数据中心机房设计方案(专业)PPT课件

数据中心基础建设部分汇报 11 02 目录 项目简介数据中心等级标准建议数据中心建筑结构需求数据中心需求规划数据中心投资估算 遵循国家现行相关标准 参照国际标准 结合XXX信息化发展现状 满足信息系统对基础设施的需求 为XXX规划建设一个绿色 节能的数据中心 有效保障IT运行质量 提高IT运行管理效率 数据中心基础设施的等级标准建议数据中心设计需求说明书数据中心建筑结构需求的技术特殊性要求数据中心功能分区 设备布局要求建议 含数据中心平面布置图 提出建筑改造建议方案 项目内容 XXX公司数据中心基础设施规划报告 数据中心建筑结构改造建议 数据中心平面布局设计图 项目目标 项目提交件 目录 项目简介数据中心等级标准建议数据中心建筑结构需求数据中心需求规划数据中心投资估算 数据中心等级标准建议 目前行业内流行的等级标准规范 国际通用标准 THEUPTIMEINSTITUTE数据中心等级标准 国家标准 电子信息系统机房设计规范 GB50174 2008 电信行业标准 TIA EIA 942 数据中心等级标准建议 建议等级 数据中心等级标准建议 建议等级 目录 项目简介数据中心等级标准建议数据中心建筑结构需求数据中心需求规划数据中心投资估算 数据中心建筑结构需求 建筑规划要求 建议建筑结构要求 建议建筑防水设计要求建筑剖面建议建筑平面建议设计院建议及评估结论 数据中心建筑结构需求 建筑规划要求 建议 数据中心建筑结构需求 法规 建筑消防 11 方案及申请 建设用地规划许可证 初步设申请 建筑工程规划许可证 项目立项及设计招标 项目施工图设计 环保 防雷 消防审批程序 施工图审查 申办项目施工许可证 B类 旧房改建 扩建 重建 原结构检测 施工单位招标 本建筑由于使用性质及用途改变 因此所有建筑平面 结构 空调 电气 消防均有不同程度的改变 因此 所有变动均需上报有关法规部门审批 项目规划咨询 设计需求书 数据中心建筑结构需求 法规 建筑消防 原设计消火栓系统及自动喷洒系统给水均直接取自于室外管线 没有依照现规范做储备水池 若要使用本楼改造 需依现规范另建消防储备水池 约150 180立方 可建在地下 数据中心建筑结构需求 建筑结构要求 建议 数据中心建筑结构需求 建筑防水建议 空调设备区 设备机房区建议考虑设置地漏排水设施和地面排水沟 排水设施主要用于快速疏散空调设备的漏水和数据中心灭火时消防水的排放 各楼层的楼板建议做防水处理 防止上层水患的影响 数据中心IT设备机房和相关变配电室 UPS机房 蓄电池室及柴油发电机区等动力辅助区域 建议布置在地上 不建议布置在地下 如建筑条件 园区条件受限而不得不布置在地下 也一定不要布置在地下的底层 布置在地下 一定要做好相关的防水 防潮措施 如加大换气量 同时柴油发电区还要注意新风供给及排烟的通畅 数据中心建筑结构需求 建筑防火 保温建议 根据防火区域内设备的重要性和安全性 建议设备机房 电信接入间等采用气体灭火 电池室 配电间 UPS设备 柴油机房建议使用水喷雾系统 气体灭火系统可以集中放置气体钢瓶设施 集中输送灭火气体 高压排放 需要灭火时 气体释放时的快速喷射产生高压 要求建筑结构体能抵抗1200Pa m2压力 防火保护区分界面上 建筑结构墙体或数据中心内饰墙体有足够的泄压口 用于释放气体冲击压力 保护建筑及室内结构体不被高压气体冲击损坏 外墙建议尽量不要设置外窗 结构墙体建议有良好的保温性能 机房区与非机房区 如 数据中心外通道 之间建议有较好的保温性能 机房区楼层与非机房区楼层之间的楼板建议进行保温处理 建议在机房区楼层的地面 天花 加装符合B2级以上防火等级的保温材料 主要用于防止楼板结露现象的发生 建筑防火建议 建筑保温建议 数据中心建筑结构需求 建筑剖面 办公区 办公区 办公区 1F 1F 2F 3F 4F 5F 6F 数据中心建筑结构需求 建筑结构改造区域 高架地板区 高架地板区 一层平面 原楼板加固区 数据中心建筑结构需求 建筑结构改造区域 原楼板加固区 新建楼板 二层平面 数据中心建筑结构需求 建筑平面改造区域 新建楼板区 标高6000mmm 新建楼板区 标高6000mmm 三层平面 原楼板加固 数据中心建筑结构需求 建筑平面标高 700mm架空地板 楼板下沉300mm 500mm架空地板 300mm架空地板 原楼板 建筑标高0mm 一层平面 数据中心建筑结构需求 建筑平面标高 900mm架空地板 建筑标高6900mm 原楼板 建筑标高7400mm 900mm架空地板 建筑标高6900mm 三层平面 数据中心建筑结构需求 建筑平面面积 建筑面积 IT设备机房 6585 15 1591 4 4 1 1 数据中心建筑结构需求 建筑平面面积 建筑面积 IT设备机房 6585 15 2320 57 2 8 1 数据中心建筑结构需求 建筑结构改造区域 两种油机方案比较 数据中心建筑结构需求 原设计院评估结论 理论上通过改造加固可以满足XXX建议规划方案及平面布置要求 详见附件图纸 XXX建议规划方案及平面布置时充分考虑了原建筑物的平面布置和空间关系 对现有结构伤害较小 是比较容易实现的方案 但由于建筑使用性质的改变以及建筑抗震设防类别的提高和设计规范的多次更替 建议业主在启动该项目的前期 对建筑结构现状进行必要的可行性论证工作 并以检测后的数据进行结构改造的设计依据 目录 项目简介数据中心等级标准建议数据中心建筑结构需求数据中心需求规划1 建筑装饰专业2 电气专业3 暖通专业4 消防专业5 绿色数据中心节能措施6 弱电专业7 数据中心投资估算 目录 项目简介数据中心等级标准建议数据中心建筑结构需求数据中心需求规划1 建筑装饰专业2 电气专业3 暖通专业4 消防专业5 绿色数据中心节能措施6 弱电专业数据中心投资估算 数据中心需求规划 平面规划输入条件 A 依据IT规划需求提供数据 B 国标A级标准的需求 数据中心需求规划 平面规划输入条件 电子信息系统机房的耐火等级不应低于二级 当A级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 面积不大于100m2的主机房 可设置一个安全出口 并可以通过其它相临房间的门进行疏散 用于搬运设备的通道净宽不应小于1 5m 面对面布置的机柜或机架正面之间的距离不宜小于1 2m 背对背布置的机柜或机架背面之间的距离不宜小于1m 建筑入口至主机房的通道净宽不应小于1 5m主机房净高应根据机柜高度及通风要求确定 且不宜小于2 6m 改建的电子信息系统机房应根据荷载要求 按照国家现行标准和规范的规定 采取加固措施 平面布局要求 消防安全要求 本规划平面布局完全符合国标A级需求 数据中心需求规划 建筑装饰专业 建筑面积227 43平米 新风机房 电池间A 电池间B 数据中心需求规划 建筑装饰专业 建筑面积2521 91平米 IDC托管机房 数据机房 预留 开发创新机房 测试机房 ECC 备品备件 高低压配电A 高低压配电B 运营商接入 精密空调 精密空调 精密空调 管井A 管井B 数据中心需求规划 建筑装饰专业 建筑面积1009 26平米 空调配电间 备品备件 UPS配电间A UPS配电间B 钢瓶间 管井A 管井B 数据中心需求规划 建筑装饰专业 建筑面积2526 55平米 核心网络机房 存储机房 数据机房 A 精密空调 数据机房 C 屏蔽机房 数据机房 B 精密空调 精密空调 精密空调 数据中心机房运维办公 运营商接入1 4 办公 办公 备品备件 备品备件 配电间B 配电间A 管井A 管井B 数据中心需求规划 建筑装饰专业 数据机房 预留 开发创新 测试 IDC机房 ECC 数据中心需求规划 建筑装饰专业 数据机房 预留 开发创新 测试 IDC机房 ECC 数据中心需求规划 建筑装饰专业 网络机房 存储机房 数据中心机房 A 数据中心机房 C 数据中心机房 B 屏蔽机房 数据中心需求规划 建筑装饰专业 网络机房 存储机房 数据中心机房 A 数据中心机房 C 数据中心机房 B 屏蔽机房 数据中心需求规划 建筑装饰专业 数据中心需求规划 建筑装饰专业 精密空调管井A 弱电管井A 强电管井A 精密空调管井B 弱电管井B 强电管井B 强电支持区 弱电支持区 数据中心需求规划 建筑装饰专业 数据中心需求规划 建筑装饰专业 数据中心需求规划 建筑装饰专业 目录 项目简介数据中心等级标准建议数据中心建筑结构需求数据中心需求规划1 建筑装饰专业2 电气专业3 暖通专业4 消防专业5 绿色数据中心节能措施6 弱电专业数据中心投资估算 数据中心需求规划 电力系统 数据中心电力系统的规划原则机房电气系统建设标准建议机房UPS系统架构 负荷和配置的建议机房柴油发电机系统架构 负荷和配置的建议精密空调配电建议防雷接地系统规划建议机房电气系统所需外部条件 图8 1电力能源金字塔管理原则示意图 数据中心电力系统的规划原则 电力能源金字塔原则 机房电气系统整体性规划建议 机房电气系统高可靠性规划建议 表LEVEL与负荷等级的对应关系表 按需供电 分级保障 机房电气系统整体性规划建议 机房电气系统高可靠性规划建议 机房日常维护用电机房常规照明用电 机房空调系统用电重要保障区间照明用电 IT设备计算机设备用电 计算机设备供电可靠性系数大于99 982 一级保障 二级保障 三级保障 四级保障 五级保障 UPSA UPSB 楼层配电 区域配电 UPS配电 市电 消防动力 应急照明用电 机房电气系统整体性规划建议 机房电气系统的扩展 容灾 可管理性 主要电力数据保障设备的扩容能力 如柴发系统 UPS系统的扩容能力 按最小分组原则 多机并联 供配电线路的扩容能力 预留备用回路 适当加大线路截面积 各级配电柜扩容能力 各级配电柜开关热扩容能力及各级开关柜增加柜体的能力 主要电力保障设备的容灾能力 柴油发电机采用N 1备份方式UPS采用2N的备份方式 供配电主干线路的容灾能力 物理使用2个强电竖井对称式敷设 100 备份各级输出配电柜使用物理双链路双开关控制柜设计技术 热插拔开关技术的应用 智能管理配电柜技术的应用 采用动力环境监控系统对电力系统进行管理 可扩展性 可容灾性 可管理性 变压器应留有一定余量 提供扩容保障 机房电气系统建设标准建议 机房电气系统建设标准建议 机房UPS系统架构 负荷和配置的建 UPS系统负荷需求规划建议 方法一 数据中心IT基础架构咨询结果按照同类机架的平均负荷计算 网络机柜负荷按照2kw 台服务器机柜负荷按照4kw 台存储机柜按照8kw 台小型机按照7 2kw 台及21 6kw 台计算 设备机房IT总计算负荷 594 1101 6 1695 6KW 方法一 数据中心IT基础架构咨询结果按照同类机架的平均负荷计算 网络机柜负荷按照2kw 台服务器机柜负荷按照4kw 台存储机柜按照8kw 台小型机按照7 2kw 台及21 6kw 台计算 机房UPS系统架构 负荷和配置的建 UPS系统负荷需求规划建议 机房UPS系统架构 负荷和配置的建 UPS系统负荷需求规划建议 方法二 运用业内最佳实践推算 机房能源规模5年翻一翻 目前XXX的机房规模为208个机柜 IT设备总负荷仅为529KW 从现有ups柜显示得出 通过系统整合及优化可将IT总负荷降到80 约416kw 5年翻一翻 IT总负荷增长到832KW 5年翻一翻 IT总负荷增长到1664KW 设备机房IT负载10年的生命周期符合 1664KW 2015年 2020年 机房UPS系统架构 负荷和配置的建 UPS系统负荷需求规划建议 机房UPS系统架构 负荷和配置的建议 UPS系统设备容量建议 方法一 UPS计算容量1695 6KW 0 9 0 85 2216 5KVA 方法二 UPS计算容量1664KW 0 9 0 85 2175KVA UPS额定总容量选用 2300KVA 本项目建议规划UPS配置为2400KVA 机房UPS系统架构 负荷和配置的建议 UPS配电系统方案 一层A路UPS输入配电柜 A路ATS A路UPS4 400KVA 一层IT设备 发电2 2000KVA 发电2000KVA 一层A路UPS输出配电柜 二层A路UPS输出配电柜 一层A路列头柜 二层A路列头柜 市电A 二层IT设备 A路电池15分钟 B路电池15分钟 A路UPS2 400KVA 二层A路UPS输入配电柜 一层B路UPS输入配电柜 B路ATS B路UPS4 400KVA 一层IT设备 一层B路UPS输出配电柜 二层B路UPS输出配电柜 一层B路列头柜 二层B路列头柜 市电B 二层IT设备 B路UPS2 400KVA 二层B路UPS输入配电柜 机房UPS系统架构 负荷和配置的建议 配电系统方案 A路高压进线 1层 3层机房 1层机房 电池 A路列头柜 B路高压进线 B路 2 2000KVA 2000KVA柴油发电机 1层配电 UPS变压器3150KVA 2层 动力配电变压器2000KVA 4 400KVAUPS A路列头柜 1层 2 400KVAUPS IDC 机房UPS系统架构 负荷和配置的建议 UPS系统分期扩展方案 网络机房 屏蔽机房 数据机房 A 存储机房 数据机房 B 数据机房 C 接入1 2 3 4 数据机房 预留 创新测试 ECC 接入备用 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 色标 功率密度 kVA m2 IDC机房 UPS机型选择 目前市场上大量使用的UPS有2类 工频机型和高频机型 性价比见下表 故本工程建议选用高频机型UPS 机房UPS系统架构 负荷和配置的建议 UPS机型选型方案 机房柴油发电机系统架构 负荷和配置的建议 柴油发电机配置方案1期 2台2000KVA并机冗余运行 终期 3台 作2 1并机冗余运行 每个空调机房设双路市电末端互投后经就地EPS应急电源 配5分钟蓄电池 供电 精密空调配电建议 机房空调配电系统图 市电A A路ATS 市电B B路ATS 精密空调室内机冷冻水循环泵 ATS EPS 消防动力 应急照明电 精密空调室外机 普通照明 普通空调 插座 ATS 发电2 2000KVA 发电2000KVA 防雷接地系统 机房内低压配电系统接地型式采用TN S系统 机房设一点接地系统 机房内各种接地共用大楼接地装置 强电列头柜内隔离变压器二次侧零线须作重复接地 机房设等S M型等电位接地系统 机房配电系统设4级防雷保护器 SPD 要求大楼接地装置总接地电阻小于1欧 要求大楼按二级防雷建筑物进行防雷接地整改 要求由当地主管部门按规定对机房进行防雷检测 机房电气系统所需外部条件 市电条件 要求提供2路10KV专用电缆线路 分别从不同路径 来自2个上级变电站或同一上级变电站的不同母线 每路供电容量至少5150KVA 油机位置 室外柴油发动机位置尽可能离机房近 且有安全的电缆通道和日用油箱空间且附近有加油站 要求大楼接地装置总接地电阻小于1欧 实测不够加打接地极 要求大楼按二级防雷建筑物进行防雷接地整改 目录 项目简介数据中心等级标准建议数据中心建筑结构需求数据中心需求规划1 建筑装饰专业2 电气专业3 暖通专业4 消防专业5 绿色数据中心节能措施6 弱电专业数据中心投资估算 数据中心需求规划 暖通系统 数据中心机房空调的重要设计依据数据中心机房空调负荷计算范围XXX数据中心机房空调系统负荷计算和配置的建议数据中心机房精密空调系统选型分析及建议数据中心机房空调系统形式数据中心机房空间布局规划需求模型建议数据中心机房给排水建议 数据中心机房空调的重要设计依据 数据中心机房空调规划设计参数 室外设计参数 夏季室外空调计算干球温度 34 3 极限值 41 4 夏季空调室外计算湿球温度 27 1 极限值 31 冬季空调室外计算干球温度 9 3 极限值 17 8 冬季空调室外计算相对湿度 25 8 夏季大气压力 1002 5hPa冬季大气压力 1028 3hPa 根据北京地区的气候条件情况 国家气象标准室外设计参考指标参数如下 室内设计参数 ASHRAEClass1级机房标准是ASHRAE 美国采暖 制冷与空调工程师学会 与计算机设备厂商共同制定的服务器进风温 湿度标准 它对服务器设备稳定运行的环境提出了要求 现在市场上服务器设备的运行环境都参照这一标准 在国外它同时也作为厂家是否为其服务器等设备提供维保的标准之一 数据中心机房空调的重要设计依据 机房温度建议 国家A级机房环境标准与ASHRAEClass1级机房标准i d图表现形式 数据中心机房空调的重要设计依据 机房温度建议 每提高一度机柜进风温度可以节约4 冷水机组能耗 同时提高机柜进风温度还能增加全年自然冷却小时数 XXX建议采用ASHRAEClass1级环境标准作为本项目计算机房环境温 湿度设计标准 数据中心机房空调的重要设计依据 数据中心机房空调规划设计的其它技术要素 空调制冷设备的冗余能力 10 15 的系统冗余量 空调机组采用 N主 1备 的方式室内空调机组的冗余能力 对每个机房精密空调采用 N主 1备 的方式室内空调机组的电力保障能力 双路动力电力保障外 柴油机供电保障 EPS供电保障 室内空调机组的群控能力 监控机组轮休状态及运行参数 保证空调机组总体的性能均衡 当群控功能失效 必须保证单机运行控制在空调系统设计时还要考虑防火问题 在火灾发生时 建议采用直接切断空调动力配电柜的输入开关 从而切断空调的工作 数据中心机房空调负荷建议 数据中心机房热负荷计算的影响因素 计算机和其它设备的散热 建筑围护结构的传热 照明装置及其他电气设备的散热 新风负荷 人体散热 散湿 机房空调系统负荷计算和配置的建议 精密空调系统的负荷需求规划建议 本咨询项目空调负荷计算 一期 机房空调系统负荷计算和配置的建议 精密空调系统的负荷需求规划建议 本咨询项目空调负荷计算 终期 机房空调系统负荷计算和配置的建议 精密空调系统的负荷需求规划建议 数据机房空调负荷计算结果 一期负荷 终期负荷 数据中心机房精密空调系统选型分析及建议 水冷冷水机组 风机 冷冻水型精密空调 风冷 风冷 冷冻水 水冷 冷冻水 水冷冷水机组 冷却塔 冷冻水型精密空调 风冷直接蒸发式 即普通精密空调 数据中心机房精密空调系统选型分析及建议 北京地区自然冷却的时间 10年生命周期总成本 设备采购 运营费用 维护费用 数据中心机房精密空调系统选型分析及建议 数据中心机房精密空调系统选型分析及建议 终期空调负载近3000KW来说 但针对北京地区 由于水冷系统的运行效率较高 可以利用水冷自然冷却 所以水冷形式是节能的首选方案 室内外设备垂直距离 25M 极限值 否则压缩机制冷效率会下降 寿命也会大大降低 占地面积约500M2冷却水系统需要设置约50 70M3储备水池冷冻机选用一次到位不够经济分期增加对应的设备选择和施工都有难度 1 机组设置在屋面 扩展间够大 可以满足单台增加 初投资较比节省 2 高效变频的压缩机和风机 加上自然冷却的应用 有助于节能 风冷形式 水冷冷冻水形式 风冷冷冻水形式 数据中心机房精密空调系统选型分析及建议 高密区制冷建议 背门热交换器 XXX专利技术XXX sCoolBlueRearDoorHeateXchanger 背门热交换器 不需增加额外的风扇和用电装在机架的背面 出风面 增加5 厚度 不需重新布置机房效率高专门应对高密机柜TheCoolBlueRDHX以传统冷却方式 的价格提高冷却能力 数据中心机房精密空调系统选型分析及建议 高密区制冷建议 In Row制冷系统封闭热源并消除散热无需专用气流分布配高架地板 数据中心机房精密空调系统选型分析及建议 高密区制冷建议 数据中心机房精密空调系统选型分析及建议 高密区制冷建议 冷池就是把冷 热通道用物理实体隔离起来 避免冷 热空气混流或短路的发生 将冷空气完全投入在需要的地方 为提高冷空气的利用效率 即保证绝大多数的冷空气都流经IT设备内部再回到空调机组 还需一些其他技术手段 如封闭地板孔洞 机柜加装蒙板等措施 实施中应注意冷池和消防系统的配合 数据中心机房空间布局规划需求模型建议 空调规划设计的空间布置方式建议 数据中心机房空间布局规划需求模型建议 数据中心机房空调规划设计模拟 XXXspec WithoutCoolblue XXXspec WithCoolblue 35度 28度 数据机房 A 数据机房 B 数据中心机房空间布局规划需求模型建议 数据中心机房空调规划设计的空间布置方式建议 数据中心机房空间布局规划需求模型建议 数据中心机房空调规划设计的空间布置方式建议 数据机房 B 数据中心机房给排水建议 1 数据机房内的给水系统包括冷冻水供回水管和机房加湿供水管 机房排水系统担负平时用凝结水排放和管道意外漏水排放 2 所有给水 排水管线必须采用防结露保温 且保温材料应采用难燃材料 3 穿越数据机房的给水 排水管线应暗敷或集中布置于管井 管道间内 或设置防漏套管 且套管与管道之间应该密封 4 主机房和辅助区的排水地漏应采用洁净室专用自闭式地漏 并应加设水封 同时防止水封损坏和反溢 5 如果数据机房采用湿膜加湿方式 需要设置软化水装置为加湿提供水源 6 当非机房区域采用自动喷洒系统时 应保证喷水能及时排出 7 所有给排水管道区域应设置漏水检测和报警系统 目录 项目简介数据中心等级标准建议数据中心建筑结构需求数据中心需求规划1 建筑装饰专业2 电气专业3 暖通专业4 消防专业5 绿色数据中心节能措施6 弱电专业数据中心投资估算 数据中心需求规划 消防专业 气体灭火保护的功能区需求定义气体消防灭火系统种类介绍及早期烟雾探测系统 数据中心需求规划 气体灭火保护的功能区需求定义 设备测试机房 IT设备机房 电信接入间 采用管网灭火系统时 一个防护区的面积不宜大于800m2 且容积不宜大于3600m3 防护区围护结构承受内压的允许压强 不宜低于1200Pa 一个组合分配系统所保护的防护区不应超过8个 组合分配系统的灭火剂储存量 应按储存量最大的防护区来确定储存量 数据中心需求规划 消防灭火分区 电池间A 电池间B 数据机房 预留 开发创新 测试 IDC机房 网络机房 存储 数据机房 A 运营商接入1 4 数据机房 B 数据机房 C 屏蔽机房 UPS A UPS B 钢瓶