华西村大楼机房建设方案.docx
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华西村大楼机房建设方案
空中华西村大楼
机房系统工程
设计方案
xx公司
二○一一年一月
总目录
一、建立机房的目的3
二、系统的总体设计原则、设计依据3
2.1系统的设计原则3
2.2系统的设计标准、规范和依据4
三、系统设计5
3.1机房装修工程5
3.2空调系统6
3.3机房供配电系统7
3.4防雷系统8
3.5机房接地系统11
3.6UPS系统11
3.7噪声、电磁干扰及静电12
一、建立机房的目的
机房以确保安全、便于管理、充分发挥各系统的功能为目的,实现高效、简便、快捷的管理,为住户提供多方面的服务。
机房的组成与基本功能决定于比办公楼智能化系统的智能化水平与类别。
由于机房功能复杂,责任重大,所以布局是否合理、是否满足实际使用的要求,直接影响到系统的正常运行,影响到日常管理和服务工作的质量。
计算机系统的安全可靠性,除了依赖系统硬件、软件的高性能以外,更取决于计算机工作的稳定、可靠的运行环境;而计算机设备的稳定、可靠运行要依靠电子计算机机房(以下简称机房)的严格要求来实现对机房的温度、湿度、噪声、静电、电磁干扰等条件的控制,因此建筑设备、电源系统、空调系统等有关配套服务设施、电脑周边设备及线路设备的配置与相关装配均关系着整个机房系统运作的稳定性及可靠性。
中心机房面积约为290平方米。
本次中心机房系统设计满足甲方的所有要求,并符合相关的规范、标准。
二、系统的总体设计原则、设计依据
2.1系统的设计原则
●标准化及规范性
整个系统的设计遵从国际、国家有关单位及专门委员会制订的工程设计规范和验收规范。
●先进性及成熟性
为了保证整个机房系统结构、技术的先进性以及计算机系统运行的可靠性,选用了成熟的、有技术保证的、先进的材料、设备,同时综合考虑目前机房设计的各种成功经验,保证机房系统的先进性。
●灵活性和可扩充性
随着科学技术的发展,不可能保证一个系统永远处于领先地位。
为此在设计方案时,必须考虑到各系统的升级扩容的灵活性和可扩充性,这就需要采用模块化、开放式、集散型、分布式的控制系统。
使得不改变原有设备,在不损失前期投资的情况下,就能方便的升级和扩容,确保系统不过时。
●可靠性和安全性
可靠性是系统设计中的关键,不可靠的系统不仅根本谈不上什么先进性,系统的瘫痪不仅会给大厦带来巨大的负担和耗费,而且由此而引起的各种意外事故,那是用金钱也难以弥补的损失。
因此对所选设备的可靠性和安全性要求要高,为此总体方案的设计和产品的选用时:
1、既要考虑技术的先进性,又要考虑技术的成熟性。
2、采取集散型分布式控制方式,从系统设计结构形式和控制方式的角度提高系统总体的可靠性,从而达到先进性和可靠性的完美统一。
3、遵循严格科学的施工规范,为各个子系统的连接,架设可靠的神经中枢,从而为系统的总体可靠性打下最坚实的基础。
●可管理性和可维护性
21世纪是知识经济时代,人力成本的价值在大幅度增加,系统设计如何做到操作和维护更方便,对于提高工作效率,降低人力成本和降低维护成本,提高系统总体性能价格比是极其重要的环节。
2.2系统的设计标准、规范和依据
本方案依据相关国家标准及行业标准设计和管理施工,所引用的标准包括:
《电子计算机场地通用规范》GB/T887-2000
《电子计算机机房设计规范》GB50174-93
《计算机场地安全要求》GB9361-88
《计算机信息系统防雷保安器》GA173—1998
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16—92
《建筑设计防火规范》(2001年版)GBJ16-97
《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-95
《电子计算机机房施工及验收规范》SJ/T3003-93
《工业企业通信接地设计规范》GBJ79-85
《计算机机房活动地板技术条件》GB6650-86
《高层民用建筑设计防火规范》(2001年版)GB50045-95
《通风与空调工程施工及验收规范》GB-50243-97
《不间断电源技术性能标定方法及试验要求》(国际电工要求)
现场环境、楼层有关图纸及标书需求
三、系统设计
根据标书的要求,中心机房主要包括以下内容:
1、机房装修工程
2、精密空调系统
3、机房供配电系统
4、防雷系统
5、机房接地系统
6、UPS系统
7、电磁屏蔽机房系统
8、噪声、电磁干扰及静电
3.1机房装修工程
机房是安全性、可靠性要求最高、最重要的地方,必须具有防尘、屏蔽、防静电、隔热、防火等功能。
按招标文件的要求,我们在设计、施工和材料上的选用主要考虑:
●装修选用气密性好,不起尘,易清洁的材料。
●避免强电磁场干扰及保障机房弱电系统信息安全,采取电磁屏蔽措施。
●机房内敷设防静电活动地板,高度200m-300m。
●天花吊顶选用金属天花板,这样能达到防静电和部分屏蔽的效果。
3.1.1工程简介
空中华西村大楼37层机房总计290平方米,机房装修考虑防静电地板和铝质天花顶。
3.1.2工程设计
1、机房吊顶工程
吊顶是机房中重要的组成部分。
现代机房要求机房吊顶必须防尘、防火、防潮、吸声、降低电磁干扰、美观和易于拆装,同时还必须考虑空调回风。
吊顶板采用乳白色。
色泽柔和、简洁大方,符合时代美学观念。
2、活动地板
活动地板在计算机机房中是必不可少的。
本方案中采用抗静电活动地板,以防止由于人员走动、摩擦、感应电等原因产生的静电对机房内的重要设备进行放电,而损坏设备;地板负重能力≥600kg/m2。
地板除满足了国家有关技术指标外,其板面稳定,防火性能好,也是较大的优点。
3、隔墙工程
玻璃隔墙在机房中的重要性是显而易见的。
隔墙配以有框铝合金门,安全、牢固、壮观气派,透视效果极好,衬托了机房宏观形象。
4、地板敷设工程和门窗的安装
机房区域主要采用600mm×600mm的防静电活动地板,敷设高度为200mm~300mm,地板下做网格接地处理。
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。
机房内的静电电位不大于1KV。
为保证地面的洁净度,地坪做无沙地坪并平整清洁。
机房门的尺寸保证系统设备运输的方便。
机房的内门、观察窗、管线穿墙等接缝处,均采取密封措施。
楼地面必须符合土建规范要求的平整度如地面抹灰应达到高级抹灰的水平。
5、防尘处理
为满足要求,除主材选用不起尘的材料外,地板下及吊顶内均做防尘处理,值班监控区设置的更衣间供机房工作人员换鞋、更衣后进入机房,以减少尘埃污染,使机房区域与其他部位有效地分隔为两个不同指标的空间环境,所有门窗均作密封防尘处理。
3.2空调系统
本次方案综合考虑了机房的空调系统,在保证设备运行环境要求的前提下,力争为工作人员创造一个幽雅、舒适的环境。
设计要求
一、温度、湿度、洁净度
主机房属于重要的数据中心,有架高防静电高地板。
机房内有严格的温、湿度要求,机房内按国标GB2887-89《计算机场地安全要求》的规定配置空调设备:
①电子计算机机房内温、湿度应满足下列要求:
开机时机房内的温度、湿度,符合下表规定:
级别项目
A级
夏季
冬季
温度
22±2℃
20±2℃
相对湿度
45%~65%
温度变化率
小于5℃/h(不得结露)
②机房的空气含尘浓度,在静态条件下测试,每升空气中大于或等于0.5μm的尘粒数,少于18000粒。
同时,主机房区的噪声声压级小于70dB。
主机房内要维持正压,与室外压差大于9.8帕。
采用活动地板下送风方式,送风速度不大于3米/秒。
二、机房总热负荷的计算
中心机房的主要热负荷来源于设备的发热量及维护结构的热负荷。
因此,我们要了解主设备的数量及用电情况以确定精密空调的容量及配置。
根据以往经验,除主要的设备热负荷之外的其他负荷,如机房照明负荷、建筑维护结构负荷、补充的新风负荷、人员的散热负荷等,可根据计算机房的面积测算。
制冷面积为300m2,按215KCAL/m2·h,总热负荷为:
300×215=64500KCAL/h=64.5KW
因此,空调的基础制冷量不应低于64.5KW。
根据招标文件要求:
“空调系统的制冷能力应保留15%~20%的余量”,因此机房内配置的精密环境控制设备的制冷量不应小于75KW。
3.3机房供配电系统
机房系统是由系统设备、外部设备、辅助设备和工程工艺设备四大部分组成,因此机房系统内的供电系统就是为满足这四大部分的要求,以保证获得稳定、可靠的电源而服务的。
为机房系统设备提供的电源质量的好坏直接影响着计算机机房系统工作的稳定性和可靠性。
供配电系统充分考虑系统设备的扩展、升级,预留备用容量,机房内非智能化设备不由不间断电源系统供电,机房内设置专用动力配电箱;低压配电系统采用频率50Hz、电压220/380VTN-S系统;在系统设计时,充分考虑三相用电平衡,使不平衡度控制在20%内;供配电系统采用铜芯绝缘电缆;机房活动地板下的低压线路采用铜芯屏蔽导线或铜芯屏蔽电缆,电源线远离系统设备信号线,并避免并排铺设。
根据空中华西村大楼机房系统的情况,我们对机房系统内供配电系统采用下列方案:
1、机房工程系统中供配电系统
①机房工程系统中两种供配电系统方式
机房内UPS电源设专用配电柜,采用独立专线供配电系统。
机房内照明灯具、空调设备、辅助电源等则由大楼配电间供电。
②供电系统满足下列条件
频率:
50Hz±0.5Hz
电压:
380V/220V±5%
谐波失真:
≤5%
三相五线制/单相三线制
供电线路避免与弱电线路平行布设,禁止强电、弱电同槽布线。
③UPS电源采用独立专线供用方式
UPS电源通过输出配电柜进行二次分配,使各类设备均衡分布在各个输出端上。
2、机房系统中空调系统供配电
机房空调电源由强电室的市电输入柜直接单独供电,并输送到置于机房内的精密空调上。
3、机房系统中照明系统供配电
机房内的照明系统配电由大楼总配电室内配电柜直接单独供电,经设置在各个机房内的照明配电箱控制开关控制后,再输出至各工作区域内的照明开关箱内,机房内各工作区域内的照明灯具出各照明开关箱直接控制。
4、机房辅助电源插座
机房内分别安装维修和测试用的电源插座,两者有明显区别标志,测试用的电源插座由主机电源系统供电,每组辅助插座至少有二孔和三孔各一个。
3.4防雷系统
由于无锡地区属于多雨地区,空中华西村大楼机房有大量昂贵的智能化电子设备,极易遭受过流,过压而损坏。
本方案目的就是提出一套较为完整,而易于操作的防雷设计和运行解决方案,从而使机房智能化系统达到安全运行。
3.4.1系统设计
按照甲方的要求,通过接地工程、机房等电位连接和必要信号防雷来实现全面的保护。
1、电源系统防雷:
电源系统防雷分成三级进行设计。
第一级:
作为主级电源防雷设备根据IEC61312-3《雷电电磁脉冲的防护第三部分过电压保护装置的要求》防雷设备泻放电流在150-100KA,限制电压在2000V内。
具体措施是在总配电房处加装DELTAMDLS-25*4电源防雷模块,为整个大楼的智能化供配电系统提供第一级电源防雷保护。
第二级:
次级电源防雷要求防雷设备泻放电流在70-40KA,限制电压在1800V内。
具体措施是在UPS前的弱电配电箱处加装DELTAMP1-40*4电源防雷模块,为UPS和由其支持的用电设备提供第二级电源防雷。
第三级:
末级防雷要求防雷设备泻放电流在40-20KA,限制电压在1200V内。
具体措施是在网络机房的分配电箱电源线路进入端并联加装第三级防雷模块DELTAMP3-10*4。
另增配DELTAJ6420-12第三级电源防雷插座10套作为机动使用。
2、通讯信号雷电防护:
通过通信专线防雷器DELTAER3-1对计算机网络设备进行保护,可在工程实施工程中根据实际情况作相应调整。
3、均压:
为了保证在机房内的工作人员不受静电及电磁脉冲的危害,需在静电地板下做均压网,且均压网与接地做良好的连接,使整个机房内地板的电位一致。
共地的目的是希望达到全面等电位,抵御雷电的高压反击。
为此需将静电地板下方的支撑钢架与均压网做良好的电气连接,使静电地板上积累的电荷有良好的泻放通道。
将机房内所有需要接地的设备的金属表面与均压网汇流排做良好的电气连接。
在机房静电地板下,采用30×3的铜排(横截面积大于50mm2),制作成3M×3M的网格,并把机房内电涌保护器的接地、静电地板龙骨架、机柜以共地不共线的方式连接到均压等电位网上,等电位网采用镀锌扁钢与大楼基础地相连。
4、等电位连接:
等电位联结目的在于减少需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。
具体做法是:
所有配线间及弱点系统机房的电气设备外壳、保护地、金属结构件(机柜、机壳、铝合金门窗等)、防雷器泄流端均要通过等电位连接端子箱体与接地系统作等电位联结。
同一建筑的等电位连接端子箱除每个端子箱要与大楼主钢筋网相焊接外,还应通过一根主电缆(或镀锌扁钢)汇于大楼的总等电位联结端子箱,总等电位联结端子箱再与大楼主钢筋网、基础地相焊接。
等电位联结端子箱和建筑基础柱内钢筋及保护地相连。
每层楼的接地网与大楼主钢筋网多处相焊接,使整栋大楼形成一个等电位体。
3.4.2主要设备性能与技术指标
1、DELTAMDLS-25*4内部防雷器件为石墨放电间隙,最大通流容量达100KA(10/350us)。
关于通流容量的选择,依据IEC标准,一类防雷建筑物首次雷击雷电波的幅值为200KA(10/350us),通过外部避雷装置引下入地约占50%,即100KA,其余100KA耦合到进入大楼的各种线路或管道上,因此供电线路上最大过电流幅值为100KA,在GB50057-94中因考虑了屏蔽因素,按30%考虑,因此明确规定第一级电源避雷器标称通流容量不得小于15KA(10/350us)。
DELTAMDLS-25*4避雷器最大通流容量为100KA,不仅可以满足要求,同时内部器件利用放电间隙,使用寿命也大大延长。
同时采用“3+1”保护方式,可以保证避雷器在过载或损坏的情况下迅速的与主供电线路断开,更好的保护设备及人身安全,并有效避免地电位的反击。
2、DELTAMP1-40*4内部器件相线(L)对中性线(N)为采用Uc385的氧化锌阀片,中性线(N)对地(PE)为火花间隙,标称通流容量达40KA(8/20us),最大通流容量达80KA(8/20us),国标GB50057-94中同样考虑屏蔽因素,但要求第二级电源避雷器标称通流容量不得小于5KA(8/20us)。
因此,满足国家标准要求。
DELTAMP1-40*4在氧化锌阀片的上端串联了保险丝,既有压敏电阻故障监控,又解决了因漏电流而引发的的短路故障问题,可选配远程监控端子。
DELTAMP1-40*4同样采用了“3+1”的保护方式,可以保证避雷器在过载或损坏的情况下迅速的与主供电线路断开,更好的保护设备及人身安全,并有效避免地电位的反击
3、DELTAMP3-10*4内部器件相线(L)对中性线(N)为采用Uc275的氧化锌阀片,中性线(N)对地(PE)为火花间隙,标称通流容量达20KA(8/20us),国标GB50057-94中同样考虑屏蔽因素,但要求第三级电源避雷器标称通流容量不得小于3KA(8/20us)。
DELTAMP3-10*4在氧化锌阀片的上端均串联了保险丝,既有压敏电阻故障监控,又解决了因漏电流而引发的的短路故障问题。
DELTAMP3-10*4同样采用了“3+1”的保护方式,可以保证避雷器在过载或损坏的情况下迅速的与主供电线路断开,更好的保护设备及人身安全,并有效避免地电位的反击。
3.5机房接地系统
机房接地系统是为了消除公共阻抗的耦合,防止寄生电容耦合的干扰,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。
因此,为了能保证计算机系统安全、稳定、可靠的运行,保证设备、人身的安全,针对不同类型计算机的要求,设计相应的接地系统。
机房接地系统一般采取以下几种接地方式:
●交流工作接地,接地电阻不应大于4Ω;
●安全保护接地,接地电阻不应大于4Ω;
●直接工作接地,接地电阻应按系统设备的具体要求确定;
●防雷接地,按现行国家标准《建筑防雷设计规范》执行。
交流工作接地、安全保护接地、直接工作接地、防雷接地等四种接地共用一组接地装置,接地电阻按其中最小值确定;并按现行国家标准《建筑防雷设计规范》要求采取防止反击措施。
系统设备的接地采取单点接地,并采取等电位措施,在静电地板下安装等电位均压环。
根据机房系统的情况,我们将采取以下措施:
1、用导线将吊顶龙骨,轻钢龙骨和活动地板支架相互连接后,利用导线将活动地板支架与置地活动地板下的接地铜排(安全保护地)相连,以达到机房内部六面体防静电的效果。
2、选用铜排在机房区域见活动地板下纵向及横向放置,相接处用铜螺丝固定,铜排与大楼设置在楼层内的安全保护地相连接后,作为机房区的安全保护接地。
3、所有用电设备外壳必须进行交流接地。
4、供配电设备(动力柜)在R=1.5m的范围内与活动地板支撑接地联接。
5、线管桥架,轻钢龙骨,吊顶龙骨铜排等接地,也可与三相五线制中的接地线进行重复接地。
3.6UPS系统
公共供电系统由于电网防卫大受各种因素的影响,时常会有不正常的现象告诉,往往
不间断电源极为重要,它不但能提供稳定可靠的高质量的电源,没有瞬变和谐波,即使当电网断电时,它也可由后备电池支撑,继续供电,使计算机有一定的时间进行处理。
所以我们在控制中心设置了在线式UPS电源。
我们在控制中心设置了1台山特在线式UPS电源。
具体计算如下所示:
额定容量:
10KW
所需电池为(UPS功率×延长时间)÷逆变电压
=(100000×4)÷48
=834AH
根据需要,我们选用100AH的电池10组
每组电池的数量为:
48V÷12V=4节
故每台主机需配的电池为40节
共计所需数量为:
UPS电源主机、40节电池、1台机柜
我们所选用的UPS电源的技术参数为:
1)电源容量:
10KVA
2)输入电压和频率:
-220V±15%、50Hz±15%;
3)输出电压和频率:
-220-240V可调,50Hz主要故障期指定的0.1%;
4)总谐波失真(THD)<3%;
5)蓄电池后备时间:
满载情况下4小时;
6)蓄电池种类:
全密封,免维修铅酸蓄电池,长寿命电解液;
7)工作温度:
0℃-40℃
3.7噪声、电磁干扰及静电
●机房的噪声,在系统设备停机的条件下,在主操作人员位置测量小于68dB(A);
●机房内磁场干扰环境场强不大于800A/m;
●机房地面及工作台面的静电泄露电阻,符合现行国家标准;
●机房内的静电电位不大于1KV;
●工作人员进入主机房内不可穿会产生静电的衣料制成的服装,鞋子的阻值要尽量小。
故在值班监控区另隔出一间更衣室,供工作人员更换工作服。
●在机房内架设抗静电地板。
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