通信机房设计方案

1 通信机房设计方案 2 通信机房设计通信机房设计 .3 1.11.1 机房工程装修部分机房工程装修部分 .3 3 1.1.1 机房地面机房地面 .3 1.1.2 机房墙面机房墙面 .4 1.1.3 机房布线机房布线 .4 2.12.1 电气部分设计：电气部分设计： .6 6 2.1.1 配电设计主要考虑 .6 2.1.2 机房动力配电系统 .7 2.1.3 机房照明配电系统 .7 2.1.4 接地系统 .8 2.22.2 空调新风部分空调新风部分 .9 9 2.2.1 空调系统说明 .9 2.2.2 机房的洁净度要求有以下几点： .9 2.2.3 空调选型： .10 2.2.4 空调机的上下水问题 .10 2.32.3 防雷设计防雷设计 .1111 2.3.1 机房环境、设备概述 .11 2.3.2 防雷目的： .11 2.3.3 机房防雷方案内容 .11 2.3.3.1 电力线防雷措施： .12 2.3.3.2 信号线防雷措施 .12 2.3.3.3 等电位连接 .13 2.3.3.4 合理布线 .14 2.3.3.5 防雷接地 .14 3.13.1 机房整体布局机房整体布局 .16 3 通信机房设计 1.11.1 机房工程装修部分机房工程装修部分 机房装修主要是为了减少机房起尘，较少电磁干扰，方便布线，保持整洁。 装修主要包括：机房地面，机房墙面，机房布线几个方面。 1.1.1 机房地面机房地面 全钢地板是在压铸的金属壳中浇注水泥，金 属外壳的电导率很高，防静电性能突出。此外， 全钢地板科学的力学结构使它的承载能力比同等 规格的其它地板高 30。 产品说明 规格：60060030mm60060035mm 产品介绍： 全钢无边防静电地板采用优质合金冷轧钢板，经拉伸后点焊成形。外表经 磷化后进行喷塑处理，内腔填充发泡填料，上表面粘贴高耐磨防火高压层板 （HPL）或 PVC 板，四周镶嵌导电边条。 产品特点：加重板基，四周无边条，铺装完 成后接缝极细，适用于各种高档设备机房，铺装 浑然一体，美观大方。 抗静电地板安装时，同时要求安装静电泄漏 系统。铺设静电泄漏地网，通过静电泄漏干线和 机房安全保护地的接地端子封在一起，将静电泄 漏掉。 活动地板安装一定要做到非常严密，表面平整。这取决于两个方面。一是 活动地板本身的精度，二是安装工艺和质量。安装的活动地板，给人以高档、 豪华的印象。 地板系统的确可以承受较高压力的碾压。在高压力下有较好的持续性。这 是因为地板本身承载能力大和板面的硬度高和稳定性好。活动地板有专用的通 风地板，通风地板是单独加工的，钢结构。走线地板加工后都相应地套装塑料 出线口，在线口内走线。地板下，我们一般要涂防尘漆，并考虑粘贴福乐士保 4 温层，以做到保温绝热。 1.1.2 机房墙面机房墙面 机房墙面铝塑板特点是颜色均匀、表面平整,制作方便，但这种复合板存在 缺点是在复合板的中间夹层含有毒成份，在燃烧或达高温时放毒气，用在内外 墙面均对环境有污染，同时铝板和 PVC 夹层是用胶结压合，其复合强度不高。 铝合金微孔吸音天花吊顶特点是机械强度高，不受潮，不变形，不起尘，容易 清洁，且有吸音效果，色调柔和、不产生弦光。 备注:用防火隔热玻璃将机柜与实验室隔开，再装一个 2.2m*2m 的玻璃自由 门 1.1.3 机房布线机房布线 主要要求：主要要求： 实用性：根据机房的大小、设备的多少来进行具体的机房综合布线。 全面性：机房组网过程中，网络、服务器等设备放置位置应当统筹兼顾， 网络布局要考虑周全，尽量让各种设备和综合布线系统处于合理的位置。 可靠性：组网无论怎样布局，最终的目的是保证我们的局域网的所有设备 能可靠稳定地运行，使得网络能正常运转。 便于维护与升级：机房网络的组网不是一成不变的，会经常扩充点位;在进 行机房综合布线方案设计时，应考虑到便于以后网络的维护与升级操作。 机房综合布线机房综合布线 机房综合布线系统要求距离尽量短而整齐，排列有序，具体的方式有“田” 字形和“井”字形两种。其中：“田”字形较适用于环形机房综合布线，“井” 字形较适用于纵横式机房综合布线。 地板布线：这是一种最常见的机房综合布线方式，它充分利用了地板下的 空间，但要注意地板下漏水、鼠害和散热，还应保证在每个机柜下方开凿相应 的穿线孔(包括地板和线槽)。 机房综合布线的具体内容有：强电布线、弱电布线和接地布线，其中强电 布线和弱电布线均放在金属布线槽内，具体的金属布线槽尺寸可根据线量的多 少并考虑留有一定的余量(一般为 10050 或 5050)。强电线槽和弱电线槽之 5 间的距离应保持至少 5cm 以上，互相之间不能穿越，以防止相互之间的电磁干 扰。下面将一一加以阐述： 强电布线：新机房装修进行强电布线时，应根据整个机房的布局和 UPS 的 容量来安排，在规划中的每个机柜和设备附近，安排相应的电源插座，插座的 容量应根据接入设备的功率来定，并留有一定的冗余，一般为 10A 或 16A。电 源的线缆直径应根据电源插座的容量并留有一定的余量。 弱电布线：机房弱电布线中主要包括同轴细缆、超五类网线和电话线等， 布线时应注意在每个机柜、设备后面都有相应的线缆，并应考虑以后的发展需 要，各种线缆应分门别类用扎带扎好。 接地布线：由于新机房内都是高性能的计算机和网络通讯设备，故对接地 有着严格的要求，接地也是消除公共阻抗，防止电容耦合干扰，保护设备和人 员的安全，保证计算机系统稳定可靠运行的重要措施。在机房地板下应布置信 号接地用的铜排，以供机房内各种接地需要,铜排再以专线方式接入该处的弱电 信号接地系统。 6 通信机房设计主要框架通信机房设计主要框架： 2.1 电气部分设计：电气部分设计： 一个系统能够正常工作，不仅需要有良好可靠的主设备、性能卓越的 UPS 和安全舒适 的工作环境，还需要有一个高可靠性的供配电系统。 2.1.1 配电设计主要考虑配电设计主要考虑 1. 计算机机房的供电应380/220V电压、50HZ频率和三相五线制(即TN-S系 统)的配线方式供电，单回路供给机房用电。 2.机房用电设备、配电线路装设过流过载两段保护，同时配电系统各级之 间有选择性地配合，配电以放射式向用电设备供电 3. 计算机机房的设备供电应按设备总用电量的20%25%进行预留。 4. 计算机机房内的插座应分三种，它们分别是：不间断电源（UPS）供电 的计算机主机专用防水插座，不间断电源（UPS）供电的设备用三孔标准插座， 市电直接供电的设备用五孔标准插座。 7 5. 计算机机房内设备电源的电压变化应在220V5%之内，频率变化应在 50H0.5Hz之内。 6. 计算机机房内的照明应分工作照明和事故照明两类，工作照明接入配电 柜，事故照明接入UPS。 7. 计算机机房内照明装置宜采用无眩光灯盘，照明亮度应大于300LUX，事 故照明亮度应大于60LUX。 8. 计算机机房内的配电系统应考虑到与应急照明系统的自动切换和消防系统的 联动。 2.1.2 机房动力配电系统机房动力配电系统 (1)机房辅助设备动力配电系统 机房辅助动力设备包括计算机专用精密空调系统、计算机机房照明配电系 统、计算机机房新风系统及市电辅助系统（市电插座等）。由于机房辅助动力 设备直接关系到计算机设备、网络设备，通讯设备以及机房其他用电设备和工 作人员正常工作和人身安全，所以要求配电系统安全可靠，因此该配电系统按 照一级负荷考虑进行设计。 电源进线采用电缆进线配电柜，配电柜安装主机房区，采取集中控制，便 于管理机房空调设备、新风。市电插座引自配电柜，体现出集中控制与就地操 作相结合的设计原则。 （2）机房计算机设备动力配电系统 机房计算机设备包括计算机主机、服务器、网络设备、通讯设备等，由于 这些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。 2.1.3 机房照明配电系统机房照明配电系统 a. 照度选择： 主机房按电子计算机机房设计规范（GB50174-93）要求，照度为 400Lx;电源室及其它辅助功能间照度不小于 300Lx； 机房疏散指示灯、安全出口标志灯照度大于 1Lx； 应急备用照明照度不小于 30Lx.； 8 b. 灯具选择： 灯具选用亚光不锈钢三管格珊灯组并带电容补偿： *40W(1200*600) 灯具正常照明电源由市电供给，由照明配电箱中的断路器、房间区域安装于 墙面上的跷板开关控制。应急备用照明灯具为适当位置的荧光灯灯带中间一管， 应急照明电源由双路电源供给。正常情况下荧光灯由市电供电，市电停电时， 市电电源切换到备用电源，由备用电源供电，燃亮灯具。 灯具布局： 2.1.42.1.4 接地系统接地系统 机房设有四种接地形式，即：计算机专用直流逻辑地、配电系统交流工作 地、安全保护地、防雷保护地。本次设计考虑为直流逻辑地设一组新的接地极， 接地电阻小于 1；机房配电系统的交流工作地、安全保护地采用建筑物本体 综合接地（其电阻小于 4），防雷接地由建筑物本体防雷设计考虑，机房区 不再单独设计防雷接地。直流逻辑地极与建筑物接地极的距离应大于 20 米。 直流工作地网在机房内的布局是： 用 3*20mm2 的截面铜排敷设在 活动地板下，依据计算机设备布局， 纵横组成网格状，配有专用接地端 子，用编织软铜线以最短的长度与 9 计算机设备相连。计算机直流地需用接地干线引下至接地端子箱。 容易产生静电的活动地板、饰面金属塑板墙、不锈钢玻璃隔墙均采用导线 布成泄漏网，并用干线引至动力配电柜中交流接地端子。活动地板静电泄漏干 线采用 ZRBV-16mm2 导线，静电泄漏支线采用 ZRBV-4mm2 导线，支线导体与地 板支腿螺栓紧密连接，支线作成网格状，间隔 1.8 米*1.8 米；不锈钢玻璃隔墙 的金属框架同样用静电泄漏支线连接，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。 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，在电源配电 柜电源进线处安装浪涌防雷器。或者在计算机设备电源处使用带有防雷功能的 插座板（如突破）。 2.22.2 空调新风部分空调新风部分 2.2.12.2.1 空调系统说明空调系统说明 机房环境特点： 机房中的环境设备在运行中散热量大而且集中，散湿量极小。即机房设备 散热量的 95%是显热，热量大，湿量小，热湿比极大。在这种情况下，空气处 理可近似作为一个等湿降温过程。在这种情况下的焓差小，要消除余热必然是 大风量。 此外，因为计算机设备、网络设备 24 小时不间断运行，所以需要空调系统 一年四季不间断地运行。 同时，根据机房的围护结构特点（主要是墙体、顶面、地面，包括：楼层、 朝向、外墙、内墙及墙体材料，及门窗型式、单双层结构及缝隙、散热）、人 员的发热量，照明灯具的发热量，新风负荷等各种因素，计算出计算机房所需 的制冷量，因此选定空调的容量。 2.2.22.2.2 机房的洁净度要求有以下几点：机房的洁净度要求有以下几点： 机房要密封墙体围护结构清洁。 第二，机房要保持正压，防止脏空气侵蚀。新风做到两级净化，即初效、 亚高效 过滤器，从而使输入机房的空气质量大大提高。 第三，空调机设中效过滤器，并定期更换，从而保证机房循环中不断对空 气净化。 10 该方案设计可以保证，空气洁净度达到国标要求。 2.2.32.2.3 空调选型：空调选型： 格力 KFR-32GW/K(32556)D1-N1 空调类型：壁挂式空调 冷暖类型：冷暖型 空调匹数：小 1.5P 适用面积：15-22 变频/定：定频 能效比：3.50 三菱重工海尔商用空调 RFU10WDA/RFTC10WD 商用空调 技术参数：技术参数： 空调类型：商用风管机 产品功率：4.0P 运行模式：冷暖型 是否变频：定频 制冷面积：45-55 制热面积：45-60 室内机噪音：33-39 室外机噪音：58 备注：通信机柜玻璃墙里安装格力空调，外面安装备注：通信机柜玻璃墙里安装格力空调，外面安装三菱空调三菱空调 2.2.42.2.4 空调机的上下水问题空调机的上下水问题 数据中心机房空调机的上下水管应尽量靠近机房的四周，把上下水管送到 空调机室。上下水管另一端送至同层的卫生间内。空调机四周用砖砌成防水墙， 并加地漏。 为防止机房内漏水，现代机房常常设计安装漏水自动检测报警系统。安装 系统后，一旦机房内有漏水的出现，立即自动发出报警信号，值班人员立即采 取措施，可避免机房受到不应有的损失。 机房采用精密空调，为风冷式空调机。空调机分成室内机和室外机两部分。 根据机房所在大楼的环境情况及空调机本身特性考虑，机房专用空调的室外机 能效等级：2 级能效 制冷量：3320W 室内机噪：26-37dB 室内机尺：845275180mm 控制方式：遥控 制热量：3660W 制冷量：10000 制冷功率：3300 制热量：11000 制热功率：3600 电源性能：380V 基本参数基本参数 室内机尺寸：1370650350 室外机尺寸：10351250340 11 部分放在楼屋顶上。采用钢支架固定，在支架上安装室外机。 2.32.3 防雷设计防雷设计 2.3.1 机房环境、设备概述机房环境、设备概述 机房位于实验楼 6 楼，实验室为钢筋混凝土框架，已经做好直击雷的防护。并 有钢筋混凝土框架可对雷电电磁感应起到屏蔽作用。机房有机柜、交换机、ups 电源、空调、计算机设备等若干。 2.3.2 防雷目的：防雷目的： 由于雷电具有高电压、大电流和瞬时性特点，强大的闪电产生静电场、电磁 场和电磁辐射，以及雷电波侵入、地电位反击等，统称雷电电磁脉冲 LEMP，严 重干扰无线电通讯和各种电子设备的正常工作，在一定范围内造成许多微电子 设备损坏。IEC（国际电工委员会）指出：“雷电，高科技的天敌”。因为防雷 电电磁脉冲 LEMP 这是富兰克林避雷针等防直击雷系统无法保证的。雷击释放出 数百焦耳能量，这一能量与足可影响敏感的电子设备毫焦耳量级的能量差别悬 殊，需要有一种合理的工程保护方式。既要防护直接协击，又要防护雷电电磁 脉冲 LEMP，称为综合防雷工程。综合防雷工作一是要防护直接雷击；二是要防 闪电电磁脉冲。 雷电电磁脉冲 LEMP 袭击电子设备的途径有：雷电能量作用于与电子设备相 连的各种导线上，形成雷电波或感应过电压沿导线侵入电子设备，包括配电线、 信号线、天馈线;雷电能量直接侵入耦合作用于电子元件上造成元器件误动作和 损坏；地电位反击，损坏设备的元器件的绝缘材料。堵住雷电能量侵入电子设 备的各种途径，使得电压为几十万伏，电流为几万安培的雷云放电能量在进入 电子设备内部时，衰减为各种弱电设备能承受的几十伏、几百毫安水平，这是 电子设备防雷工作重要目的。 完善机房的防雷措施，是为了保护好机房工作人员人身安全及计算机正常 运行和系统设备的安全。 2.3.3 机房防雷方案内容机房防雷方案内容 有关闪电电磁脉冲 LEMP 的防护措施，根据机房防雷相关规范：屏蔽、等电 位连接、合理布线、加装电子避雷器限制侵入电子设备的雷电过电压幅值、接 地等是有效的方法。这些措施联合使用,互相配合,各负其责，缺一不可。 12 2.3.3.1 电力线防雷措施：电力线防雷措施： 供电系统实施多级防雷保护。即：在电源线路进入建筑物的总电源开关处， 安装 B 类电源避雷器，作为第一级防雷保护；在电源线路分配到机房电源处， 安装 C 类电源避雷器，作为第二级防雷保护；在需防雷保护设备电源前端，安 装 D 类电源避雷器，作为第三级防雷保护。 供电线路防雷保护直接关系到室内 强电设备的防雷与过电压保护，也关系到信息系统设备的防雷与过电压保护。 据国际电工协会调查统计结果显示，信息系统雷灾 70是因供电线路引入高压 雷电流所至。 实施三级防雷保护的目的是：第一级 B 类电源避雷器通流容量非常大，能够 防止直击雷与任何雷电感应、雷电磁脉冲，使电源线路引入的大部分雷电流泄 入大地；第二级 C 类电源避雷器通流容量相对较大，能够抑制电源线路第一级 防雷保护后的剩余电压，进一步降低电源线路上的电压峰值与减少电源线路上 的雷电流强度；第三级 D 类电源避雷器是针对信息系统的机房设备防雷保护， 这项设计主要考虑到信息系统的重要性与抵抗雷电压的脆弱性等原因。 注意：电源避雷器的连接导线要求尽量短、直、粗，长度不宜大于 0.5m，也 可以采用V型接线方法，尽量减少连接线路形成的感抗与阻杭。 2.3.3.2 信号线防雷措施信号线防雷措施 机房内网络传输线主要使用的是光纤和 双绞线。其中光纤不需要特别的防雷措施， 但若室外的铠状光纤是架空的，那么需要将 光纤的金属部分接地。而双绞线屏蔽效果较 13 差，因此感应雷击的可能性比较大，应将此类信号线敷设在屏蔽线槽中，屏蔽 线槽应良好接地;也可穿金属管敷设，金属管应全线保持电气上的连通，并且金 属管两端应良好接地。 在信号线路上安装信号防雷器，对防感应雷是一种行之有效的办法。对于网络 集成系统，可在网络信号线进入到广域网路由器之前安装专用信号防雷器;在系 统主干交换机、主服务器以及各分交换机、服务器的信号线入口处分别安装 RJ45 接口的信号防雷器。信号防雷器的选型应综合考虑工作电压、传输速率、 接口形式等。所有防雷器均应良好接地。 2.3.3.3 等电位连接等电位连接 为了彻底消除雷电引起的毁灭性的电位差，就特别需要实行等电位连接,在 建筑物的首层至顶层以及各机房均应实行等到电位连接 等电位连接是当今世界防雷理论的前沿，是雷电防护前沿重要的技术措施。 等电位理论的提出基于国内外众多对闪电过程的观测结果得知：闪电电流不是 一个电压源而是一个电流源，严格讲是一个电流波。雷电的破坏力在于强大的 电流特性而不在于放电时产生的高压，当雷电流在泄放的渠道上一旦冲击设备 时，雷击也就发生了。如果在所有设备及管线，以及建筑物之间不存在电流差， 雷电流的泄放渠道按照设计要求入地，设备防雷也就实现了。由此可见，彻底 消除雷电引起的带有毁坏性的电位差，是设备防雷的重要技术措施，实现这一 技术措施的手段就是等电位连接。 “由一个系统的诸外露导电部分做等电位连接 的导体所组成的网络”称等电位连接网络，系统的诸外露导电部分是指：电源 线、信号线、金属管道、大尺寸金属物架、建筑物柱内钢筋都必须通过电涌保 护器或直接进行等电位连接，各保护区界面处同样要彼此进行局部等电位连接， 各局部等电位相互连接后，最后与主等电位相连，构成一个完整的等电位连接 网络。 在机房内采用 253 的铜排（横截面积大于 50mm2） ，制作成一个均压网 （等电位连接网） ，并把机房内电涌保护器的接地、静电地板龙骨架、机柜外壳 以共地不共线的方式连接到汇流排上，机房内等电位连接根据现场情况，实行 等电位连接的主体应为：设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属 管道；供电线路含外露可导电部分防雷装置，由电子设备构成的信息系统实行 14 等电位连接的连接体为金属连接导体和无法直接连接时而做瞬态等电位连接的 电涌保护器(SPD) 通过星型（网形 M 型）结构把设备直流地以最短的距离连到 邻近的等电位连接带上。小型机房宜选 S 型，在大型机房宜选 M 型结构。本方 案中均压等电位连接采用 M 网型结构，材料用 25*3 紫铜、绝缘桩子每隔 60cm 固定制作，接地母线采用两根 16m2 地线或 25m2 地线与大楼主钢筋可靠连接。 等电位连接带施工要求 ： 等电位连接带与建筑物基础共地，应就近打开建筑物柱内钢筋，用不小于 12 圆钢或 404 扁铁与柱筋焊连，单点接地；安装好后的等电位连接带应平 直、美观；各连接点接触电阻，应尽可能的小，建筑物柱内钢筋焊接完毕，方 可复原。 2.3.3.4 合理布线合理布线 当建筑物采用法拉第笼式结构时，顶楼层下数第四层及以下楼层的引下线 可能分配雷电流的比例系数最小。因此，这些楼层由于引下线引导雷电流时所 产生的雷电磁场强度也最小。所以，机房及贵重电气设备应设置在建筑物顶楼 层下数第四层以下，越低越好。建筑物内设备安装位置，应与外墙保持一定距 离（安全距离可参照规范计算） 。供电线路、通讯线路、等电位连接线（含引下 线）须平行敷设，各线路之间必须保持一定距离。 机房供电线路与信号线路应分开布线，并采用屏蔽电缆。非屏