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终将渡过成长的海
01
正文
第一章 工程概述1.1 工程概况
项目名称：XXXXXXXXXXXXXXXXXX机房建置工程项目
项目地点：上海市XXX
上海总部大楼机房位于三楼办公区之西南侧,面积约为110平方米, 分为三个功能区域，分别为主设备机房、电池间及消防钢瓶室。
根据机房的需求，本次设计主要包括以下各子系统：
1) 装修工程，主要包括机房区域的地面工程、顶面工程、墙面工程、门窗及其他工程；
2) 电力系统，要包括配电箱柜、配电电缆、机房照明、强电桥架；
3) UPS系统，包括机房所使用的UPS设备及其电池等附属设备等。
4) 防雷接地工程，主要包括机房区域的防雷、接地系统；
5) 精密空调系统：包括机房区域的精密空调；
6) 新风系统：包含机房内部新风系统；
7) 环控系统，包括机房区域的温湿度、供配电、门禁、UPS设备、视频监控、空调、消防、漏水的监控；
8) 综合布线，包含机房的服务器机柜和列头柜之间的配线工程；
9) 冷热通道机柜系统，包含机柜系统及冷通道封闭组件；
10) FM200自动灭火系统，包含机房区域的七氟丙烷气体消防系统建设。
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1.2 设计原则
在进行机房工程设计时，主要遵循以下原则：
实用性和先进性
机房基础设施采用先进成熟的技术和设备，满足当前的需求，兼顾未来的业务需求，尽可能采用最先进的技术、设备和材料，以适应高速的数据传输需要，使整个系统在一段时期内保持技术的先进性，并具有良好的发展潜力。在使用先进技术的基础上来确保其实用性。以适应未来信息产业业务的发展和技术升级的需要。
安全可靠性
为保证各项业务应用需要机房提供高可靠性的保障，要对机房的布局、结构设计、设备选型、日常维护等各个方面进行高可靠性的设计和建设。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可靠性。
标准化
标准化是非常关键的。在机房系统结构设计，基于国际标准和国家有关标准，包括各种建筑、机房设计标准，电力电气保障标准，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。
灵活性与可扩展性
机房必须具有良好的灵活性与可扩展性，能够根据机房不断深人发展的需要，扩大设备容量和提高用户数量和质量的功能。具备支持多种网络传输、多种物理接口的能力，提供技术升级、设备更新的灵活性。
可管理性
机房内各系统的可管理性是非常重要的，必须建立一套全面、完善的机房管理和监控系统。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设备及软件，实现先进的集中管理监控，实时监控、监测整个计算机机房的运行状况，实时邮件、语音报警，实时事件记录，这样可以迅速确定故障，提高运行的性能、可靠性，简化机房管理人员的维护工作，从而为机房安全、可靠的运行提供最有力的保障。
1.3 设计依据
设计参考标准规范如下（不限于）：
1) 《数据中心设计规范》GB50174-2017
2) 《智能建筑设计标准》GB50314-2015
3) 《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-2017
5) 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
6) 《低压配电设计规范》GB50054-2011
7) 《建筑物防雷设计规范》GB50057－2010
8) 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012
9) 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012
10) 《综合布线系统工程设计规范》GB 50311—2016
11) 《气体灭火系统设计规范》GB 50370-2005
12) 《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013
13) 《安全防范工程技术规范》GB50348-2018
1.4 验收依据
验收参考标准规范如下（不限于）：
1) 《数据中心基础设施施工及验收规范》GB50462-2015
2) 《智能建筑工程质量验收规范》GB 50339-2013
3) 《建筑装饰装修工程质量验收标准》GB50210-2018
4) 《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2015
5) 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169-2016
6) 《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB 50254-2014
7) 《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB50601-2010
8) 《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016
9) 《综合布线系统工程验收规范》GB/T 50312-2016
10) 《气体灭火系统施工及验收规范》GB50263-2007
11) 《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166—2007）
12) 《安全防范系统验收规则》GA/308-2001
第二章 空调系统2.1 需求分析
空调对于电子信息设备的安全运行至关重要，因此机房空调设备的选用原则首先是高可靠性，其次是运行费用低、高效节能、低噪声和低震动。
主机房地面设置排水系统。地面设置挡水和排水设施。
数据中心不应有与主机房内设备无关的给排水管道穿过主机房，相关给排水管道不应布置在电子信息设备的上方。进入主机房的给水管应加装阀门。
数据中心内的给水排水管道应采取防渗漏和防结露措施。
穿过主机房的给水排水管道应暗敷或采取防漏保护的套管。管道穿过主机房墙壁和楼板处应设置套管，管道与套管之间应采取密封措施。
主机房和辅助区设有地漏时，应采用洁净室专用地漏或自闭式地漏，地漏下应加设水封装置，并应采取防止水封损坏和反溢措施。
数据中心内的给排水管道及其保温材料应采用不低于B1级的材料。
主机房的空气含尘浓度，在静态或动态条件下测试，每立方米空气中粒径大于或等于0.5μm的悬浮粒子数应少于17,600,000粒。
2.2 设计原则
数据中心空调系统设计选择，以技术先进、系统实用、技术措施的完善、设备性能好、结构合理、低成本、低维护量作为基本原则。
1) 先进性
整个系统的设计在满足现有功能的前提下，系统设计具有前瞻性，在今后较长时间内部保持一定的技术先进。
2) 安全性
系统中的关键设备、设计要采取备份及冗余措施，确保系统长期正常运行。
3) 实用性
根据数据中心的建设级别、地理位置、不同的应用场景选择空调系统。提供操作简便、灵活、便于管理和维护的空调系统。
4) 经济性
在满足系统功能及性能要求的前提下，尽量降低系统建设成本，采用经济实用的技术和设备。
2.3 负荷计算
空调系统的冷负荷主要是服务器等电子信息设备的散热。电子信息设备发热量大（耗电量中约97%都转化为热量），热密度高，夏天冷负荷大，因此数据中心的空调设计主要考虑夏季冷负荷。
空调系统夏季冷负荷应包括下列内容：
1 数据中心内设备的散热；
2 建筑围护结构得热；
3 通过外窗进入的太阳辐射热；
4 人体散热；
5 照明装置散热；
6 新风负荷；
7 伴随各种散湿过程产生的潜热。
空调系统湿负荷应包括下列内容：
1 人体散湿；
2 新风湿负荷；
3 渗漏空气湿负荷；
4 围护结构散湿。
采用功率及面积法进行计机房热负荷：
Qt=Q1+Q2
其中，Qt总制冷量（KW）
Q1室内IT设备负荷（=设备功率×0.8）
Q2环境热负荷（=0.12～0.18KW/m2×机房面积），南方地区可选0.18，而北方地区通常选择0.12
本项目机房热负荷计算如下表所示：
项目
冷通道-A
冷通道-B
机柜数量
19
12
机柜功率密度
单柜4KW(高密度)
单柜3KW(低密度)
IT设备负荷(KW)
(19*4)*0.8=60.8KW
(12*3)*0.8=28.8KW
环境热负荷
24㎡*180W/㎡=2.4KW
17㎡*180W/㎡=3.06KW
合计热负荷:
65.12KW
31.86KW
空调配置
25KW*4台(3+1)
39KW*2台(1+1)
2.4 气流组织设计
从节能的角度出发，本次项目采用行间制冷空调前出风后回风，并且采用冷通道封闭技术，有效隔离冷热气流，提高机房空调的制冷效率。
列间冷却+冷通道封闭方式，气流组织形式如下：
1) 机柜和列级空调均“面对面”布置，列级空调送出的冷空气进入机柜中间的通道，形成“冷通道”；
2) 因冷通道封闭，冷气流无法进一步往通道上部和通道两端扩散，故全部进入机柜；
3) 冷空气在机柜内吸收 IT 设备的散热变成热空气后排出，被列级空调吸入，热空气在列级空调内被再次冷却后送入冷通道，进入下一轮循环。
冷通道封闭气流组织模拟图，如下图所示：
图1冷通道封闭机房气流图
2.5 空调设计方案2.5.1 冷却方式
本次机房制冷方案选用的精密空调均为风冷型机组。
风冷空调的最大优点，就是制冷铜管管路安装简便，可维护性强，系统可靠性高，因此在中小型数据中心得到广泛应用。由于本项目室内外机落差在XXXX范围内，管道总长不超过50m，因此推荐风冷方案。高效节能，总体运行维护费用较低，且安装施工简便，互不影响，可靠性更高。
2.5.2 空调选型及布局
高密度（机柜按4KW）区域配置4台25KW制冷量精密空调,3+1冗余方设计，低密度（机柜按3KW）区域配置2台39KW制冷量精密空调2台，1+1冗余设计。
精密空调布局图，详见下图：
图2精密空调布局图
2.5.3 设备介绍
技术参数、特点、功能介绍
加湿方式介绍
运行环境参数
2.5.4 室内空气设计参数
冷通道环境要求：
冷通道或机柜进风区域的温度：18°C ~27°C（推荐值）、15°C ~32°C（允许值）
冷通道或机柜进风区域的相对湿度和露点温度：露点温度5.5°C ~15°C，同时相对湿度不大于60%。
当机柜或机架采用冷热通道分离方式布置时，主机房的环境温度和露点温度应以冷通道的测量参数为准；当电子信息设备未采用冷热通道分离方式布置时，主机房的环境温度和露点温度应以送风区域的测量参数为准。
室外机环境要求：
由于上海地下，夏季室外温度较高，室外机选型为XXX,原因XXXX
2.5.5 空调群控
机房空调配置采用N+1冗余，冗余方式可设定为群控,几个机组可以被设定为备用,备机的通常状态是关机(风机关),备用功能可按天(可设置时间)轮值,轮值按可选的组数来执行。例如3台机组1台备机的情况下,如果轮值数量是1,备用轮值的顺序为从1-2到2-3。如果群控中的某台运行机组联系不上(故障)或者发生压缩机锁定或高温告警或温度传感器故障后,启用一台备机,直至所有备机都启动。
精密空调群控组网方式，参见下表：
2.6 给排水、防水方案
空调安装区域地板下设置适当高度的防水围堰，并应在围堰内设置地漏，以防发生水患并能及时排水，并对防水围堰内的地面及防水围堰做防水处理。为了使产生水情能及时处理，在可能产生水的地方（机房专用空调四周）采用漏水报警系统。
使用洁净室专用地漏或自闭式地漏，自闭式地漏的特点是存水腔内设置自动启闭阀，下水时启闭阀自动打开，使水直接排向管道；下水停止时，启闭阀自动关闭，达到防溢、防虫，防臭的功能。
加强地漏的水封保护。由于地漏自带水封能力有限，地漏箅子上又不可能经常有水补充，因此当必须设置地漏时，为防室外污水管道臭气倒灌，应在地漏下加设可靠的防止水封破坏的措施。
为防止给排水管道结露，管道应采取保温措施，保温材料应选择难燃烧的B1材料。
防水围堰做法
2.7 空调机组方案
如现场无特殊要求，当室外机高于室内机时，建议垂直最大距离为20米；当室外机低于室内机时，建议垂直最大距离为5米；建议管道总长不超过60米。
当室外机高于室内机时，建议根据要求加装“U”型回油弯。管路总长度超过30米，加装管路延长组件。
图3 室外机高于室内机安装示意图
图4 室内机高于室外机安装示意图
2.8 消防联动
消防联动时，报警控制器在接到报警信号后发出关闭空调机电源的信号。
第三章 新风系统3.1 需求分析
主机房应维持正压。主机房与其它房间、走廊的压差不宜小于5 Pa，与室外静压差不宜小于10 Pa。
机房新风换气系统主要有两个作用：其一给机房提供足够的新鲜空气，为工作人员创造良好的工作环境；其二维持机房对外的正压差，避免灰尘进入，保证机房有更好的洁净度。
新风系统应设初、中效过滤器，环境条件不好时，可以增加亚高效过滤器和化学过滤装置。
3.2 新风计算
空调系统的新风量应取下列二项中的最大值：
1 按工作人员计算，每人40m3/h；
2 维持室内正压所需风量。
机房面积S=110㎡，机房净高3米，体积为330m³，按每小时换气2次计算，机房每小时所需新风量660 m³。
3.3 新风机选型及布局
新风系统机房内布局图
3.4 设备介绍
新风机产品介绍
3.5 消防联动
新风机进风管上设计有电动防火阀，它和消防讯号联锁。有火灾发生时，电动防火阀将自动关闭，防止灭火气体沿新风管排出室外，减弱灭火功能。
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