弱电系统勘测报告.docx
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弱电系统勘测报告
机房建设方案
机房改造V1.0
天津海泰数码科技有限公司
2012/4/4
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一、概述
1.设计范围
机房工程是所有项目的重要组成部分。
其基本要求可归纳为:
保证系统运行的可靠性、保证系统的设计寿命、保证信息安全的要求、保证操作人员的工作环境。
设计一个好的机房,要以兼顾人机并重之原则,一个合格的现代化计算机机房,应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充性的机房,设计应以运行条件、安全可靠作为首要的考虑因素。
因此对机房建设要求遵循以下设计原则:
高安全可靠性:
为保证机房能为用户提供连续不间断的7×24小时服务,机房具有高可靠性。
在设计系统时应注意单点故障的存在,对存在单点故障的环节,在设计上减少其对整个系统的影响。
由市电到机柜及服务器的整个供电系统可用性不得少于99.99%。
各系统留有足够的余量,以保证机房具有较高的可靠性:
电力、制冷量供应、UPS系统、灭火系统、热能和烟雾探测装置、防雷系统等。
由于该机房内部计算机系统涉及到机密信息,其泄密可能严重危害社会秩序,所以需要保证机房的安全性,具有安保系统以保证用户的设备和数据不受侵害。
实现高安全性的措施包括:
闭路电视监测、门禁系统、自动安全报警系统等。
可扩展性
鉴于信息网络系统需求的不断发展与变化,技术也在不断提高,故在施工建设时应考虑这些变化对资源需求的改变,以使整个系统具有灵活的可扩展性,特别是精密空调、配电开关及配电柜、UPS及供电母线等。
易于管理
通过使用先进和可靠的管理工具来实现系统的高质量管理,以节约人力资源。
由于机房内设备繁多,具有一定复杂性,随着业务的不断发展,管理的任务必定会日益繁重。
所以在中心机房的设计时,必须建立一套完善的机房管理和监控系统。
实时监控、监测整个电脑机房的运行状况、语音报警,实时事件记录,可以迅速确定故障,提高可靠性,简化机房管理人员的维护工作。
高性能价格比
机房的材料产品、设备的选型应该以适用为主,合理选择材料与设备;不要造成资源浪费;同时也要保证该机房的高可靠性。
应以较高的性能价格比设计机房,能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运转,提供高效能与高效益。
2.设计目标和内容
由于本机房是天津市局中心机房,其整体的可靠性和可用性就显得至观重要。
因此,根据项目的实际情况,参考相关标准,主机房要按照标准设计,完全符合国家规范。
根据标书要求和现场堪测得知,天津市核心机房区约100平方米左右。
由于原有机房建设时间较早,在长期的使用和运行过程中,已不能满足机房内现有设备运行所需要的环境要求,为现有设备的运行带来了安全隐患,也不能应对未来继续增加设备的要求。
因此对现有机房的状况进行改造,同时负责将现有设备迁移到新区域的工作。
本机房工程内容:
1.UPS不间断电源系统
2.精密空调系统
3.机房承重系统
4.机房装修系统
5.机房防雷系统
6.机房机柜系统
7.强、弱电布线系统
8.数字式KVM系统
9.视频监控系统
10.设备的迁移
3.改造方案
3.1UPS不间断电源系统
根据天津市网络信息中心用户需求和具体现场勘测,我们进行了深入细致的分析和研究,本着适用性、扩展性、经济性和使用维护方便的原则,本公司提供如下设计方案:
网络信息中心现运行环境设备功率:
RT10Ks最大带载量8000K,现负载4080W(51%),剩余容量3920W;
SU3K最大带载量2100K,现负载1428W(68%),剩余容量672W;
现有带载容量为5500W;
项目新增设备功率为:
29650W;
项目新增用电一览表
项目设备基础环境要求
小型机、服务器、存储基础环境运行要求
编号
设备名称
型号
单位
数量
规格
供电
1
2
3
4
5
6
7
小计
网络设备基础环境运行要求
编号
设备名称
型号
单位
数量
规格
供电
1
核心交换机
S10508
台
2
14U
5000W
2
核心路由器
RT-MSR5060-AC-H3
台
2
4U
350W*2
3
楼层交换机
LS-5120-24P-EI-H3
台
5
1U
62W*5
4
电子政务网核心交换机
LS-5500-28F-EI-AC
台
1
1U
115W
5
电子政务网核心交换机
LS-3100-26TP-EI-H3-A
台
8
1U
17W*8
6
负载均衡
F5-BIG-LC-1600-4G-R
台
1
1U
300W
小计
6561W
安全设备基础环境运行要求
编号
设备名称
型号
单位
数量
规格
供电
1
防火墙
NGFW4000-UF-TG-5628-E
台
2
2U
400W*2
2
防火墙
USG3610D
台
2
2U
400W*2
3
入侵防御
TOPIDP3000-TI-3630-IDP
台
3
2U
400W*3
4
网页防篡改
TOPIDP3000-TI-3630-WEB
台
2
2U
400W*2
5
SSLVPN网关2
TOPVPN6000-M-VONE
台
1
2U
400W*2
6
防病毒过滤网关
TOPFilter8000-TF-8423-virus
台
3
2U
400W*3
7
UTM安全网关
TopGate500-TG-532-UTM
台
1
2U
400W
8
审计系统
TopAudit-TA-426-NET
台
1
2U
400W
小计
6400W
总计
29650W
项目改造后信息中心设备总功率为:
35.15KW。
按照传统UPS选型配比选型公式为35.15KW/0.8的逆变效率为44KW,如满足改造后机房所有设备总功率,需要60KVAUPS(大多数知名UPS厂商没有50KVA的容量)才能满足,我方经多次考察、调研及结合我局实际情况出发建议我局采用更安全可靠的模块化UPS电源。
推荐选型产品:
APCSymmetraPX系列,为APC领先的第二代SYmmetraPXUPS是一款效率更高、可提供电力保护高达160KW电力保护和配电支持的产品,允许在线升级。
这款产品的电池较以往的型号,延长了25%的运行时长,同时占地空间也更小。
它集成了电池和维修旁路的配电柜,而整个解决方案节省了63%的占地空间。
此外,得益于冗余的、可升级的电力保护系统,保证了高水准的可用性和最低的总体拥有成本(TCO)。
APC模块化的电源分配系统,采用的设计和开发技术引领了市场新一轮突破性的技术革新。
相对于传统的数据中心电源分配而言,无疑是一个全新的解决方案。
通过采用节省空间的标准机柜、超级安全的分配断路器模块以及预配置的线缆,SymmetraPx系统为用户提供了一个可重复、可靠的、可预知的三相电源分配解决方案。
新产品还标配了自动检测断路器大小、PDU电路位置和分支电流监控功能,为用户带来更多实用的好处。
这些功能也与InfraStruXure的容量和变化管理模块兼容,更好地实现自动分支电流设置、调整和平衡功能。
APC模块化电源分配系统的革新设计另久负盛誉的InfraStruXure的模块化、可升级的关键电源和制冷架构如虎添翼,为您可升级和模块化的关键性电源部署提供真正的可热更换、热插装的三相断路器和电源分配解决方案
Ø节能环保,领先UPS制造厂家的模块化UPS采用了电源分配系统技术可有效地将原有传统的UPS带载功率比1:
0.8提升至1:
1(1KVA=1KW)。
减少了线路损耗,提高了电源利用率。
从而提高了整机工作效率,降低了损耗、节省了电能;
Ø灵活多变,更加适合我局使用,机房改造后设备供电峰值功率为35KW,配置16KVA模块3个就可满足现有设备使用;
Ø冗余备份,机房内部设备供电峰值功率为35KW,在此工作运行环境情况下,3个16KVA电源模块可以保障所有设备的电量供应。
平稳运行时,所有设备功率约为峰值功率的70%左右,当负载低于32KVA时,UPS电源分配系统自动将3个16KVA电源模块的其中一个电源模块作为冗余备份;
Ø便于扩展增容,该机型最多可装载10个电源分配模块,配电支持高达160KW。
为日后机房IT设备扩容投资较少成本,提高了配电平滑升级可靠性与可行性。
Ø方便维修,改产品采用了抽屉式、高智能多制式模块化设计,在线热插拔技术,实现在线更换、在线维护,降低了维护难度,实行零停机工作。
APCSymmetraPXFrame160kW400V
模块化、高效率三相UPS,当数据中心扩展160kW/160kVA时可升级。
包含:
网络管理卡,启动服务,用户手册
标准交付周期:
4周内交付
技术规范:
常用
旁路连接
5wire(3PH+N+G)
最大旁路输入电流:
139A
旁路保护设备:
160A
输出
输出功率容量
32kW/32kVA
最大可配置功率
160kW/160kVA
额定输出电压
230,400V3PH
输出电压可调范围
可配置用于380、400或415V3相额定输出电压
满负载效率
95.0%
输出电压失真
低于2%
输出频率(与主频率同步)
50/60Hz+/-3Hz用户可调+/-0.1
波峰因数
无限的
波形类型
正弦波
输出连接
(1)HardWire5–wire(3PH+H+G)
输出电压THD
<2%for0to100%linearloadand<6%forfullnonlinearload
过载工作
10minutes@125%and60seconds@150%
半负载效率
95%
所需的输出电流保护
160A
中性输出电流
80A
旁路
内置静态旁路
输入
额定输入电压
400V3PH
输入频率
40-70Hz
输入端子类型
HardWire5-wire(3PH+N+G)
工作电压范围
340-477V
最大输入电流
59A
输入断路器容量
200.0A
最大耐受断路电流(lcw)
30.0kA
输入总谐波失真
Lessthan5%forfullload
通讯与管理
接口端口
SmartSlot插槽
可用的智能插槽数量
2
控制面板
多功能液晶显示器状态管理控制台
有声报警
电池供电报警,低电报警
紧急关断
是
物理指标
高
1991.00mm
宽
1200.00mm
设备安装有效高度
42U
净重
1029.00KG
运输重量
1124.00KG
运输高度
2140.00mm
运输宽
1696.00mm
运输长度
1210.00mm
颜色
黑
环境
工作环境
0-40 °C
工作相对湿度
0-95%
操作高度
0-999.9米
存储温度
-15-40 °C
存储相对湿度
0-95%
存储相对高度
0-15000米
听觉噪音距设备表面1m
63.00dBA
在线运行发散热量
5748.00BTU/hr
保护等级
NEMA1
UPS及电池配置清单如下:
序号
产品名称
产品型号
品牌
数量
1
APCSymmetraPXFrame160kW400V(三进三出)
SYCF160KH
APC
1台
电池(延迟1小时)
12V/100AH
台达
32节x1组
因UPS主机及后备电池重量,考虑3楼信息中心机房内部承重及空间问题,我方建议在地下一层建立UPS房间存放UPS主机及电池。
UPS电池采用敞开式支架放置,有利于电池的散热及通风。
同时可利用支架将UPS的后备电池架起做好防水措施,日后也便于对UPS电池的维护及保养工作。
因UPS电池工作的同时会释放一定量的有毒气体,所以需在UPS吊顶上方一层地面窗体安装排放扇,对其UPS室内空气进行换气。
还考虑到UPS室位于地下室一层紧邻餐厅,还需对UPS室进行防鼠措施,需在门体上加增防鼠板。
UPS电池支架
UPS室防鼠板
3.2精密空调系统
冷负荷计算及空调型号推荐
天津市信息中心机房包括IT设备,照明等设备。
机房内设备负责日常办公使用任务,可靠性要求很高。
房面积和设备情况如下表。
面积(m2)
设备功率
备注
网络机房
100
35.12KW
IT设备
根据机房具体情况,做出如下设计与配置,请参考。
3.2.1精密空调设计及负荷计算
机房设计标准
计算机、服务器、网络设备等为重要的电子设备,对机房内有严格温、湿度要求,机房内按国际GB50174-93《电子计算机机房设计规范》的规定配置空调设备:
级别
项目
A级
夏季
冬季
232C
202C
相对湿度
45%~65%
温度变化率
5C/h并不得结露
同时,机房内的噪声声压级小于65分贝,机房内要维持正压,与室外压差大于9.8帕,在表态条件下,机房那个内大于0.5微米的尘埃不大于18000粒/升。
为使机房能达到上述要求,应采用精密空调机组才能满足要求。
机房精确总热负荷的计算
机房内主要热量的来源主要有以下几个方面:
✧设备负荷(计算机及机柜热负荷);
✧机房照明负荷;
✧人员的散热负荷
✧建筑维护结构负荷;
✧补充的新风负荷;
✧其他
针对以上热量来源对其热负荷分析:
1.计算机设备热负荷:
Q1=860xPxη1η2η3Kcal/h
Q:
计算机设备热负荷
P:
机房内各种设备总功耗
η1:
同时使用系数
η2:
利用系数
η3:
负荷工作均匀系数
通常,η1η2η3取0.6—0.8之间,本设计考虑容量变化要求较小,取值为0.8。
2.照明设备热负荷:
Q2=CxPKcal/h
P:
照明设备标定输出功率
C:
每输出1W放热量Kcal/hw(白炽灯0.86口光灯1)根据国家标准《计算站场地技术要求》要求,机房照度应大于2001x,其功耗大约为20W/M2以后的计算中,照明功耗将以20W/M2为依据计算。
3.人体热负荷
Q3=PxNKcal/h
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102Kcal。
4.围护结构传导热
Q4=KxFx(t1-t2)Kcal/h
K:
转护结构导热系统普通混凝土为1.4—1.5
F:
转护结构面积
t1:
机房内内温度℃
t2:
机房外的计算温度℃
在以后的计算中,t1-t2定为10℃计算。
屋顶与地板根据修正系数0.4计算。
新风热负荷计算较为复杂,在此方案中,我们以空调本身的设备余量来平衡,不另外计算。
其他热负荷
除上述热负荷外,在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘器等也将成为热负荷,由于这些设备功耗小,只粗略根据其输入功率与热功当量之积计算。
本次机房主要的热负荷来源于设备的发热量及维护结构照明等的热负荷。
对天津机房来讲,可以把机房热负荷来源分为两部分计算,设备发热量和维护结构等热负荷。
设备发热量可以根据设备功率计算,一般计算机、服务器等发热设备可以按设备功率的90%来计算发热量;UPS机房设备发热量按UPS容量×(1-UPS效率)计算,在本次计算中UPS效率估计为90%。
维护结构等热负荷根据天津气候和一般建筑情况进行估算,估算指标为0.12KW/m2:
维护结构等热负荷
(面积×0.12)KW
设备发热量
KW
机房总热负荷KW
网络机房
100×0.12=12
35×0.9=31.5
43.5
3.2.2空调选型推荐
推荐使用地板下送风、上回风、风冷、双压机,制冷量60KW机房专用恒温恒湿空调。
推荐本规格机房空调出于以下几点原因:
♦机房内总热负荷43.5KW,空调制冷量要大于机房内总热负荷1.2倍以上制冷效果明显,故选择60KW制冷量空调。
♦本机房使可用空间小,设备为核心设备对温度要求严格,如空间大的情况可用两台空调做为热备份使用,考虑现有情况及可用面积,我方推荐使用60KW双压缩机空调,60KW双压机空调简单的来说就是本空调内部有两套30KW制冷量压缩机系统,自主备份。
当一台压缩机工作制冷量不足或出现故障时,另一台压缩机会自动启动,补充冷量或达到备份效果。
双压缩机空调的优点就是
1.按需启动压缩机工作,节约用电及延长压缩机寿命。
2.单台单压机空调如出现故障停止制冷,机房内温度瞬间升高易于出现因温度过高引起的机房设备瘫痪,双压机可以避免这类事故的出现即使一台压缩机不可以满足机房制冷需要也可以暂时缓解机房温度的急速升高给维修争取时间。
STULZCompactPlusDX机组612A型
A型:
压缩机制冷系统基于直接蒸发原理,其中从室内排出的热量通过风冷冷凝器释放到室外。
CPD612A技术参数:
风量
17300m3/h
DX总冷量
62.9kW
DX显冷量
57.8kW
风机吸收功率
4.5kW
DX净总冷量
58.4kW
DX净显冷量
53.3kW
压缩机输入功率
12.4kW
重量
705KG
最大加湿量
15KG/H
最大加热量
18kW
宽度
2150mm
高度
1980mm
深度
890mm
风机数量
2
室外风冷冷凝器尺寸
冷凝器型号
风机数量
重量(KG)
宽度(mm)
高度(mm)
深度(mm)
KSV045A21
2
81
1960
850
920
3.3机房承重系统
经调研大楼结构图,得知机房所在建筑承重为200KG/m²,此次数字系统项目中新增设备较多其总重量为1527.4KG,设备分别放置于一个小型机专用机柜、4个服务器机柜;原有机柜6个机柜因内部设备无法统计重量我方预估每个机柜重量≈250kg,合计重量为1500KG;新增UPS输出机柜重量≈200KG。
经计算机房内共有机柜12面;总重量为3227KG。
我按照机房承重及人员维护和施工承重计算至少需要16.5平方米以上才能保证设备安装承重在200KG/m²以下,如小于16.5平方米则机房楼板存在安全隐患对大楼的结构有一定的影响,可能造成楼板局部面积承重过重造成坍塌的情况;需进行对机房内设备机柜进行加大楼板受力面积分散承重设计。
如下图(平面布置图)所示:
机柜长1米:
宽0.6米,12个机柜总共占地面积为7.2MM²小于16.5MM²。
我方建议在机柜下端定制一长5米;宽4.8米(面积为21MM²,重量<900KG)散力承重架将12面机柜摆放其上已达到楼板安全承重。
把机柜的位置确定好,有利于铺设地板的时候不出现地板边缘与机柜承重架缝隙过大或地板切割过小固定不牢固的状况。
机柜位置应考虑承重架底面积大于机柜实际面积,应保证地板下有做够空间,无障碍物影响承重架摆放。
承重架按照机柜的尺寸,重量,承重点三个标准来制作,其中承重点最为重要需要重点考虑,承重架上面龙骨应与机柜承重点对应,保证机柜安装后承重架均匀受力,机柜无晃动现象。
制作机柜承重架时要保证承重架不能影响机柜的进出线缆。
机柜安装,需要配合承重架的制作,拆除机柜轮子与支撑脚,保证机柜在承重架上承重架均匀受力,并把重力均匀分散给楼板。
根据受力点来进行承重架设计制作。
必须做到机柜的受力点和承重架的尺寸吻合。
安装完成后进行调平,将机柜的位置固定,机柜不得出现左右晃动或者摆放不正。
3.4机房装修系统
1)实施地点
2)施工范围
3)施工内容
(1)防静电地板铺设
活动地板的种类较多,本机房选用钢质抗静电地板。
墙周边踢脚板采用不锈钢踢脚板。
铺设防静电地板技术要求:
计算机房用活动地板应符合国标GB6650-86《计算机房用活动地板技术条件》。
建筑地面应符合设计要求,并应清洁、干燥,活动地板空间作为静压箱时,四壁及地面均就作防尘处理,不得起皮和龟裂。
现场切割的地板,周边应光滑、无毛刺,并按原产品的技术要求作相应处理。
在活动地板上搬运、安装设备时应对地板表面采取防护措施。
铺设完成后,做好防静电接地。
机房缓冲区域至机房设备区域做出入口一步台阶
尺寸:
600*600*40mm
阻燃性:
60REI
抗静电性:
105-109
隔音:
大于32DB
集中承受力:
2000-7000N
地板抬升高度:
≥40mm
分散承受力:
15000-35000N/m²
(2)顶面处理
机房内精密空调采用下送风、上回风的制冷模式,因314核心机房提升静电地板加之机房吊顶内存有大楼中央空调系统,考虑机房日后搬迁中央空调复用和加装吊顶机房精密空调风循环空间无法满足厂商标准,造成精密空调长时间不停机进行制冷工作,对精密空调的使用寿命损耗等因素。
为此采用不进行对机房设备空间吊顶装饰,对机房设备吊顶空间做预处理,对大楼中央空调系统进行送风口封堵及管路漏水检测等工作后,并喷涂黑色涂料,以达到防尘整齐美观之效果。
机房监控区域及缓冲区域采用欧陆600*600*0.7mm铝合金微孔吊顶,顶面及四周墙面进行喷涂黑色涂料,机房缓冲区域与机房设备区域采用δ=12mm钢化玻璃进行隔断安装,机房设备区域采用厚度为50mm、彩钢板,夹芯为岩棉、颜色为象牙白的彩钢岩棉夹芯作为窗口封堵材料。
彩钢板用16m2铜线接等电位箱。
并于内侧安装卷轴式银色反光保温窗帘。
(3)隔断工程材料及特点:
首先,拆除原机房与办公区域中的钢化玻璃隔断墙全部拆除,使之形成一个整体。
然后,在机房缓冲区域和机房设备区域,重新安装钢化隔断墙,用于将两区域隔开。
制作安装方法:
用电焊机焊好框架,上下边框分别与天棚、楼地面固定,并刷防尘漆。
安装大玻璃,然后扣上经加工折角折弯的发纹不锈钢板材,打上玻璃胶,粘接牢固。
(4)窗体工程材料及特点:
彩涂钢板为EPS彩钢夹芯板,即平时所说的彩钢板或金属壁板,它以其外形美观,色泽鲜美、结构新颖、轻质高强、安装快捷、应用广泛等优点,已被世界公认为性能最好的建筑材料。
彩钢夹芯板是以彩色涂层钢板为面材,采用自熄型聚苯乙烯、聚氨脂、玻璃棉、岩棉等多种保温材料为芯材,用热固化胶在连续成型机内加热加压复合而成的超轻建筑板材。
具有自重轻(为混凝土屋面重量的1/20~1/30),保温隔热(其导热系数值为0.034W/mk),施工速度快(无湿作业,不做二次装修,施工周期可缩短40%以上),色泽鲜艳(无需表面装饰,彩色镀锌钢板防腐层保持期在15-30年)的特点,是一种集承重、保温、防水、装修于一体的新型围护结构材料。
彩钢板结构图
在本项目中,主机房窗户考虑到保温、防潮等要求,(窗户应加装真空玻璃),建议选择厚度为50mm、牌彩钢板,夹芯为岩棉、颜色为象牙白的彩钢岩棉夹芯作为隔断和内墙装饰材料直接封堵。
可使计算机机房环境达到较高的洁净度。
选用彩钢板作为墙面装饰材料可大大缩短安装工期、对计算机机房的保温和隔音效果极佳。
同时由于采用的板材为由生产厂一次加工成
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