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数据中心机房建设标准与规范
来源: 机房建设公司 作者: 四川协和林 发布日期: 2021-03-29

随着信息化的不断推进以及软硬件技术的发展,我们的生活越来越离不开信息技术。而对于信息传递的载体以及传输中心来说,计算机信息中心的建设以及维护是其中至关重要的一环。计算机信息中心机房和设备间(以下统称机房)是放置各种硬件设备的场所,特别是中心机房存有关键设备,其内部设施和环境的安全直接影响到设备的稳定运行和寿命,而且维护点较多,需要给予特殊、充分的重视。

大型信息中心可能将中心机房分为:数据中心、网络中心和管理(运行)中心,但在建设规格上还应按照这三类机房来设计。针对不同的机房,基本要求也有高低之分:中心机房主要用于数据存储、网络运行和运维管理,要严格遵从相关标准进行设计规划;设备间主要用于存放网络设备,最好遵从相关标准,但可根据设备情况灵活掌握;其他机房要按照各自功能分别进行设计规划,但 UPS、空调、防雷、空气净化、接地等是必须的配套设施。

机房设计建设应遵循的标准有:

1.GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

2.GB/T2887-2000《电子计算机场地通用规范》

3.GB9361-88《计算机站场地安全要求》

4.GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

5.GB50054-95《低压配电设计规范》

6.YD/T754-95《通讯机房静电防护通则》

7.GB9175-88《环境电磁卫生标准》

8.GB8702-88《电磁辐射防护规定》

9.GB50265-97《气体灭火系统施工及验收规范》

10.GBJ116-98《火灾自动报警系统设计规范》

11.GB5004-95《建筑设计防火规范》

12.GB50222-95《建筑内部装修设计防火规范(2001年局部修订)》

13.GB50052-92《供配电系统设计规范》

14.SJ/T10796-2001《防静电活动地板通用规范》

15.SJ/T30003-93《电子计算机机房工程施工及验收规范》

16.GB50243-97《通风与空调工程施工及验收规范》

17.GB50303-2002《建筑电气工程施工质量验收规范》

18.GB50325-2001《民用建筑工程室内环境污染控制规范》

19.GBJ133-90《民用建筑照明设计标准》

20.GB50168-92《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》

21.GB50057-94(公告24)《建筑物防雷设计规范(2000年局部修订)》

22.GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

23.GB50052-95《供配电系统设计规范》

24.其它相关的国家、行业及地方法规、规范、规定。

机房建设标准 

1.机房建设设计原则

对于标准的鸡肝建设来说,机房设计的原则应该考虑如下几个方面:

1.标准化原则,结合信息中心的系统状况及发展规划,遵循国家相关规范和标准,设计满足信息中心使用需求且符合标准的机房方案。

2.前瞻性原则,机房设计要结合系统运行特点和现有系统及预期发展的因素,采用先进的技术措施,编制出技术先进、经济合理的设计方案。

3.扩展性原则,机房的设计应具备扩展性,能满足信息中心的长远发展,最好具有10年的生命周期。

4.适应性原则,机房设计与网络规划、布线规划应相互关联,整体一致。机房内的场地空间可根据系统运行需要进行必要的灵活性调整。

5.可管理性原则,要充分考虑机房的可管理性、易维护性。

2.机房建设环境要求

1.机房建设需要执行的标准:主机房建设工程必须遵循国家机房设计标准规范的要求。

2.场地要求:计算机机房在多层建筑或高层建筑物内一般应设于第二、三层,水源充足,电力稳定可靠,应远离产生粉尘、油烟、有害气体以及贮存具有腐蚀性、易燃、易爆物品的仓库等;远离强震源和强噪声源;避开强电磁场干扰(如广播发射台、雷达站、高压线等)。

3.根据计算机系统对温、湿度的要求,可将温、湿度分为A,B,C二级,机房可按某一级执行,也可按某些级综合执行(综合执行指的是一个机房可按某些级执行,而不必强求一律,如某机房按机器要求可选:开机时A级温、湿度,停机时B级湿、湿度)。

4.尘埃:机房内的尘埃依机器的要求而定,一般可分为A,B二级(注:A级相当于30万粒/ft3,B级相当于50万粒/ft3。

5.照明:计算机机房内在离地面0.8m处,照度不应低200Lx。

6.燥声:开机时机房内的噪声,在中央控制台处测量应小于70 dB(A)。

7.电磁场干扰:机房内无线电干扰场强,在频率范围为0.15~1000 MHz时不大于120 dB。机房内磁场干扰场强不大于800 A/m(相当于10Oe)。

8.各房问楼板荷载要求主机房:5.0~7.5 KN/m2;配线间及网络设各间:5.0~7.5 KN/m2;电源室:要根据蓄电池摆放形式确定,约为8.0~12 KN/m2;一般工作问:2.5 KN/m2。

9.消防、电磁干扰、安全保密还必须满足机房工作人员的卫生环境要求和对外的形象要求。

3.机房组成部分及其划分

1.功能划分:数据中心机房组成应按计算机运行特点及设备具体要求确定,机房面积可根据计算机设备数量或占地而积进行估算,一般机房设计,除考虑主机房用房外,还要考虑配置各种辅助用房,具体包括以下几类:

1)辅助工作间类:如网管监控、终端数据录入、备份介质存储等。

2)硬件维护、软件调试、培训教室、办公室等工作用房。

3)配套动力用房:包括配电间、发电机房等。

4)助用房:厕所、楼梯、电梯等用房。

2.结构与装修:数据中心机房在结构上应设独立的出入口,当与其他部门共用出入口时,应避免人流、物流交叉;宜设门厅、休息室和值班室。人员出入主机房和基本工作间应更衣换鞋。机房与其他建筑物合建时,应单独设防火分区。计算机房安全出口不应少于2个,并尽可能设于机房两端。机房装修包括地板、吊顶、墙壁装修以及隔断、防火金属门建设;机房装修要体现机房区域的特点,从内部看,要重点体现高科技的工作环境、严谨的科学气氛、简洁大方的装修线条、庄重典雅的装修色彩以及以人为本的环保装修理念。机房装修要严格按照国家相应的标准规范执行。

4.中心机房的面积

中心机房的位置一旦确定,就很难移动,因此,中心机房的建设要有长远计划。中心机房的大小直接影响其寿命和可扩展性。

1.按照职工数量计算中心机房的面积

职工数机房面积

<1001.0m2/职工

200-2500.5m2/职工

400-5000.4m2/职工

1500-60000.2m2/职工

2.按照设备数量计算主机房(包括第一主机房和第二主机房,下同)的面积服务器和其它设备数量不仅包括当前设备的数量,而且应考虑未来十年所需。

1)建议设备尽量选择机柜式设备。塔式设备参照机柜计算。

1主机房60按公式换算,规模小的信息中心可以略小

2UPS配电间(含2小时电池组)

3软件、硬件办公区60按4.0m2/人,15人计算,不含开发人员办公区

4维修间20依据各信息中心具体情况配置

5新风室5依据各信息中心具体情况配置

6网管间12依据各信息中心具体情况配置

7备件间9依据各信息中心具体情况配置

8更衣换鞋间6依据各信息中心具体情况配置

9夜间值班室10依据各信息中心具体情况配置

10缓冲间3

11小计204.6

2)主机房的使用面积应根据计算机设备的外形尺寸布置确定,使用面积应符合下列规定。计算公式:A=K∑S

某三级信息中心信息中心机房建设中各功能区面积配置清单,供各信息中心参考使用。

说明:消防系统如果是无管网则安装于主机房内,如采用管网则安装于UPS间或单独配置一间设备间。

3.经验值

1)一般三级以上信息中心的主服务器机房面积配置在75-100m2较为适宜,不能少于60 m2;二级或以上的信息中心至少应大于50 m2。

2)其他机房面积:汇聚设备机房、一般设备间、UPS机房、电池室等。

3)设备间面积:一般设备机房的面积一般大于8 m2。

4)电池室面积:电池室面积一般大于10 m2。

5.机房空调系统:

根据数据中心机房环境及设计规范要求,主机房和基本工作间,均应设置空气调节系统。其组成包括精密空调、通风管路、新风系统。流送回风所采用下送上回、上送下回、上送侧回等方式。新风宜采用经温湿度、洁净度预处理后的新风,与回风混合后送入机房。

信息中心机房空气环境设计参数(根据电子信息系统机房设计标准-GB50174-2008和《计算站场地技术要求》(GB 2887-89)中规定机房的温湿度要求):

夏季温度23±2℃冬季温度20±2℃

夏季湿度55±10%冬季湿度55±10%

洁净度粒度≥0.5μm个数≤18000粒/分米3

温度变化率≤5℃/时

主机房的洁净度则要求做到以下几点:

1.机房要密封,墙体围护结构要清洁;

2.机房要保持正压,防止脏空气侵蚀。新风做到两级净化,即初效、亚高效过滤器,从而使输入机房空气洁净度大大提高;

3.空调机设中效过滤器,并定期更换,从而保证机房空气在不断循环中得以净化。

机房建设标准 

空调制冷量的选择:

1.依据电子信息系统机房设计标准-GB50174-2008,空调制冷设备的制冷能力应留有15%~20%的余量;当计算机系统需长期连续运行时,空调系统应有备用装置。

2.信息中心信息中心机房内设备集中,密度大,热负荷也较其他行业大(电信、金融行业除外)。依据实践经验,建议采用350Kcal/m2.h计算较为合适。

3.尽量配置两台,增加机房空调的可靠性。

送风方式可依据机房的结构进行选择。在机房抗静电地板有一定的净高度(大于350mm,最好在500mm高度),且地板下没有明显的阻风设施,建议采用下送风的空调系统;反之,则采用上送风的空调系统;弥漫式的空调系统一般适用于机房面积较小的楼层设备间或汇聚层设备间里安装。

相关阅读:如何提升数据中心机房制冷能效

6.信息中心机房供电系统

6.1配电设计内容

主机房供电系统主要包括:主机房设备UPS用电、UPS本身用电、照明用电、消防用电、安防门禁用电及其他辅助区域用电。

依据主机房用电量(即UPS视在功率)和相关辅助设备用电量,确定信息中心实际用电负荷;再考虑未来5年机房用电扩展负荷量,计算出总的用电负荷(一般:20KVA、40KVA、60KVA、80KVA、120KVA、160KVA)。由信息中心供电部门负责敷设独立的供电回路(信息中心配电室—信息中心配电箱)。此回路在信息中心配电室端应有双路供电保障。总进线电缆采用三相五线制或单相三线制。

6.2电源质量要求

第一主机房供电系统应符合《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)中的要求。

在电子信息系统机房设计标准-GB50174-2008中对电压变动、频率变化、波形失真率均有具体的分级要求。

级别A级B级C级

电压波动范围±5%±7%15%±10%

频率波动范围≤±0.2Hz±0.5Hz±1Hz

波形失真率3~5%5~8%8~10%

在信息中心机房的设计中供电标准应选用A级标准。

主机房供配电系统应考虑计算机系统有扩展、升级等可能性,并应预留备用容量。

对供电可靠性要求较高,需要保证顺序断电安全停机,业务主要计算机系统等应采用UPS。

单相负荷应均匀地分配在三相线路上,并应使三相负荷不平衡度小于20%。

电源进线应按现行国家标准《建筑防雷设计规范》采取防雷措施。

UPS应尽量考虑选择在线式,设计容量应该考虑实际负载容量小于UPS额定容量的60%。

6.3配电箱及电源插座

1.配电箱

主机房必须设置专门的配电箱(柜),提供多路380V电源供电。

配电箱通常有总进线箱(柜)、普通电源配电箱、UPS电源配电箱。总进线箱(柜)的绝缘性能应符合国家标准GBJ232-82。普通电源配电箱、UPS电源配电箱配置应有适合每个配电回路的空开(特别是向各设备柜供电的空开,通常选用20A、32A或以上的空开),应有防浪涌保护器,应按国家规定的颜色标志编号。

2.电源插座

主机房内各设备使用的插座容量要符合设备对用电量的要求,并有一定的冗余量。

主机房内插座安装的位置一般在抗静电地板下或直接接进机柜里;也可以安装在使用方便但较为安全的地方。有足够的电源插座,每个电源插座的容量应不少于300W负荷。禁止用临时的照明开关控制上述电源插座,减少偶尔断电事故发生的频率。

机柜内不宜使用插线板;必须使用时,应避免使用有开关的接线板。

3照明

主机房按电子信息系统机房设计标准-GB50174-2008要求,主机房的平均照度为300Lx;其他辅助功能间照度不小于200Lx;机房疏散指示灯、安全出口标志灯照度大于1Lx。

4.静电防护

机房静电防护应符合电子信息系统机房设计标准-GB50174-2008的相关规定。

5.机房接地

机房接地应符合《电子计算机机房设计规范》GB 50174-93的相关规定。防雷保护接地必须严格执行《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343-2004的相关规定。机房接地主要包括以下部分:

1.安全保护接地,即机房内所有设备外壳及空调等设备机壳接地。

2.防静电接地,即机房设备和静电地板接地。

6.机房安全防范系统

机房安全防范系统:机房安全防范系统是保障机房安全的重要措施它对机房内的重点区域进行实时图像监视和录像,对出入口实施门禁控制管理和考勤管理,对有可能发生入侵的场所实施报警管理。它由图像监控系统、门禁系统、防盗报警系统等子系统构成。各子系统之问实行一定的联动管理控制,以实现更优化的安全防范控制。

7.防雷

雷击发生时产生巨大的瞬变电磁场,在1 km范围内的金属环路,如网络金属连线等都会感应到极强的感应雷击;另外,当电源线或通信线路传输过雷击电压时,或感容性负载(如空调机)正常启动关机时也会产生相应的大小不等的感应过电压;还有,建筑物的地线系统在释放雷击时所产生的强大的瞬变电流,对于网络传输线路来说,所感应到的过电压己经足以一次性破坏网络。即使不是特别高的过电压,不能够一次性破坏设各,但是每一次的过电压冲击都加速了网络设备的老化,影响数据的传输和存储,甚至DOWN机。这是一种量变,直至到某一次过电压时形成质变,彻底损坏的过程。网络的防雷、防过电压是连续性的,而不是针对某次雷击的偶然性的。

1.建筑物防雷建筑物的防雷主要通过安装避雷针来实现。避雷针可以有效地防止雷击损害建筑物,并大大降低了雷直接击中网络传输线和网络设备及电源线的可能性,一定程度上起到了网络防雷的作用。

2.电源防雷电源防雷的主要作用是防止雷击过电压从电源供入端进入设各,保障设备以及数据传输的畅通无阻。

普通插座的按地端要接地,地线的好坏不但直按影响电源防雷器的效能而且还影响信号防雷器的效能。由于雷击造成的各种形式的破坏性能量几乎都是通过地线释放的,所以,要防雷做好地线是关键。电源防雷器的作用是使电压维持在一定的范围之内。雷击所造成的瞬间电源高压能通过电源防雷器转化成电流的形式通过地线释放到大地中,使电源电压在极短的时间内降到设备可按受的程度。熔断器的作用是防止电源防雷器短路性损坏之后引发火灾或其他事故。

3.信号防雷网络传输线主要使用的是光纤和双绞线。其中,光纤不需要特别的防雷措施,但要注意的一点是:若室外的铠装光纤是架空的,那么需要将光纤的金属部分按地。而双绞线以太网是目前应用最多的方式,由于双绞线屏蔽效果较差,因此感应雷击的可能性比较大,对于跨越房间、按近窗口或在室外的双绞线和网络设备之间均需安装RJ10M/100M信号防雷器,以防止双绞线引入的过电压损坏与之相连的网络设备。

总之,系统的防雷方案必须从雷击各个可能的引入途径进行保护,因此,首先是网络电源需做系统防护,然后要对接入网络设备的所有线路进行分析,例如专线线路、网络线路等,并根据网络形式检查需要安装的位置和数量。此外,相当重要的是在有外来线路进入的 DDN或ISDN一定要在线路上做相应的保护(如RJ45-ISDN防雷器、RJ45-DDN防雷器等)

机房建设在设计、安装防雷产品时必须遵循下列规范:

1.《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2000)

2.电子信息系统机房设计标准-GB50174-2008

3.《浪涌保护器的要求》(IEC 61312-3)

4.《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 50343-2004)

11.门禁系统

信息中心信息中心应配置门禁管理系统,主要安装于主机房、主要辅助机房、信息中心主门(有的信息中心较为分散,则无此项)。其主要作用是:

1)非信息中心人员、机房工作人员不能随意进入信息中心、机房。如需要进入时,须做好登记,并服从值班管理人员的管理。

2)自动存储出入人员的有关信息,如时间、地点等,并能有效地统计和存档记录。

3)配合信息中心管理制度的严格执行。配置信息中心门禁时,必须严格遵守《安全防范工程技术规范》(GB 50348−2004)等国标规范。信息中心信息中心面积较大时,建议设置对讲系统。

12.消防安全

3.7.2.4.1遵循消防规范

遵循下列有关的消防安全国家标准和北京市地方标准:

1.《建筑设计防火规范》(GB 50222-1995)

2.《电子计算机机房设计规范》(GB 50174-1993)

3.《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-1998)

4.《气体灭火系统施工及验收规范》(GB 50263-1997)

5.《消防安全疏散标志设置标准》(DBJ 01-611-2002)

6.《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB 50166-1992)

3.7.2.4.2气体灭火系统

主机房应设二氧化碳或卤代烷灭火系统,并应按现行有关规范的要求执行。根据主机房面积、设备价值和工作性质,可采用移动式、半固定式或固定式二氧化碳或卤代烷灭火系统。一般工作间、辅助间水消防措施。同时,机房应设置火灾自动报警装置和应急广播。

13.机房环境监控系统

机房环境监控系统是对机房中的空调设备、UPS设备、配电柜、空调水管有无漏水、机房环境的温湿度等环境参数进行集中监测管理的系统,是机房管理人员实现机房科学管理的重要手段。其组成包括空调系统监控、UPS系统监控、配电系统监控、漏水监测系统、温湿度监测系统。一套好的机房环境监控系统是机房硬件环境系统建设的有利补充,对保障计算机设备正常运行十分必要.

14.主机房的设备分布

主机房内服务器、小型机、交换机等设备尽量放在机柜内。为了方便维护和管理,建议如下:

1.主机房内设备分布宜采用分区布置,一般可分为网络交换机机柜区域、HIS服务器机柜区域、PACS服务器机柜区域等不同区域;

2.机柜成排摆放时,建议不要3个以上机柜密集排放;

3.机柜分成两排时,建议机柜排列分出热通道和冷通道;

4.机柜后面板距离墙体(窗户)至少1.2m;

5.机柜前面距离墙体(窗户)至少1.8m;

6.侧面与其他机柜或墙不应小于0.6m;

7.两个相对机柜的正面至少保留1.8m的距离;

8.两个相对机柜的后面至少保留1.5m的距离;

9.走道净宽不应小于1.2m。

15.主机房缆线敷设

主机房内线缆主要有电源线缆和数据线缆。线缆可以敷设在活动板下桥架内或敷设在天花板吊架上。建议吊架上敷设数据线,活动板下敷设电源线。任何架空线缆不允许直接进入主机房。

机房内的电源线应尽可能远离计算机信号线,并避免并排敷设。当不能避免时,应采取相应的屏蔽措施。

敷设的光纤、双绞线上应该标注标识,表明线缆的来源和目的

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