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电子信息系统场地建设与标准 目录 概述机房相关的国家标准简介机房设计国家标准解析机房运维的要点机房建设的要点机房建设的节能与环保 机房工程的重要性 空调 布线 防雷 建筑业企业资质等级标准 建设部2001年81号 建筑智能化工程1 计算机管理系统工程 2 楼宇设备自控系统工程 3 保安监控及防盗报警系统工程 4 智能卡系统工程 5 通讯系统工程 6 卫星及共用电视系统工程 7 车库管理系统工程 8 综合布线系统工程 9 计算机网络系统工程 10 广播系统工程 11 会议系统工程 12 视频点播系统工程 13 智能化小区综合物业管理系统工程 14 可视会议系统工程 15 大屏幕显示系统工程 16 智能灯光 音响控制系统工程 17 火灾报警系统工程 18 计算机机房工程 合格的资质 建筑业企业资质等级标准 建设部2001年81号 电子工程专业 1 雷达 导航与测控系统工程 2 计算机及应用和信息网络工程 3 通信和综合信息网络工程 4 监控系统工程 5 电子自动化工程 6 电子声像工程 7 电磁兼容工程 8 电子机房工程 9 电子设备安装工程 系统集成 计算机信息系统集成资质管理办法 具有独立承担 xxx规模 的计算机信息系统建设的能力 合格的资质 建筑业企业资质等级标准 建设部2001年81号 机电设备安装工程工程内容包括 锅炉 通风空调 制冷 电气 仪表 电机 压缩机机组和广播电影 电视播控等设备 建筑装修装饰工程建筑室内 室外装修装饰工程 建筑幕墙工程除外 的施工 不合格的资质 机房工程的主要内容 与机房相关的国家标准 电子信息系统机房设计规范 GB50174 2008 重新修编 改名为 数据中心设计规范 电子信息系统机房施工及验收规范 GB50462 2008 计算机场地通用规范 GB2887报批中 计算站场地安全要求 GB9361报批中 电子信息系统机房环境检测标准 在编 数据中心综合监控系统工程技术规范 在编 数据中心建设标准 TIA942 术语和符号 系统满足基本需求 没有冗余 冗余 N 基本需求 N X冗余 容错 3 机房分级 电子信息系统机房应划分为A B C三级 根据机房的使用性质 管理要求及其在经济和社会中的重要性确定所属级别根据TIA 942介绍 级别可用性 对应国标级别每年停机时间h499 995A0 438 26min 399 98 1 752299 75B21 9199 67C28 908同时还应综合考虑建设投资 二 GB50174解析 3 机房分级 A级举例 国家级信息中心 计算中心 重要的军事指挥部门 大中城市的机场 广播电台 电视台 应急指挥中心 银行总行 国家和区域电力调度中心等的机房B级举例 科研院所 高等院校 三级医院 大中城市的气象台 信息中心 疾病预防与控制中心 电力调度中心 交通 铁路 公路 水运 指挥调度中心 国际会议中心 大型博物馆 档案馆 会展中心 国际体育比赛场馆 省部级以上政府办公楼 大型工矿企业等的机房一个机房内的不同部分可按不同的标准进行设计备份机房与主机房同等级 二 GB50174解析 二 GB50174解析 4 机房选址 电力供给应稳定可靠 交通 通信应便捷 自然环境应清洁 应远离产生粉尘 油烟 有害气体以及生产或贮存具有腐蚀性 易燃 易爆物品的场所 应远离水灾和火灾隐患区域 应远离强振源和强噪声源 应避开强电磁场干扰 某省会火车站机房 设备运输 管线敷设 雷电感应 结构荷载 空调室外机的安置位置 楼层 考虑多层或高层建筑物 安装空调室外机 设备搬运等因素 机房宜设置在大楼的第二层 或裙楼的中间层 机房选址 二 GB50174解析 主机房 辅助区 支持区 行政管理区等功能区组成 可能是一个独立的区域 也可能是混在一个大区域内 区域的规划是机房设计的重要内容之一 机房组成 玻璃幕墙 一楼平台 原机房位置 六楼平台 二 GB50174解析 4 机房选址 平面规划举例 某单位在城郊新建6层半圆弧型办公搂 如下图所示 机房位于四楼 场地的建筑结构层高3 6m 梁下净高2 8m 建筑面积大约140mm2 施工项目有 装饰工程 电气照明系统 新风空调系统 安防 门禁场地监控系统 UPS电源系统 KVM系统及综合布线等的设计与施工 二 GB50174解析 4 机房选址举例 分析决策 机房选址平面规划机房净高新风获取 二 电子信息系统机房设计规范 GB50174 玻璃幕墙 一楼平台 原机房位置 六楼平台 现机房位置 二 GB50174解析 4 设备布置 机柜的布置宜采用面对面 背对背 冷热通道 的方式通道与设备间的距离要求 二 GB50174解析 5 环境要求 环境参数主机房和辅助区内的温度 23 1 相对湿度 40 55 含尘浓度 在静态条件下测试 每升空气中大于或等于0 5 m的尘粒数应少于18000粒 噪声 停机时 在主操作员位置测量的噪声值应小于65dB A 振动 电磁参数无线电干扰场强 126dB 磁场干扰环境场强 800A m 静电电位 不应大于1kV 二 GB50174解析 5 环境要求 不同静电电位产生的现象 二 GB50174解析 6 建筑与结构 主机房净高不宜小于2 6m主机房和辅助区不应布置在用水区域的垂直下方改建机房应根据荷载要求采取加固措施 加固分类及常用方法 基础加固混凝土加固结构加固 楼板加固 增设支点粘钢加固粘碳纤维加固散力架 影响加固的因素 UPS 8 电池 16四层 消防钢瓶 8 屏蔽室 8 单体 服务器 小型机 存储机柜 重量 8 机柜群重量线槽重量 顶板 施工中堆放的物品不得超过楼板的荷载 二 GB50174解析 6 建筑与结构 平面规划主机房等各区域的划分 出入口宜单独设置 避免人流和物流的交叉 有人操作区域和无人操作区域宜分开布置 机房内外通道及门的宽度尽量远离水源 二 GB50174解析 平面规划举例 某信息中心机房主机房位于新大楼的8层 新大楼共28层 地下2层 地上26层 原机房平面由大楼装修总包设计 如图所示 二 GB50174解析 平面规划举例 甲方介绍 机房业务不少 近期将有较大扩张 大楼配备UPS容量为120KVA 120KVA 要求机房24小时有人值班 目前设备容量大约为50KW 机房内除信息中心的业务外 大楼综合布线的主配线架和电信部门的接入设备也放在机房内 主要工作都在监控室完成 二 GB50174解析 平面规划举例 新旧对比 二 GB50174解析 6 建筑与结构 防火与疏散电子信息系统机房的耐火等级不应低于二级 当A级或B级电子信息系统机房位于其它建筑物内时 在主机房与其它部位之间应设置耐火极限不低于2h的隔墙 隔墙上的门应采用甲级防火门 面积大于100m2的主机房 安全出口不应少于两个 且应分散布置 二 GB50174解析 6 建筑与结构 材料选择 室内装修活动地板的高度 250mm 400mm 外窗 A B级不宜设 气密性好的双层固定窗 区别有人 无人区 二 GB50174解析 7 空气调节 A B级应选用专用空调 C级可选用 宜设置独立的空调系统 机房与其他用房 有人区与无人区 31 造成系统宕机的主要威胁 国外资料 温度 Temperature 动力 Power 湿度 Humidity 漏水 Flood 烟雾 Smoke 气流 AirFlow 人员入室 RoomEntry 32 结露造成的危害 冷凝与结露 冷凝三要素气压 温度和湿度 在给定温度下 当大气中水蒸气压强高于某临界压强 称为饱和蒸汽压 随温度降低而降低 时 就发生冷凝 析出水份 直到气压回到饱和蒸汽压 这时对应的空气相对湿度为100 结露的解决办法 控制温度和湿度 机房对相对湿度有要求 控制温度是最可行的办法 机房温度是基本恒定的 避免结露的方法就是控制 t 提高基础温度也是可行的办法 具体做法 围护结构保温 双层窗 设置缓冲区 二 GB50174解析 7 空气调节 影响负荷计算因素热源 机房内设备的散热 耗电量中的97 都转化为热量 建筑围护结构得热通过外窗进入的太阳辐射热人体散热照明装置散热新风负荷伴随各种散湿过程产生的潜热湿源 人 新风 二 GB50174解析 7 空气调节 物体吸热或放热后 只改变物体的温度 而不改变物体的质量 这种热量称显热物体吸热或放热时 只改变物体的状态 而物体的温度不变 这种热量称潜热1kg水从30 加热到80 水吸热了209 38kJ1kg100 水改变成100 的水蒸气需吸热2257 2kJ 二 GB50174解析 7 空气调节 气流组织下送风 上回风的应用场合 冷热通道 热密度大 单台机柜的发热量大于3kW 热负荷大 单位面积的设备发热量大于300W 机柜过高 单台机柜的高度大于1 8m 10KW 风冷 20 30KW 局部风冷 柜内冷却 冷 热 通道封闭技术 二 GB50174解析 7 空气调节 系统设计室内温 湿度参数相同或相近的房间 相邻布置 A B级主机房不用采暖散热器 C级最好不用 地板下送风时 断面风速应按活动地板下的有效断面积计算 噪声值超过规定时 应采取降噪措施 主机房应维持正压 主机房与楼内的压差不小于5Pa 与楼外静压差不宜小于10Pa 二 GB50174解析 7 空气调节 空调设计应根据当地气候条件采取下列节能措施 1大型机房宜采用水冷冷水机组空调系统 2北方地区采用水冷冷水机组的机房 冬季可利用室外冷却塔作为冷源 并应通过热交换器对空调冷冻水进行降温 3空调系统可采用电制冷与自然冷却相结合的方式 SIS换热 二 GB50174解析 7 空气调节 节能设计资料表明空调系统的用电量占机房总用电量的30 50 甚至更多 下图是美国APC公司给出的美国2006年的情况 二 GB50174解析 7 空气调节 设备选择为什么要用精密空调系统 精密空调系统的设计是为了进行精确的温度和湿度控制 精密空调系统具有高可靠性 保证系统终年连续运行 8760小时 年 并且具有可维修性 组装灵活性和冗余性 可以保证机房四季正常运行 是为机器而设计的 大风量 小焓差 标准舒适型空调没有考虑连续运行情况 最多运行1200个小时 年 没有湿度控制功能 是为人而设计的 二 GB50174解析 7 空气调节 为什么要用精密空调系统 热负荷包含两个独立的部分 显热和潜热 显热是机房电子设备产生的热量 潜热与空气水分的增大或减小有关 空调的总致冷能力是所去除的显热和潜热的和 总致冷能力 显热负荷 潜热负荷显热比率是总致冷中显热所占的比例 GB50174解析 热负荷 100KW 机房专用空调SHR 1 普通空调SHR 0 65 154KW 去除显热能力 去除潜热能力 二 GB50174解析 二 GB50174解析 8 电气 供配电 机房应由专用配电变压器或专用回路供电 变压器宜采用干式变压器机房低压配电系统不应采用TN C系统 干扰 安全 电子信息设备应由不间断电源系统供电 应有自动和手动旁路装置 确定基本容量时应留有余量 UPS基本容量 E 1 2x设备计算负荷 P 机房内的动力电与UPS电应由不同回路供电 机房双路供电 二 GB50174解析 8 电气 供配电 机房配电柜宜配备浪涌保护器 SPD TVSS 电源监测和报警装置 并应提供远程通信接口 零地电压 2V 不能满足设备要求时 宜配备隔离变压器 零地电压的控制 专用配电单元靠近用电设备安装 在UPS的输出端配备隔离变压器 配电三相平衡抑制电源谐波 机房UPS配电 UPS电源插座应与市电插座严格区别 并应有明显标识 UPS容量与机房设备 级别 系统搭建 n x 有关主机房内单独使用一套UPS系统辅助区宜单独设置UPS系统 二 GB50174解析 8 电气 供配电 柴油发电机应能够承担机房全部负荷的需要 柴油发电机周围应设置检修用照明和维修电源 电源宜由UPS供电 敷设电缆应避免阻挡风路 配电线路中的中性线截面积不应小于相线截面积 单相负荷应均匀地分配在三相线路上 相平衡 二 GB50174解析 8 电气 UPS EPS 互动式 CHLORIDE的TrinergyUPS 二 GB50174解析 8 电气 二 GB50174解析 8 电气 二 GB50174解析 8 电气 低压配电系统供电方式 二 GB50174解析 8 电气 谐波的治理 任何一个损坏的电池单元都可能损坏整个电池组 中 小容量UPS的电池最好分组配置 机房与数据中心的区别 二 GB50174解析 8 电气 低压配电系统接地方式 TN C系统又称四线制系统TN S系统又称五线制系统 TN C S系统又称四线半系统TT系统 二 GB50174解析 8 电气 低压配电系统接地方式 二 GB50174解析 8 电气 低压配电系统接地方式 二 GB50174解析 8 电气 低压配电系统接地方式 二 GB50174解析 8 电气 低压配电系统接地方式 二 GB50174解析 8 电气 照明 主机房和辅助区一般照明照度标准值 二 GB50174解析 8 电气 照明 主要照明光源应采用高效节能荧光灯 灯具应采取分区 分组的控制措施 照明均匀度不应小于0 7 非工作区域内的一般照明照度值不宜低于工作区域内一般照明照度值的1 3 照明均匀度 最小照度 平均照度主机房和辅助区应设置备用照明应急照明 安全照明 备用照明 疏散照明 照明的布置方式 机柜 灯带 机柜 照明均匀度好 照明均匀度稍差 二 GB50174解析 8 电气 静电防护 地板或地面应有静电泄放措施和接地构造 防静电地板 地面的表面电阻或体积电阻应为2 5 104 1 0 109 且应具有防火 环保 耐污耐磨性能 机房内所有设备的金属外壳 各类金属管道 金属线槽 建筑物金属结构等必须进行等电位联连结接并接地 二 GB50174解析 8 电气 防雷与接地 建筑物防雷设计规范 GB50057和 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343 保护性接地和功能性接地宜共用一组接地装置 其接地电阻按其中最小值确定 关于电子信息设备信号接地的电阻值 IEC有关标准及等同或等效采用IEC标准的国标均未规定接地电阻值的要求 只要实现了高频条件下的低阻抗接地 不一定是接大地 和等电位联结即可 接地电阻值要求小于1 是否有必要 表125mm2和107mm2铜导体在空气中的电阻和感抗 二 GB50174解析 防雷与接地 机房内的电子信息设备应进行等电位联结 可采用S型 M型或SM混合型 S型适用于小规模 工作频率较低的电子设备 M型或两种结构形式的组合适用于工作频率较高的电子设备 等电位联结示意图 配电系统防雷示意图 二 GB50174解析 10 机房布线 与综合布线国标的区别 1 适用范围不同 通用和专用 2 程度不同 机房布线要求比综合布线国标要求高 GB50311是基础 机房布线是GB50311的提高 机房布线的适用范围 二 GB50174解析 10 机房布线 工作区列头柜 A级机房宜采用电子配线设备 屏蔽布线系统 光缆布线系统或采取其他相应的防护措施 环境要求 用户要求 安装要求 线缆的防火要求 A级机房 隐蔽通风处敞开敷设应采用CMP级或OFCP OFNP防火线缆 普通线缆 铜缆CMX 光缆E 二 GB50174解析 10 机房布线 CMP阻燃数据电缆的构造 二 GB50174解析 10 机房布线 的原材料氟树脂FEP是塑料中最难燃烧的一种材料 二 GB50174解析 10 机房布线 CMP的难燃烧特性 二 GB50174解析 10 机房布线 CMP的低发热特性 0 10 20 30 40 50 燃烧发热量 MJ kg 氟树脂 汽油 聚乙烯 木材 聚氯乙烯 石炭 大规模试验结果 2分钟后 火源 氟树脂阻燃电缆 电缆 低烟无卤电缆 LSOH 氟树脂阻燃电缆 已经蔓延 无变化 大规模试验结果 15分钟后 大规模试验结果 21分钟后 二 GB50174解析 10 机房布线 线槽高度 限制线槽高度的主要原因是 1 当机房空调采用下送风方式时 活动地板下敷设的线槽如果太高 将会产生较大的风阻 影响气流流通 2 如果线槽太高 维修时将造成查线不便 缆线采用线槽或桥架敷设 线槽或桥架的高度不宜大于150毫米 线槽或桥架的安装位置应与建筑装饰 电气 空调 消防等协调一致 机房布线结构图 蓄电池 集中监控系统结构 二 GB50174解析 12 给水排水 机房内可能有水的部位 地面应设置挡水和排水设施 机房内的给水排水管道应采取防渗漏和防结露措施 穿越主机房的给水排水管道应采取防漏保护的措施 设有地漏时 应采用洁净室专用地漏或自闭式地漏 二 GB50174解析 12 消防 国家标准 建筑设计防火规范 GB50016 高层民用建筑设计防火规范 GB50045 气体灭火系统设计规范 GB50370 自动喷水灭火系统设计规范 GB50084 建筑灭火器配置设计规范 GB50140 火灾自动报警系统设计规范 GB50116 机房内气体灭火系统的范围 高压细水雾灭火系统 C级机房可以使用预作用的自动喷水灭火系统 机房应设置火灾自动报警系统 极早期 电子信息系统机房应采取防鼠害和防虫害措施 二 GB50174解析 12 消防 采用管网式洁净气体灭火系统或高压细水雾灭火系统的主机房 应同时设置两种火灾探测器 且火灾报警系统应与灭火系统联动 凡设置洁净气体灭火系统的主机房 应配置专用空气呼吸器或氧气呼吸器 紧急断电开关 机房维护 机房管理 一流的设计 二流的施工 三流的管理 三分建设 七分管理 建设是基础 管理是保障 IT系统宕机因素 93 造成系统宕机的主要威胁 国外资料 温度 Temperature 动力 Power 湿度 Humidity 漏水 Flood 烟雾 Smoke 气流 AirFlow 人员入室 RoomEntry 机房管理内容 值班巡查甄别处理总结 日常维护 保持系统正常工作 定时定点维护 发现和查找故障隐患点 定事维护 发现问题 确定如何处理 应急预案 一旦发生XXX现象或故障 YYY应该在ZZ时间内采取如下措施 1 2 XXX现象或故障可能导致的后果 YYY的顺序 故障曲线 机房建设特点 机房建设的特点 2 涉及专业多 建筑 电气 空调 暖通 计算机 机械 电子 预算 项目管理等 各专业面窄点深 对建设和管理机房人员要求高3 经验 某银行机房 漏电保护器 4 技术更新快 新材料 新技术 新工艺 1 机房的重要性越来越高 故障的承受能力降低 某证券数据中心UPS采用2 1模式 停电8秒 笔记本导致机柜停电 新技术 智能PDU 1 监测参数2 定义供电策略 加电设置不同延时 3 将空闲插座设置为无电状态4 自动 定时开关机 KVM 极早期火灾报警 电池监控 模块化UPS 飞轮UPS热管空调系统 机房节能与环保机房是耗能大户 2010年美能源部称 美国信息技术及通讯设备年用电量约为1200万亿千瓦时 占美国总用电量的3 原来预测到2011年2 5 机房能耗形势 美国2010年安装的服务器总数是1 6亿台 是2000年的3倍 预计到2013年 中国下一代数据中心市场规模将超过977亿元 2010至2013年的复合增长率将会达到25 2000年200亿 2009年430亿 摘自2010中国绿色数据中心发展与实践高峰论坛 机房能耗形势 2007年我国数据中心的耗电量几乎相当于三峡电站一年的发电总量 数据中心面临的主要问题 摘自IT168网站 2010年绿色数据中心应用及发展调查报告 电力和冷却费用在数据中心总拥有成本中的比例已经越来越高了 Google公司的单项最大支出就是它那庞大服务器群的电费 正因为以上原因 Google不得不把自己的处理中心部署在水电站附近 因为那里有充足的电能 据报道 它还准备建立自己的电厂 机房节能与环保 2009年北京电信的电费支出已占到全部业务预计收入的3 GB50174中与节能相关的条款还有第6 2 2条 第6 4 4条 第6 4 6条 第7 1 2条 第7 1 3条 第7 4 1条 第7 4 13条 第7 5 1条 第8 2 3条等 国标中的节能条款 选址 保温 节能设计 利用自然冷源和提高效率等 绿色建筑是在全寿命周期内兼顾资源节约与环境保护的建筑 绿色建筑评价标准 GB T50378 2006 对建筑环境性能的评价归纳为 场地 材料 能源 水资源 室内环境质量 创新与性能改进 管理 等六个方面PUE 1 6 1 8 何为绿色数据中心 设计寿命 通常为6 15年机房容量 机房能够承载的最大负载 安装容量 最终安装的供电和冷却的负荷能力 小于或等于机房容量预期负荷 整个生命周期中预测需要的负荷 通常随时间和容量增加而变化 实际负荷 整个生命周期中所需的实际功率 通常随时间和容量增加而变化 绿色数据中心的全寿命周期 机房能效指标 PUE PowerUsageEffe