電子信息系統機房的綜合設計

摘要：電子信息系統主要是由計算機、通信設備、數據處理設備、控制設備與輔助配套設施構成的人機交互系統，該系統可以在一套固定規則的支持下，完成各種信息的采集、加工、存儲、傳輸任務，進而為廣大終端用戶提供高效便捷的應用服務。由于電子信息系統具有特殊性，一旦系統中斷運行，終端用戶所使用的各類信息設備也將陷入癱瘓狀態，進而給用戶造成巨大的經濟損失。因此，在設計電子信息系統機房時，首先需要考慮電子信息系統安全性與耐久性，然后制定一套針對性強、可行性高、實效性好的設計方案．以確保電子信息系統能夠始終保持正常的運轉狀態，使系統發生故障的概率降到最低。文章將緊緊圍繞電子信息系統機房的等級劃分以及設計思路予以全面闡述，旨在強調電子信息系統的安全穩定性與機房使用功能相匹配的重要性。

關鍵詞：電子信息系統；機房；等級劃分；設計思路

中圖法分類號：TP308 文獻標識碼：A

電子信息系統機房是各類電子信息設備實現平穩運行的重要場所，按照功能區域劃分，電子信息系統機房主要包括主機房、輔助區、支持區與行政管理區４ 個區域，不同的區域，功能屬性也存在明顯差別。

因此，設計人員在對電子信息系統機房的整體構造及功能區進行研討與設計時，應當充分考慮電子信息系統的各項性能指標，確保在各項指標正常的前提下，使機房設計更具人性化。

１ 電子信息系統機房的基本設計原則

１．１ 集成化原則

集成化主要是針對機房的功能性而言，正常情況下，電子信息系統機房應當配備ＵＰＳ 系統、供配電系統、照明系統、空氣調節系統、消防安保系統、防靜電系統等。在機房投入使用之后，這些設施能夠給電子信息系統的正常運行提供資源與能源支持，而如果功能性設施配備不足，將會嚴重影響電子信息系統的正常運行，甚至會縮減系統的使用壽命。因此，設計人員應當遵循集成化原則，賦予機房更多實用與常用的功能屬性，使電子信息系統所處的空間環境能夠得到有效改善。

１．２ 人性化原則

由于電子信息系統在運行過程中很容易產生高溫與強輻射，因此，對機房建筑材料與裝修材料的質量也提出了更加嚴格的要求。基于此，設計人員應當遵循人性化原則，盡量采用一些優質無毒無害的建筑材料與裝修材料，并通過人工監測的方法，來判定機房的使用功能是否符合《電子信息系統機房設計規范》（ＧＢ５０１７４?２０１９）的要求。另外，在對機房內部空間布局進行設計時，應當充分考慮現場操作人員的使用習慣，比如，為了盡量增加設備間的安全距離，設計人員往往遵照高地設計原理，將一些關鍵設備設置在高處，嚴重影響了工作效率［１］ 。

１．３ 安全性原則

在設計電子信息系統機房時，設計人員應當重點考慮機房的防火性能、供電性能、通風性能、防靜電性能，若其中一個環節出現問題或者漏洞，則機房發生安全事故的風險也將顯著提升。因此，電子信息系統應當配備功能健全的供配電系統、空氣調節系統、消防安保系統以及防靜電系統。以消防安保系統為例，機房在交付使用之后，消防部門需要及時對機房內部的消防設施進行檢查，檢查內容涉及消防通道、消防栓、消防預警裝置、消防門、噴淋系統等，當確定這些消防設施不存在安全風險隱患之后，方可投入使用。

１．４ 美觀性原則

美觀性主要是指機房的外部構造與形態色彩，以及內部的裝飾裝潢應當美觀、得體、悅目，使機房管理人員與操作人員能夠在一個舒適的環境中獲得工作的樂趣。比如，在外部墻體的色彩應用方面，考慮到電子信息系統的實用性功能，墻體顏色不宜太過花哨，而需要體現出整體結構的藝術美，故而可以選用一些帶有典雅氣息的色調，從而才能顯現出電子信息系統機房的現代美與優雅美。尤其對相關部門或者企事業單位的機房來說，外表與內飾的美觀性直接關系組織機構的良好對外形象。

２ 電子信息系統機房的等級劃分

在對電子信息系統機房等級進行劃分時，通常需要考慮機房的使用性質、管理要求、使用單位，以及在經濟發展和社會各領域中的重要性，目前，電子信息系統機房主要可以劃分為３ 個等級。

２．１ Ａ 級機房及性能要求

Ａ 級電子信息系統機房屬于等級最高的一類機房，在判定機房是否符合Ａ 級標準時，主要考慮以下２個條件。（１）從經濟損失量方面予以判定。如果電子信息系統在運行過程中出現故障，導致系統癱瘓，將會給某一個組織機構造成巨大的經濟損失。（２）從正常的公共場所秩序予以判定。如果電子信息系統出現運行中斷的情況，公共場所的正常秩序也將受到嚴重影響。若同時符合以上２ 個條件，該機房則可以判定為Ａ 級標準。符合Ａ 級標準的電子信息系統機房內的各種設備設施需要按照容錯系統的標準進行配置，這種配置方式的顯著特點是在機房設備發生故障或者出現人為操作失誤的情況下，電子信息系統將始終保持正常的運行狀態，從而規避系統癱瘓所造成的巨大損失。符合這一級別標準的機房一般是一些重要機構，或者機場、廣播電視臺、應急指揮中心等場所。

２．２ Ｂ 級機房及性能要求

Ｂ 級電子信息系統機房的重要性僅次于Ａ 級機房，符合下面２ 個條件的即為Ｂ 級機房。（１）當電子信息系統癱瘓之后，系統所覆蓋的場所或者組織機構將遭受較大的經濟損失。（２）于公共場所而言，一旦電子信息系統運行中斷，場所正常的秩序也會無法維持。同時滿足以上２ 個條件的即為Ｂ 級機房。在設計Ｂ 級機房時，各種設備設施可以執行冗余設計標準，這種配置模式能夠有效延長設備的正常運轉時間，若系統出現運行故障，則在冗余能力區間內，各類設備能夠處于正常的運行狀態。如各個地區的三級醫院、氣象部門、科研院所等組織機構均符合Ｂ 級機房的設計標準［２］ 。

２．３ Ｃ 級機房及性能要求

在沒有特殊規定和要求的前提下，除了Ａ 級和Ｂ級以外的機房都屬于Ｃ 級機房。這一級別的機房在設計過程中，其場地設備配置能夠滿足正常的運行需要，在設備不出現運行故障的情況下，電子信息系統也會處于正常運行狀態。因此，與前２ 個級別的機房相比，Ｃ 級機房的限制條件相對比較寬松。因此，一般的辦公場所或者商業區都會建造Ｃ 級標準的電子信息系統機房。

３ 電子信息系統機房的設計思路

３．１ 機房位置選擇與設備布置原則

在選擇機房的建造位置時，首先，需要考慮充足穩定的電力能源供應，如果電力能源供給不足，或者出現持續中斷的現象，電子信息系統的使用壽命也將大幅縮短。其次，為了保護機房內的各種電氣設備以及信息設備，機房的位置應當遠離一些易產生粉塵污染、油煙污染、有害氣體污染的場所，同時設計人員應當考慮機房所處區域是否屬于火災或者水災的易發區，以避免一些自然災害或者人為安全事故的發生。

最后，由于電子信息系統內部含有大量的電氣元器件，這些零部件對外界電磁場極為敏感，因此，機房位置需要與強電磁場干擾區域保持一定的安全距離。

在布置機房內的各種設備時，首先應當滿足機房管理與人員操作的基本要求，相較于其他小型設備，電子信息系統的裝機容量大，設備占地面積大，因此，為了便于前期安裝與后期維護保養，設備所處的區域應當留有足夠的作業空間。出于對延長設備使用壽命的考慮，每一套設備盡量設置一個單獨的存放空間，并利用隔斷對每一臺設備隔離布置。而對于機柜、機架等輔助設施，可以采取面對面或者背對背的布置方式。其中，設備與主機房通道的間隔距離應當符合以下要求：承擔搬運任務的通道，凈寬應在１．５ ｍ以上，面對面布置的機柜或機架正面的距離間隔應在１．２ ｍ 以上，背對背布置的機柜或者機架背面的距離間隔應在１．０ ｍ 以上，為了預留足夠的維修作業空間，機柜與墻體間的最小間距為１．２ ｍ。

３．２ 機房裝飾裝修設計

電子信息系統機房的裝飾裝修設計是整套設計計劃的重中之重，如果裝修質量差，裝修風格、類型與電子信息系統對空間環境的要求不匹配，不僅會影響使用體驗，也會給電子信息系統的使用壽命造成諸多負面影響。因此，設計人員在對機房裝飾裝修工程進行論證與設計時，應當著重考慮以下內容。

（１）吊頂設計，機房吊頂的主要作用是固定消防噴淋系統、火災探測裝置與照明裝置，因此，在設計吊頂時，需要保證吊頂的穩固性，材質可以選用輕鋼龍骨，裝配方式以活動式吊頂為主。與傳統的龍骨相比，這種龍骨承重能力強，更換方便，并且裝飾效果美觀，可以增強吊頂本身的視覺效果。在選用吊頂板時，應當考慮板材的清潔、美觀、質地、阻燃、防銹等要素，并確保板材本身具有電磁屏蔽作用，以避免電磁輻射損壞電子信息系統。（２）隔斷設計，隔斷需要將自身的重量傳遞給樓板，并且不承受任何外力，因此，隔斷的材質應當以輕便為宜，為了增加設備操作與維護的作業空間，應當盡量減少隔斷的占地面積。另外，出于對防火、防潮、隔聲、隔熱、防塵等因素的考慮，隔斷設計應當滿足消防設計要求。目前，大多數電子信息系統機房內的隔斷多采用全玻璃材質，玻璃厚度在１２ ｍｍ 左右，包邊材料一般選用鋁塑板。（３）墻柱面設計，墻柱在整個機房中主要起到支撐作用，其表面材料多采用烤漆彩鋼板，內襯采用石膏板，立柱可以利用Ｃ 型的輕鋼龍骨予以固定。由于墻柱面內部需要敷設電線電纜，因此，墻板厚度需要在７６ ｍｍ以上。（４）地板設計，機房地板應當考慮防火、防靜電的要求，還需要便于拆卸，因此，地板多采用全鋼無邊抗靜電活動地板，這種材質的地板能夠有效防止靜電，在鋪裝過程中，應當保證地板的鋪裝高度在４００ｍｍ 以上。（５）門窗設計，機房內的門窗主要起到通風、防火的作用，因此，可以選用木質防火門或者銫鉀玻璃門，出于對美觀、簡潔風格的考慮，玻璃門無須加設邊框［３］ 。

３．３ 機房電氣系統設計

電氣系統為機房電子信息系統的正常運行提供持續穩定的電力能源，在設計過程中，需要從以下幾個方面予以考慮。（１）供配電系統，該系統的關鍵裝置是ＵＰＳ 配電柜，主要負責向電子信息系統提供穩定的ＵＰＳ 電源。為了避免發生運行中斷現象，供配電系統主要采用不間斷電源，并且這種持續供電模式不會產生瞬變和諧波，這就給系統的安全穩定運行提供了堅實基礎。（２）照明裝置，該裝置主要考慮光源燈具以及應急電源，由于電力信息系統始終處于持續不間斷的運行狀態，因此，光源燈具應當選擇節能、壽命長、效率高的熒光燈，這種燈具的主要特點是自重輕、光效高、閃爍頻率低、耐低溫效果好，一般情況下，機房內的照明裝置多采用嵌入式的安裝方法，將燈具嵌入吊頂，這樣既便于后期維護，也能夠提升機房的美觀度。而應急電源主要是在停電狀態下，能夠為電子信息系統提供短時的電力能源，以避免頻繁斷電給系統造成損壞。（３）接地系統，該系統是保護設備與人身安全的重要設施，因此，在設計過程中，應當充分考慮接地系統的安全性、穩定性與抗干擾性。對電子信息系統機房來說，接地類型大致包括５ 種，即直流工作地、交流工作地、安全保護地、防靜電接地以及防雷接地，這５ 種類型的接地系統的電阻值如表１ 所列。

３．４ 空氣調節系統設計

空氣調節系統在電子信息系統機房中主要發揮通風、凈化空氣、調節室溫、降塵等作用。眾所周知，電子信息系統在運行過程中，設備本身將產生大量的熱量，若室溫過高，或者空氣潔凈度低，則極有可能縮短各類設備的使用壽命，因此，空氣調節系統在機房當中扮演著不可或缺的角色。在設計該系統時，應當保證機房溫度、濕度、潔凈度、送風速度等指標滿足《電子信息系統機房設計規范》（ＧＢ５０１７４?２０１９）的要求。首先，需要考慮計算機系統的負荷量。如果機房屬于單層建筑，負荷量按照２５０ ～ ３００ ｋｃａｌ／ ｈ·Ｍ２ 計算；如果機房屬于多層建筑，負荷量按照１５０ ～ ２５０ｋｃａｌ／ ｈ·Ｍ２ 計算。一般情況下，機房內的換氣次數至少要在３０ 次／ 小時以上，從而保持空氣的潔凈度。以艾默生精密空調機組為例，該機組最大的特點是制冷量范圍大，最大制冷量達到１００ ｋＷ，并且適用范圍廣。與其他空調機組相比，艾默生精密空調機組占地面積小，結構緊湊，在運行過程中，內部各組件的磨損度低，并且送風系統的使用壽命長。在夏季到來時，這種機組具有多種冷卻方式，如風冷、水冷、乙二醇制冷、冷凍水制冷等，因此，類似于艾默生精密空調機組廣泛適用于各個級別的電子信息系統機房。

４ 結束語

機房作為電子信息系統的運行場所，其優越的功能性對改善和提升電子信息系統安全性、穩定性發揮著關鍵作用，因此，在設計電子信息系統機房時，設計人員應當綜合考慮各類設備的運行狀態、運行環境、外界干擾源等要素，并基于對實用性與安全性的考慮，來設計出具有人性化特點的機房，進而為電子信息系統的安全穩定運行提供強大的硬件保障。

參考文獻：

［１］ 張福生．電子信息系統機房的模塊化改造［Ｊ］．電子技術與軟件工程，２０２０（２１）：８５?８６．

［２］劉磊．電子信息系統機房運行維護環境檢測及評價方法研究［Ｊ］．節能，２０２０，３９（２）：１７１?１７２．

［３］李偉．電子信息系統機房工程設計與建設［Ｊ］．計算機產品與流通，２０１９（５）：６３．

作者簡介：張志明（ １９７３—）， 本科， 工程師， 研究方向： 電子信息工程。