机房工程 2015-07-27 16:28

机房工程综述、装修工程、弱电工程、防雷工程、接地工程、空调及新风系统、监控系统

机房工程综述
 
  机房是各类信息的中枢,机房工程必须保证网络和计算机等高级设备能长期而可靠地运行,同时为机房工作人员提供一个舒适而良好的工作环境。机房工程旨在通过提供规模化方式,把机房建设过程为用户提供了一站式的"交钥匙"工程,客户无需为装修、配电、空调、监控、防雷等系统细节问题过多考虑,这一切都将统一由我公司作为项目总负责,提供从咨询、规划、创建、实施到服务的全方位、全过程的工程服务。
机房工程解决方案
  机房工程解决方案,大体由以下部分构成:建筑装修工程、动力配电工程、空调新风工程、消防报警工程、弱电控制工程。
  · 建筑装修工程,是整个机房的基础,它主要起着功能区划分的作用,不仅包括一般机房装修所需要的铺抗静电地板、安装微孔回风吊顶,还包括为放置机架、服务器等设备的预留空间。

  ·空调新风工程,是运行环境的保障。由于机房里存放着大量并且密度非常高的各种IT设备,因此必然产生热量,这就对空调系统提出了更高的要求。要保证设备的可靠运行,需要机房保持一定的温度和湿度。同时机房密闭后仅有空调是不行的,还必须补充新风,形成内部循环。此外,它还必须控制整个机房里尘埃的数量,使之达到一定的净化要求。

  ·消防报警工程,是整体机房安全运行的盾牌。从对火警的探测系统来看,它具有温感、烟感探测器、红外探头;对于灭火系统来说,基本上大多数机房都采用的是气体灭火系统。这就要求在整体机房的设计和施工中,必须规划、建设钢瓶间、消防控制间和一些管道,从而达到全方位报警、分区灭火,最大限度地提高对火灾的防范能力。

  ·动力配电工程,是整体机房高可用性的后盾。除了APC的特长--不间断电源解决方案之外,还与世界上优秀的品牌(施耐德的配电设备、康明斯的柴油发电机等)组成了战略合作伙伴关系和产品系列化生产基地。从目前的应用状况来看,不管是金融、电信还是Internet领域,机房场地系统要求有独立配电系统,双源互投系统,UPS和发电机组成不停电系统等,都是要达到一级负荷。

  ·弱电控制工程,是整体机房的神经中枢。整体机房控制室具有高度自动化,它要求以最少的维护人员,运用最优化的运营维护手段,来实时监控每一个机房中设备所处的物理环境。其中的门禁系统、安保系统等,要求对整个机房进行无死角的全方位监控。此外,整体机房集中监控系统,包括了机房内各种设备(配电盘、发电机、UPS、空调机组、门禁、消防探头、监视图象等)及环境参数的监测。

 
机房工程需要依据的规范标准
·《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)
·《计算机机房场地技术要求》(GB2887-89)
·《计算机机房活动地板的技术要求》(GB6650-86)
·《计算机站场地安全技术》(GB9361-88)
·《电子计算机机房施工及验收规范》(SJ/T3003-93)
·《低压配电设计规范》(GB50054-95);
·《供配电系统设计规范》(GB50052-95);
·《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-92);
·《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
·《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87
· 中国工程建设标准化协会标准--建筑与建筑综合布线系统工程设计规范 CECS72:95

 


 

装修工程

机房地面工程
地板处理

  机房地板要求做防尘、防水防潮、防霉、防静电、保温、隔热等处理。地板板面标高300~350mm,需具有足够空间形成地板下净压风库并结合供配电系统的设计及施工。

 
机房棚顶装修
天花设计
  考虑计算机房的技术要求以及机房高度要求,整个中心机房天花吊顶建议选用两层天花。上面一层采用石膏板天花,这一层天花的作用是防潮、防尘,并有电磁屏蔽效果。下面一层采用全铝喷塑微孔天花板,规格600×600MM,厚度Δ=0.6MM,乳白色哑光,此天花的特点是:色调柔和,不产生眩光、防火、防潮、易清洁、吸音。是目前在计算机房装修工程中采用的天花材料。该材料与国产同类材料相比,具有价格适中,品质优秀的长处,它同时具有平整度高、色泽一致的特性,照明灯具均匀分布于天花吊顶上。
 
机房内墙装修
墙面处理

  墙面装修通常包括墙面处理、抹灰饰面及隔音屏蔽处理。墙面处理是指采用在机房建筑物的墙面、柱面上进行防尘、防潮、防水、保温处理,抹灰饰面是指采用砂浆涂抹在建筑物的墙面、柱面上的一种装饰技术,使房屋内部平整、光滑,清洁美观,增强保温、隔热、隔音、防尘等性能。
机房隔断
机房隔断
  为了保证机房内不出现内柱,机房建筑常采用大跨度结构。争对计算机系统的不同设备对环境的不同要求,便于空调控制、灰尘控制、噪音控制和机房管理,往往采用隔断墙将大的机房空间分隔成较小的功能区域。隔断墙要既轻又薄,还能隔音、隔热。
隔断设计:
  为将机房内分隔成各个功能区,提高采光性能,使机房布局简洁明快、科学合理,机房需作隔断处理,通常分为实墙隔断、彩钢板及玻璃等隔断。实墙隔断采用砖墙或轻钢龙骨石膏板,经济实用;复合岩棉彩钢板防火隔音等性能非常优越,但造价略高;玻璃隔断可分为铝合金隔断、轻钢龙骨亚光不锈钢隔断两种,从93年以来,铝合金隔断已被轻钢龙骨不锈钢隔断所取代,但因其成本低,有时也被采用。轻钢龙骨大型亚光不锈钢隔断具有自重轻、结构牢固、采光性能好、简洁明快,干净整洁等较好的性能和视觉效果。

机房外门窗
  机房外门窗多采用防火防盗门窗,机房内门窗一般采用无框大玻璃门,这样既保证机房的安全,又保证机房内有通透、明亮的效果。

 


弱电工程
  随着计算机的发展和普及,计算机系统数量与日俱增,其配套的环境设备也日益增多计算机房已成为各大单位的重要组成部分。机房的环境设备(供配电、UPS、空调、消防、保安等)必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。因为,一旦机房环境设备出现故障,就会影响计算机系统运行,造成数据传输或存储故障,当严重事故时会造成机房内计算机设备报废,现场电脑长时间瘫痪,后果不堪设想。  
  因此,为了保证计算机系统安全可靠工作,对机房里面环境设备及系统主机进行自动监视和有机管理是极其必要的。尤其目前国内普遍缺乏机房场地设备的专业管理人员,对设备进行现代化管理尤显得十分重要。 我公司推出的机房场地监控系统可对机房设备进行全面管理,监视各种设备的状态及参数,并可诊断设备部件情况。更为重要的是融合了机房的管理措施,不仅仅是简单的监视控制。  
  弱电工程包括门禁系统 、电视监控系统 、电力设备的监控 、环境参数监控 、消防、漏水监控 、与其他系统的连接 、机房内部的综合布线等工程。
智能便捷的集中监控系统

  机房地板要求做防尘、防水防潮、防霉、防静电、保温、隔热等处理。地板板面标高300~350mm,需具有足够空间形成地板下净压风库并结合供配电系统的设计及施工。

 
监控对象及内容
配 电 系 统
主要开关状态监视及实时监视电压(V)、电流(I)、 频率(F)、有功功率(P)等。
主要开关状态监视及实时监视电压(V)、电流(I)、频率(F)、有功功率(P)等。
UPS模块的工作状态及各种参数-UPS的输入、输出电压、电流、频率、功率因数、逆变器状态、电池状态、旁路状态、报警等。
油机输出电压、电流、频率、水温、启动电池电压、油机、告警、事故紧急停车等。
 
环 境 系 统
监控空调本体压缩机状态、风机状态、加热器状态、抽湿器状态。
精确测量机房的温湿度参数、报警。
对机房漏水情况实时监测、报警等。
对动力房漏油情况实时监测、报警等。
 
消 防 系 统
放气报警监视。
温感、烟感、报警监视。
与空调、配电系统联动控制。
多功能早期预警系统。
 
保 安 系 统
各种门禁系统(磁卡、IC卡、感应卡、指纹门)监视、管理。
与防盗设备联合实现图象监视及记录。
如人体探头、传感器

防雷工程
  机房防雷电分为直击雷和感应雷防护。对直击雷的防护主要由建筑物所装的避雷针完成 ;机房的防雷(包括机房电源系统和弱电信息系统防雷)工作主要是防感应雷引起的雷电浪涌和其他原因引起的过电压。
   计算机房设备的雷击损坏95%以上是由感应雷击所引起,其主要途径:
   室外传输线路遭受雷击
   闪电带来的电磁脉冲辐射
   地电位反击
   工业过电压
 
防雷器的安装位置
防雷器应安装在所有外部线路(通信、供电等采用金属传输介质)进入机房内的设备端口,视具体情况采用1至3级防雷。
 
电源SPD安装图例

接地工程方案
我公司接地系统要求:
1、计算机系统直流直接接地电阻小于4欧姆
2、计算机系统直流联合接地电阻小于1欧姆
3、交流工作接地系统接地电阻小于4欧姆
4、计算机系统安全保护接地电阻和静电接地小于2欧姆
5、防雷保护接地系统接地电阻小于2欧姆
接地的种类
工作接地:利用大地作为工作回路的一条导线
保护接地:利用大地建立统一的参考电位或起屏蔽作用,以使电路工作稳定、质量良好,特别是保证设备和工作人员的安全。
重复接地:将零线上的多点与大地多次作金属性连接。
静电接地:设备移动或物体在管道中移动,因摩擦产生静电,它聚集在管到、容器和贮藏或加工设备上,形成很高电位,对人身安全及对设备和建筑物都有危险。作了静电接地,静电一旦产生,就导入地中,以消除其聚集的可能。
直流工作接地(也称逻辑接地、信号接地):计算机以及一切微电了设备,大部分采用CMOS集成电路,工作于较低的直流电压下,为使同一系统的电脑、微电子设备的工作电路具有同一"电位"参考点,将所有设备的"零"电位点接于同一接地装置,它可以稳定电路的电位,防止外来的干扰,这称为直流工作接地。
防雷接地
为使雷电浪涌电流泄入大地,使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害,所有建筑物、电气设备、线路、网络等不带电金属部分、金属护套、避雷器以及一切水、气管道等均应与防雷接地装置作金属性连接。
接地施工方案1
1. 在所选位置向下挖1.6m深的坑;
2. 坑内打入2.2m长,下端尖形的紫铜接地极;
3. 相邻接地体(一根)间距5m,建筑物间距1.5m;
4. 相邻接地体间连接入扁铜40×4mm连接;
5. 打入接地体时到2.0m时止;
6. 用40×4mm扁铜与接地体焊接与母线连接入机房;
如 图:
材料 紫铜接地极 扁铜 辅助接地极 盐与木炭粉 母线
规格 600×50mm 40×4mm Φ20或Φ50 适量 25mm2×100m
此方案一般实测接地电阻约1 ∽3Ω。
等电位连接
  在机房防静电地板下,沿着地面上布置40*3紫铜排,形成闭合环接地汇流母排。将配电箱金属外壳、电源地、避雷器地、机柜外壳、金属屏蔽线槽、门窗等穿过各防雷区交界的金属部件和系统(设备的外壳),以及对防静电地板下的隔离架进行多点等电位接地就进至汇流排。并采用等电位连接线4-10mm2铜芯线螺栓紧固的线夹作为连接材料。同时在机房找出建筑物主钢筋,经测试确与避雷带连接良好,用f14镀锌圆钢通过铜铁转换接头将接地汇流母排与之连接起来。
地板下直流铜排及接线端子
实物图
材料
紫铜接地极
扁铜
辅助接地极
盐与木炭粉
母线
规格
600×50mm
40×4mm
Φ20或Φ50
适量
25mm2×100m

空调及新风系统
  空调新风系统,是运行环境的保障。高可靠的机房设备运行环境,包括温度、湿度、洁净度。计算机场地系统终年是在恒温恒湿条件下运行的。只有窗 户密封才能保证系统温、湿度正常运行。机房里的计算机设备要产生大量的热量,而且对环境中的灰尘数量有严格的要求,这些都对空调系统提出了更高的要求。为使机房保持恒定的温度和湿度,需要选用机房专用的精密空调。同时机房还必须补充新风,自然界的新风只有通过新风系统处理后才能进入机房,形成内部循环,并对新风进行过滤,使之达到一定的净化要求。 一个合格的新风系统不仅是机房管理人员获得身心健康的需要,更是场地系统温、湿、净化达标获得最佳经济运行的需要,是计算机、通信系统安全可靠运行的基本保证。计算机机房新风系统除给机房内工作人员提供足够新风以保证工人的身体健康外,还可使机房内维持一定的正压以防止室外尘埃进入机房,保证机房的清洁度。
电子计算机机房内温、湿度应满足下列要求:
·夏 季 冬 季 全 年
·温 度 23 ±2 ℃ 20±2 18-28℃
·相对湿度 45%-65% 40%-70%
·温度变化率 <5℃\h 并不得结露 <10℃/h 并不得结露
·主机房内的空气含尘浓度,在表态条件下测试,每升空气中大于或等于0.5μm的尘粒数,应少于18,000粒。
机房空调系统
·机房空调系统的任务是为保证机房设备能够连续、稳定、可靠地运行,需要排出机房内设备及其它热源所散发的热量,维持机房内恒温恒湿状态,并控制机房的空气含尘量。为此要求机房空调系统具有送风、回风、加热、加湿、冷却、减湿和空气净化的能力。  
·机房空调系统是保证良好机房环境的最重要设备,宜采用恒温恒湿精密空调系统
·机房空调解决舒适空调不能解决的难题
新风系统
  IAQ是室内空气品质(Indoor Air Quality)的英文缩写。长期生活和工作在现代建筑物中的人们常表现出一些越来越严重的病态反应,这一问题引起了专家们的广泛重视,并提出了病态建筑综合症(Sick Building Syndrome)等一些新概念。根据世界卫生组织(WHO)1983年的定义,病态建筑综合症是因建筑物使用而产生的症状,包括眼睛发红、流鼻涕、嗓子疼、困倦、头痛、恶心、头晕、皮肤搔痒等。近些年来,有些专家学者建议将人们对室内气味产生的不满也纳入到病态建筑综合症中。大量调查分析表明,人们约有90%的时间都在室内度过,室内空气品质不佳是引起病态建筑综合症的主要因素。   计算机和程控机房中大多数设备为计算机系统和交换机系统等电子设备。为了保证计算机系统和交换机系统稳定可靠地工作,减少故障,延长使用寿命,提高工作效率,必须创造一个良好的环境。因此建立机房时必须对机房环境引起足够的重视。据了解,在目前已安装的计算机网络机房中,有些机器工作很不稳定,与环境条件恶劣有直接的关系。
  机房新排风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。   
  机房内的气流组织形式应结合计算机系统要求和建筑条件综合考虑。新排风系统的风管及风口位置应配合空调系统和室内结构来合理布局。其风量根据空调送风量大小而定。

监控系统

引 言
  随着安全监控系统在银行、交通、小区、库房管理中的迅速普及应用,监控系统设备因雷击破坏的可能性就大大增加了。其后果可能会使整个监控系统运行失灵,并造成难以估计的经济损失。
  为了对安全监控系统采取有效的防雷保护措施,保障监控系统正常可靠的运行,首先应明确监控系统遭受雷击损害的主要原因以及雷电可能的侵入途径,尤其是雷击损坏较为严重的室外监控设备,在分析其损坏原因的基础上,正确选择和使用监控系统设备的防雷保护装置,以及研究和探讨信号、电源线路的布放、屏蔽及接地方式等。可以使各安防工程公司,对提高监控系统的抗雷电能力,优化系统的防雷水平起到很好的作用。
 
闭路监视系统的组成及雷害成因
1、电视监控系统(Closed Circait Televisiow,简称CCTV),一般由以下三部分组成:
  前端部分:主要由黑白(彩色)摄像机、镜头、云台、防护罩、支架等组成。
  传输部分:使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。
终端部分:主要由画面分割器、监视器、控制设备等组成。
2、 CCTV系统雷害成因
  直击雷:雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏;雷电直接击在架空线缆上造成线缆熔断。
  电波侵入:CCTV的电源线、信号传输或进入监控室的金属管线到雷击或被雷电感应时,雷电波沿这些金属导线侵入设备,造成电位差使设备损坏。
  雷电感应:当雷击避雷针时,在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势。这现象叫电磁感应。当有带电的雷云出现时,在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv,信号线路上可40-60kv。这种现象叫静电感应。电磁感应和静电感应称为感应雷,又叫二次雷。它对设备的损害没有直击雷来的猛然,但它要比直击雷发生的机率大得多。
 
CCTV系统的综合防雷
1、前端设备的防雷
  前端设备有室外和室内安装两种情况,安装在室内的设备一般不会遭受直击雷击,但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害,而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。
  前端设备如摄像头应置于接闪器(避雷针或其它接闪导体)有效保护范围之内。当摄像机独立架设时,避雷针最好距摄像机3-4米的距离。如有困难避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上,引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ 8的镀锌圆钢。为防止电磁感应,沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。
  为防止雷电波沿线路侵入前端设备,应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器,如电源线(220V或DC12V)、视频线、信号线和云台控制线。摄像机的电源一般使用AC220V或DC12V。摄像机由直流变压器供电的,单相电源避雷器应串联或并联在直流变压器前端,如直流电源传输距离大于15米,则摄像机端还应串接低压直流避雷器。
  信号线传输距离长,耐压水平低,极易感应雷电流而损坏设备,为了将雷电流从信号传输线传导入地,信号过电压保护器须快速响应,在设计信号传输线的保护时必须考虑信号的传输速率、信号电平,启动电压以及雷电通量等参数。室外的前端设备应有良好的接地,接地电阻小于4Ω,高土壤电阻率地区可放宽至 <10Ω。
2、传输线路的防雷
  CCTV母阈Ζ系统主要是传输信号线和电源线。室外摄像机的电源可从终端设备处引入,也可从监视点附近的电源引入。控制信号传输线和报警信号传输线一般选用芯屏蔽软线,架设(或敷设)在前端与终端之间
  GB50198-1994规定,传输部分的线路在城市郊区、乡村敷设时,可采用直埋敷设方式。当条件不充许时,可采用通信管道或架空方式,此时规定了传输线缆与其它线路其它线路其沟的最小间距(见表1)和与其它线路共杆架设的最小垂直间距(见表2)表1电缆与其它线路共沟(隧道)的最小间距(m)种类最小间距220V交流电线0.5通讯电缆0.1表2电缆与其它线路共杆架设的最小垂直间距(m)种类最小垂直间距1—10KV电力线2.51KV以下电力线1.5广播线1.0通信线0.6
从防雷角看,直埋敷设方式防雷效果最佳,架空线最容易遭受雷击,并且破坏性大,波及范围广,为避免首尾端设备损坏,架空线传输时应在每一电杆上做接地处理,架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避雷器。
  传输线埋地敷设并不能阻止雷击设备的发生,大量的事实显示,雷击造成埋地线缆故障,大约占总故障的30%左右,即使雷击比较远的地方,也仍然会有部分雷电流流入电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设,保持钢管的电气连通。对防护电磁干扰和电磁感应非常有效,这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿金属管有困难时,可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入,但埋地长度不得小于15米,在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。

3、终端设备的防雷
  在CCTV系统中,监控室的防雷最为重要,应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。监控室所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。其防直击雷措施应符合GB50057-94中有关直击雷保护的规定。
进入监控室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时,在入户处应加装避雷器,并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。监控室内应设置一等电位连接母线(或金属板),该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。各种电涌保护器(避雷器)的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。
  由于有80%雷击高电位是从电源线侵入的,为保证设备安全,一般电源上应设置三级避雷保护。在视频传输线、信号控制线,入侵报警信号线进入前端设备之前或进入中心控制台前应加装相应的避雷保护器
良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时,其接地电阻不得大于4Ω。采用综合接地网时,其接地电阻不得大于1Ω。
 
结 束 语
  雷电对安全监控系统的损害途径是多方面的。本文主要对安全监控系统遭受雷击损害的主要大原因,以及可能的侵入途径作了初步的分析,同时对安全监控系统的防雷保护技术进行了相应的介绍。需要说明的是,防雷保护是一个比较复杂的问题,对安全监控系统的防雷保护设计不仅取决于防雷装置的性能,更重要的是在监控系统的设计施工之前,就要考虑到监控系统所处的地理环境,设计合适的线缆布放方式、屏蔽及接地方式。总之,防雷保护设计应综合考虑,才能获得良好的效果。