电信机房工程设计方案.docx

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电信机房工程设计方案

二级机房工程设计方案

1.工程概况2

1.1设计内容2

1.2设计规范2

2.方案设计考虑因素3

2.1防尘3

2.2防水3

2.3防雷3

3.设计方案4

3.1机房装修4

3.1.1顶棚处理工程4

3.1.2墙面工程5

3.1.3地面工程5

3.1.4门窗5

3.1.5抗静电地板6

3.2电气系统6

3.2.1设计规范6

3.2.2机房配电设计主要考虑7

3.2.3机房动力配电系统7

3.2.3.1UPS选配8

3.2.3.2蓄电池的选配8

3.2.3.3空气开关9

3.2.4机房照明配电系统10

1.照度选择10

2.照明选择10

3.3防雷接地系统10

3.3.1雷电侵入途径10

3.3.2雷电导致的后果11

3.3.3防雷接地的必要性12

1.工程概况

1.1设计内容

本次设计为样板带南侧二级机房。

根据样板带周边环境、考虑到二级机房实际用途，机房工程主要内容包括以下几个方面：

1.机房装修

2.电气系统

3.空调系统

4.防雷接地

1.2设计规范

GB50174-2007《电子计算机房设计规范》

GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》

GB/T2887-2000《电子计算机场地通用规范》

GB6650-86《计算机机房活动地板技术条件》

GB50016—2006《建筑设计防火规范》

GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

GB50054-95《低压配电设计规范》

GB50057-2000《建筑物防雷设计规范》

ITU.TS.K21：

1998《用户终端耐过电压和过电流能力》

GB50169-2006《电气装置安装工程接地施工及验收规范》

GB50210-2001《建筑装饰工程施工及验收规范》

样板带平面图

2.方案设计考虑因素

2.1防尘

灰尘是空气中浮荡的尘埃，看不见、摸不着、无孔不入。

对于由十分精密的电子器件构成并对使用环境有较高要求的电子设备来说，灰尘无疑是它的大敌，尤其是对显示器、磁盘驱动器、电路板等元器件。

大量粉尘的污染容易造成电子设备的运转失灵，乃至使整个工作系统陷入瘫痪状态，所以保持机房区域免受粉尘侵入，便成为机房设计着重需要考虑的问题之一。

利用空调对进入室内空气的净化能力，最大程度的减少了空气携带灰尘的可能性。

2.2防水

水害也是机房设计不可忽视的要点之一，水可以腐蚀地板下的管线，有可能导致管线短路，最终引起机房电源供电和信息线路的传输中断，大大影响机房设备的运行。

样板带地处山区，四面环山，气候潮湿，二级机房与厨房仅一墙之隔，针对此问题，需对机房整体进行防水处理。

2.3防雷

样板带地处山区，海拔较高，多有雷雨情况，因此防雷系统更为机房工程建设中重中之中。

3.设计方案

室内装璜部分的设计遵循原则是：

要体现出作为重要信息会聚地的室内空间特点，在充分考虑网络系统、空调系统、UPS系统等设备的安全性、先进性的前提下，达到美观、大方的风格，有现代感。

选用的装修材料：

在选用装修材料方面，要以自然材质为主，做到简明、淡雅、柔和，并充分考虑环保因素，有利于工作人员的自身健康。

3.1机房装修

机房装修工程不仅要考虑给工作人员一个良好的工作环境，还要考虑数据安全，所以在装饰材料的选用上，要考虑到机房的技术要求。

机房东西向长4.3米，南北向宽3米，机房净高3米。

室内装修工程主要包括顶棚处理、墙面、地面、活动地板、门窗。

在施工时应保证现场、材料和设备的清洁。

隐蔽工程（如地板下）在封口前必须先除尘、清洁处理，暗处表层应能保持长期不起尘、不起皮和不龟裂。

3.1.1顶棚处理工程

机房顶棚（为人字形）及主梁均为木质结构，需进行防腐、防尘、防潮处理，最后全部木质结构表面必须粉刷防火漆。

但依据机房建设标准结合周边环境（机房主梁及建筑顶面均为木质结构），建议机房安装吊顶，原因如下：

1.安装固定照明灯具及走线；2.安装固定火灾自动探测器；3.防止灰尘下落。

考虑计算机房的技术要求以及机房高度要求，二级机房天花吊顶选用全铝喷塑微孔天花板，规格600×600mm。

吊顶距离地面活动地板净高为3米，吊顶龙骨采用双层轻质金属龙骨，上层主龙骨为C50轻钢龙骨，面层为明装龙骨型，饰面板采用铝合金微孔方板，板面坚固、防尘、防腐、不燃、无毒、无污染、对人体无害、具有吸音效果。

3.1.2墙面工程

墙面处理：

直接对墙面进行防水基础处理后，墙面先进行中级抹灰，保证墙面表面光滑、洁净、接搓平整、线脚顺直清晰，最后喷涂以高级乳胶漆进行装饰。

3.1.3地面工程

地面工程为机房装修项目中至关重要的一环，关系到后续抗静电地板架设的质量。

机房地面土建，抹灰应达到高级抹灰的水平，表面光滑、洁净颜色均匀、无抹纹、线角和灰线平直方正。

粉刷防尘漆，进行保温处理，防火漆喷刷。

全部地面均经刷漆处理，达到保温、防尘、防火的作用。

因机房东、西、北侧均有一个200*600方形进线孔，完成进线工作后，需将三个进线方孔（桥架入口处）需进行填充，作好封堵，要绝对保持围护结构的严密，防止鼠害。

3.1.4门窗

机房门要求与墙协调。

防火门一般有两种。

一种为不锈钢材质；另一种为钢材漆面。

本项目采用防火门为不锈钢材质，且为提拉式向外开启，门高2.1米。

机房东侧为装饰用门窗木质结构，因设备要求避光、防尘、防干扰等，采用铝合金板进行封闭处理。

3.1.5抗静电地板

防静电地板在计算机房中是必不可少的。

机房敷设活动地板主要有两个作用：

首先，在活动地板下形成隐蔽空间，可以在地板下敷设电源线管、线槽、综合布线、消防管线等以及一些电气设施（插座、插座箱等）；其次，活动地板的抗静电功能也为计算机及网络设备的安全运行提供了保证。

机房采用抗静电全钢活动地板（整体静电电阻率大于109欧姆），地板规格600*600*35mm。

强度高，耐冲击力强，集中载荷≥34KG，耐磨性优于1000转。

防静电地板敷设高度为0.3米，安装过程中，地板与墙面交界处，活动地板需精确切割下料。

切割边需封胶处理后安装。

地板安装后，地板与墙体交界处用不锈钢踢脚板封边。

活动地板必须牢固，稳定，紧密。

不能有响动、摇摆和噪音。

防静电地板主要由两部分组成。

A）抗静电活动地板板面；B）地板支承系统，主要为横梁支角（支角分成上、下托，螺杆可以调节，以调整地板面水平）。

易于更换，用吸板器可以取下任何一块地板，方便地板下面的管线及设备的维护保养及修理。

主干桥架沿二级接入机房防静电地板四周墙壁敷设，使机房形成贯通链路，方便线缆敷设。

3.2电气系统

3.2.1设计规范

GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》；

GB50052-95《供配电系统设计规范》；

GB50034-2004《建筑照明设计标准》；

GB50169-2006《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》；

古北水镇1号样板带平面图

3.2.2机房配电设计主要考虑

1.机房进线电源采用三相五线制；

2.机房内用电设备供电电源均为单相三线制；

3.机房用电设备、配电线路装设过流过载两段保护，同时配电系统各级之间有选择性地配合，配电以放射式向用电设备供电；

4.机房配电系统所用线缆均为阻燃聚氯乙烯绝缘导线及阻燃交联电力电缆，敷设镀锌铁线槽SR及镀锌钢管SC及金属软管CP;

5.机房配电设备与消防系统联动；

3.2.3机房动力配电系统

电源进线采用电缆或封闭母线（电源取自建设方变配电室母线），双路电源切换柜（AA1）与配电柜（AP1）并排安装于配电室，采取集中控制，便于管理机房空调设备。

机房电子包括服务器、网络设备、通讯设备等，由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递，关系重大，所以对电源的质量与可靠性的要求最高。

设计中采用电源由市电供电加备用供电这种运行方式，以保障电源可靠性的要求；系统中同时考虑采用UPS不间断电源，最大限度满足机房计算机设备对供电电源质量的要求。

市电供电引自样板带强电电源点，在机房配电箱进行切换，再经过UPS不间断电源对机房电子设备及前端用电设备（网络摄像机、无线设备等）供电。

3.2.3.1UPS选配

设备功率统计：

摄像机：

120W（摄像机共计24个、每个5W）；

交换机：

1480W（普通4台、每台185W；POE供电2台、每台370W）；

服务器：

3480W（4台PC服务器：

视频监控管理服务器1台、视频监控存储服务器1台、VOD点播服务器1台、远程抄表及门禁服务器1台，每台870W）；

其他：

1000W（三表远传数据采集器20个、每个12W；卫星接收机1台60W;数字模拟混合器1台60W；无线AP8个、每个12.5瓦；无线控制器1个100瓦），设备共计560W，根据不同厂家设备参数差异，暂以1000W功率计算。

以上设备功率总计：

6080W，此功率是有用功率，当有用功率转换成VA数时，还需考虑其功率因数，功率因数一般取值为0.65~0.7，则系统功率约为8686VA。

根据UPS的实际规格，样板带南侧机房选配10KVA的UPS。

3.2.3.2蓄电池的选配

根据公安部相关标准的要求，各系统所配电源需保证系统在市电断电后1小时内能够正常运转。

所需蓄电池数量

10KV的电源输出电压标称值为240VDC。

故每组至少需配20块12V蓄电池，才能保证其输出电压为240VDC。

所需电池容量

10000VAH/（12V*20块）=41.7AH

因此，根据电池型号，选择65AH的电池来作为后备电池使用。

断电后可维持运行时间：

12V*65AH*20*0.7/5730≈2小时

完全满足市电断电后供电时间需求。

3.2.3空气开关

UPS输出供电分为：

1．摄像机供电：

120W，电缆需负载电流约0.5A，采1.5mm2电缆，5A空气开关

2．交换机供电：

1480W，电缆需负载电流约8A，采2.5mm2电缆，16A空气开关

3．其他设备供电：

1000W，电缆需负载电流约4.5A，采用1.5mm2线缆、10A空气开关

4．UPS至配电箱通过10mm2电缆、60A空气开关连接

3.2.4机房照明配电系统

1.照度选择

机房按《电子计算机机房设计规范》要求，照度为400Lx；电源室及其它辅助功能间照度不小于300Lx；机房疏散指示灯、安全出口标志灯照度大于1Lx；应急备用照明照度不小于30Lx；

2.照明选择

通讯机房照明一般分3种：

普通照明、防静电防火照明、断电应急照明。

1号样板带南侧机房照明设计为普通照明、断电应急照明。

普通照明采用2套3*36W嵌入式格栅灯盘（600*1200），功率共计216W；应急照明主要作用是停电后，可以让室内人员看清道路及时疏散、借以维修电气设备，本机房安装5个应急照明灯，分别位于机房北墙2个、机房南墙2个、机房墙面1个，应急照明灯功率9W/个，共计45W。

灯具正常照明电源由市电供给，由照明配电箱中的断路器、房间区域安装于墙面上的跷板开关控制。

3.3空调系统

3.3.1空调系统说明

机房环境特点：

计算机设备、网络设备24小时不间断运行，所以需要空调系统一年四季不间断地运行。

同时，根据机房的围护结构特点（主要是墙体、顶面、地面）、人员的发热量，照明灯具的发热量，计算出计算机房所需的制冷量，据此选定空调的容量。

考虑机房内的面积（12.9平方米）、设备容量要求，本机房选配1台分体壁挂式空调，在户外安装室外机。

优点：

节约空间、制冷充分。

数据中心机房空气环境设计参数：

夏季温度23±2℃冬季温度20±2℃

夏季湿度55±10%冬季湿度55±10%

3.3.2空调容量

空调器严格讲输出制冷量的大小应以W（瓦）为单位来表示，而市场上常用匹来描述空调器制冷量的大小。

二者之间的换算关系为：

1匹的制冷量大约为2000大卡，换算成国际单位瓦乘以1.162，可以得出：

1匹制冷量应为2000大卡*1.162=2324W。

1号样板带南侧机房面积为12.9米。

机房热负荷计算方法有两种：

一、各系统累加法；二、设计估算与事后调整法。

本机房热负荷计算方式采用第一种方法，即：

各系统累加法

（1）设备热负荷：

　　Q1=P×η1×η2×η3（KW）

　　Q1：

计算机设备热负荷

　　P：

机房内各种设备总功耗（KW）

　　η1：

同时使用系数

　　η2：

利用系数

　　η3：

负荷工作均匀系数

　　通常，η1、η2、η3取0.6～0.8之间，考虑制冷量的冗余，通常η1×η2×η3取值为0.8。

（2）机房照明热负荷：

　　Q2=C×S（KW）

　　C：

根据国家标准《计算站场地技术要求》要求，机房照度应大于200Lx，根据实际设计照明功率为261W。

　　S：

机房面积

　　（3）建筑维护结构热负荷

　　Q3=K×S/1000（KW）

　　K：

建筑维护结构热负荷系数（250W/m2机房面积）

　　S：

机房面积

　　（4）人员的散热负荷：

　　Q4=P×N/1000（KW）

　　N：

机房常有人员数量

　　P：

人体发热量，轻体力工作人员热负荷显热与潜热之和，在室温为21℃和24℃时均为130W/人。

以上4种热源组成了机房的总热负荷，即机房热负荷Qt=Q1+Q2+Q3+Q4。

根据以上计算机方式可得出本机房热负荷为（设备热负荷+照明热负荷+筑维护结构热负荷+人员散热负荷：

QT=（4000+261+3225+260）/1000=7746W

可得出机房空调输出制冷量为7746W。

3.4防雷接地系统

3.4.1雷电侵入途径

雷击过电压损坏设备可分为两种情况，一种是受雷电直击，另一种受感应雷影响所致。

据统计电子设备受雷电直击而损坏的机率很小，而绝大多数损坏为感应雷造成，雷电行波通过传输信息的电路线传至电子设备使其某些电子元件受损。

还有一种情况值得重视的是电子设备附近的大地或其他设备的接地体，因受直击雷引起的电位升高，会使电子设备造成反击，使之对地绝缘击穿。

根据传统经验电子设备的地线与电源设备的地线分开设置是减少这种雷电侵入途径的有效措施之一。

所以凡联结有输入或输出线路的电子设备应考虑以上三条侵入途径。

不论那种途径侵入的雷击过电压加在电子设备上冲击引起两种过电压，一种是：

使平衡电路某点出现超过允许的对地过电压，称为纵向过电压，地电位上升引起的反击也属于从地系统侵入的纵向过电压；另一种是平衡电路线间或不平衡电路线对地出现的过电压称为横向过电压。

使用对称传输线的设备，横向过电压是因线路两线间存在不同的纵向过电压；或因纵向防护元件放电性能的分散性（如动作时间有快慢的差别）是造成横向过电压的原因，如果在平衡线路上的两个纵向防护元件，其中一路故障或失效这就造成了横向过电压的极限情况。

对不平衡电路如对连接同轴电缆的电子设备其纵向过电压即横向过电压。

3.4.2雷电导致的后果

雷电冲击过电压可导致绝缘击穿，也可产生过电流。

进行纵向雷击试验的目的，在于检验设备在纵向过电压下元器件对地的绝缘。

横向雷击试验则是检验两线间出现冲击过电压时设备耐受冲击的能力。

在电子设备中，易受雷击过电压损坏的元部件，大多数是靠近设备的入口端，如纵向过电压会击穿线路和设备间起匹配作用的变压器间、层间、或线对地绝缘等。

横向过电压可随信息同时传至设备内部，损坏设备内的阻容元件及固体元件。

设备中元器件受损的程度，取决于元器件绝缘水平，即耐受冲击的强度，对具有自复能力的绝缘，击穿只是暂时的，一旦过压消失，即可恢复。

有些非自复性的绝缘介质，冲击时只有小电流流过，一次冲击不会立即中断设备，但经过多次冲击，随着多次冲击的累积可能会使元件逐渐受损最终导致毁坏，这就是为什么在试验时要试验冲击次数，极性和间隔的原因所在。

　　电子元件受雷击损坏的情况，概括起来不外下列三种：

（1）受过电压损坏的，如电容器、变压器及电子元件的反向耐压。

（2）受过电压冲击能量损坏的，如二极管PN结正向损坏，冲击危险程度在于流过元器件的过电流大小和持续时间，即能量大小。

（3）易受冲击功率损坏的，对元件的危害决定于冲击电压峰值和由此而产生的过电流。

随着现代化建设步伐不断加快，电子设备被广泛应用于邮电,铁道,公路,银行,金融,民航,电力,能源和工业用户的运行系统中。

这些高精密的电子计算设备富含大量的CMOS半导体集成模块，耐过压电流能力极低，无法保证在特定的空间里遭受雷击时仍能安全运行。

综合防雷系统目的是根据各系统的特征提供出一套完整而易于操作防雷设计和运行解决方案，雷电对各系统造成的伤害轻者对电脑及通讯设备的硬件，造成永久性的损害，需花费大量金钱更换硬件；更换设备期间造成的系统瘫痪及难以预料的长时间工作停顿，也能引致无法估计的经济损失。

重者因雷电造成电器上的火警，在世界各地每年都不断发生。

疏忽电源防雷保护工作，都能令宝贵的物业及财产，一朝化为灰烬。

更严重的是，因感应雷电产生的电极或火灾，能严重威胁人命的安全。

3.4.3防雷接地的必要性

网络机房内集中了大量微电子设备，而这些设备内部结构高度集成化（VLSI芯片），从而造成设备耐过电压、耐过电流的水平下降，对雷电（包括感应雷及操作过电压）浪涌的承受能力下降。

感应雷侵入用电设备及计算机网络系统的途径主要有四个方面：

交流电源380V、220V电源线引入；信号传输通道引入；地电位反击以及空间雷闪电磁脉冲（LEMP）等。

为了确保机房设备及电脑网络系统稳定可靠运行，以及保证机房工作人员有安全的工作环境，必须对机房进行防雷接地处理。

根据我国及国际有关规范规定，整个计算机中心机房应按均压等电位原则设计，以避免同一个设备不同接地之间出现电位差，对设备产生“反击”。

因此在中心机房抗静电地板下面铺设铜排，将所有计算机设备均与等电位连接线可靠连接，并在底层与PE连接线可靠连接，使整个机房的设备均处于等电位共用接地状态。

直流工作地是作数字电路等电位地网（或逻辑接地接地网）。

该网用铜排在活动地板下，依据计算机设备布局，纵横组成网格，配有专用接地端子，用编织软铜线以最短的长度与计算机设备相连。

计算机直流地需用接地干线引下至接地端子。

机房采用4*40mm2紫铜排沿墙设一周闭合带的均压环，成“田”字状。

整个机房敷设网格地线（等电位接地母排），网格网眼尺寸与防静电地板尺寸一致，交叉点使用线卡接在一起（必须牢靠）。

抗静电地板按放射状多点连接，通过多股铜芯线接于铜排上。

将各电子设备外壳接地端通过4mm2纯铜多股导线与铜排连接。

从样板带综合接地网采用95mm2多股铜芯接地线，加套金属屏蔽管，固定在外墙以最近的距离引入南侧二级机房，连接在300*80*6mm2铜排制作的接地端子上，将均压环铜排用60mm2与样板带综合接地网相连。

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