數據機房改造中的若干問題討論

文｜國網信息通信有限公司 郭向東

隨著網絡信息化的日益普及，對數據機房的需求越來越大。很多數據機房都是利用原有辦公樓進行改造。受原有辦公樓在建筑結構、電氣、中央空調等方面的限制，很多方面無法達到國家A級機房標準或Tier 4標準。在進行這類數據機房改造過程中，需根據原有建筑的實際情況深入設計，對機房所能實現的功能進行有條件的取舍，在滿足基本功能的前提下，不必強求過高的安全可靠性。如A級機房標準或Tier 4標準對建筑的結構、平面布局、電源及空調都有較高的要求，除非專門為機房所設計的建筑，普通的工業民用建筑很難滿足這些要求。

下面以筆者所完成的一個機房實例來說明在進行機房改造過程中所需注意的一些問題。

本機房所在的辦公樓于1999年建成，地上26層，地下3層，為標準辦公用房。2008年10月開始將16層辦公室改建為機房，16層建筑面積為1300m2。在分析了大樓的整體情況后，決定按照Tier 3機房標準進行改造。

1 建筑結構承重

一般工業民用建筑的樓板承重都不高，約為200～250kg/m2，如此低的樓板承重顯然無法滿足機房要求。例如一臺HDS公司的USPV存儲設備為1000kg，面積約為600mm×1100mm，每平米承重超過800kg。為滿足樓板承重要求，在機房裝修改造前通

常先進行樓板加固。在本工程中，樓板原承重為200kg/m2，根據大樓原有結構，在大樓整體承重允許的條件下，決定將樓板承重增加到600kg/m2。為了盡量不占用有限的室內層高，采取了粘貼碳纖維布及粘鋼的加固方式，即在樓板頂面進行粘鋼加固，在樓板底面用碳纖維布加固。這種加固方式最大限度地保證了原有室內層高，并且工程量不大，費用不高。加固完成后，經過對大樓的整體結構進行檢測及驗收，證明此加固方式可以保證原有的建筑結構不受影響。

2 機房裝修

辦公樓的層高通常在3.5m～4.0m左右，主梁在0.8m左右，有效凈高度一般不超過3.0m。隨著IT設備性能不斷的提高，其功耗也隨之增加，為滿足IT設備散熱的需要，機房空調通常采用地板下送風方式。為保證地板下的氣流均勻，地板的架空高度一般不低于0.5m。此外，機房內必須安裝弱電線纜橋架、消防管道、燈具、新風管道等都需占用一定的高度空間。在這種情況下，機房內不再建議吊頂，否則，機房在高度上給人的感覺很壓抑，整體效果不甚理想。

此外在將辦公樓改建為機房的過程中還要注意機房保溫的處理，通常辦公樓都有較大的窗戶，不利于機房隔熱。建議用石棉保溫板將窗戶封閉，既有利于保溫隔熱，又可防止戶外灰塵進入，保持機房潔凈度。

3 機房供電

用電問題主要涉及兩個方面：其一是電源容量問題，在進行機房改造前一定要核算變壓器容量是否滿足機房要求。辦公樓的用電容量一般都不大，且變壓器預留容量也有限。在本工程中原辦公樓所配的變壓器為4臺1250kVA，4臺變壓器按1+1方式互為備用。在夏季用電高峰時，這4臺變壓器的負載率已經超過了70%，不進行變壓器擴容顯然無法滿足機房用電需求。根據機房總用電量的實際需求，在本項目中新增了2臺1250kVA的變壓器，為保證用電可靠性，2臺變壓器也按照1+1方式互為備用，考慮到85%的用電安全系數，功率因素取0.8，因此2臺新增變壓器所能提供的最大容量為1250kVA×0.8×0.85=850kW。其二是UPS的配置問題，在本項目中UPS室的空間有限，無法按照2N冗余方式配置UPS，因此決定采用4臺200kVA UPS并機運行，按照N+1冗余方式配置，系統結構如圖1所示。

圖1

從圖1中可以看出，雖然每個機柜內都配有2路PDU，最大限度的保證了IT設備雙電源的用電需求，但2路PDU都取自同一組UPS，存在單節點故障，這是本系統的不足之處。本項目中每個機柜按照2.5kW進行配置，每平方米的用電量為680W。

4 機房空調

機房空調是機房改造中需著重解決的問題，是機房改造成功與否的關鍵。很多大樓空調系統無法在冬季提供冷凍水或因管路改造工程量巨大等原因，無法使用水冷式機房精密空調，因此在此類機房改造過程中大都使用風冷式機房精密空調。對于風冷式機房精密空調，需要著重解決室外冷凝器的安裝位置。如室外冷凝器與室內壓縮機的垂直高度過大，容易出現高壓保護等問題。此外，如室外冷凝器擺放位置不當或由于冷凝器之間相距過密，散熱不良，都會造成空調無法正常工作。為了使室外冷凝器散熱良好，最好選在陰涼通風的室外機安裝位置， 且機組應距墻壁、障礙物0.6m以上；如多臺室外冷凝器相鄰安裝時，設備之間至少相距1.5m，以使冷凝器排出的熱空氣，不直接排向相鄰冷凝器進氣口。如果現場條件限制只能采用垂直安裝，需要在選型設計時注明，以便工廠按照備選件發貨，否則將在現場改造冷凝器的熱氣管和液管出口位置。如室外機被太陽直射，須給室外機安裝遮陽棚架。

本項目中就由于室外冷凝器與室內壓縮機的垂直高度過大和冷凝器擺放過密的問題，在夏季多次出現高壓保護的故障。針對以上問題，我們采取了增大風扇同時在夏季用自來水對冷凝器自動降溫等措施，基本解決了問題。

5 改造后運行情況

本機房于2009年4月完成改造并投入運行，自投運以來機房運行正常，UPS系統和空調系統達到了設計要求，機房整體環境通過了第三方測評。事實證明這種類型的機房改造既節約了建設投資又縮短了建設時間。

在進行這類機房改造過程中，除著重解決供電、空調和承重等問題外，還需注意機房消防、防雷接地等系統與原辦公樓的銜接和改造，這些系統也關乎機房運行性能，不容忽視。