机房建设(半天).ppt

《机房建设(半天).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机房建设(半天).ppt（124页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电子信息系统场地建设与标准,北京科计通电子工程有限公司黄群骥,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

2、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

3、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TIA 942,术语和符号,系统满足

4、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h 499.995A 0.438(26min) 399.98-1.752 299.75B21.9 199.67C28.908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

5、；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

6、：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

7、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（231 ）、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0.5m的尘粒数应少于18000粒）、噪声（停机时，

8、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

9、（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

10、，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

11、、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 （Air Flow）人员入室 （Room Entry）,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,

12、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

13、，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） 2030KW（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

14、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3050%，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

15、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。,GB5

16、0174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

17、，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

18、相线路上。（相平衡）,二、GB50174解析,8、电气,UPS&EPS,互动式（ CHLORIDE 的Trinergy UPS）,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

19、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

20、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2.51041.0109，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

21、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1 25 mm2 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GB5

22、0311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

23、,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

24、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GB 50084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

25、）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

26、）漏水 （Flood）烟雾 （Smoke）气流 （Air Flow）人员入室（Room Entry）,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

27、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

28、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

29、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/T503782006)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=1.61.8,何为绿色数据中心,设计寿命：通常为615年 机房容量：机房能够承载的最大负载。安

30、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）,Power Usage Effectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的指标之一,（IT设备用电量辅助设备耗电量）PUE - IT设备用电量。,机房能效指标（PUE）,PUE基准值是2.0，越接近1越好，美国平均为1.92；空调系统耗电量通常占据50%以上使用风冷系统的数据中心，PUE一般不可能小于1.8水冷系统自由散热，是成为绿色数据中心的

31、基本条件。,通常可用性级别越高，PUE值也越大！也就是说，节能与可用性指标成反比关系！,IT设备用电量,建设“绿色数据中心” 是一个系统工程，牵涉到机房建设的方方面面。作为信息建设的核心基础设施，保证信息系统安全可靠的运行是其第一要务。 节能不能以牺牲安全性和可靠性为代价！,机房节能与环保,节能新技术,1、硬件设备本身功耗的降低（网络、存储、服务器等）2、服务器整合3、虚拟化技术4、管理技术的提高（基础设施与信息设备的联动、个性化管理等）5、采用直流供电6、高压分层直接供电方式（节电5%）7、冰蓄冷。（电价节约20%）8、飞轮UPS电源9、集装箱式数据中心（SUN、思科、戴尔、Google11

32、60、IBM、惠普、微软、SGI、 华为赛门铁克、世纪互联 ）10、机房热能综合运用,机房热能综合运用,室内机,室外机,空调热能利用原理图,换热器,冷却水,热水,机房节能措施及有效性,11、选用高效能的设备（空调、模块化UPS、机柜、背板冷却等）12、节能化设计（选址、布局、照明、保温、新风处理、线缆布放等）13、优化气流组织形式(冷热通道、提高地板高度)14、自然冷源的利用（热管、鸡舍）15、空调节能添加剂（节电18%）16、空调室外机（雾化喷淋8%，遮荫）17、冷热通道封闭（节电22%）高效能是指在IDC环境中高效的设备（舒适性空调和专用空调）,磁悬浮式飞轮储能UPS,磁悬浮式飞轮储能UPS,热管换热,热管空调,节能技术,PUE=1.08,雅虎选择在纽约建设的鸡舍数据中心。利用尼亚加拉大瀑布产生的无污染电能和当地长期低温有风的气候条件,page 120,2019/10/28,冷通道实际图1,page 121,2019/10/28,冷通道实际图2,page 122,2019/10/28,热通道隔离效果图,数据中心绿色节能有效性的保障,组织、财力保障 标准制度保障 技术保障（新技术、规划、设计、施工、 验收、运行管理） 统计检测 执行力（管理）,谢谢！,黄群骥 手机：13311013940 固定电话：010-82384707 电子信箱：,节能措施的有效性,适合你的才是最好的！,