机房环境检测服务V10ppt课件

1、 2011 IBM Corporation数据中心机房检测服务数据中心机房检测服务IBM GTS TSS 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 对现有机房的生产环境进行检测，查看是否存在隐患；并根据实际情况提出相应的改进方案。目的目的 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 灰尘检测空气有害物质检测环境及温度检测静电场检测电源检测干扰场强检测空气质量检测 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 环

2、境及温度检测环境及温度检测 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 环境评测与分析环境评测与分析 背景介绍背景介绍 典型的数据中心冷却系统消耗了设备总功率的40%，由于低效的布局和保守的安全系数，导致冷却系统功率浪费。根据一个三年的摊销，数据中心的电源和冷却能源成本现已大大超过IT设备本身，在运行最佳设置时，现代生态服务器非常有效，但是当有效冷却输送不到位时，风扇运行更快，却没有了效率。 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | p了解机房环境状况是否正常，是否存在

3、隐患。了解机房环境状况是否正常，是否存在隐患。p如机房温度场、空气品质是否满足要求，是否如机房温度场、空气品质是否满足要求，是否有局部过热情况等。有局部过热情况等。p机房运行情况是否达到现阶段生产要求。机房运行情况是否达到现阶段生产要求。p机房是否还要需要扩建或建设，是否能满足需机房是否还要需要扩建或建设，是否能满足需求，是否需要进行方案调整等。求，是否需要进行方案调整等。p机房空调系统运行状态评估和能耗测量。机房空调系统运行状态评估和能耗测量。p空调系统的运行状况是否最佳，有没有故障隐空调系统的运行状况是否最佳，有没有故障隐患，运行效率是高还是低。患，运行效率是高还是低。p评估环境是否有优化

4、措施，空调系统是否有降评估环境是否有优化措施，空调系统是否有降低能耗的措施，措施的可实施性和收益。低能耗的措施，措施的可实施性和收益。p根据测试和评估情况，结合业界的现状，提出根据测试和评估情况，结合业界的现状，提出是否需要优化，如改善机房温度、优化气流组织是否需要优化，如改善机房温度、优化气流组织、解决局部过热、降低空调系统能耗、去除室内、解决局部过热、降低空调系统能耗、去除室内污染等问题。污染等问题。环境评测与分析环境评测与分析 目的目的 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | A A、设备运行温度超标，造成宕机情况，严重影

5、响系、设备运行温度超标，造成宕机情况，严重影响系统运行；统运行；B B、设备长期处于高温运行，运行风险增加，根据统、设备长期处于高温运行，运行风险增加，根据统计资料表明，温度计资料表明，温度 升高将导致：升高将导致：磁盘磁带会因热涨效应造成记录错误；磁盘磁带会因热涨效应造成记录错误； 网络设备传输误码率增高甚至失效；网络设备传输误码率增高甚至失效；服务器硬盘损坏、引起火灾等；服务器硬盘损坏、引起火灾等；温度每升高温度每升高1010，计算机的可靠性就下降，计算机的可靠性就下降2525、使用、使用寿命将减少寿命将减少50%50%；环境评测与分析环境评测与分析 高温的危害高温的危害 2011 IBM

6、 CorporationIBM Global Technology Services | 机柜中，服务器等设备比较密集，因设备的生产厂家不一致，自身的进出风口位置多样，势必会产生冷空气短路现象。长久如此，局部过热情况会给机房带来麻痹性的安全隐患。 通过对机柜和网络设备布局进行评估，初步判断局部过热区域。再通过3D热成像技术，最终确定过热位置。 用户尽可能采用同一品牌服务器和网络设备。或将不同设备分别安装在不同的机柜内。且机柜摆放应按冷热通道布局进行安装。环境评测与分析环境评测与分析 布局的重要性布局的重要性 2011 IBM CorporationIBM Global Technology S

7、ervices | 1 1、基础评测、基础评测对机房内机柜布局进行评测。对机房内机柜布局进行评测。对机柜内服务器、网络设备的容积率、能耗进行对机柜内服务器、网络设备的容积率、能耗进行评测。评测。机房温度场与气密性检测。机房温度场与气密性检测。对送对送/ /回风口位置、规划、数量进行评测。回风口位置、规划、数量进行评测。对制冷设备、新风设备的布局、数量、参数进行对制冷设备、新风设备的布局、数量、参数进行评测。评测。环境评测与分析环境评测与分析 实施方案实施方案 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 3D3D立体热源流动分析立体热

8、源流动分析根据根据2D2D图纸，建立图纸，建立3D3D模型图。模型图。根据机房现状，对机柜的进根据机房现状，对机柜的进 出风口温出风口温度进行测试并记录。度进行测试并记录。对空调出风、回风温度进行记录；同对空调出风、回风温度进行记录；同时对机房采集数百个温度点位。时对机房采集数百个温度点位。将已测数据输入将已测数据输入CFDCFD软件进行数据分析。软件进行数据分析。CFDCFD软件进行软件进行3D3D热源流动分析。热源流动分析。环境评测与分析环境评测与分析 实施方案实施方案分析成果：分析成果：1 1、机房热源布局。、机房热源布局。2 2、局部过热区域布局。、局部过热区域布局。3 3、机房冷源分

9、析。、机房冷源分析。 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | CFDCFD是一种可以在任何复杂的流量场里进行是一种可以在任何复杂的流量场里进行详细数值计算的方法：详细数值计算的方法：1) 1) 在流量区域的每个点上，计算速度分量、在流量区域的每个点上，计算速度分量、压力、温度等其它可变因素。压力、温度等其它可变因素。2) 2) 用数值方程预测流体流动、传热、传输。用数值方程预测流体流动、传热、传输。3) 3) 通过模拟未来状态、变化、改善来了解其通过模拟未来状态、变化、改善来了解其可行性以及其利益所在。可行性以及其利益所在。 此

10、服务是通过用专业的技术工具，分析现有的此服务是通过用专业的技术工具，分析现有的或未来的数据中心的热量分布、所安装的或未来的数据中心的热量分布、所安装的ITIT设设备的热负荷、和数据中心气流特征。通过对现备的热负荷、和数据中心气流特征。通过对现有数据中心环境的模拟与仿真，来帮助客户可有数据中心环境的模拟与仿真，来帮助客户可视化未来数据中心布局的热量模型。视化未来数据中心布局的热量模型。环境评测与分析环境评测与分析 CFD CFD热点环境仿真与模拟热点环境仿真与模拟 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 案例展示案例展示 全视图：

11、全视图：改进前温度场分布改进后温度场分布 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 根据分析结果提出针对性合理化建议。分析当前环境状态，是否存在局部过热及设备布置的安全隐患。提高机房设备容积率。改善机房环境，实现绿色节能的目标。节约成本。环境评测与分析环境评测与分析 结果与优势结果与优势 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 空气有害物质检测空气有害物质检测 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services |

12、背景： 以往数据中心对空气品质的要求主要是温度、湿度、粉尘三个方面。但是随着环境保护意识的增强，电子设备生产供给和技术的更新以及环境污染的加剧，使得现在国际上对数据中心的空气品质也提出了新的要求：腐蚀性气体污染的要求。RoHS与IT设备厂商 RoHS (Restriction of Hazardous Sustances) 关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令。主要针对的是六种有害物质：铅PB 镉Cd 汞Hg 六价铬Cr6+ 多溴二苯醚PBDE 多溴联苯PBB，其主要的结果是由银代替铅，来满足RoHS的需求空气有害物质检测空气有害物质检测 缘由缘由 2011 IBM Corporat

13、ionIBM Global Technology Services | 腐蚀性气体对电子设备的影响 铜和银都不是特别稳定的金属，容易发生化学腐蚀。由于腐蚀性气体对设备的腐蚀是长期和大面积的，发生故障的年限会随着污染物的聚集进一步缩短，其影响具有明显的滞后性，短期常因不容易被发现而忽视，一旦出现问题就会使大面积，加上局部的不可预测性，容易造成意外宕机化学腐蚀的分类蠕变腐蚀 蠕变腐蚀容易造成电子线路短路，造成的故障设备，给故障诊断带来困难。镀银腐蚀即使在干燥的情况下硫气体也能腐蚀银并产生腐蚀产物硫化银，硫化银大量聚集后产生机械压力从而破坏封装的完整性，封装被破坏后下层的银会进一步腐蚀，直到银耗尽，

14、导致断路。腐蚀性无机盐粉末各种无机盐也是数据中心空气粉尘污染物的一个主要来源化学影响 铜银的腐蚀电学影响 电路阻抗和电弧变化带来的短路或开路机械影响 散热片污染 光信号干扰摩擦力增大 空气有害物质检测空气有害物质检测 影响影响 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 室外污染物侵入飞机制造业/机场农业/肥料业汽车制造业/内燃机制造业化学生产/储存/测试电力工业食品制造业金属炼制业造纸厂石油工业塑膠业废水废物处理业火山活动垃圾处理场室内污染物扩散 含硫计算机配件老化、蓄电池、橡塑保温泡棉、含硫橡胶等装饰材料、电缆外皮、下水道空气有

15、害物质检测空气有害物质检测 腐蚀性气体的来源腐蚀性气体的来源您的机房在这些设施附近吗？ 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | n中长期中长期n参与和敦促业界参与和敦促业界“无铅化印刷电路板表面处理新工艺研发，使无铅化印刷电路板表面处理新工艺研发，使ITIT设备对环境的适应设备对环境的适应能力更强能力更强n中期中期n参与和敦促业界和国家对机房空气标准的调整，使未来机房的建设有更明确的指引参与和敦促业界和国家对机房空气标准的调整，使未来机房的建设有更明确的指引n短期短期n在设备安装场地准备中加入对空气质量的评估工作在设备安装场地准

16、备中加入对空气质量的评估工作n定期对空气质量进行检测和评估定期对空气质量进行检测和评估n在机房空气洁净系统中加入对污染气体过滤的设施在机房空气洁净系统中加入对污染气体过滤的设施空气有害物质检测空气有害物质检测 解决方案解决方案 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 测量系统上装有可置换的两个纯铜和纯银薄片的传感器，符合由美国仪器标准协会所制定的ISA- S71.04- 1985 这个腐蚀严格标准(由GX区分至G1等级)。图1：可置换的纯铜片和纯银片图2：将图1 的挂片放置于机房内15-60 天。铜银片与机房内气体充分接触图3：

17、测试片送到加拿大检测中心进行科学检测，分析硫化氢，二氧化硫等腐蚀性气体所占比例图4：得出检测报告，确诊该机房所属ISA 等级，是G1、G2、G3 或是GX。以此“对症下药”。空气有害物质检测空气有害物质检测 检测方法检测方法 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 美国ISA 规范I.S.A 71.04 是美国国家协会出台，以此规范工业、电子等行业数据中心、中央控制室等的环境等级。此标准是在一个常态的周围环境里，30 天内一层薄铜产生的腐蚀比率。 等级等级铜镀薄膜厚度（埃）铜镀薄膜厚度（埃）等级等级状态状态G10-299良好环境

18、足够好，设备性能不受影响。G2300999轻度腐蚀可以感受到腐蚀的影响，会导致设备性能不稳定。G310002019中度腐蚀遭到腐蚀的可能性很高，应注意控制环境或对专门的设计包装设备做更进一步评估。GX2000极差外围电子/电器设备在此环境中将无一幸免。空气有害物质检测空气有害物质检测 检测标准检测标准 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 空气有害物质检测空气有害物质检测 检测标准检测标准 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 1、检查机房预留孔洞，并进行密封

19、处理。减少室外空气进入。控制进出人员频率。2、在机房新风机前端安装化学滤料的过滤网，从根源上杜绝有害气体进入。3、在机房内安装室内循环净化机。4、定期检测UPS蓄电池状态，减少含锌气体挥发。含化学滤料过滤网室内循环净化机空气有害物质检测空气有害物质检测 解决方案解决方案 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 检测机房内有害气体浓度和类别。分析有害气体来源。优化机房内空气环境。对机房内设备做好预防性措施。提高设备性能与寿命。保障业务连续性为设备提供良好的为设备提供良好的呼吸环境呼吸环境空气有害物质检测空气有害物质检测 检测目标检

20、测目标 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 尘埃检测尘埃检测 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 国标国标GB/T2887-200GB/T2887-200第第4.3.24.3.2要求：要求： 房间及空调彻底清扫并且空调开机试运行房间及空调彻底清扫并且空调开机试运行24h24h后进行测试。粒径大于或等于后进行测试。粒径大于或等于0.5 um0.5 um粒子应粒子应500000500000粒粒/ /立方英尺。立方英尺。尘埃检测尘埃检测 检测标准检测标准 201

21、1 IBM CorporationIBM Global Technology Services | p尘埃过高会导致设备宕机。尘埃过高会导致设备宕机。p尘埃积累到一定程度后，受湿度影响，可增加静电电压。尘埃积累到一定程度后，受湿度影响，可增加静电电压。pPCBPCB、开关等元器件出现短路现象。、开关等元器件出现短路现象。p增加空调过滤器阻力，从而增加空调能耗。增加空调过滤器阻力，从而增加空调能耗。尘埃检测尘埃检测 尘埃的影响尘埃的影响 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 1 1、测试工具：、测试工具：美国美国Met One

22、227A/227BMet One 227A/227B粒子计数器粒子计数器2 2、测试前准备工作：、测试前准备工作：确保空调开机确保空调开机2424小时。小时。禁止工作人员出入。禁止工作人员出入。机房出入口封闭。机房出入口封闭。3 3、现场测试、现场测试根据单体机房面积抽取根据单体机房面积抽取6-86-8个点进行测试。个点进行测试。测得数值进行换算，与标准数值进行比对。测得数值进行换算，与标准数值进行比对。尘埃检测尘埃检测 检测方法检测方法 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 静电场检测静电场检测 2011 IBM Corpo

23、rationIBM Global Technology Services | 静电电压产生的部位及主要原因分析： 部位名称部位名称原因分析原因分析抗静电活动地板当湿度或长久使用后，容易释放静电。机柜金属外壳；工作人员常接触，容易释放静电。设备外壳金属外壳；机柜内湿度较小，容易释放静电。静电对数据中心的危害：静电对数据中心的危害：如静电不能快速有效泄放，会造成：如静电不能快速有效泄放，会造成：1 1、信息系统数据失真甚至丢失。、信息系统数据失真甚至丢失。2 2、设备损坏。、设备损坏。3 3、威胁整个信息系统安全运行。、威胁整个信息系统安全运行。4 4、操作人员身体不适。、操作人员身体不适。静电检

24、测静电检测 静电的危害及产生的主要原因静电的危害及产生的主要原因 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 测试工具 静电测试仪 磨料摩擦板测量部位 通过摩擦板与测试部位进行高速摩擦后测量：抗静电地板静电电压值。机柜静电电压值。设备壳体静电电压值。结果分析：计算抗静电地板电阻值。评估抗静电地板是否需要更换或修补。评估机房环境湿度是否需要调整。 静电检测静电检测 测试方案及结果分析测试方案及结果分析 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 电源检测服务电源检测服务 2

25、011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 32电源监测电源监测监测内容：监测内容： 机房为机房为ITIT设备供电设备供电PDUPDU的电器特性，电压值。的电器特性，电压值。监测周期：监测周期： 电源监测周期不少于电源监测周期不少于1010天，考虑到电源缺陷的偶发性，时间越长捕获到天，考虑到电源缺陷的偶发性，时间越长捕获到问题的可能性越大。问题的可能性越大。监测设备：监测设备： 电源监测所用设备为电源监测所用设备为 “DRANETZ-BMI” “DRANETZ-BMI” 的的“Power Visa”“Power Visa”，是目前比较

26、，是目前比较先进的电源监测设备，可以监测单相，三相电源。先进的电源监测设备，可以监测单相，三相电源。 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 33电源假负载测试电源假负载测试测试目的：测试目的： 数据中心建设完成后，在实际运行中，所有基础设施系统是否能满足运行数据中心建设完成后，在实际运行中，所有基础设施系统是否能满足运行要求的实际可用性，尤其是在数据中心所有的机柜都是满负荷的状态下，数据要求的实际可用性，尤其是在数据中心所有的机柜都是满负荷的状态下，数据中心中的各个系统是不是还能满足中心中的各个系统是不是还能满足ITIT设备运

27、行的要求，这就需要进行数据中心设备运行的要求，这就需要进行数据中心的调试验证，给出当设备满负荷时的数据中心各系统的数据。的调试验证，给出当设备满负荷时的数据中心各系统的数据。 大多数传统机房建成之后没有经历过测试验证，虽然运行了一段时间甚至大多数传统机房建成之后没有经历过测试验证，虽然运行了一段时间甚至好几年一直没有出现什么问题，但是随着负荷的逐渐增大，设备的老化，机房好几年一直没有出现什么问题，但是随着负荷的逐渐增大，设备的老化，机房的安全运行面临越来越大的风险。因为随着负荷的增加，配电系统以及电缆发的安全运行面临越来越大的风险。因为随着负荷的增加，配电系统以及电缆发热逐渐增加，配电系统会出

28、现开关故障、线缆虚接发热。系统内部的谐波功率热逐渐增加，配电系统会出现开关故障、线缆虚接发热。系统内部的谐波功率以及领地电压问题会越来越明显。空调散热问题也会越来越突出。以及领地电压问题会越来越明显。空调散热问题也会越来越突出。测试方法：测试方法：使用假负载达到目标功率，同时检测电使用假负载达到目标功率，同时检测电气特性，从而发现故障隐患气特性，从而发现故障隐患 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 34电源巡检服务的内容电源巡检服务的内容一、评估资料管理和机房现有运维基本情况。 资料的完整情况、备品备件、标识、运行维护制度、

29、设备的运行状况及维保情况、二、零风险非介入式的机房运行参数的现场采集。开关设备的运行年限设备的质保年限及配电柜维保情况配电系统的可维护性：备品备件、安装空间、电气防护。配电系统的故障恢复时间评测。仪表系统是否指示正常。标识的对应关系是否明确：上级开关的位置和路由、下级开关或设备的位置及路由。系统图纸的完整性。开关整定值的设定情况，上下级是否匹配。实际运行值的情况比对。配电系统的主要连接点的热成像检查分析。现场的基本电参数、历史数据。空调系统的现场数据采集。三、介入式参数的数据在线采集及数据分析 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services

30、 | 数据中心电压、频率、波形畸变率测试数据中心电压、频率、波形畸变率测试测试的重要性 配电系统是机房的支柱，良好的电源质量是机房设备正常运行的保证。 实验证明，当电网扰动在工频一周内或时间较长时，可能引起计算机： 1、电源质量的恶化、供电系统异常的中断，从而造成计算机资料、数据的丢失，通讯、数据流的中断等，造成巨大的经济损失。 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 电压、频率、波形畸变率测试电压、频率、波形畸变率测试国家规范及相关指标 GB/T 2887-2000电子计算机场地通用规范GB/T 2887-2000 第4.5.

31、2条要求：电压：220V 频率：50Hz稳态电压偏移范围： A级 -5+5B级 -10+10C级 -15+10稳态频率偏移范围Hz: A级 -0.2+0.2B级 -0.5+0.5C级 -1+1 电压波形畸变率：电压波形畸变率： A A级级 5 5B B级级 7 7C C级级 10 10 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 电压、频率、波形畸变率测试电压、频率、波形畸变率测试测试方案测试原则： 目前机房的电源系统都采用UPS设备，而UPS设备本身就具有稳压、稳频、抑制波型畸变等功能，故对参数的检测就可以间接的检测UPS对市电的

32、过滤净化性能。测试位置： 机房内UPS输出电源插座，分A、B、C三相分别测量，如机房有2套UPS，则需分别测量，从而对结果进行判定。测试工具：电能质量分析仪 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 干扰场强检测干扰场强检测 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 干扰场强测试干扰场强测试 检测目的检测目的电磁场干扰场强超标时，设备会引起:1、数据的传输和存储会产生失真。2、数据丢失。3、设备自身损坏。 重要性：重要性： 电磁场强度主要指无线电干扰环境场强和磁场干扰

33、场强，它包括机房电磁场强度主要指无线电干扰环境场强和磁场干扰场强，它包括机房周边无线发射台、微波中继站、通信基站、大型高压变电站等产生的无线周边无线发射台、微波中继站、通信基站、大型高压变电站等产生的无线电干扰场强，机房内部大型用电设备如空调、电干扰场强，机房内部大型用电设备如空调、UPSUPS等运行时产生的电磁场。等运行时产生的电磁场。 2011 IBM CorporationIBM Global Technology Services | 干扰场强测试干扰场强测试 相关标准相关标准国家规范及相关指标GB/T 2887-2000电子计算机场地通用规范1、无线电干扰环境场强： GB/T 2887-2000 第4.3.5.1条要求： 在频率范围0.15MHZ1000MHZ无线电干扰环境场强126dB2、磁场干扰场强： GB/T 2887-2000 第4.3.5.2条要求： 机房内磁场干扰环境场强800A/m 2011 I