IDC機房建設與規劃探討

雷明慧

【摘要】隨著互聯網用戶的迅速增長和企業信息化過程的加速以及電子商務的逐漸成熟，IDC的發展將有極大的空間，IDC機房的建設成為當務之急。

【關鍵詞】機房；規劃；建設

Discussion on construction and planning of IDC computer room

Lei Ming-hui

（Tianyuan Credit Suisse communications technology Limited by Share LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】With the rapid growth of Internet users and the acceleration of enterprise information process and the gradual maturity of e-commerce，there will be great room for the development of IDC，and the construction of IDC engine room will become a top priority.

【Key words】Computer room；Planning；Construction

前言：本文論述了IDC機房的建設與規劃，主要介紹機房裝修、規劃布局、供配電、機房專用空調、綜合布線、環境監控、視頻監控、機房消防、防雷接地、機房KVM等。

1. IDC機房概述

近年來，伴隨著互聯網的爆炸式增長及通信新興業務的推廣，中國IDC市場規模保持著30%以上的年增長率[1]。隨著IDC業務的快速發展，與之配套的機房建設也快速發展。IDC機房建設涉及建筑結構、機房工藝、空氣調節、給水排水、供配電系統、消防安全等多種專業，本文從以上幾個方面對IDC機房的建設進行概述。

2. IDC機房規劃

（1）IDC機房建設一般分為4個階段，規劃設計，建設或改造，驗收移交，運營維護等[2]。其中規劃設計是整個建設周期最重要的環節，它確立了IDC機房的業務范圍、土建需求、投資規模、運營維護成本等。所以必須對IDC機房進行詳細的規劃布局。

（2）IDC機房規劃時，需要作出詳細的業務規劃、機房使用規劃、動力需求規劃、制冷系統規劃等。IDC機房的業務定位確定后，根據技術、設備的應用發展，確定機房的動力規劃、制冷系統規劃，機房布局規劃等。IDC機房的局址要與城市建設的總體規劃相適應。要選擇地形平坦、地質良好的地段，避開地震斷裂帶、避開強電、磁場干擾和易受洪水淹灌的地區。要考慮交通、供水、供電方便，盡可能選擇能充分利用自然冷源的區域。

（3）IDC機房主要功能由主機房、輔助區、支持區和相應的辦公管理區等組成。

（4）主機房區：主要用于電子信息處理、存儲、交換和傳輸設備的安裝和運行的建筑空間，包括服務器機房、網絡機房、存儲機房等功能區域。

（5）支持區：支持并保障完成信息處理過程和必要的技術作業的場所，包括變配電室、柴油發電機房、不間斷電源系統室、電池室、空調機房、動力站房、消防設施用房、消防和安防控制室等。

（6）輔助區：用于電子信息設備和軟件的安裝、調試、維護、運行監控和管理的場所，包括客戶接待區、客戶操作區、監控室、大客戶休息區、會議室等。

（7）辦公管理區：用于日常行政管理及客戶對托管設備進行管理的場所，包括工作人員辦公室、門廳、值班室、盥洗室、更衣間和用戶工作室等。

3. IDC機房建設內容

3.1機房裝修。

IDC機房裝修材料應以安全為主，裝飾為輔。裝修材料應為不燃或難燃，隔音效果比較好的新型材料[3]，且不易產生灰塵。應選用氣密性好、不起塵、易清潔、符合環保要求、在溫度和濕度變化作用下變形小、具有表面靜電耗散性能的材料。不得使用強吸濕性材料及未經表面改性處理的高分子絕緣材料作為面層。機房的室內裝修工程主要包括吊頂、隔斷墻、門、窗、墻壁裝修、地面、活動地板的裝修及其他室內作業。鋪設防靜電地板應具有良好的防靜電、防老化及防龜裂性能。隱蔽工程（如地板下、吊頂上、假墻、夾層內）在封口前必須先除塵，進行清潔處理，暗處表層應能保持長期不起塵、不起皮、不龜裂。機房所有管線穿墻處的截口必須做防塵處理，然后對縫隙必須用密封材料填堵。

3.2機房布局。

IDC機房啟用前要做好機房的總體規劃，包括：機房的功能定位；樓層走線洞的用途；機房平面區域劃分及布局規劃、設備安裝位置及安裝順序；機房走線架及走線路由規劃；電源設備的安裝位置及分配；以及機房專用空調的位置、送風方式、供電方式；機柜應選擇采用正面吸風、背面或頂面排風結構的設備等等。

3.3機房供配電。

（1）機房供配電系統包括IDC設備配電和輔助設備配電兩部分。供電質量的好壞，將直接影響到弱電系統設備的正常、可靠的運行。這種影響主要來自電網的電壓、電流、頻率的變化以及供電質量[4]。

（2）IDC機房供電負荷一般按一類重要負荷設計，分別從兩個變電所引接兩路標準市電專線，和一路發電機組接入，滿足IDC機房設備的需求并實現自動切換。 IDC機房設備應由專用配電變壓器或專用回路供電，變壓器宜采用干式變壓器。IDC機房設備應由UPS電源系統供電，UPS系統普遍采用在線式雙變換“N+1”并聯冗余或“N+1”并聯冗余雙總線的供電方式。UPS系統輸出的配電方案通常采用單總線配電或雙總線配電，UPS系統應有自動和手動旁路裝置。配置的后備柴油發電機的容量應包括UPS電源系統、空調和制冷設備的基本容量及應急照明和關系到生命安全等需要的負荷容量。

（3）IDC機房內供電采用兩路電源供電，一路為機房輔助用電，主要供應照明、維修插座、空調等非UPS用電；一路為UPS輸入回路，供機房內UPS設備用電。兩路電源各成系統并能實現切換備份的功能（機房交流供配電示意圖見圖1）。

（4）系統配電要求采用專業配電柜，要求具有防浪涌、防雷擊過流保護能力，配電柜內采用質量可靠的電源防雷器。配電柜內應設置電流表、電壓表、頻率表，以便檢查電源電壓、電流、三相間平衡關系和電源輸出頻率變化。配電柜內應根據計算機設備及輔助設備的不同要求，設置中線和接地線。設備安裝運行后零地電位差不大于2V。配電柜絕緣性能應符合國家標準要求不小于0.5MΩ。

3.4機房照明。

（1）IDC應采用光效高、顯色性好三基色T5或T8直管細管徑熒光燈、緊湊型熒光燈或LED燈。

（2）機房內設正常照明和應急照明。在正常情況下，正常照明與應急照明全部由市電供電；當市電發生故障時，僅維持應急照明，此時應急照明電源由UPS供電。

（3）照度要求：主機房照度不小于500Lx；值班室、接待室普通照明不少于200Lx；應急照明度不低于30Lx；照度應均勻，避免炫光。工作區內一般照度的均勻度（最低照度與平均照度之比）不宜小于0.7，非工作區域內的一般照明照度值不宜低于工作區域內一般照明照度值的1/3。電子計算機房故障照明照度為一般照度的1/10，安全出口標志燈照度不低于0.5Lx。

（4）支持區和行政管理區的照度標準值應按現行國家標準《建筑照明設計標準》（GB50034）的相關規定。

3.5機房防雷接地。

（1）IDC機房內應采用TN-S接地系統。IDC機房的交流工作接地、安全保護接地、防雷接地、防靜電接地、屏蔽接地等應采用聯合接地，接地電阻要求小于1歐姆。

（2）機房電源防雷：一般采用三級防雷，分別在大樓配電室安裝一級防雷器，在樓層配電室安裝二級防雷器，在機房進線端安裝第三級防雷器，如有特別敏感的設備需要特別保護，則還需要配置防雷電源插座。所有的防雷器必須使用相應線徑的銅芯電線連接到最近的等電位網，通過等電位網接入地網中。連接銅芯電纜的線徑要求：第一級要求線徑達到50mm2以上；第二級要求線徑達到30 mm2以上；第三級要求線徑達到16 mm2以上。

（3）機房信號防雷：與電源防雷一樣，通訊網絡的防雷主要采用通訊避雷器防雷。通常根據通訊線路的類型、通訊頻帶、線路電平等選擇通訊避雷器，將通訊避雷器串聯在通訊線路上，并要有良好的接地線[5]。

（4）機房應采用下列幾種接地方式：

交流工作接地，接地電阻應小于1歐姆；計算機系統安全保護接地電阻以及靜電接地電阻小于4歐姆；直流接地電阻小于或等于1歐姆；防雷保護接地系統接地電阻小于10歐姆；零地電壓應小于1伏。機房內設備采用綜合接地，要求接地電阻小于1歐姆。所有電氣設備、金屬門、窗及金屬構件、電纜外皮均應與專用接地保護線可靠連接。

4. 機房空調

（1）IDC設備在運行過程中，機柜的散熱量大且集中，熱負荷強度高，約在3000～7000W/機柜。IDC機房內常見的有風管上送風、架空地板下送風等多種送風方式。機房空調的送風量宜滿足機房換氣次數≥30次/h，為維持機房內的正壓要求，通信機房需補充新風。

（2）機房空調宜采用大風量、小焓差、高顯熱比的恒溫恒濕空調，機房需補充新風，新風設備宜設置過濾網和電動調節閥。

（3）機房空調冷源分為風冷、水冷、冷凍水、乙二醇、冷凍水雙冷源（直接蒸發式冷卻與冷凍水的組合）等，滿足IDC設備的需要。

（4）當機房內專用空調機組數量較多時（N≥6臺），應通過空調機組群控軟件，實現對空調系統的節能控制，監測主設備的實時散熱量，動態調節空調的制冷量，精確控制空調開啟與關閉的數量，使空調始終處于合理的最佳工作狀態，節約空調能源消耗，延長空調壓縮機使用壽命。

（5）機房的空調設備及數據設備均應根據設備的散熱需求合理布置，宜將冷風直接送達服務器的進風口，回風氣流應能夠順暢回至空調機，減少在機房內的滯留時間。

（6）機房空調系統布置時宜遵循“先冷設備、后冷環境”（圍護結構冷負荷占15%左右）的原則， 改造機房宜采用精確送風的氣流組織方式，以節省空調能耗。

IDC機房空氣環境設計根據《電子計算機機房設計規范》（GB50174-2008）[6]的參數：

主機房溫度（開機時）：23±1℃ 主機房相對濕度（開機時）：40%～55%

主機房溫度（停機時）：5～35℃ 主機房相對濕度（停機時）：40%～70%

潔凈度：粒度≥0.5μm、個數≤18000粒/L3

溫度變化率≤5℃/h不得結露

5. 機房環境監控

5.1IDC機房應安裝機房動力環境監控系統。機房動力環境監控系統宜采用集散或分布式網絡結構。系統應易于擴展和維護，并應具備顯示、記錄、控制、報警、分析和提示功能。機房動力環境監控系統實時監視IDC設備及環境的工作狀態及運行參數；對被監控設備能下達控制和監測命令，實現多點多事件告警功能；以多種形式反映系統實時運行情況，具有故障自診斷功能；能實現遠程訪問及遠程維護功能；具有多種接口，便于與其他系統對接等功能；具有強大的智能化分析及輔助決策功能等。

5.2機房動力環境監控系統監控內容主要包括：（1）重要電力供電回路的開關狀態、故障、電流和電壓等參數；（2）UPS的運行狀態、故障和電壓等參數；（3）發電機、變壓器的運行狀態；（4）恒溫恒濕空調機組的運行狀況和相關參數；（5）蓄電池電壓、充放電電流、電池溫度；（6）機房溫、濕度；（7）機房漏水報警。

6. 視頻監控系統

（1）IDC機房內、門口、主要走道及其他重要部位應安裝攝像機監視，根據客戶需求，重要機架及機柜可單獨設攝像機監視。IDC機房設備愈來愈多，為滿足工作需要，提高機房環境管理的安全性，應采用先進的智能化、數碼化技術建立管理平臺，對機房保安報警系統、門禁系統、閉路電視監控系統、機房設備等進行統一管理。視頻監控系統將統一到機房環境監控系統中進行管理。

（2）IDC機房應采用IP高清攝像機，便于監控訪問，按照不同等級和區域設定不同的分組巡視，實現機房的安全管理?？蛻舳丝梢詫崿FC/S和B/S以及手機等方式瀏覽圖像，提高視頻監控監控的便利性及安全性。

7. 綜合布線系統

（1）綜合布線系統不同于有源設備，在IDC機房投入運營后，任何的纜線路由變更將變得十分困難。因此需要根據機房的規劃，做好綜合布線系統的合理布置，同時要考慮機房設備的擴容及技術的發展，統一考慮綜合布線的規劃。主機房、輔助區、支持區和行政管理區應根據功能要求劃分成若干工作區，工作區內信息點的數量應根據機房等級和用戶需求進行配置。

（2）綜合布線系統在設計上采用樹狀星型結構，以支持目前和將來各種網絡不斷發展的應用。同時，通過跳線和不同網絡設備的跳接，實現各種不同邏輯、拓撲結構的網絡架構[7]。滿足最新的布線系統標準。在設計中，充分考慮到系統的可靠性，所使用的模塊、線纜，能夠滿足IDC設備的長期應用要求，可以兼容不同廠商和不同的設備需求，同時還能夠通過不同的傳輸介質傳輸語音、數據、圖像、視頻、控制等信號，并支持目前及今后常見的數據、語音及控制設備廠商的應用系統。

（3）IDC機房布線系統由布線和支持空間兩部分，布線包括主配線區、水平配線區、區域配線區和設備配線區組成。支持空間包含進線間、電信間、行政管理區、輔助區和支持區。

8. KVM系統

KVM系統是一項先進的硬件解決方案，可協助用戶通過由單一健盤（Keyboard）、顯示器（Video）及鼠標（Mouse）所組成的控制端，輕松訪問并集中管理機房內的服務器群。KVM系統對數據中心機房的空間及信息環境進行統一管理，降低能源消耗、節省機架與機房空間，避免多余的鍵盤、顯示器及鼠標所造成的雜亂。提高人工效率，減少人員編制和費用支出（節省時間、空間與電力消耗），工作效率更高。

9. 機房消防系統

（1）IDC機房、電池電力室（含UPS和電池室）、變配電房和發電機房應設置潔凈氣體自動滅火系統。氣瓶間宜設在機房外，為網管式結構，在房頂或吊頂上設置噴嘴。設置火災報警系統，提高對火災的防范能力。

（2）消防系統是在中心機房所有系統中較為特殊的系統，消防系統必須嚴格按照相關消防規范和中心機房的要求設計和建設[8]。電子計算機機房的設備主要是精密電氣設備和儀表等，使用水、泡沫滅火和干粉滅火劑容易造成計算機系統電氣短路和記錄介質污染，引起二次災害，所以機房內的滅火劑嚴禁使用水、泡沫滅火和干粉滅火劑，而要選用氣體滅火劑，如七氟丙烷等。

10. 結束語

隨著IDC設備的不斷演進、更新，設備的功能、功耗、安裝方式的不斷變化，IDC機房建設的也在不斷發展。IDC機房作為基礎設施，要在整體規劃設計，綠色、節能、安全等多方面進行整體考慮，并隨著IDC機房設備技術的不斷推陳出新，將在自動化、智能化等方面有更大發展，使得機房規劃和建設更加安全、可靠、簡單和實用，滿足人們生活和工作。

參考文獻

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[3]李振宇.談數據中心（IDC）機房建設與規劃[J].數字通信世界，2015（09）：115～116.

[4]董 毅編著.計算機機房配電與安裝[M].重慶：重慶大學出版社，2010.

[5]俞國鋒，陳田軍.數據中心機房供配電方案探討[J].建筑電氣，2015（09）：38～47.

[6]GB50174-2008.電子計算機機房設計規范[S].

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[8]江燕.數據中心機房節能減排技術研究[J].黑龍江科技信息，2015（14）：24.

[文章編號]1619-2737（2017）05-06-506