到空調(diào)機組的運行品質(zhì)。

6.3 漏水檢測監(jiān)控

機房的吊頂、墻壁、地板被各種電纜和數(shù)據(jù)線包圍，所以機房積水的危害性很大。漏水首先會在地板下匯集，設(shè)計在地板下緊貼地面等距離橫豎各布置3條感應(yīng)繩，行程網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，一旦有液體碰到感應(yīng)繩，感應(yīng)繩通過控制器將短路信號輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)，及時通知管理員采取相應(yīng)措施排除問題。

6.4 溫濕度檢測

機房面積較小，通過數(shù)量較少的傳感器即可達到對機房內(nèi)溫濕度的采集?？稍跈C房幾何位置的中心吊頂下方設(shè)置兩組高靈敏溫濕度檢測裝置，當(dāng)這兩個裝置中的任意一個檢測到機房的溫濕度超過預(yù)定值時，系統(tǒng)將發(fā)出指令啟動空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)兩個裝置檢測同時超出預(yù)定值時，系統(tǒng)啟動空調(diào)系統(tǒng)的同時將向管理員發(fā)出報警信息。