1 项目概述

本项目为数据机房新建工程，新建区域位于大楼四屋，总层高约3.4米,面积约为95mm²；本次新建工程参照《数据中心设计规范》GB50174-2017 B级机房标准进行规划、建设。

本项目机房建设规划采用智能微模块设备，智能模块化机房产品采用一体化集成方案，主要具备一体化集成、安全可靠、节省机房占地面积、节约能源、安装省时、省力、省心、架构兼容、部署快速灵活和监控完善等特点，是新一代智能微模块数据中心产品，且具有简单、可靠、高效产品特性。

智能模块化机房采用模块化规划，将供配电、温控、机柜通道、布线、监控等集成在一个模块内，达到快速交付，按需部署的需求。与此同时，智能微模块通过智能管理系统，全面提升供电、温控系统可靠性、节能性，并通过告警收敛定位、故障自隔离、资产自动化管理，显著提高运维效率。

智能模块化机房采用风冷温控系统规划，冷量冗余。建筑适应性强，机房层高和改造要求低。

1.1   机房整体要求

微模块架构要从整体解决方案考虑，需满足高集成度，安全可靠，节省机房占地面积和节约能源，安装省时、省力、省心，架构兼容，快速灵活部署，监控完善的特性。

为保证微模块设备的运行稳定性与维护便利性，微模块设备应满足如下总体技术要求：

l   IT负载满载条件下，环境温度在35℃， PUE ≤1.45。

l   在室外空气温度-20~45℃，室外空气相对湿度5%~95%，海拔高度0~1000m的情况下长期稳定运行。

l   为保证一致性和整体交付质量，密封通道件、UPS、精密空调、机柜、管理系统等核心部件要求使用同一品牌。

l   采用标准19英寸服务器机架，机架应保证IT设备安装便利性和结构可靠性。

l   UPS采用模块化形式，方便运输和维护。

l   制冷系统采用行级近端制冷形式，水平送风，风冷空调设备需采用变频节能技术降低能耗。

l   需具备集中采集装置，将模块内制冷、配电、天窗控制、烟感、温湿度、门禁、监控、水浸、声光告警等设备的信号统一采集，并能够提供统一的北向接口对接上层软件平台。北向接口须支持SNMP或MODBUS等通用协议。

1.1.1   设计原则

数据中心是数据信息计算、交换和存储的中心，出现在企业及Internet网络中数据交换最集中的地方。它应具备丰富的带宽资源、安全可靠的机房设施、高水平的网络管理和完备的增值服务。因此数据中心的规划必须满足当前网络的各项需求，又需要满足面向未来快速增长的发展需求，因此必须是高质量的、灵活的、开放的。根据我公司对数据中心基础设施建设的基本原则和经验，结合IT设施现状和需求，对数据中心进行了规划，在规划时遵循以下规划原则：

安全可靠性

高可靠性是数据中心运营成功的关键，也是数据中心用户特别是进行电子商务的用户选择数据中心的基本原则。因此决不能出现单点故障，要对数据中心的布局、结构规划、设备选型、日常维护等各个方面进行可靠性的规划和建设。在关键设备采用硬件备份、冗余等可靠性技术的基础上，采用相关的软件技术提供较强的管理机制、控制手段和事故监控与安全保密等技术措施提高机房的安全性。针对数据中心的网络方案，其可靠性规划包括：链路冗余、关键设备冗余和重要业务模块冗余。

可扩展性

数据中心方案规划中，每个层次的规划所采用的设备本身都应具有极高的端口密度，为数据中心的扩展奠定基础。在Internet互联层、核心层、分布层的设备都采用模块化规划，可根据EDC网络的发展进行灵活扩展。功能的可扩展性是数据中心随着发展提供增值业务的基础。实现负载均衡、动态内容复制、MPLS VPN、VLAN等功能，为数据中心增值业务的扩展提供基础。

标准化

在中心机房系统结构规划时，基于国家颁布的有关标准，包括各种建筑、机房规划标准，电力电气保障标准以及计算机局域网、广域网标准，坚持统一规范的原则，从而为未来的业务发展、设备增容奠定基础。

灵活性

模块化规划，可根据数据中心不同需求进行取舍，特别是后台管理平台规划思想，使得数据中心可实现对于不同用户的定制服务，如在后台管理平台中的用户数据备份中心、数据中心客户中心、数据中心维护中心，使得数据中心用户可以方便地进行对其应用的控制与更新。

可管理性

在建设数据中心时，随着业务的不断发展，管理的任务必定会日益繁重。所以在数据中心的规划中，必须建立一套全面、完善的管理和监控系统。所选用的设备应具有智能化，可管理的功能，同时采用先进的管理监控系统，实现先进的集中管理监控，实时监控、监测整个中心机房的运行状况，实时灯光、语音报警，实时事件记录，这样可以迅速确定故障，提高的运行性能、可靠性，简化数据中心管理人员的维护工作，从而为数据中心安全、可靠的运行提供最有力的保障。

1.1.2   设计依据

1）建筑业主单位提供的项目建筑条件图

2）国家与行业有关技术标准、规范

&《数据中心设计规范》GB 50174-2017

&《数据中心基础设施施工及验收规范》GB 50462-2015

&《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-2017

&《信息系统安全等级保护定级指南》GB/T 22240-2008

&《信息系统安全管理要求》GB/T 20269-2006

&《计算机场地通用规范》（GB/T 2887-2011）

&《供配电系统设计规范》（GB 50052-2009）

&《低压配电设计规范》（GB 50054-2011）

&《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）

&《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343—2012）

&《智能建筑设计标准》 GB 50314-2015

&《综合布线系统工程设计规范》 GB 50311-2016

&《综合布线系统工程验收规范》 GB 50312-2016

&《数据中心网络布线技术规程》（T/CECS485-2017）

&《数据中心供配电设计规程》（T/CECS485-2017）

&《安全防范工程通用规范》GB 55029-2022

&《安全防范工程技术标准》GB 50348-2018

&《气体灭火系统设计规范》 GB 50370-2005

&《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-2013

&《建筑设计防火规范》GB 50016-2014

&《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019-2003

以及其他国家、地方政府相关规定、规范和行业的标准要求。标准中不是最新规范均采用最新版本。

1.2   机房整体建设内容

中心机房面积大约为100m2左右,机房建设包含以下几方面：

1）机房装修系统（将满足机房防尘、防潮、抗静电等机房环境需求）

2）模块化机房系统（将满足服务器的存放位置及环境需求）

3）机房供配电、UPS、照明系统（将满足机房高质量、持续、稳定供电需求）

4）机房精密空调系统（将满足机房温度调节、湿度调界、风量调节等需求）

5）机房安全系统（将满足微模块监控、门禁、防雷接地等物理安全需求）

6）机房微模块监控系统（将满足机房设备运行情况监控）

1.3   机房平面设计

本主机房采用微模块机房进行建设，单个模组内包括机柜系统、空调系统、配电系统等，双排布局方式，通道内所有柜体须搭配结构密封件使高度统一。

产品的生产、安全防护必须满足国家现行的规范和标准。

主机房布置如下：

1）主机房面积规划100平米,分1套模组， IT机柜18台，服务器尺寸规格为600mm*1200mm*2000mm（宽*深*高）机柜，单机柜负载按5KW/机柜规划,。

2）主机房采用制冷量为45KW的行间空调（2+1运行），一个模块的空调共3台,可进行轮巡工作，保证空调寿命，并提供负载充足的制冷量，满足机房规划要求。

3）配电间UPS采用2台120KVA的模块化规划（功率模块采用N+1冗余备份），每台配置4个30KVA模块。

1.4   机房微模块效果图

2 装修系统

2.1 机房顶面工程

中心机房楼板区域采用微孔铝合金金属板吊顶，规格为600*600mm，吊顶净高为2.7米。

Ø    施工前顶面

楼顶梁高度不一，吊顶采用阶梯式安装

Ø    天面清理

清理机房内天面基层。

Ø    天面修补

机房内天面相关孔洞的封堵采用水泥、砂浆找平（洞口需防水处理），保证机房内整个天面不起灰尘、平整。

Ø    防潮、防尘处理

机房内防潮、防尘处理。采用合格优质防潮、防尘油漆，刷三道防潮、防尘油漆；

涂刷从一端开始，逐渐向另一端，要上下顺序互相衔接，避免出现干燥后的接头。

刷每道防潮、防尘油漆前确保干燥后进行。

Ø    顶面设备处理

灯具、烟感、温感探头等均安装在机房顶面，由于顶面管线繁多，安装时各系统管路必须横平竖直，错落有致，排列有序，保证机房底部整体性、美观性。

2.2 机房地面工程

本次规划在机房区满铺（除机柜底部外）无边防静电活动地板，规格为600*600mm。地板铺设时必须保证机柜前后地板的完整性，核心机房区采用水平送风方式，防静电地板支架安装在加固钢梁找平后的平面上，确保加固钢梁找平后的平面至静电地板的净空高度400mm，以保证精密空调冷媒管和进、排水水管的敷设空间。

Ø    地面施工前

全钢防静电活动静电地板铺设示意图如下：

Ø    防静电活动地板

产品特点

²   全钢组成，机械强度高，承载能力强、防火性能好；

²   表面静电喷塑、柔光、耐磨、防腐蚀；

²   粘帖的装饰高压层板，耐磨性及防静电性能优良，抗污染、便于清洗、装饰性强；

²   尺寸精度高、互换性好、组装灵活、维修方便；

Ø    地面修补

机房内地面相关孔洞的封堵采用水泥、砂浆找平（洞口需防水处理）。保证机房整个地面不起灰尘、平整。

Ø    地面基础工程

根据机房平面布局规划，精密空调安装位下设置防水围堰(围堰高度：100mm )，防止给排水漫溢和渗漏。围堰采用砌砖，高度：100mm。

2.3 机房墙面及门窗工程

Ø   墙面

在机房的墙面、柱面上进行防尘、防潮处理，机房内部墙面采用彩钢板饰面，彩钢板不仅防尘防潮、还可有效屏蔽电磁辐射，同时可使机房内部平整、光滑，清洁美观，改善采用光条件。

电子信息系统机房的主机房不宜设置外窗，当主机房设有外窗时，应采用双层固定窗，并应有良好的气密性，或采用彩钢板进行内封；不间断电源系统的电池室设有外窗时，应避免阳光直射。

Ø   玻璃

采用玻璃膜进行内部粘贴，阻挡阳光照射、阻挡外部视线。

Ø   门、窗

机房不宜设置外窗，原有建筑外窗建议采用彩钢板或砖墙封堵处理；

机房所有门均应采用甲级金属防火门，并配置相应闭门器、门锁等五金配件。

甲级钢质防火门主要技术指标要求：

表面平整，满足耐火稳定性、完整性和隔热性等各项技术要求，在自身重量和厚度方面较同类常见产品更优越；

为了保证机房内的温度不受外界温度的干扰，也为了保证机房的洁净度，监控主机房内所有窗户都要再加一层窗户密封，同时要考虑防雨措施，其它区域保持不变。

Ø   机房保温

为保证机房内有良好的保温性能，可对机房地面、顶面、墙面、柱面做保温处理，本规划采用彩钢板饰面，内嵌防火岩棉，在一定程度上起到机房区域保温效果。

Ø   承重架

为了减小对原有建筑的影响，综合考虑各方面因素及原有建筑规划条件下，如空调、UPS、机柜下安装承重架，满足机房设备运行使用。

2.4 防水工程

1）机房空调区域，基础面做防水涂料，内部设置地漏，用于排至大楼排水系统；

2）多水楼面施工完成后，应在专人看守下做闭水实验，未通过试验的多水楼面严禁转序；

3）楼地面工程施工应严格遵守《建筑地面工程施工及验收规范（GB50209-2002）》的规定。

2.5 隐蔽工程

所有隐蔽用材必须符合机房用材性能指标，做到不起尘、阻燃、绝燃，不易产生静电，牢固耐用并无病虫害发生。所有金属连接件需作防锈处理。

设备底座：空调、UPS、机柜、配电柜等重型设备需要采用8#槽钢制制作的承重支架，使承载均分。确保设备底面与静电地板齐平。

2.6 建筑防火

满足《建筑规划防火规范》GB50016-2014（2018年版）有关建的各项规定；

穿过隔墙、楼板的管线安装完毕后，其洞口封堵材料的耐火应与其所在位置的楼板墙体规划的耐火时间一致。

装修材料燃烧性能等级为：主机房的顶棚、壁板（包括夹芯材料)和隔断应为不燃烧体，且不得采用有机复合材料。地面及其他装修应采用不低于B1级的装修材料。

2.7 其它要求

所有建筑材料其性能及各项指标均应选用正规厂家产品，并符合现行国家相关技术标准；

3 密闭通道系统

3.1 总体要求

密封通道由机柜、密封侧板、天窗以及通道端门组成，形成良好的密封效果，避免冷热气流混合造成能量损失。冷通道上部顶盖应采用平顶结构，按照机柜布置情况对应布置天窗。冷通道地面（地板）上应保证通过性优异，不允许有地轨、门槛等，以便人员设备进出便利。冷通道内的机柜下部等漏风处须用钣金件密封。尤其是机柜有调平支脚或脚轮时，机柜和地板间必须能够有效密封。

冷通道所有单元组件采用具备良好耐磨、耐蚀性，精细加工，整体冲压成型，接缝整齐，安全耐用要求无松动现象，确保通道气流的密封性。通道内设置烟感、温湿度传感器、监控摄像头等设备，以随时监控通道内设备运行情况，并及时上报告警信息。通道端门侧预留开门按钮、刷卡器、通道照明开关、紧急按钮、通道灯带等的安装接口，方便安装模块级门禁和照明使用。通道内部设置紧急按钮，在干接点开门信号失效的极端情况下，通过物理掉电方式开启端门电磁锁，以保证通道内部人员的逃生顺畅。

通道内信号灯、开关、测量显示装置考虑安装及维护便利性，合理布局。通道内结构件排列合理、整齐，线缆颜色和截面合理、布放平整，接插件牢固，进出线符合工程需要，标牌、标记应平整清晰。

通道内结构件颜色与机房机柜的颜色一致，整体协调，配合美观，在机房灯光下无晕眩。表面进行脱脂、酸洗、防锈磷化、纯水清洗、静电喷塑等处理，要求不脱漆、耐酸碱、耐溶剂、耐腐蚀、耐指纹不受手汗影响。表面处理采用高硬度粉沫静电喷涂和高温烤漆处理工艺，表层外观表面光洁、色泽均匀、无露底、无流积、无起泡、无裂纹、无橘皮、金属件无毛刺和锈蚀、应防静电。

焊缝整齐均匀，不允许有裂缝、咬边、豁口，烧穿等缺陷，焊缝不能出现外表物夹渣、气孔、焊瘤，凹坑等缺陷，焊后进行打磨，表面粗糙度符合行业相关标准。

3.2 双排密闭通道

双排密封通道分为密封冷通道和密封热通道两种场景，本次采用密封冷通道，模块包括IT柜、网络柜、精密配电柜、空调、天窗、门、走线槽等部件组成，密封冷通道组件如图所示。

3.3 天窗装置

冷通道上部天窗规划以下三种：固定型天窗、活动型天窗，功能型天窗。根据使用天窗类型，活动天窗开启后悬停位置确保冷通道的净高不少于2000mm，开启角度不小于50度，并且不影响日常维护工作和维护人员安全。

固定型天窗和翻转型天窗透光材质应使用覆膜钢化玻璃或有机玻璃，天窗采用钢化玻璃材质，厚度不小于5mm。翻转天窗采用全钢化玻璃天窗，并标配防爆膜，保证人员安全。为保证通道亮度，天窗玻璃面积占比应保证不小于90%，玻璃材质透光率不小于90%。所使用的钢化玻璃符合GB 15763.2《建筑用安全玻璃》标准，厂家提供所选用玻璃的CCC认证。

活动型天窗在接收到火灾告警信号时，控制电磁锁掉电开启天窗，同时发出声光报警信号，并将告警信号上传至机房管理系统。

3.4 顶部围板

顶部围板起到美化微模块外观的作用。

顶部围板有600mm宽宽尺寸，分别配套安装在相同宽度的机柜和空调顶部。

600宽尺寸：224.5mm×599mm×59.5mm

3.5 强弱电走线

模块具备强弱电走线装置，支持模块化规划、去工程化安装特性，并能以机柜为单位进行扩展，走线槽能满足跨立柱、跨机柜列及跨模块安装要求。为保证走线装置的牢固性和耐用性，采用高强度优质碳素冷轧钢板材质，厚度为不小于1.5mm。

走线槽具有信号线和电源线隔离规划，隔离信号线和电源线的走线。根据线缆数量的不同，隔板的位置可调。机柜的柜顶和机柜底部应提供充足的线缆道口，可同时支持机柜顶部走线与架空地板的下走线。走线槽可实现长度方向的扩容，且在相交时可分为上下两个通道走线，实现电源线和信号线的分层管理。

走线槽布线

支持在机柜顶部安装走线槽，实现线缆的有序管理。走线槽分为信号线和电源线走线槽，分别用于信号线和电源线走线。

当双排密封通道配置一个配电柜和一个网络柜时，需要将电源线通过配电柜上方的控制天窗走到模块另一端，信号线通过网络柜上方的控制天窗走到模块另一端。

图   走线槽走线示意图

线缆

·      电源线包括UPS电源线、空调电源线、rPDU电源线等。

·      保护接地线包括精密配电柜接地线、IT柜接地线。

·      监控线缆包括空调监控线缆、UPS监控线缆、视频监控线缆和门禁告警线缆、网络柜中的线缆以及各种传感器线缆。

·      消防辅助器件线缆包括声光告警线缆和天窗执行器线缆。

3.6 通道照明

微模块通道内照明采用LED灯管，保证通道照明亮度不小于300LUX，满足GB50174《数据中心设计规范》中对机房照明的要求。机房通道照明灯沿通道方向布置，通道照明灯首尾相连，以达到最佳照明效果。

3.7 通道端门（自动平移电动门）

在密封通道的两端安装端门，使得整个模块形成一个独立的整体，提升设备的工作效率的同时保证工作人员或设备进出。

密封冷通道的两端需设置封闭性良好的自动平移端门，以保证通道的气密性。尺寸规格：高度2.0m。

微模块通道端门需采用自动平移门规划，并与门禁联动，门禁识别通过后可自动开启。电动门设置缓冲装置，保证在门的开合过程中不会由于快速关闭而碰撞损坏。通道门框架结构应采用高强度A级优质碳素冷轧型材，其型材厚度应不小于1.5mm，保证门框结构的整体强度。

模块有明确的状态指示，可支持状态指示灯，与门禁及告警等级联动，红色表示识别失败，绿色表示识别成功。门框采用告警联动指示灯，保证至少有4种颜色，且具备四种颜色指示灯灯光与告警指示联动功能，在微模块产生告警后可与灯光进行联动。能够与紧急告警、重要告警、一般告警、提示告警进行联动。

门板采用整块钢化玻璃或铝型材镶嵌钢化玻璃形式。采用整块钢化玻璃材质的，其钢化玻璃厚度不小于8mm，以保证门板强度；如采用铝型材镶嵌钢化玻璃结构的，其门板铝型材厚度不小于1.5mm，玻璃厚度不小于8mm，玻璃镶嵌面积不小于端门面积的60%，以保证通道内的良好可视性。端门接缝、门缝处应配置胶条、毛刷等装置，尽量减少端门缝隙，用以保证气密性。

3.8 通道门禁

微模块通道两端设置门禁系统，运维人员须通过识别身份方可进入微模块内部进行相应操作。模块级门禁系统由门禁机、门禁控制器、出门按钮、磁力锁、紧急按钮组成，门禁机能满足指纹、IC卡、密码等多种识别方式。

此外，为简化运维，提升客户体验，微模块通道门禁还可选配支持人脸识别认证功能，通过人脸识别认证登录本地管理系统，并根据人脸用户的门禁关联配置，决定是开启通道端门。

3.9 服务器机柜与网络柜

机柜符合IEC（International Electrotechnical Commission）60297-1标准，为数据中心服务器提供可靠稳定的安装空间，保证服务器的安全运行。

机柜尺寸统一，并采用前后风道。机柜外观如图所示。

Ø   外形尺寸

服务器机柜与网络柜均为前进风、后出风机柜。

服务器机柜规格（W*D*H）：600mm*1200mm*2000mm

网络柜规格（W*D*H）：600mm*1200mm*2000mm

机柜内部有效承载空间：≥42U，可按要求配置不同规格的设备托盘，每个机柜单元配置的托盘可根据用户需求增加。

机柜支持上走线方式，便于以后设备的扩展，便于线缆的管理和空气的流通。机柜进出线及内部布线不应影响气流组织和冷却效果。

机柜顶部框架结构为机柜出线提供足够的预留孔位，并有盖板或橡胶密封，以防止昆虫或老鼠钻入机柜内部。走线孔边缘应作钝化处理，以免划伤线缆。

机柜正面设置1U或2U卡扣型挡板若干，以保证设备装配后冷热通道的密封。

机柜并柜后，柜体之间没有明显的透光缝隙。机柜前后门框右下角处有接地装置，应尽量靠近门框，不得影响设备安装。机柜PDU安装后厚度不超过同侧平面，即机柜后侧平面之间净宽投影方向没有阻挡。

3.10 PDU

PDU全部选用GB插座。

图   全高型机柜PDU外观

l   每个机柜标配2条PDU，为设备A/B路供电使用。两条PDU为同一规格，互为备份。

l   交流PUD采用黑色涂层，外壳选用优质型材或钢板，具备强度高，坚固耐用，抗压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能良好，表面喷涂效果好，工艺先进，纹路平整，美观大方等特点。

l   机柜PDU接线采用从精密列头柜电源线直接接入机柜PDU的方式。

l   PDU 每位插孔间保留一定的间距，根据机柜高度与机柜U位刻度对应，以方便设备接线整齐美观。

l   两条PDU安装在机柜后侧，PDU与机柜的固定方式应灵活、方便，利于安装和拆卸。

表 机柜PDU参数：

4 机房微模块监控管理系统

4.1.1 系统概述

管理系统由管理软件和若干部件组成，共同实现智能微模块各环节、各基础设施的数据采集与管理。

信息采集器提供微模块内部设备的实时状态、告警信息和配置信息进行管理，提供可视化界面，方便用户运维微模块内部设备。

微模块机房提供一个整体的环境和动力监控接口，实现对模块内供配电、空调、温湿度、漏水检测、烟雾、视频等设备的不间断监控，发现部件故障或参数异常，即时采取颜色、E-mail、SMS和声音告警等多种报警方式，记录历史数据和报警事件，所有监控信息提供标准的北向SNMP接口给管理平台集成接入。支持PAD和手机APP实时查看设备信息，移动运维。

模块内动环监控系统架构图

微模块集中采集器采用双路供电规划，避免单点故障，以保证微模块监控的可靠性。

为了保证微模块的统一规划、管理、调试，微模块监控系统须与微模块同一品牌。

4.1.2 微模块本地监控功能

Ø   监控系统功能：

l   温湿度监控：对微模块内环境的温湿度进行检测和数据统计

l   漏水监控：对微模块底部进行漏水检测，提供实时告警信号

l   烟雾监控：实时监测微模块内的烟雾状态，提供实时告警信号

l   配电监控：

供电链路可视：本地监控屏幕提供模块级供电系统可视功能，提供配电系统设备运行状态及告警可视可定位功能。

单机柜电量资源占用：本地监控能实现单机柜功耗以及单机柜电量占用情况的查看功能。

同时支持如下监控信息：

（1） 支持微模块总输入相电压、电流、频率、功率因数、频率、电能、有功功率、视在功率、负载率、电压电流谐波率、柜内母排温度等检测和数据统计

（2） 支持IT配电支路及空调配电支路的电流、电能、开关状态、触点温度、负载率等检测，电能支持按月、按年统计

l   精密空调监控：

温控系统可视：本地监控屏幕提供模块级空调系统可视功能，并能在本地监控屏幕上读取单台空调室内外机运行状态及告警位置信息。

同时支持如下监控信息：

（1）送风和回风温湿度实时监测

（2）支持统一配置送风温度设定点，无需每台空调单独设置，减少运维工作量

（3）支持风机转速监测显示及运行百分比显示

（4）支持制冷负载率百分比显示

（5）支持压缩机运行状态监测显示

（6）支持过滤网定期更换提醒

（7）支持显示加湿除湿实时运行状态

l   视频监控：核心控制器支持至少4路摄像机接入，并提供POE供电；可通过web访问摄像机实时画面，并支持调用历史监控数据

Ø   平面视图：

l   支持生成与微模块现实布置匹配的3D视图，包括配电柜、精密空调、机柜、温湿度、摄像头显示

l   支持在平面图上直观显示温湿度、漏水监测、烟雾传感器实时状态监测和告警

l   支持通过点击平面视图中的配电柜、精密空调、温湿度等设备，可查看该设备的实时运行详细参数

l   支持以数据仪表盘的方式显示微模块的PUE值并可查看历史PUE曲线

Ø   告警功能：

l   可监测空调、配电、环境等状态，如有故障或参数异常，系统会实时告警

l   支持按紧急、重要、一般、提示四种级别进行告警，告警级别可自定义

l   现场可在显示器上即时采取颜色标示告警，支持声光告警

l   远程可通过E-mail或短信进行告警通知

Ø   记录历史数据和报警事件

l   支持配电、精密空调、温湿度等历史数据和告警统计，储存时间不少于15天

l   支持SD卡转储，并可导出数据

l   支持查看历史数据和统计，以图表的方式在触摸屏上显示

Ø   联动功能：

l   支持通道内烟感或温度告警联动天窗自动掉电打开

l   支持烟感告警联动局部精密空调自动关机，避免空调送风导致火势增大

l   支持手工配置微模块内部各监测系统联动策略

5 供配电系统规划

计算机机房的建设必须建立一个良好的供配电系统，在这个系统中不仅要解决计算机设备（主机、程控、网络、主控、电脑、终端等）用电的问题，还要解决保障计算机设备正常运行的其它附属设备（计算机空调、新内机、机房照明系统、安全消防系统等）的供配电问题。机房内的电采用优质电缆、线糟和插座。插座应分为市电、UPS及主要设备专用的防水插座，并注明易区别的标志。照明应选择机房专用的无眩光高级灯具。内部全部采用地板插座，对于小型机使用专用的大电流30A电源地板插座或直接到配电箱取电。机房供配电系统是机房安全运行动力保证，机房往往采用机房专用配电柜来规范机房供配电系统，保证机房供配电系统的安全、合理。供配电是整个工程中的重中之重。因此一定要保证万无-失，供电可靠，质量稳定。建议采用知名品牌配电柜，保障整个系统供电安全、稳定。机房供配电系统为机房的动力电源。合理科学的配电管理规划为机房安全、稳它的运行起着非常重要的作用。

5.1 供配电总体技术要求

机房配电系统共分为：市电总输入配电工程、UPS配电系统、精密空调配电系统、照明配电及其它动力配电系统，为机房提供安全、可靠的电力供应。

机房用电来自大楼配电房，规划2路市电引入。机房设置1台市电配电柜，接入2路市电，为机房内UPS（不间断供电电源）、为机房空调、照明、其他市电负载等设备供电。

由于机房业务重要性，本次IT柜采用双母线供电方案供电，满足服务器等IT设备高可靠性用电要求。双母线供电系统两路UPS不间断电源供电，保证机房业务供电，确保机房业务不受影响；同时UPS输出到服务器等IT设备，选用UPS输出配电柜输出至微模块精密配电列头柜进行电源分配和供电管理，实现对每台机柜用电监控管理，提高供电系统的可靠性和易管理性。

5.2 供配电系统

本供电系统包括：机房强电配电柜、机房UPS输出配电柜，列头配电柜。主开关采用高灵敏度开关（可调），配电柜内断路器的规划数量应有适度冗余量，满足扩容和应急备用。

低压配电柜/箱的功能及元件选择标准：

开关采用高灵敏度开关，3C认证品牌柜体。

各开关之间使用无氧铜排连接。

具有防雷、防冲击、限压、限流、防过载、防干扰、漏电保护、

状态显示等功能；对主回路输出的电压、电流、频率和功率等参数进行监控。

5.3 供配电负荷统计

5.3.1 UPS负载统计

5.3.2 动力负载统计

5.4 微模块系统配电系统

采用N+1系统配电系统，示意图如下:

5.5 UPS供电系统

5.5.1 系统概述

随着计算机网络技术和通讯技术的发展，人们对它们的依赖也越来越强烈，从而对计算机系统及信息传输系统的运行可靠性和可用性提出了前所未有的要求。相应地，对于为计算机及监控系统提供电源保护的UPS，在其运行的可靠性方面的要求也提到了一个新的高度。通过对UPS供电系统的规划，提供稳定的持续性电源供应，确保一年365天，每天24小时的连续、可靠、稳定、高效运行。

5.5.2 需求分析

（1）   应用分析

本系统配置UPS主要为IT设备提供后备电源。主要供应的对像有机房应急照明、计算机、服务器、网络设备等。

（2）   供电质量分析

UPS可以向负载提供稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量电源。

（3）   需求范围

包括信息机房、UPS电源间；

5.5.3 UPS容量计算

本项目机房电源供电质量等级应达到B级机房标准。为保证数据中心的节能性能，减小占地面积的前提下，防止UPS后端负载对电网产生谐波干扰，本规划中采用输出功率因数≥0.99的IGBT整流UPS进行计算。

数据中心机房供电采用双路UPS供电，UPS出列规划，单套微模块内需配置1台精密配电柜，机柜内有2路不同源的电源供电；

根据机房标准规范要求：

确定不间断电源系统的基本容量时应留有余量。不间断电源系统的基本容量可按下式计算：

E≥1.2P

式中 E——不间断电源系统的基本容量(不包含备份不间断电源系统设备) （kW/kVA）；

P——电子信息设备的计算负荷（kW/kVA）。

由供配电负荷统计可知，总共UPS用电负荷为90KW，E≥1.2*90=108KW，数据中心机房规划2台120KVA模块化UPS主机， UPS单个模块功率30KVA，本次每台配置4个30KVA。

机房计算机设备包括本机房内的计算机主机、服务器、网络设备、通讯设备等，由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递，关系重大，所以对电源的质量与可靠性的要求最高。

UPS供电范围：机房IT设备、备用照明。

为了保证供电系统能长期不间断运行，本次规划的UPS具有智能性，对运行中的各项状态能自动检测，对系统出现故障能及时发现、诊断和处理，并减少因故障或检修而造成的间断，同时，作为机房系统的一部分，提供通信协议，以便纳入机房管理系统中进行统一管理。

本次采用模块化UPS电源系统，在系统规划时，作为智能性的UPS具备下列功能：

1）模块热插拔技术：单个模块均可在线并入和退出，无须转旁路操作，大大提升了故障维护和未来扩容的方便性。

2）机架并机技术：模块化UPS可靠度已经非常高,但还需追求更高,为了使各部分都能实现模块化,不仅模块冗余,还可以实现机架和线缆的冗余,实现系统的真正模块化。

3）可预测电池的后备时间：在市电中断后,机房维护人员都非常紧张,如何合理安排资源尽快排除故障.我们机器内部通过电池电压下降的速度和电流便可预测电池的容量以及放电时间,方便维护人员和IT主管就可根据时间判断是否先关闭不是很重要的设备,然后确保重要负载的供电。

4）内置同步控制技术：目前根据国际TIA-942标准里最高可用性的第IV等级方案里,需要采用LBS同步控制,实现双母线方案。减少了故障点,提升了系统可靠性,同时满足了用户的需求有节约了成本。

5）实时监测功能。监视电路中各部分状态，随时获取主机工作时的有关参数。

6）人机交互功能。可按实际运行情况，通过程序修改，重新设置UPS内部的各种临界工作点阀值，也可读取UPS电源各种工作参数。

7）故障诊断功能。对监测到的不正常参数及时分析，及早发现故障苗头，显示其性质、部位，给出处理方法，并自动记录有关信息。

8）远程监控功能。提供一个远程计算机接口，能通过RS232或RS485接口经调制解调器实现与异地计算机终端通讯，达到遥测和遥信的目的。

5.5.4 UPS主机

技术要求

1、设备类型及功率

此次规划的设备为120KVA模块化不间断电源设备，为在线式双变换式，制式为三相输入，三相输出。单功率模块的额定输出功率为30KVA，本次配置4个模块，并支持热插拔，当功率模块故障时，应及时退出系统而不能影响其他模块正常工作，不允许输出中断。

模块化UPS系统应采用集中旁路方式，旁路模块应支持热插拔，应内置维修旁路。支持SELF-LOAD功能，以便在未接到设备之前实现自测。

市电模式下，UPS系统效率在50%负载时应达到96%。ECO模式下，UPS系统效率应达到99%。

UPS机组内部须具备电源开关，标配主旁路输入开关、输出开关、维修旁路开关，开关应符合电气隔离标准。

3、技术规格书：

5.5.5 精密配电

5.5.6 蓄电池系统

本次UPS后备电池采用阀控铅酸免维护电池，单机后备时间不小于1小时，技术要求如下：

电池类型: 12V/200AH密封阀控铅酸免维护电池，产品包括电池单体、电池连接线等。

免维护规划

阀控式密封铅酸蓄电池具有良好的氧循环复合能力。充电时所产生的氧气几乎被完全吸收，在使用时无需补充水份，也无需测量电解液的密度。

密封安全

高可靠的专业阀控式密封规划，有效确保电池的不漏（渗）液、无酸雾、不腐蚀。无流动性的电解液，使电解液在电池内部不产生分成现象。

使用寿命长

采用了耐腐性良好的铅钙合金板栅，有效抵抗极板腐蚀，确保电池的使用寿命。在25℃的环境温度下，正常浮充寿命可达6年以上。

高功率放电性能好

采用了内阻值很小的优质极板和玻纤隔板，而且装配较紧，使得电池内阻极小。在-40℃~60℃温度范围内进行大电流放电，其输出功率比常规电池可高出15%左右。

极低的自放电电流

采用优质高纯度的材料规划，使电池在储存或不使用时的自放电率大大降低，自放电率低于3％/月。

安全排气阀

压力将由电池内部产生，但安全阀具有良好的排气功能，在压力达到一定值时安全阀会自动开启排气，并在压力释放后自动重新关闭。

安全阀开启的最大压力为2Psi(14KPA)，封闭值为1.2Psi(8.4KPA)。

防爆规划

电池内部装有防爆陶瓷滤片，在电池充电过程中，如果遇到明火也不轻易进入电池的内部。

安装使用方便

电池出厂时已经完全充电，用户拿到电池后即可安装投入使用。

6 机房制冷系统

1.1 概述

随着计算机与网络技术的发展，数据中心的服务器、网络通信设备等IT设施，正在向着小型化、网络化、机架化的方向发展。1U刀片式服务器的大量运用，使得42U机柜最多可能安装42台服务器，而每个服务器中所使用的CPU多为两个(甚至更多)，硬盘也多采用内部阵列的形式，运行中会释放更多的热量，导致机柜内热量密度非常大。如果忽视机柜内部设备的制冷问题，可能会导致IT设备发生故障、寿命降低，甚至服务器宕机等严重问题。考虑到上述问题，本次中心机房计划在机房主设备区内划分出一块独立冷通道封闭机柜系统区域，用来覆盖高发热量、高负载的服务器机柜群。

1.2 规划原则

u   有效地利用精密空调冷空气，避免冷热风交汇造成冷凉损耗；

u   极大程度减低了高发热服务器温度，增加其可靠性；

u   整体效果美观、通透；

u   为机房提供一定静音效果；

u   机柜全透明，无需再做照明；

1.3 制冷方式

制冷系统采用风冷行级精密空调+密封通道的制冷方式：风冷行级精密空调和设备机柜共同组成密封通道，如图所示，实现冷热空气隔离。

风冷行级精密空调具体工作原理：机组开启后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。

行级空调靠近热源，送风距离大大缩短，从而减少了距离导致的气流压力损失、冷空气的泄漏损失，提高了冷量的利用效率。

图    密封通道场景示意图

1.4 气流组织规划

本次规划推荐选用前送风背回风方式，将冷通道封闭，实现数据中心模块的有效制冷。

图   机柜封闭通道及行级空调水平送风气流组织示意图

相对下送风方式，的水平送风方式具有以下优点：

•         水平送风规划出发点是“就近制冷”原则。所谓就近制冷，是指缩短空调的送风和回风距离，减少冷风在输送过程中的损耗，提高空调回风温度，提升空调效率。就近制冷还可有效解决机房热点问题。

•         水平送风可以灵活调节送风方向，在一定程度上解决了下送风方式冷风不能到达机柜顶端的问题。

•         列间空调尺寸、风格均与服务器机柜保持一致，整体效果美观大方

结合冷通道封闭组件，形成“冷池”，更使智能模块化机房方案具有以下优点：

•         冷风被有效地凝聚在冷通道内，最大程度地降低冷风与热风混合或与外界热交换带来的冷量损耗。

•         冷风在气流作用下，被强制地送入机柜，与服务器热交换后才能进入机房空调，提高了冷风利用效率。

•         热风可以较快地回到空调回风口，回风温度高，空调机组的效率更高。

1.5 空调配置计算

所需N套空调总制冷量(注意空调技术参数，在使用环境最高温度下的实际显冷量)：

数据中心机房（单个智能模块）所需制冷量：

=机柜数×单柜功率×同时系数

=（18柜×5kw/柜）×0.9

=81kw

配电间/电池间空调数量N=总制冷量(显冷量)/单台空调显冷量(余数＞0.1，向上取整；余数≤0.1，向下取整)。

空调冗余配置原则上采用N+1配置。

因此，数据中心机房单个微模块实际需要45KW制冷量机房精密空调81KW/45KW=1.8台，考虑N+1冗余配置，实际应配置45KW制冷量机房精密空调3台。

1.6 制冷系统

数据机房和配电间均采用直膨风冷行级精密空调系统，室外机布置于室外屋面。本项目中所有IT设备机房均划分冷热通道，采用前送风后回风的气流组织形式。以实现机柜布置易于维护；冷风集中送至发热设备，热风集中回至精密空调回风口，送/回风气流循环；提高能源利用效率及空间利用率；冷通道内温度正常，无热点区域产生。每个冷通道精密空调采用N+1冗余配置。

空调系统全年365天，每天24小时运行。

主机房行级直膨风冷精密空调采用回风温度控制型，单程管路长度（暂定20米，需根据实际情况定），室外机布置于室外。

本次中心机房选型空调机组主要技术指标要求如下表：

注：制冷量是在回风温度37℃，相对湿度20%，室外环境温度35℃的条件下测定的；

1.7 风冷式行间空调选型

7 防雷接地系统规划

1.8 防雷系统

本项目机房内有大量昂贵的智能化电子设备，极易遭受过流，过压而损坏。本方案目的就是提出一套较为完整，而易于操作的防雷规划和运行解决方案，从而保证数据中心的安全运行。

è   雷击分类

通常雷击有三种形式：直击雷、感应雷、球形雷。

直击雷：当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。

感应雷：感应雷破坏也称为二次破坏。它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸，而感应到正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。

1)   静电感应雷：带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失了（严格说是大大减弱），那么在线 路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路 产生大电流冲击。易燃易爆场所、计算机及其场地的防静电问题，应特别重视。

2)   电磁感应雷：雷击发生在供电线路附近，或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场，此交变 电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在，建筑物上落雷机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对用电设备造成极大危害。因此，避雷针引下线通体 要有良好的导电性，接地体一定要处于低阻抗状态。

3)   雷电波侵入的破坏：当雷电接近架空管线时，高压冲击波会沿架空管线侵入室内，造成高电 流引入，这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故。如果附近有可燃物，容易酿成火灾。

球形雷：雷雨天有紫色、殷红色、灰红色、蓝色的“火球”。这种火球能通过烟囱、开着的窗户、门和其他缝隙进入室内，或者无声地消失，或者发出丝丝的声音，或者发生剧烈的爆炸。这种“火球”碰到人畜造成严重的烧伤和死亡事故。

è   防雷规划

《建筑物电子信息系统防雷规划规范》GB 50343-2012中规定：

防雷接地与交流工作接、工作直接接地、安全保护接地共用一组装置时，接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。

接地装置应优先利用建筑物的自然接地体，当自然接地体的接地电阻达不到要求是应增加人工接地体

对直击雷的防范应由相关的专业公司在大楼建设时完成，而本方案防雷规划主要针对有可以进入机房的感应雷进行防范。

防雷系统分为电源防雷、信号防雷两部分：

我们将电源系统防雷分成三级来规划。

三级防雷原理图如下：

由于雷电流能量大一般在≈200kA、电压高达≈10000V、频率高≈800M-1G、通过时间短≈8/12μs一般的空气开关，保险丝、稳压设备等是无法防护的。所以必须加装避雷针、带、网防御直击雷，内部加装三级高反应速度的防止感应雷泄放设备。分流感应到线路的雷电流将雷电限制在1000V以下。

电源防雷：机房电源防雷采用三级防雷规划。

1)   第一级：作为主级电源防雷设备根据 IEC 61312-3《雷电电磁脉冲的防护 第三部分过电压保护装置的要求》防雷设备泻放电流在150-100KA，限制电压在2000V内。设置在低压配电室内，由强电实施。

2)   第二级：次级电源防雷要求防雷设备泻放电流在70-40KA，限制电压在1800V内。设置在市电配电柜和动力配电柜。

3)   第三级：末级防雷要求防雷设备泻放电流在40-20KA，限制电压在1200V内。设置在UPS配电柜。

信号防雷：由于进入机房的线缆主要为光纤，因此在室外光缆进入机房后，须对其加强钢丝做可靠接地。

1.9 接地系统

《数据中心规划规范》 GB50174中规定：8.4.7等电位连接网格应采用面积不小于25mm²的铜带或裸铜线，并应在防静电地板下构成边长为0.6~3m的矩形网格。

配电柜中有主接地铜排，靠近配电柜的第一个电池柜或IT柜内设置分接地铜排，模块内各机柜的接地端子通过不小于16mm2的接地线缆连接到该分接地铜排。分接地铜排到主接地铜排通过不小于25mm2的接地线缆连接，主接地铜排连接到机房的楼层接地铜排（FEB）或接地汇集带。

机柜体的各金属组件/零件之间实现良好搭接。结构搭接面在搭接前进行喷涂保护（或不喷涂）并进行抗氧化处理，喷涂保护的表面区域确保实现两个搭接部件的搭接面完全的金属电接触。搭接质量采用直流阻抗来衡量，任意两个有搭接要求的零件之间的搭接直流阻抗不大于0.1Ω。不能良好连接的金属部件之间，采用接地电缆连接（如机柜门与机柜之间），连接电缆截面积建议不小于6mm2。

各柜体内部规划有一个接地铜排或主接地点供设备接地用，接地铜排不需要绝缘安装。

接地端子不小于M8，机柜总接地端子旁设置有黄底的接地标签如。

模块内部不带电的金属部件（如金属门窗、走线架、防静电地板支架）做等电位处理，等电位连线不小于6mm2。

Ø   接地方案：M型（网格）接地方案

M型（网格）接地方案双排接地方案图

微模块中各机柜分别就近接到地网，接地线缆直径不小于16mm2。

等电位联结网格采用30×3紫铜带。由大楼提供接地点。