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一套详细的智能化弱电机房建设解决方案
作者:安防监控_视频监控系统_摄像头安装_机房建设_弱电工程-上海铭越科技 发布日期:2020-04-01 13:21

机房工程如何规划设计?掌握了一定的方法,基本上所有的机房工程都可以参照这个思路,只是不同的项目设计的系统不一样而已。今天就谈谈机房建设主要内容有哪些?
 
正文:
 
一、机房建设概述
 
本项目机房位于大楼一层,为机房新建工程,装修总面积约200平米(包括主机房、配电支持区、操作辅助区);大楼为混凝土框架结构(土建基础建设需考虑机房选址位置的承重)。
 
设计原则及依据:先进适用,规范可靠,经济适度,注重实效,节能环保,可靠性,开放性,安全性,可扩展性,可管理性。
 
设计依据:机房建筑平面图,有关国家设计、施工及验收规程、规范、施工图集,国家其它相关法律法规机房建设总体框架
 
1.1.机房选址和分区规划
 
本项目机房建设工程,主机房场地选址位于大楼的一层,机房场地远离振动源、噪音源、磁场、电场干扰区及动荡区。
 
机房区域划分为主机房区、辅助区、支持区三大部分,各区域根据系统运行特点、设备具体要求以及人员操作、安全要求进行规划和布局。
 
1.2.机房技术体系组成
 
机房建设工程技术体系由5个子系统
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二、土建与装修
 
2.1.机房布局
 
机房区域分为三部分:分别为主机房区、支持区、辅助区;主机房区划分为主机房;支持区包括配电间;辅助区包括监控室。
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2.2.机房设备布置平面图
 
2.3.机房承重
 
机房区域将安装机柜、精密空调等,目前机房区域承重还需要落实,建议机房区承重不低于8KN,支持区域承重不低于16KN,如有部分超重的设备[如存储、刀片服务器机柜以及机房支持区(电池空调UPS设备等)]可局部加固。
 
2.4、 机房各功能区装饰用材一览表
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2.5.墙、柱面、隔断
 
机房的原有墙面、柱面采用的材料应有较高的强度,美观、耐用、耐擦洗、不起尘、具有良好的抗静电性材质,因此本方案设计主机房、配电间及走廊的墙、柱面采用轻钢龙骨彩钢板饰面。彩钢板具有良好的强度,耐用、耐擦拭,不起尘、易清洗。彩钢板内填充保温岩棉,不仅满足机房设计防火、防尘要求又达到美观、大方、实用。
 
机房区、配电间、走廊以及监控室之间采用铯钾防火玻璃隔断,其中监控室和机房以及走廊隔断墙地板下、吊顶上采用12mm石膏板墙封堵,达到良好的隔音、防火的效果,隔断框外框拉丝不锈钢饰面。配电间与主机房之间采用钢化玻璃隔断墙,既美观通透、又增强房间的亮度。地板下不封堵。
 
彩钢板墙面:
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防火玻璃门:
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玻璃隔断:
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2.6.吊顶工程
 
主机房区、配电间采用以及监控室吊顶采用黑色防火涂料喷涂,同时机柜上部空间与地板出风口、机柜散热系统形成冷热通道气流组织,提高空调系统运行效率。机房参观走廊采用600×600铝合金微孔板吊顶。走廊和辅助区监控室吊顶地板下做封堵处理,上下顶地面做防尘处理。
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2.7.地面工程
 
除走廊外所有区域地面采用架空防静电地板。电子信息系统机房由于要敷设大量的电力、通讯线缆,以及通常作为送风风库向设备及室内送风,因此常铺设架空活动地板。
 
本次设计主机房机柜采用面对面、背对背冷热通道的摆放方式,并在冷通道处铺设600×600风口板。
 
精密空调区域地板下裸露的地面及四周墙面均刷漆防尘处理,墙、地面做橡塑保温棉保温处理,厚度为20mm。
 
精密空调周围做防水堰,防水堰内地面采用聚氨酯防水涂料做防渗处理,精密空调下水和防水堰地漏设于空调周围。
 
本次设计机房内地板下采用5#角钢做机柜、配电柜、空调以及UPS和电池柜支架,其以保障设备机柜的稳固性及增强机柜的承重安全性。
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2.8.防水处理
 
机房地板下安装着强、弱电管线和设备电源插座、信息点,因此机房的防水非常重要。我们在设计时着重考虑了这一点。
 
在所有空调下方及水管通过机房的位置做防水坝,防水坝50mm高;主机房区所有出入口做100mm高防水坝;防水坝内采用聚氨酯防水涂料做防水处理。
 
机房区所有开孔出均做密封防水处理。
 
2.9.保温处理
 
机房内下送风区域地面刷漆防尘处理后贴20mm橡塑保温板,做保温处理。彩钢板墙面内填充50mm保温玻璃棉。
 
2.10.门窗建设
 
机房走廊原有两门均采用甲级钢质防火门,其余机房功能区在防火玻璃隔断上的门采用防火玻璃密闭门。
 
三、机房电气系统
 
3.1.机房配电容量
 
UPS供电负荷统计表:
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市电负荷统计表
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根据计算,需要的UPS功率为153.79KVA,动力电总功率为80.9KVA。
 
3.2.机房供电等级
 
根据机房的重要性考虑,本机房参照《电子信息系统机房设计规范》A级供电系统进行设计。
 
3.3.配电结构
 
A.需要大楼提供的配电条件:
 
引入两台变压器的市电(A路、B路),建议从不同路由引入,在机房内进行母联。如有需要可预留发电机的接口。
 
B.机房市电配电系统
 
两路市电通过母联开关分别为机房内设备进行供电,空调新风等市电通过ATS自动切换后进行供电。
 
共配置2台UPS,每台单机运行,构成两套UPS系统(A系统、B系统)。
 
A路市电为A系统UPS供电,A系统UPS输出后为机房内机柜供电。
 
B路市电为A系统UPS供电,A系统UPS输出后为机房内机柜供电。
 
在精密空调各区域设置空调配电柜,从A系统和B系统分别引一路电源到空调配电柜,在空调配电柜内切换后为精密空调供电。
 
机房整体供电系统达到2N系统。
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3.4.机房供电等级划分
 
供电等级划分表:
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一类供电:计算机设备用电
 
二类供电:机房空调系统用电、机房新风机组、机房消防排烟系统、工作区空调系统用电、机房消防系统、工作区用电
 
三类供电:常规照明用电、机房日常维护用电
 
3.5.UPS设备选型
 
根据上面的计算UPS负载量为153.79K VA(已经考虑系统冗余),建议单台UPS容量不低于160KVA,共需要2台,后备时间不低于30分钟。
 
3.6.计算机设备供电
 
计算机设备包括计算机主机、小型机、服务器、网络、安全设备及其它设备等,由于上述设备进行数据的实时处理与实时传递,关系重大,所以对电源的质量与可靠性的要求最高。为给我局机房提供一个最安全可靠的配电系统,设计在机房建设完成后配电系统达到如下结构。
 
机房设计采用2套UPS,为机房内电子信息系统设备供电,各配电柜开关及连接电缆均按照最大配电容量设计,并留有适当余量。
 
每一列机柜设置一台配电列头柜,机房内设置3台列头柜,机房内的3台列头柜的输入分别引自不同的UPS输出系统。
 
机房内每台计算机机柜配置2个独立的配电回路,分另引自不同配电列头柜内的UPS输出系统,设置独立的控制开关通过线缆直连至机柜内的PDU(采用16位竖装PDU)。每个配电回路均能满足计算机机柜100%的用电负荷,任何一路空开或线路的故障均不影响另一路电源的正常使用。
 
机房强电列头柜:
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3.7.空调供电系统
 
在精密空调各区域设置空调配电柜,从A系统和B系统分别引一路电源到空调配电柜,在空调配电柜内切换后为精密空调供电。
 
在机房内设置1台空调配电柜。
 
3.8.照明系统
 
机房照明主要分为普通市电照明和应急照明。
 
1.正常照明:在正常情况下使用的室内外照明。
 
2.应急照明:当正常照明因故熄灭的情况下,供暂时继续工作、保障安全或疏散用的照明。
 
A.正常照明系统
 
机房区设制格栅式高效荧光灯,主机房区设计照度500LX;机房辅助区域设计照度为300LX。
 
机房照明系统设计由空气断路器和墙面翘板开关分级分区域控制。灯具布置与设备布局结合,成行成列布置在设备与设备之间的空白处,减少设备遮光造成的阴影。
 
根据各区域的吊顶情况分别选用三管3×40W格栅灯。
 
B.应急照明系统
 
在市电停电后,为保证工作人员做存盘等紧急处理,计算机房及消防通道必须具备应急照明系统,包括应急照明灯和消防疏散指示灯。机房内应急照明的照度不低于50LX。应急出口标志灯照度大于5LX。应急照明灯具使用UPS电源供电,连接线缆采用耐火级别线缆。
 
3.9.防雷保护、接地保护系统
 
3.9.1.机房防雷保护
 
为防止感应雷、侧击雷沿电源线进入机房损坏机房内的重要设备,本机房设计采用三级防雷措施,分别在总电源进线、UPS输入端、负载端加装避雷器,第一级将大能量的浪涌电流限制在后续保护系统可允许的范围,第二级通过能量分配,进一步泻放浪涌电流,第三级用浪涌电压抑制器,使输出的箝位电压达到规定值,不但如此,而且还能有效地抑制电网中的尖峰干扰,使供电系统更加稳定,确保供电系统安全可靠。
 
其中,第一级防雷在大楼低压配电室变压器输出端应已具备,本工程设计在机房电源进线端加装二级防雷模块,在UPS输出端安装三级防雷模块。
 
3.9.2.机房接地保护
 
机房设有四种接地形式,即:计算机专用直流工作地、配电系统交流工作地、安全保护地、防雷保护地和静电泄露。本次设计考虑直流工作地、安全保护地、防雷接地、和静电泄露均利用大楼联合接地体。并在机房设置等电位接地箱。用接地母线与大楼联合接地体相连。地板支架、机柜外壳等不带电的金属部分均与此接地网相连。
 
机房设置均压等电位带即30×3mm铜带接地网,敷设在活动地板下,依据计算机设备布局,组成分支状,配有专用接地端子,用软铜线以最短的长度与静电泄露网等相连。
 
容易产生静电的活动地板采用25mm2铜编织带布成泄漏网。铜编织带与地板支腿螺栓紧密连接,支线做成网格状,间隔不大于3米;计算机机柜的接地点不低于两处;金属吊顶板、金属龙骨、金属壁板、不锈钢玻璃隔墙的金属框架等也用导线连接,接入等电位箱,使之形成法拉弟笼。分支线缆采用6mm2软铜导线或者软铜编制带,并且每一连续金属框架的静电泄漏支线连接点不少于两处。接地干线采用ZR-BVR-95的接地线接至大楼接地极。
 
四、空气调节
 
4.1.冷负荷计算
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4.2.气流组织
 
普通区域下送上回:空调冷风送入计算机房架空地板,以此作为送风静压箱,然后经过设置在架空地板上的风口,分别送人室内和机柜,被加热后的热空气,从机柜上部排出,再经顶棚回风口排出。这种气流组织的优点是:
 
1)空调送风气流流程与机柜冷风吸热后的气流流型一致,从而避免了冷热气流在室内混合,影响工作区的环境温度。
 
2)机柜冷却效果好,可以用较少的风量达到机柜冷却的目的。
 
3)进入室内工作区和机柜内的气流洁净度好。
 
设备机柜安装与空调的配合
 
机房内的设备机柜采用面对面、背对背的方式安装,使计算机设备的散热系统形成冷热通道。机柜正面地板上安装精密空调出风口,背面吊顶上安装回风口。下送风空调将冷空气通过地板出风口送至设备机柜正面,服务器等设备通过散热风扇将冷空气吸入内部,冷空气通过其内部实现散热,从服务器后端排出,在设备机柜背面形成热风区域,通过空调机组顶部回风段,经过空调处理后的空气再次达到送风要求,循环使用。
 
高密度区域采用水平送风方式:空调与机柜尺寸一至,并列安装在机柜之间;空调将冷风向前送到冷通道;冷风被机柜从前面吸入,从被面排出热风到热通道;热风被空调从背面吸形成一个循环。这种气流组织的优点是:
 
1)可以为机柜提供大风量的冷空气,同时不会提高机房内的风速;从且解决高密度设备的制冷问题。
 
2)气流循环的环路距离短,提高制冷效率,更节能高效。
 
4.3.空调选型
 
机房建设,选用3台精密空调。
 
机房精密空调:
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4.4.新排风系统
 
A.新风系统
 
新风作为机房空调调节设计中的重要组成部分,具有如下重要意义:
 
1、因为机房一般为封闭式房间,没有自然通风的外窗,采用机械新风设备,能为操作人员提供新鲜空气,创造舒适的通风环境。
 
2、维持机房内的正压,有利于保持机房内恒定的空气环境,保持机房的洁净;稀释室内不断产生的空气污染物(设备、人员、建筑材料),防止空气品质变坏。
 
随着时代的发展,计算机房越来越趋近于无人值守,机房设备区的人员来往却越来越少,因此,新风系统对于机房的意义越来越向后者侧重。
 
机房内对新风处理一般在品质上有以下要求:
 
洁净度:高于50万级的洁净度(大于0.5um的粉尘粒子,不多于500000粒/英尺3);室外大气一般含尘量为百万级至千万级之间,因此,相应的过滤器净化效率应在90%以上,因此新风的净化效率至少在中效以上;
 
空调系统的新风量依据机房设计规范应取以下两项中的最大值:
 
保证工作人员每人40m3/h;
 
维持室内正压:即主机房相对于室外10Pa,主机房相对于其他房间5Pa。
 
在无人机房设计时,一般侧重于上述第二项要求,即按维持室内正要值的要求进行新风量计算。新风量的计算中,一般是采用系数值的计算方法:按照室内容积的循环次数来计算。根据科学的试验参数,针对不同的机房环境,0.5~1.5次/h的新风换气量能较好的满足机房的正压值需求。
 
本次机房的新风系统设计,考虑为主机房提供24小时洁净新风,以维持机房设备区的正压值。
 
B.排风(气)系统
 
由于机房设备区采用的是气体消防,所以需设置排气系统。在气体灭火喷雾以后排出灭火区的烟雾和消防气体。排风机只在发生火灾,气体消防喷洒之后排除废气时使用。
 
本工程共分成1个消防排气区域,每小时换气4次计算。
 
4.5.给排水系统
 
建议从空调下方穿过楼板,从当层空调机房或下一层洗手间引入上水同时从同一路由排水至室外或下层洗手间;所有管路采用PPR热熔管。
 
五、弱电系统
 
5.1.机房综合布线工程
 
一、布线结构
 
本次机房内组网方式考虑为核心交至设备机柜布线。综合布线范围为机房内核心交换设备的下口至服务器、网络终端之间的水平布线,包含了核心交换机下口的配线架的敷设、铜缆端接、光纤的熔接,采用万兆光纤和六类非屏蔽布线系统,机房设备区采用网格桥架上走线方式布线。
 
机房布线由网络区至服务器区铺设6芯万兆多模光纤和24根六类非屏蔽双绞线;服务器区每个机柜用一组12口光纤配线架。
 
所有机柜间的布线两端均采用配线架端接;在网络机柜及设备柜中分别完成与数据、语音交换机等之间的跳线。
 
其它区域的信息点均采用六类线引至网络机房,端接到网络机房内的配线架,可根据需要采用光纤到桌面的布线。
 
操作间工位设置3个信息地插(共计6个信息点),采用面板插座安装在墙面上,通过线管、线槽敷设至网络机柜内配线架。在网络机柜中分别完成与数据、语音交换机之间的跳线。
 
二、走线方式
 
机房内采用卡博飞金属网格桥架上走线方式,光纤与铜缆沿桥架左右两边铺设,并且光纤与铜缆不可以在桥架绕行。
 
弱电上走线:
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弱电列头柜:
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5.2.监控系统
 
A.综合监控平台
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机房监控示意图
 
如上监控系统结构图所示,整个系统主要由以下三部分组成:现场设备采集层、监控服务器、WEB浏览终端。各部分的主要作用如下:
 
现场设备采集层:由各种I/O采控模块、传感器组成,直接连接各种被监控设备,采集如UPS、空调、温湿度、漏水等的现场信号,主机房将采集到的现场信号直接通过RS485方式上传到监控服务器。
 
监控服务器:可脱网工作并具有独立数据处理及数据存储能力,用于将现场设备采集层传输来的的各种信息进行存储、实时处理、分析和输出,处理所有的报警信息,记录报警事件,并负责将控制命令发往前端设备,实现对现场设备的远程控制。
 
WEB浏览终端:用于进行远程的WEB浏览,便于管理人员随时随地了解机房的工作状况,可直接观看到与监控服务器一致的监控画面,在具有相应权限下还可对设备实现远程控制,如空调的开关机等。
 
系统采用B/S分布模式的模块化结构,软硬件的安装与维护集中于监控服务器端,易于实施和维护。同时采用B/S结构,客户端只负责用户界面显示,数据处理放在监控服务器端,当监控需求增加时,只需对监控服务器进行升级或扩展成多个监控服务器即可,大大地加强系统的伸缩性。
 
5.3.安全防范
 
A.机房门禁管理系统
 
机房门禁系统——在机房区主出入口采用指纹或者刷脸门禁系统。
 
B.视频监控系统
 
主要功能:
 
1、联动查看某一路实时视频,并能控制球机:
 
2、 联动某一路的录象启停。
 
3 、对某一路图象进行回放查看。
 
4、联动某一路视频到指定的预置点。
 
C.防盗报警系统
 
考虑到机房设备的安全和重要性,在机房的重要设备实施监测。在系统运行时间内,如系统检测到设备异常,则立即通过状态量采集模块将报警信号发送到监控系统中,监控系统在第一时间通过预设方式(如声光、电话、短信等)向管理人员发出报警。

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