IDC機(jī)房建設(shè)與規(guī)劃探討

雷明慧

【摘要】隨著互聯(lián)網(wǎng)用戶的迅速增長和企業(yè)信息化過程的加速以及電子商務(wù)的逐漸成熟，IDC的發(fā)展將有極大的空間，IDC機(jī)房的建設(shè)成為當(dāng)務(wù)之急。

【關(guān)鍵詞】機(jī)房；規(guī)劃；建設(shè)

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(jī)房的建設(shè)與規(guī)劃，主要介紹機(jī)房裝修、規(guī)劃布局、供配電、機(jī)房專用空調(diào)、綜合布線、環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控、機(jī)房消防、防雷接地、機(jī)房KVM等。

1. IDC機(jī)房概述

近年來，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的爆炸式增長及通信新興業(yè)務(wù)的推廣，中國IDC市場規(guī)模保持著30%以上的年增長率[1]。隨著IDC業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，與之配套的機(jī)房建設(shè)也快速發(fā)展。IDC機(jī)房建設(shè)涉及建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)房工藝、空氣調(diào)節(jié)、給水排水、供配電系統(tǒng)、消防安全等多種專業(yè)，本文從以上幾個方面對IDC機(jī)房的建設(shè)進(jìn)行概述。

2. IDC機(jī)房規(guī)劃

（1）IDC機(jī)房建設(shè)一般分為4個階段，規(guī)劃設(shè)計，建設(shè)或改造，驗(yàn)收移交，運(yùn)營維護(hù)等[2]。其中規(guī)劃設(shè)計是整個建設(shè)周期最重要的環(huán)節(jié)，它確立了IDC機(jī)房的業(yè)務(wù)范圍、土建需求、投資規(guī)模、運(yùn)營維護(hù)成本等。所以必須對IDC機(jī)房進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃布局。

（2）IDC機(jī)房規(guī)劃時，需要作出詳細(xì)的業(yè)務(wù)規(guī)劃、機(jī)房使用規(guī)劃、動力需求規(guī)劃、制冷系統(tǒng)規(guī)劃等。IDC機(jī)房的業(yè)務(wù)定位確定后，根據(jù)技術(shù)、設(shè)備的應(yīng)用發(fā)展，確定機(jī)房的動力規(guī)劃、制冷系統(tǒng)規(guī)劃，機(jī)房布局規(guī)劃等。IDC機(jī)房的局址要與城市建設(shè)的總體規(guī)劃相適應(yīng)。要選擇地形平坦、地質(zhì)良好的地段，避開地震斷裂帶、避開強(qiáng)電、磁場干擾和易受洪水淹灌的地區(qū)。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(qū)域。

（3）IDC機(jī)房主要功能由主機(jī)房、輔助區(qū)、支持區(qū)和相應(yīng)的辦公管理區(qū)等組成。

（4）主機(jī)房區(qū)：主要用于電子信息處理、存儲、交換和傳輸設(shè)備的安裝和運(yùn)行的建筑空間，包括服務(wù)器機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、存儲機(jī)房等功能區(qū)域。

（5）支持區(qū)：支持并保障完成信息處理過程和必要的技術(shù)作業(yè)的場所，包括變配電室、柴油發(fā)電機(jī)房、不間斷電源系統(tǒng)室、電池室、空調(diào)機(jī)房、動力站房、消防設(shè)施用房、消防和安防控制室等。

（6）輔助區(qū)：用于電子信息設(shè)備和軟件的安裝、調(diào)試、維護(hù)、運(yùn)行監(jiān)控和管理的場所，包括客戶接待區(qū)、客戶操作區(qū)、監(jiān)控室、大客戶休息區(qū)、會議室等。

（7）辦公管理區(qū)：用于日常行政管理及客戶對托管設(shè)備進(jìn)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(jī)房建設(shè)內(nèi)容

3.1機(jī)房裝修。

IDC機(jī)房裝修材料應(yīng)以安全為主，裝飾為輔。裝修材料應(yīng)為不燃或難燃，隔音效果比較好的新型材料[3]，且不易產(chǎn)生灰塵。應(yīng)選用氣密性好、不起塵、易清潔、符合環(huán)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(qiáng)吸濕性材料及未經(jīng)表面改性處理的高分子絕緣材料作為面層。機(jī)房的室內(nèi)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(nèi)作業(yè)。鋪設(shè)防靜電地板應(yīng)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(nèi)）在封口前必須先除塵，進(jìn)行清潔處理，暗處表層應(yīng)能保持長期不起塵、不起皮、不龜裂。機(jī)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(jī)房布局。

IDC機(jī)房啟用前要做好機(jī)房的總體規(guī)劃，包括：機(jī)房的功能定位；樓層走線洞的用途；機(jī)房平面區(qū)域劃分及布局規(guī)劃、設(shè)備安裝位置及安裝順序；機(jī)房走線架及走線路由規(guī)劃；電源設(shè)備的安裝位置及分配；以及機(jī)房專用空調(diào)的位置、送風(fēng)方式、供電方式；機(jī)柜應(yīng)選擇采用正面吸風(fēng)、背面或頂面排風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)備等等。

3.3機(jī)房供配電。

（1）機(jī)房供配電系統(tǒng)包括IDC設(shè)備配電和輔助設(shè)備配電兩部分。供電質(zhì)量的好壞，將直接影響到弱電系統(tǒng)設(shè)備的正常、可靠的運(yùn)行。這種影響主要來自電網(wǎng)的電壓、電流、頻率的變化以及供電質(zhì)量[4]。

（2）IDC機(jī)房供電負(fù)荷一般按一類重要負(fù)荷設(shè)計，分別從兩個變電所引接兩路標(biāo)準(zhǔn)市電專線，和一路發(fā)電機(jī)組接入，滿足IDC機(jī)房設(shè)備的需求并實(shí)現(xiàn)自動切換。 IDC機(jī)房設(shè)備應(yīng)由專用配電變壓器或?qū)Ｓ没芈饭╇姡儔浩饕瞬捎酶墒阶儔浩鳌DC機(jī)房設(shè)備應(yīng)由UPS電源系統(tǒng)供電，UPS系統(tǒng)普遍采用在線式雙變換“N+1”并聯(lián)冗余或“N+1”并聯(lián)冗余雙總線的供電方式。UPS系統(tǒng)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(tǒng)應(yīng)有自動和手動旁路裝置。配置的后備柴油發(fā)電機(jī)的容量應(yīng)包括UPS電源系統(tǒng)、空調(diào)和制冷設(shè)備的基本容量及應(yīng)急照明和關(guān)系到生命安全等需要的負(fù)荷容量。

（3）IDC機(jī)房內(nèi)供電采用兩路電源供電，一路為機(jī)房輔助用電，主要供應(yīng)照明、維修插座、空調(diào)等非UPS用電；一路為UPS輸入回路，供機(jī)房內(nèi)UPS設(shè)備用電。兩路電源各成系統(tǒng)并能實(shí)現(xiàn)切換備份的功能（機(jī)房交流供配電示意圖見圖1）。

（4）系統(tǒng)配電要求采用專業(yè)配電柜，要求具有防浪涌、防雷擊過流保護(hù)能力，配電柜內(nèi)采用質(zhì)量可靠的電源防雷器。配電柜內(nèi)應(yīng)設(shè)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(guān)系和電源輸出頻率變化。配電柜內(nèi)應(yīng)根據(jù)計算機(jī)設(shè)備及輔助設(shè)備的不同要求，設(shè)置中線和接地線。設(shè)備安裝運(yùn)行后零地電位差不大于2V。配電柜絕緣性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求不小于0.5MΩ。

3.4機(jī)房照明。

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

（2）機(jī)房內(nèi)設(shè)正常照明和應(yīng)急照明。在正常情況下，正常照明與應(yīng)急照明全部由市電供電；當(dāng)市電發(fā)生故障時，僅維持應(yīng)急照明，此時應(yīng)急照明電源由UPS供電。

（3）照度要求：主機(jī)房照度不小于500Lx；值班室、接待室普通照明不少于200Lx；應(yīng)急照明度不低于30Lx；照度應(yīng)均勻，避免炫光。工作區(qū)內(nèi)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(qū)域內(nèi)的一般照明照度值不宜低于工作區(qū)域內(nèi)一般照明照度值的1/3。電子計算機(jī)房故障照明照度為一般照度的1/10，安全出口標(biāo)志燈照度不低于0.5Lx。

（4）支持區(qū)和行政管理區(qū)的照度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034）的相關(guān)規(guī)定。

3.5機(jī)房防雷接地。

（1）IDC機(jī)房內(nèi)應(yīng)采用TN-S接地系統(tǒng)。IDC機(jī)房的交流工作接地、安全保護(hù)接地、防雷接地、防靜電接地、屏蔽接地等應(yīng)采用聯(lián)合接地，接地電阻要求小于1歐姆。

（2）機(jī)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(jī)房進(jìn)線端安裝第三級防雷器，如有特別敏感的設(shè)備需要特別保護(hù)，則還需要配置防雷電源插座。所有的防雷器必須使用相應(yīng)線徑的銅芯電線連接到最近的等電位網(wǎng)，通過等電位網(wǎng)接入地網(wǎng)中。連接銅芯電纜的線徑要求：第一級要求線徑達(dá)到50mm2以上；第二級要求線徑達(dá)到30 mm2以上；第三級要求線徑達(dá)到16 mm2以上。

（3）機(jī)房信號防雷：與電源防雷一樣，通訊網(wǎng)絡(luò)的防雷主要采用通訊避雷器防雷。通常根據(jù)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(lián)在通訊線路上，并要有良好的接地線[5]。

（4）機(jī)房應(yīng)采用下列幾種接地方式：

交流工作接地，接地電阻應(yīng)小于1歐姆；計算機(jī)系統(tǒng)安全保護(hù)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(hù)接地系統(tǒng)接地電阻小于10歐姆；零地電壓應(yīng)小于1伏。機(jī)房內(nèi)設(shè)備采用綜合接地，要求接地電阻小于1歐姆。所有電氣設(shè)備、金屬門、窗及金屬構(gòu)件、電纜外皮均應(yīng)與專用接地保護(hù)線可靠連接。

4. 機(jī)房空調(diào)

（1）IDC設(shè)備在運(yùn)行過程中，機(jī)柜的散熱量大且集中，熱負(fù)荷強(qiáng)度高，約在3000～7000W/機(jī)柜。IDC機(jī)房內(nèi)常見的有風(fēng)管上送風(fēng)、架空地板下送風(fēng)等多種送風(fēng)方式。機(jī)房空調(diào)的送風(fēng)量宜滿足機(jī)房換氣次數(shù)≥30次/h，為維持機(jī)房內(nèi)的正壓要求，通信機(jī)房需補(bǔ)充新風(fēng)。

（2）機(jī)房空調(diào)宜采用大風(fēng)量、小焓差、高顯熱比的恒溫恒濕空調(diào)，機(jī)房需補(bǔ)充新風(fēng)，新風(fēng)設(shè)備宜設(shè)置過濾網(wǎng)和電動調(diào)節(jié)閥。

（3）機(jī)房空調(diào)冷源分為風(fēng)冷、水冷、冷凍水、乙二醇、冷凍水雙冷源（直接蒸發(fā)式冷卻與冷凍水的組合）等，滿足IDC設(shè)備的需要。

（4）當(dāng)機(jī)房內(nèi)專用空調(diào)機(jī)組數(shù)量較多時（N≥6臺），應(yīng)通過空調(diào)機(jī)組群控軟件，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制，監(jiān)測主設(shè)備的實(shí)時散熱量，動態(tài)調(diào)節(jié)空調(diào)的制冷量，精確控制空調(diào)開啟與關(guān)閉的數(shù)量，使空調(diào)始終處于合理的最佳工作狀態(tài)，節(jié)約空調(diào)能源消耗，延長空調(diào)壓縮機(jī)使用壽命。

（5）機(jī)房的空調(diào)設(shè)備及數(shù)據(jù)設(shè)備均應(yīng)根據(jù)設(shè)備的散熱需求合理布置，宜將冷風(fēng)直接送達(dá)服務(wù)器的進(jìn)風(fēng)口，回風(fēng)氣流應(yīng)能夠順暢回至空調(diào)機(jī)，減少在機(jī)房內(nèi)的滯留時間。

（6）機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)布置時宜遵循“先冷設(shè)備、后冷環(huán)境”（圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷占15%左右）的原則， 改造機(jī)房宜采用精確送風(fēng)的氣流組織方式，以節(jié)省空調(diào)能耗。

IDC機(jī)房空氣環(huán)境設(shè)計根據(jù)《電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》（GB50174-2008）[6]的參數(shù)：

主機(jī)房溫度（開機(jī)時）：23±1℃ 主機(jī)房相對濕度（開機(jī)時）：40%～55%

主機(jī)房溫度（停機(jī)時）：5～35℃ 主機(jī)房相對濕度（停機(jī)時）：40%～70%

潔凈度：粒度≥0.5μm、個數(shù)≤18000粒/L3

溫度變化率≤5℃/h不得結(jié)露

5. 機(jī)房環(huán)境監(jiān)控

5.1IDC機(jī)房應(yīng)安裝機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)宜采用集散或分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)應(yīng)易于擴(kuò)展和維護(hù)，并應(yīng)具備顯示、記錄、控制、報警、分析和提示功能。機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)視IDC設(shè)備及環(huán)境的工作狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)；對被監(jiān)控設(shè)備能下達(dá)控制和監(jiān)測命令，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)多事件告警功能；以多種形式反映系統(tǒng)實(shí)時運(yùn)行情況，具有故障自診斷功能；能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問及遠(yuǎn)程維護(hù)功能；具有多種接口，便于與其他系統(tǒng)對接等功能；具有強(qiáng)大的智能化分析及輔助決策功能等。

5.2機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容主要包括：（1）重要電力供電回路的開關(guān)狀態(tài)、故障、電流和電壓等參數(shù)；（2）UPS的運(yùn)行狀態(tài)、故障和電壓等參數(shù)；（3）發(fā)電機(jī)、變壓器的運(yùn)行狀態(tài)；（4）恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行狀況和相關(guān)參數(shù)；（5）蓄電池電壓、充放電電流、電池溫度；（6）機(jī)房溫、濕度；（7）機(jī)房漏水報警。

6. 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

（1）IDC機(jī)房內(nèi)、門口、主要走道及其他重要部位應(yīng)安裝攝像機(jī)監(jiān)視，根據(jù)客戶需求，重要機(jī)架及機(jī)柜可單獨(dú)設(shè)攝像機(jī)監(jiān)視。IDC機(jī)房設(shè)備愈來愈多，為滿足工作需要，提高機(jī)房環(huán)境管理的安全性，應(yīng)采用先進(jìn)的智能化、數(shù)碼化技術(shù)建立管理平臺，對機(jī)房保安報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)房設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)一管理。視頻監(jiān)控系統(tǒng)將統(tǒng)一到機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行管理。

（2）IDC機(jī)房應(yīng)采用IP高清攝像機(jī)，便于監(jiān)控訪問，按照不同等級和區(qū)域設(shè)定不同的分組巡視，實(shí)現(xiàn)機(jī)房的安全管理。客戶端可以實(shí)現(xiàn)C/S和B/S以及手機(jī)等方式瀏覽圖像，提高視頻監(jiān)控監(jiān)控的便利性及安全性。

7. 綜合布線系統(tǒng)

（1）綜合布線系統(tǒng)不同于有源設(shè)備，在IDC機(jī)房投入運(yùn)營后，任何的纜線路由變更將變得十分困難。因此需要根據(jù)機(jī)房的規(guī)劃，做好綜合布線系統(tǒng)的合理布置，同時要考慮機(jī)房設(shè)備的擴(kuò)容及技術(shù)的發(fā)展，統(tǒng)一考慮綜合布線的規(guī)劃。主機(jī)房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)應(yīng)根據(jù)功能要求劃分成若干工作區(qū)，工作區(qū)內(nèi)信息點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)根據(jù)機(jī)房等級和用戶需求進(jìn)行配置。

（2）綜合布線系統(tǒng)在設(shè)計上采用樹狀星型結(jié)構(gòu)，以支持目前和將來各種網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的應(yīng)用。同時，通過跳線和不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的跳接，實(shí)現(xiàn)各種不同邏輯、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[7]。滿足最新的布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計中，充分考慮到系統(tǒng)的可靠性，所使用的模塊、線纜，能夠滿足IDC設(shè)備的長期應(yīng)用要求，可以兼容不同廠商和不同的設(shè)備需求，同時還能夠通過不同的傳輸介質(zhì)傳輸語音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻、控制等信號，并支持目前及今后常見的數(shù)據(jù)、語音及控制設(shè)備廠商的應(yīng)用系統(tǒng)。

（3）IDC機(jī)房布線系統(tǒng)由布線和支持空間兩部分，布線包括主配線區(qū)、水平配線區(qū)、區(qū)域配線區(qū)和設(shè)備配線區(qū)組成。支持空間包含進(jìn)線間、電信間、行政管理區(qū)、輔助區(qū)和支持區(qū)。

8. KVM系統(tǒng)

KVM系統(tǒng)是一項(xiàng)先進(jìn)的硬件解決方案，可協(xié)助用戶通過由單一健盤（Keyboard）、顯示器（Video）及鼠標(biāo)（Mouse）所組成的控制端，輕松訪問并集中管理機(jī)房內(nèi)的服務(wù)器群。KVM系統(tǒng)對數(shù)據(jù)中心機(jī)房的空間及信息環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)一管理，降低能源消耗、節(jié)省機(jī)架與機(jī)房空間，避免多余的鍵盤、顯示器及鼠標(biāo)所造成的雜亂。提高人工效率，減少人員編制和費(fèi)用支出（節(jié)省時間、空間與電力消耗），工作效率更高。

9. 機(jī)房消防系統(tǒng)

（1）IDC機(jī)房、電池電力室（含UPS和電池室）、變配電房和發(fā)電機(jī)房應(yīng)設(shè)置潔凈氣體自動滅火系統(tǒng)。氣瓶間宜設(shè)在機(jī)房外，為網(wǎng)管式結(jié)構(gòu)，在房頂或吊頂上設(shè)置噴嘴。設(shè)置火災(zāi)報警系統(tǒng)，提高對火災(zāi)的防范能力。

（2）消防系統(tǒng)是在中心機(jī)房所有系統(tǒng)中較為特殊的系統(tǒng)，消防系統(tǒng)必須嚴(yán)格按照相關(guān)消防規(guī)范和中心機(jī)房的要求設(shè)計和建設(shè)[8]。電子計算機(jī)機(jī)房的設(shè)備主要是精密電氣設(shè)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(jī)系統(tǒng)電氣短路和記錄介質(zhì)污染，引起二次災(zāi)害，所以機(jī)房內(nèi)的滅火劑嚴(yán)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(jié)束語

隨著IDC設(shè)備的不斷演進(jìn)、更新，設(shè)備的功能、功耗、安裝方式的不斷變化，IDC機(jī)房建設(shè)的也在不斷發(fā)展。IDC機(jī)房作為基礎(chǔ)設(shè)施，要在整體規(guī)劃設(shè)計，綠色、節(jié)能、安全等多方面進(jìn)行整體考慮，并隨著IDC機(jī)房設(shè)備技術(shù)的不斷推陳出新，將在自動化、智能化等方面有更大發(fā)展，使得機(jī)房規(guī)劃和建設(shè)更加安全、可靠、簡單和實(shí)用，滿足人們生活和工作。

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[文章編號]1619-2737（2017）05-06-506