机房工程系统

（一）设计概述

计算机机房工程是一个集多系统的系统集成工程，从某种角度可视为电气通讯工程和装修工程完美结合的工程。电气通讯是工程的核心，装修是电气性能达标的保证工程，共同造就一个和先进现代通讯机房相匹配的运行环境。它主要包括：机房供配电管理系统、机房UPS不间断电源系统、机房独立接地系统、机房专用精密空调系统、机房区新风系统、机房PDS结构化综合布线系统、机房专用气体消防系统、机房安保监控系统、机房电子门禁系统、机房动力设备环境集中监控系统，机房特殊室内装饰系统等的综合集成工程。

（二）设计依据

1．遵循设计标准

（1）GB9361-88《计算机场地安全要求》。

（2）GB2887-89《计算机场地技术条件》。

（3）GB50174-93《电子计算机机房设计规范》。

（4）GB/T2887-2000《电子计算机场地通用规范》。

（5）GB6650-86《计算机机房用活动地板技术条件》。

（6）SJ/T10796-1996《计算机机房用抗静电活动地板技术条件》。

2．参考设计标准

（1）《工业与民用供电系统设计规范》（GBJ52-82）。

（2）《低压配电装置及线路设计规范》（GBJ54-83）。

（3）《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ32-82）。

（4）《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）。

（5）《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》修订。

（6）《智能建筑设计标准》（EBD-03-95）。

（7）《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》。

（8）《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50116-92）。

（9）《IG-541混合气体自动灭火系统》Q/HSB 06-2000。

（10）《气体灭火系统施工及验收规范》GB50263-97。

（11）《高层民用建筑设计防火规范（1999年版）》（GB50045-95）。

（12）《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）。

（13）《建筑防雷设计规范（2000年版）》GB50057-94。

（14）《工业企业照明设计标准》GB50034-1992。

（15）《通信接地设计规范》GBJ79-85。

（16）《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87。

（17）《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）。

（三）建设指标

根据需求分析，结合计算机房GB标准；建议以GB标准B类机房为主要设计标准，具体技术指标如下：

1．环境要求

（1）开机：温度18～28℃，变化率＜10℃/h，要不凝露；湿度40%～70%。

（2）停机：温度5～35℃，变化率＜10℃/h，要不凝露；湿度20%～80%。

（3）尘净度：粒度＜0.5μm；个数＜18 000粒/dm3。

（4）噪声：5点测试平均值＜68 dB；磁场干扰≤800 A/m；无线电干扰：频率范围0.15～1 000 MHz时不＞126 dB。

2．供配电要求

（1）电压380 V/220 V。

（2）电压变动范围220 V±5%。

（3）频率变化范围50 Hz±0.2。

（4）波形失真率＜±5%。

（5）主机设备供电单回路控制。

（6）器材选用安全可靠，考虑最恶劣情况的安全。

3．照明要求

（1）地面0.8 m处＞220 LX，禁止使用电感整流器。

（2）主要工作区和基本工作区的平均照度应不低于250 LX。

（3）其他工作区的平均照度为200～250 LX。

（4）应急事故照明，照度应为普通照明照度的1/10。

4．地线要求

（1）直流工作地电阻＜1 Ω。

（2）交流工作地电阻＜4 Ω。

（3）安全保护地电阻＜4 Ω。

（4）防雷保护地电阻＜10 Ω。

（5）静电释放地电阻＜10 Ω。

5．结构装修要求

（1）天棚：可上人维修设计；吊筋单点悬挂应＞100 kg；金属扣板可采用600 mm×600 mm单块承重＞3.8 kg

（2）全钢地板：集中负荷（Conc.Load）2560 N；桁梁挠度（Deflection）＜2 mm；抗静电绝缘值（Resistance）1×105/1×109 Ω；规格（Size）600 mm×600 mm×35 mm；均布负荷（Unforml Lord）52 500（N/m2）。

（3）墙面：主机房达到半屏蔽效果。

（4）隔断墙：质轻易改，牢固安全，通透明亮。

（5）天棚以上地板以下：必须不会结尘，纳垢。

（6）地板以下：具有保温功能，不结露。

（7）介质柜：抗静电防磁作用。

（8）其他用材也必须做到：阻燃、绝燃、不起尘、抗静电、易清洗、无眩光。

（四）结构装饰设计

计算机房的基本结构组合必须有防尘、抗静电、阻燃、绝燃、屏蔽防漏水、隔热、保温、降噪等。

1．吊顶装潢设计 计算机房机房区须吊顶采用活动金属天棚，机房内的吊顶主要具有以下作用：在吊顶以上到顶棚（或上一层楼板）的空间可用来装饰照明、消防、门禁等管道走线；安装固定照明灯具；安装固定自动火灾探测器、喷头；防止灰尘下落；管道、线路维护时必须方便、快捷、不损坏其他区域结构。吊顶内部分空间还可预留作为计算机房的回风库。

2．墙面制作设计 机房区建议采用以9厘米多层板作基础，复以塑铝板来制作墙体，采用双色适当搭配，将给机房带来现代化的生活气息，同时又能起到抗尘、抗潮、防水，屏蔽的作用。

3．地面工程设计 在计算中心各房间的工程技术设施中，活动地板是一个很重要的组成部分。活动地板铺设在计算机机房的建筑地面上，活动地板上安装机房的主要计算机设备及其他电子设备，而在活动地板与建筑地面之间的空间内可以敷设连接各设备的各种管线。活动地板具有可拆卸的特点，因此所有设备的导线电缆的连接，管路的连接及检修更换都很方便，敷设路线距离最短，因而可减少信号在传输过程中的损耗。（活动地板下空间可作为静压送风风库或称为静压箱，通过带气流分布风口的活动地板将机房空调送出的冷风送入室内及发热设备机柜内，由于气流分布风口的地板与一般活动地板有互换性的特点，因此机房内能自由地调节气流分布。）活动地板可迅速地安装与拆卸、方便设备的布局与调整。为设备的增容和设备的更新换代提供了有利的条件。

机房区域地面建议采用600 mm×600 mm×35 mm全钢抗静电活动地板，地板标高为300 mm。

4．隔断墙设计 隔断墙不仅不承受荷载，而且还要把自身的重量施加在楼板上。因此其自重应越轻越好，采用轻质铝合金龙骨框架外包与墙体一致的塑铝板材料，使待建后的整体机房清洁、高雅、美观、大方。

考虑到计算机的更新换代及布局的变更和扩充，隔断墙应设计成易于拆除而又不易损坏其他部位的建筑构造。

隔断墙应具有一定的隔声、隔噪、防火、隔潮、隔热和减少尘埃附着的能力，使用100毫米以下为9厘米板基础外双复塑铝板材料。100毫米以上采用12毫米钢化玻璃玻制作。既牢固美观又明亮通透，便于观察，防止设备运输时的意外撞击。

（1）机房区隔断建议采用12毫米钢化玻璃隔断。

（2）其余工作区域隔断采用原墙隔断。

5．门窗工程

（1）在机房区主出入口采用甲级木质防火双开门。

（2）玻璃隔断区域通道门采用12毫米钢化玻璃门，以达到机房用材的各项要求。

6．隐蔽工程 装饰工程中的隐蔽工程，严格按照国家标准对隐蔽部分的相关要求。

隐蔽工程的材料采取：墙体部分作防潮处理；部分非阻燃材料必须涂刷防火涂料；所有隐蔽用材必须符合机房用材性能指标，做到不起尘、阻燃、绝燃，不会产生静电，牢固耐用并无病虫害发生。

（五）综合接地保护设计

1．专用接地线设计 计算机的接地系统对计算机的正常稳定运作起着决定性的关键作用。它要求彻底消除与大楼接地的耦合以及与其它接地的耦合。严格防止寄生电容的周边干扰，防止雷击对主机的破坏，确保主机设备的正常工作、寿命及操作人员的人身安全。

（1）机房接地系统包括如下。

①交流工作接地。按国标GB2887-89要求＜4 Ω。

②交流安全保护接地。国标GB2887-89要求＜4 Ω

③计算机系统直流接地。按国标GB2887-89要求＜10 Ω（静电释放在此与保护接地共用）。

④计算机机房供配电系统防雷、防浪涌保护接地按国标GB2887-89要求＜10 Ω。

（2）注意事项：电脑专用接地系统，不可与建筑之接地共同使用，亦不可与其他设备共用同一回路。当主机工作接地与主机壳为导体时，每台工作主机必须设单一回路，当主机工作接地与机壳为绝缘体时，所有主机壳接保护接地，所有主机工作接地。当主机（小型机）台数超过四台以上须分设另一工作接地回路，当单独工作接地桩阻值极小时应复测大楼接地阻值比较、确定是否与大楼地网连接。若发生以上情况前工作接地桩报废，必须重新选位重新施工至符合设计要求并不与主楼地网连接。另本接地系统也不能与保护接地、直流接地连通。

接地线必须和其他任何导线完全隔离绝缘，更不能视为电脑之中性线。

电源输出座之中性线与接地间电压小于1.0 V，不论电脑开启与否，电压值依然不能超过1.0 V。

接地线径至少应为16平方毫米以上多芯铜线或与电源相同的BVR多股芯铜芯线，其护套色为绿色。

镀锌角钢作为接地极时，尺寸不小于5厘米×5厘米，且长度不得短于2.5米，并应垂直钉于地面下3米处，两支地桩之距应大于2米，三支则应成三角形方式施工。当设计地桩阻值未达到设计要求时需补桩至符合设计要求为止或采用补增措施至符合设计要求。有条件施工处因尽量采用三角桩为宜。

角钢之间连接扁钢带与接地线相接处需设接地守合。联接带须套上绝缘编织带以免与自来水管网、主楼接地网碰接。

接地引线连接点应以加热熔焊或以特制之接地金属夹子妥接。

在接地线连接上不得加装开关，应直接固定于接地守合箱内。

接地线于接地极至电源箱间，应配置铁管保护并妥为固定之，直至接入机房主控柜内。

在计算机房直流接进系统中，建议采用网格地线作为直流接地，也称为风格地。风格地就是把一定截面积的铜线或铜带在高架地板下交叉排成600毫米×600毫米的方格，交点处压接在一起。直流风格地可通过接地母线上至机房，外与接地地桩相连。直流风格地系统不仅有助于更好地保证逻辑电路电位参考点的一致性，而且还大大提高了计算机系统的抑制内部噪声和外部干扰的能力。

为了设备与人身的安全，防雷保护地与直流地和安全保护地之间应隔15米以上。备接地之间应避免在机房内碰接，为此在各接地桩施工前应了解大楼防雷接地主干位置，以避开施工。

主动力干线进入机房配电屏前必须设置防雷压载过滤器。

对于医院病房大楼附近地质进行导电泄放测试，根据测试结果确定地桩埋设方案，若遇沙石层地基或老城区砖石层地基则必须在每根接地桩周围增设金属屑、木炭、氯化钠等辅助材料以增加泄放能力，达到主机说明书要求标准以内。若主机说明标准大于机房要求标准，按机房要求执行；若主机说明标准小于机房要求标准，则按主机标准执行。

2．机房内静电释放设计 在机房内由于各设备处在一个较干燥的环境中工作，而计算机设备均为高频热源设备，人员的走动、磨擦、冬季的干燥、计算机显示器等诸多设备原因、操作行为很容易产生静电效应，而静电效应又会严重地干扰主机等设备的正常安全运行。为避免因静电而产生的诸多干扰，设计方案应采用一个独立的直流静电释放回路，接机房区天棚以上部分、墙体部分、抗静电地板以下3个回路使整个机房区具有优良的静电释放功能，为计算机系统在一个无静电磁场环境下安全运行从设计上打下良好的基础。它是以网格织编多股铜质线对天棚龙骨、金属吊顶、抗静电地板支架、墙体金属板、金属窗框、隔断金属骨架、设备机壳以及其他一些可能产生静电的金属、非金属件作一连接接地释放的工艺过程，效果显著。

设计机房内顶面采用金属天棚，墙面采用塑铝板，地面采用抗静电地板，天棚、墙体、地板等六面体连接静电释放，使整个机房达到亚屏蔽要求，防止外界的电磁干扰。

3．防浪涌保护设计 机房防浪涌保护系统分强电保护与弱电保护2部分。

（六）机房灾害防护

计算机机房的防灾系统的作用主要是为了计算机网络提供一个安全而可靠的运行场地。该场地既要保证计算机系统的各种设备能可靠的运行，不因意外事故而导致停机甚至毁坏，还要保证操作人员和维修人员有一个安全、舒适的工作环境。

对计算机场地系统构成灾害的原因大致上可以分为以下几类。

天灾——洪水地震、风灾、电击、火灾等。

人灾——非法闯入、工作不慎等，如盗窃、电击、人为的水灾火灾等。

事故——计算机设备的故障等。

干扰——静电干扰、磁干扰、电磁干扰等。

其他——蚂蚁、鼠及其他虫害，化学危害、楼地面承重。

下面针对以上各类主要灾害，建议采取如下防范措施。

1．非法闯入 在机房建筑结构设计中考虑人流的进出路线，各类门的设置位置、开向等；采用门禁系统、CCTV闭路电视监控系统、开门示警系统等安全保卫措施。

2．电击 电击是由于电流通过人体而造成的一种伤害。其危害主要来自带有危险电压的设备和零部件。一般包括2个方面：一类是计算机本身；另一类是计算机房内的电力设备。因此，为了防止电击的发生，在配电设计、施工时，应严格按照电气设备设计、安装的规范执行，做好接地工作、安全保护工作，以确保人身和设备的绝对安全。

3．辐射危害 在计算机系统中，如有某些设备可能会产生某些辐射，如红外线、无线电波、噪声、高强度的可见光、紫外线等，应采取相应的保护措施或采取必要的隔离措施。

4．化学危害 主要指大气污染。机房通风设备应设置中效过滤设施，机房内建议设置空气净化器，过滤掉有害气体。机房内不允许存放任何化学试剂、化学药品、易挥发的有害物质。

5．水害 水害主要指机房中漏水产生的危害。机房设计中应采用漏水侦测器，以便及时发现问题产生警报，减少甚至避免伤害。

6．鼠虫害 蚂蚁、鼠等小动物的侵入是造成计算机设备出现故障的因素之一，其主要表现是，蹿入机房的鼠虫咬坏电缆、其分泌物或排泄物对设备有损害，这类灾害所造成的系统故障难以查找，系统的恢复工作往往也非常困难。对这类危害的解决，在建筑上应尽量减少不必要的洞口，主要的通风管道内应安装金属风，所有线缆应尽量铺设在线槽、线管内，机房工程中应尽量避免使用木材，所使用的木材必须严格的检查、验收，以致进行必要的灭虫处理。

7．火灾 从国内外的情况看，火灾是计算机房可能遇到的各种灾害中，发生次数最多，危害最大的灾害之一。在防火措施设计中，应切实贯彻以防主为主，防消结合的原则，而且立足于提高自身防火、灭火能力，以自救为主，力争做到早期发现、早报警、早期扑灭。

机房内的防火措施大致从4个方面着手。

（1）机房建筑上的防火措施。消防分区的划分；建筑材料的选择；从消防角度考虑机房整体布局；出入口与排烟口。

（2）电气设备和供配电方面的防火措施。设置电源应急开关；电气器材选择。

（3）设置火灾探测系统、消防报警及联动系统、灭火系统。

（4）防火管理。

8．楼地面的承重 计算机机房的设备中，最重的设备可能是UPS、电池组，建议把电池组放在梁上为好，其余重的设备也考虑放在主梁或次梁附近。

（七）不间断电源系统

计算机系统是由计算机设备、外部设备、辅助设备和工程工艺设备4大部分组成。因此计算机机房的供配电系统就是为满足这4大部分的要求，以保证获得稳定、可靠的电源而服务的。计算机设备供配电系统提供电源的质量好坏直接影响着计算机系统所工作的稳定性和可靠性。选择UPS作为机房的电源供电方式对保证指挥中心网络、电话及其他主要设备正常运行是非常有必要的。

1．总体设计 为防止电源故障所引起的网络瘫痪、数据丢失，需要为弱电系统配备不间断电源系统。选择在线式的UPS主机，可以在发生故障时无缝隙地进行切换。根据弱电各子系统功能区分，可设计配备1台功率较大的UPS主机，后备蓄电池可供电数小时以上。

2．设计范围 不间断电源系统就是为了保证发生电源故障时整个系统的正常运行。不间断电源系统的供电范围如下。

（1）网络中心：包括网络核心交换机、路由器、服务器。

（2）安保监控系统：包括安保监控系统的主机、矩阵、硬盘录像机、摄像机、报警器、报警主机及主监视器（不包括电视墙）。

（3）广播系统：包括广播主机、功放、末端设备等。

（4）一卡通系统：包括一卡通管理主机、消费机、刷卡器等。

3．后备蓄电池计算 可参考医院病房大楼的设备运行情况，为中心机房配备1～4个小时的延时蓄电池。根据主机功率，需配备不同数量的电池数，具体方法是计算出电池瓦特数，再根据电池瓦特系数表才得出电池的容量和数量。

通常给UPS配置电池计算容量和节数，只采用大致估算的方式来推算，此数据接近，但不十分精确。

电池节数与延时时间之间关系如下：

4．UPS管理 由于网络管理产品的广泛应用，管理员已无需固守在UPS旁，观察其状态，只要将UPS和网络管理产品（例如SNMP协议）结合在一起，就可从监控中心了解到UPS的运行情况，如市电波动、输入值、输出值以及N+1或N-1状态下的可用性等。当市电出现故障且电池容量已接近底线时，软件能帮助采取相应措施，保证数据不会丢失，系统不会崩溃。

（八）防雷接地系统

雷击放电产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，可烧毁发电机，变压器等电气设备；损坏电路，降低电子设备的使用寿命；严重的造成烧毁设备，导致火灾或爆炸等事故。按GB50057-94《建筑物防雷设计规范》第6.4.2条规定“由于工艺要求或其他原因，被保护设备不会正好设在两防雷区界面处而是设在其附近，在这种情况下，当线路能承受所发生的过电压时，电源避雷器可安装在被保护设备处，而线路的金属保护层或屏蔽层宜先于界面处做1次等电位连接”，因此，在线路的金属保护层或屏蔽层界面处做1次等电位连接后，将防雷器安装在被保护设备处。

机房担负着弱电各子系统的运行、服务、及信息的储备等重要任务。为保障系统的安全及设备的正常运行，系统不能因为雷击造成停顿，有必要事先做好机房的防雷、避雷工作，防患于未然，以避免不必要的损失。