電子信息系統(tǒng)機(jī)房的模塊化改造

張福生

（福建省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 福建省福州市 350001）

模塊化數(shù)據(jù)中心是一套具有多專(zhuān)業(yè)性、完整性的數(shù)據(jù)中心解決方案，其包括多個(gè)功能分區(qū)，主要有機(jī)柜、配電、制冷、監(jiān)控、綜合布線(xiàn)、消防等，模塊化數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)了制冷、供電和管理組件的集成[1]。機(jī)房模塊化改造能使機(jī)房的運(yùn)行更加智能、高效，節(jié)約人力資源和施工時(shí)間，從而使運(yùn)營(yíng)費(fèi)用得以降低。該方案采用了新一代的集成智能微型模塊數(shù)據(jù)中心，具有一體化集成、安全、節(jié)省占地面積、節(jié)能、節(jié)約安裝時(shí)間、省心省力、兼容構(gòu)架、快速部署和靈活監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)。

1 電子信息系統(tǒng)機(jī)房現(xiàn)階段的情況

1.1 機(jī)房目前配置

福州市國(guó)有房產(chǎn)管理中心原有電子信息系統(tǒng)機(jī)房，建筑面積約占30.5m2；安裝防靜電地板和吊頂，服務(wù)器機(jī)柜配有3 個(gè)，普通空調(diào)配置1臺(tái)，規(guī)格為3P格力落地式；機(jī)房接駁互聯(lián)網(wǎng)、市政務(wù)信息網(wǎng)、選房系統(tǒng)局域網(wǎng)等3 套網(wǎng)絡(luò)。

原有機(jī)房平面圖如圖1。

1.2 原有機(jī)房存在的問(wèn)題

1.2.1 機(jī)房設(shè)備老化、室內(nèi)灰塵較多

機(jī)房配電不滿(mǎn)足現(xiàn)有業(yè)務(wù)及未來(lái)發(fā)展需求，原來(lái)機(jī)房配電是利用原有的照明配電箱，線(xiàn)路和配電容量達(dá)不到未來(lái)機(jī)房設(shè)備的用電要求，配電設(shè)備及線(xiàn)路需要更換改造。原有機(jī)房設(shè)備已經(jīng)變得老舊，線(xiàn)路老化問(wèn)題也比較嚴(yán)重，這就使得整體故障率高，嚴(yán)重影響了日常業(yè)務(wù)的開(kāi)展。機(jī)房?jī)?nèi)缺少防塵措施，導(dǎo)致灰塵較多，室內(nèi)空氣不夠潔凈?；覊m的長(zhǎng)時(shí)間積累可引起設(shè)備的絕緣等級(jí)降低、從而造成電路短路等問(wèn)題，同時(shí)對(duì)工作人員的身體健康也造成了消極的影響。

1.2.2 缺少地網(wǎng)與靜電泄放路徑

機(jī)房?jī)?nèi)沒(méi)有設(shè)置地網(wǎng)，這導(dǎo)致接地電阻大、零地電壓高。機(jī)房?jī)?nèi)采用了防靜電地板，且接地等方面處理不夠完善，這導(dǎo)致正常情況下產(chǎn)生的靜電缺少路徑順利泄放，不僅讓工作人員感到不舒服，還極有可能將電子設(shè)備直接燒毀。

1.2.3 消防隱患較多

機(jī)房正壓不達(dá)標(biāo)，這會(huì)使機(jī)房室外塵埃更容易進(jìn)入機(jī)房，引起設(shè)備電路故障等情況的發(fā)生。機(jī)房室內(nèi)對(duì)濕度沒(méi)有穩(wěn)定的控制，濕度過(guò)低的機(jī)房環(huán)境容易產(chǎn)生靜電，燒壞機(jī)器主板。機(jī)房?jī)?nèi)緊急照明照度沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)的消防標(biāo)準(zhǔn)，一旦發(fā)生火災(zāi)，極其容易導(dǎo)致人員傷亡。

1.2.4 機(jī)房保護(hù)措施不到位

機(jī)房窗戶(hù)未做封堵處理，機(jī)房外陽(yáng)臺(tái)積水問(wèn)題嚴(yán)重，整體的防水措施不到位，這容易導(dǎo)致機(jī)房大面積進(jìn)水，對(duì)機(jī)房正常工作造成影響。目前機(jī)房里擺放有大量電子設(shè)備，如果有漏水事故發(fā)生，就會(huì)給用戶(hù)造成設(shè)備損壞和信息丟失，這是十分嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至無(wú)可挽回。由于缺少避光措施，陽(yáng)光可以通過(guò)窗戶(hù)直接照射到機(jī)房?jī)?nèi)，室內(nèi)溫度控制并不穩(wěn)定。過(guò)高溫度下長(zhǎng)期工作，會(huì)對(duì)機(jī)房設(shè)備壽命造成影響，同時(shí)也使得機(jī)房的空調(diào)耗電量增加，增加了業(yè)主運(yùn)營(yíng)成本的負(fù)擔(dān)。

1.3 后期改造需求

現(xiàn)有機(jī)房為原有辦公室區(qū)域改造而成，未能滿(mǎn)足現(xiàn)行《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，改造參照B 級(jí)機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。在改造中，必須要做好陽(yáng)臺(tái)窗戶(hù)封堵、防水防塵、靜電接地等系統(tǒng)建設(shè)，以滿(mǎn)足現(xiàn)有的業(yè)務(wù)需求以及未來(lái)發(fā)展需求。

圖1：改造前機(jī)房平面圖

圖2：改造后機(jī)房平面布局

2 電子信息系統(tǒng)機(jī)房的模塊化改造設(shè)計(jì)的原則

福州市國(guó)有房產(chǎn)管理中心的智能微模塊機(jī)房是整個(gè)公司數(shù)據(jù)信息計(jì)算、交換和存儲(chǔ)的中心，應(yīng)具備寬帶資源豐富、機(jī)房設(shè)施安全、網(wǎng)絡(luò)管理完善等優(yōu)勢(shì)。根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基本改造原則，結(jié)合現(xiàn)狀需求，對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了改造規(guī)劃，在規(guī)劃時(shí)遵循以下五大設(shè)計(jì)原則——安全可靠性、可擴(kuò)展性、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化、需求靈活性、可管理性。

3 電子信息系統(tǒng)機(jī)房的模塊化改造設(shè)計(jì)指標(biāo)與建設(shè)內(nèi)容

3.1 機(jī)房中心改造設(shè)計(jì)指標(biāo)

福州市國(guó)有房產(chǎn)管理中心機(jī)房總體改造設(shè)計(jì)指標(biāo)如表1所示。

3.2 模塊化改造范圍及內(nèi)容

3.2.1 建筑裝修

模塊化改造范圍包括信息中心主機(jī)房裝修改造工程。內(nèi)容包括外墻封堵、結(jié)構(gòu)柱裝飾處理、管道圍閉及防水處理、油漆及保溫、防靜電地板安裝、原門(mén)拆除、甲級(jí)鋼防火門(mén)安裝、墻面彩鋼板、鋁合金天花板等的采購(gòu)供應(yīng)、安裝調(diào)試。

3.2.2 供配電系統(tǒng)

范圍主要包括從UPS 配電一體化柜至末端IT 設(shè)備、空調(diào)設(shè)備的整個(gè)數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)設(shè)備、材料采購(gòu)供應(yīng)與安裝調(diào)試等；包括蓄電池、電池開(kāi)關(guān)箱、電池連線(xiàn)配電柜、UPS 設(shè)備等的供貨、安裝、調(diào)試和試運(yùn)行。

3.2.3 空調(diào)制冷系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)范圍包括機(jī)房的空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)，相關(guān)設(shè)備及其附件的供貨、安裝及調(diào)試等。

3.2.4 綜合布線(xiàn)系統(tǒng)

范圍包括負(fù)責(zé)完成中心機(jī)房?jī)?nèi)IT 機(jī)柜和綜合布線(xiàn)柜之間永久鏈路，包括銅纜或者光纜，配線(xiàn)架的布設(shè)，安裝相關(guān)的橋架線(xiàn)槽等。

3.2.5 智能管理系統(tǒng)

本項(xiàng)目智能管理系統(tǒng)包含安防系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)房?jī)?nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。安防系統(tǒng)包括管線(xiàn)槽安裝，攝像機(jī)、存儲(chǔ)控制設(shè)備等硬件安裝及調(diào)試。機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)容包括綜合配電柜、UPS 主機(jī)與電池組，漏水報(bào)警、溫濕度、精密空調(diào)等監(jiān)測(cè)內(nèi)容。

4 電子信息系統(tǒng)機(jī)房的模塊化改造規(guī)劃總體方案

4.1 總規(guī)劃方案

本次福州市國(guó)有房產(chǎn)管理中心智能微模塊機(jī)房改造項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)面積約30.5 平方米，規(guī)劃部署1 個(gè)微模塊，共8 臺(tái)IT 服務(wù)器機(jī)柜，2 個(gè)網(wǎng)絡(luò)橫柜。單IT 柜功率2.5-4kW，微模塊功率36kW。數(shù)據(jù)中心前后期的UPS 供配電線(xiàn)路統(tǒng)一規(guī)劃到位，規(guī)劃采用模塊化UPS配電一體柜為數(shù)據(jù)中心負(fù)載提供高可靠的電源保障。集中供電配置1 臺(tái)模塊化UPS 電源，模塊化125kVA/125kW 的機(jī)架，UPS 單個(gè)功率模塊25kVA/25kW，本期共投入2 個(gè)，共50kVA/50kW 后備電時(shí)間0.5 小時(shí)。模塊化UPS 高效節(jié)能、易擴(kuò)容，可為數(shù)據(jù)中心負(fù)載提供高可靠的電源保障，且滿(mǎn)足后期設(shè)備增加需求。采用密閉冷通道，25kW 行級(jí)空調(diào)3 臺(tái)(2+1 冗余)。同時(shí)配備數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)，對(duì)所有微模塊動(dòng)環(huán)系統(tǒng)集中管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控。如圖2所示。

4.2 模塊化的相關(guān)要求

國(guó)家現(xiàn)行的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是目前微模塊的生產(chǎn)、安全防護(hù)的建設(shè)基準(zhǔn)。微模塊應(yīng)為工廠(chǎng)預(yù)制化組裝并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試的成熟產(chǎn)品。微模塊須包含以下內(nèi)容：UPS、配電、機(jī)柜、行間空調(diào)、走線(xiàn)槽、密封通道及預(yù)留消防聯(lián)動(dòng)等[2]。密封冷通道的端門(mén)兩端采用推拉門(mén)。模塊應(yīng)支持雙排布置，有效利用機(jī)房空間，并可同時(shí)支持防靜電地板或底座安裝。

4.3 機(jī)房?jī)?nèi)部裝修

機(jī)房?jī)?nèi)裝飾應(yīng)當(dāng)與電子信息設(shè)備相匹配。在充分考慮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊、空調(diào)、UPS 等設(shè)備的安全可靠性的前提下，通過(guò)獨(dú)樹(shù)一幟的設(shè)計(jì)構(gòu)思，將“現(xiàn)代、高雅、美觀(guān)、適用、安全”的整體風(fēng)格體現(xiàn)出來(lái)。

由于信息中心機(jī)房對(duì)防塵、防靜電的要求很高，且地板下各種管線(xiàn)較多，所以在地板的選擇上應(yīng)當(dāng)以抗靜電地板材料為最優(yōu)。本項(xiàng)目信息中心機(jī)房選用600*600*35mm 鋼質(zhì)抗靜電活動(dòng)地板，活動(dòng)地板架空高度為250mm，鋼質(zhì)抗靜電活動(dòng)地板具有強(qiáng)度強(qiáng)、剛度高、防火、防靜電及拆裝方便等特點(diǎn)。安裝過(guò)程中，在地板與墻面交界處，活動(dòng)地板需精確切割下料。切割邊需封膠處理后安裝，地板安裝后，用鋁塑板踢腳板壓邊裝飾。

4.4 空調(diào)制冷系統(tǒng)

方案采用的制冷方式為風(fēng)冷行級(jí)精密空調(diào)加密封通道。密封通道由風(fēng)冷行級(jí)精密空調(diào)和設(shè)備機(jī)柜共同組成，實(shí)現(xiàn)冷熱空氣隔離?？拷鼰嵩床贾玫男屑?jí)空調(diào)，大大縮短送風(fēng)距離，從而減少氣流壓力損失、冷空氣泄漏損失，提高了冷量的利用效率。

根據(jù)現(xiàn)有業(yè)務(wù)量及后期擴(kuò)容的需求，采用N+1 配置，采用風(fēng)冷直膨水平送風(fēng)機(jī)房精密空調(diào)?？照{(diào)機(jī)組采用水平送風(fēng)（配EC 風(fēng)機(jī)）。8 臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜單柜功率為4kW，2 臺(tái)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜單柜功率為2kW。8*4+2*2=36(kW)，其中微模塊IT 設(shè)備熱負(fù)荷=36(kW)，考慮1.2 的空調(diào)余量，所以該模塊所需制冷量43.2kW。則需空調(diào)數(shù)=43.2/25=1.73，取整為2。故配置方案為2 用1 備，共需25kW 的空調(diào)3 臺(tái)。微模塊合計(jì)需求3 臺(tái)25kW 的空調(diào)。

4.5 消防安全改造規(guī)劃

4.5.1 機(jī)房自動(dòng)滅火系統(tǒng)

模塊化機(jī)房的模塊內(nèi)部要利用機(jī)房?jī)?nèi)的消防滅火系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)滅火。機(jī)房的消防系統(tǒng)的火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)噴頭按照傳統(tǒng)方式安裝在機(jī)房頂部，無(wú)需伸入到模塊化機(jī)房?jī)?nèi)部。模塊采用電動(dòng)天窗的方式，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)與大樓消防系統(tǒng)的相互配合。

4.5.2 消防安全管理

消防安全管理對(duì)于消防系統(tǒng)功能維持在正常狀態(tài)、減少火災(zāi)發(fā)生可能性、保證機(jī)房安全有著不可忽視的作用，對(duì)機(jī)房的改造規(guī)劃應(yīng)當(dāng)符合以下消防安全管理要求：

（1）制定機(jī)房的消防安全管理措施，并設(shè)立管理人員對(duì)日常的消防安全管理工作進(jìn)行負(fù)責(zé)；

（2）管理員需要做到檢查消防安全情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除火災(zāi)隱患，并及時(shí)報(bào)告；

（3）機(jī)房應(yīng)配備消防器材，嚴(yán)禁將消防器材隨意挪作他用，杜絕在通道內(nèi)堆放雜物的現(xiàn)象，確保設(shè)備及人員安全；

（4）機(jī)房的消防安全管理人員應(yīng)熟悉設(shè)備電源以及電氣設(shè)備總開(kāi)關(guān)的位置、消防系統(tǒng)及相關(guān)部件的操作，并定期進(jìn)行檢查和維護(hù)[3]。

5 結(jié)論

模塊化電子信息機(jī)房憑借著其易于建設(shè)與便于維護(hù)、安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活性高等優(yōu)勢(shì)，被各大企業(yè)單位與事業(yè)單位廣泛應(yīng)用。將電子信息系統(tǒng)機(jī)房模塊化，不僅提高了機(jī)房的整體性能，同時(shí)也節(jié)省了運(yùn)維成本，為工作人員提供了更便捷的操作。模塊化機(jī)房的發(fā)展推動(dòng)了我國(guó)在數(shù)據(jù)處理和技術(shù)信息化等方面的進(jìn)步，未來(lái)模塊化機(jī)房將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。