机房工程深化设计方案.docx

1、1. 机房工程深化设计方案1.1 绿色数据中心的挑战和应对措施1.1.1 数据中心建设面临的挑战 规划难、节能难： 数据中心布局规划是个庞大的工程，耗时耗力； 内部和外部对建设模式争论不休； 冷却架构和末端选择反复比较； 安全、冗余、节能与造价互相制约。 建设周期长、架构扩展难： 建设周期长，不匹配业务上线周期； 业务安全要求复杂； 机柜功率密度要求多样，未来难以预测； 新技术成本增加成本，难以合理取舍。 系统复杂增加维护难度、新设备维护带来新挑战 从 IDC 全生命周期来看，既要考虑到机房布局的可行性，也要考虑到设备安装的可行和便捷性，还要考虑到后期维护、维修的可能性和便捷性 空间规模变大，

2、水进机房成为必然，需考虑漏水防护等1.1.2 1.应对措施 解决方案标准化、模块化、去工程化： 分解成各种微模块解决方案； 选择容易实现模块化的末端空调。 技术先进性和成熟性兼顾 工厂预制和调试，尽可能去工程化； 选择成熟度高、具有先进性的列间空调解决方案 选择模块化高压直流、模块化 UPS 供电系统 管理手段智能化 选择性能先进的智能监控系统； 防水工程和漏水检测相结合； 空调群控和运行优化。1.2 项目背景及需求分析1.2.1 项目背景本方案针对青海省第五人民医院新建数据中心机房方案进行设计描述，按照规划，建设统一的数据中心，实现纵向与横向之间的数据交换与共享，满足业务系统的信息化的需要。

3、本项目规划机房建设面积约 192 平米。建设整体目标是：设计先进的、功能完备的、可实施的信息化硬件支撑平台，对业务提供有力支撑，满足未来 35 年的发展需求，为了满足云计算和虚拟化的需求，提高数据中心工作效率，本项目采用模块化数据中心，采用一体化集成解决方案，集成数据中心机柜系统、供配电系统、制冷系统、机房管理系统、防雷接地系统、综合布线系统，有效满足客户在云时代数据中心高效可靠，快速灵活和智能管理的需求，本项目涉及的机房建设具体包括：1) 制冷系统；2) 供配电系统；3) 服务器机柜；4）封闭冷池系统；5) 监控系统；6) 防雷接地系统；7）新排风系统8）气体消防系统9）装饰装修工程1.2.

4、2 需求分析建筑条件：机房位于地上四层，建筑面积约 192 平米。层高为 6 米，机房承重为 1000kg/m2。机房设计应根据上述建筑条件和机房承重要求，对相应区域做结构加固处理。水文气象条件：西宁市地处高原地区，属半干旱大陆性高原气候，其特点是冬季寒冷，夏季凉爽，干燥多风，降水量少，蒸发量大，尽夜温差大，太阳辐射强。据青海气象台观测资料：年平均气温 5.7，一月平均气温-8.2，七月平均气温 17.2，历年极端最低气温-26.6，历年极端最高气温 38.7，日气温变化幅度 15-20。年平均降水量 367.5mm，降水多集中在 7、8、9 三个月，占全年降水量的57.6%，年最大量 541

5、.2mm，年平均蒸发量 1748.6mm，蒸发量为降水量的 4.76 倍。历年最大积雪 18cm，基本雪压 0.20kN/m2。全年主导风向为东南风，年平均风速 2.0m/s，最大瞬时 15.7m/s，基本风压 0.35kN/m2。历年平均气压 775.2 毫巴，平均日照时数 2753.5 小时，日照百分率62.8%，历年最高相对湿度 79%，平均相对湿度 55%，多年平均无霜期 138 天。机房等级：新数据中心机房是今后数据通讯、数据存储、系统管理的中心，作为数据处理的基础核心平台，必须保证其具有高可靠性，先进性以及绿色节能等特点，达到国标 B 级机房的要求。机房容量：机房规划建设 2 个微

6、模块，共计 38 个 IT 机柜，当期建设 1 个微模块，机房 IT 机柜设计容量应不小于 19 个 42U 标准机柜。供电与 UPS：采用 2 路市电+电池供电模式，设计方案需要考虑如何优化利用现有供电条件，达到国标 B 级机房的要求。机柜功率密度与制冷：单 IT 机柜平均功率密度 5KW，制冷需满足上述功率密度的要求，并采用高效制冷技术，满足绿色机房要求。机房装饰装修：本着轻装修重实用的原则进行地面、墙面装修，地面做防静电处理，建设防雷接地系统。1.3 设计原则和依据1.3.1 设计依据电子信息系统机房设计规范 （GB50174-2008）电子信息系统机房施工及验收规范 （GB50462-

7、2008）电子计算机场地通用规范 （GB2887-2011）电子计算机场地安全要求 （GB9361-2011）建筑内部装修设计防火规范 （GB50222-95）2001 年版综合布线系统工程设计规范(GB/T50311-2007)电信专用房屋设计规范 （YD/T 5003-2005）通信中心机房环境条件要求 （YD/T1821-2008）低压配电设计规范 （GB 50054-2011）民用建筑电气设计规范 （JGJ-16-2008）建筑给水排水设计规范 （GB50015-2003）2009 年版建筑设计防火规范 （GBJ500162006）通信局（站）电源系统总技术要求 （YD/T 1051-

8、2010）通信电源设计安装设计规范 （YD/T 5040-2005）通信局（站）防雷与接地工程设计规范 （GB 50689-2011）通信电源集中监控系统工程设计规范 （YD/T5027-2005）通信用配电设备 （YD/T 585-2010 ）通信电源用阻燃耐火软电缆 （YD/T 1173-2010）电信设备安装抗震设计规范 （YD5059-2005）建筑灭火器配置设计规范 （GB50140-2005）给水排水管道工程施工及验收规范 （GB50013-2006）气体灭火系统设计规范 （GB50370-2005）民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 （GB50736-2012） 公共建筑节能设计

9、标准(GB50189-2005)建筑照明设计标准 （GB50034-2013）智能建筑设计标准 （GB/T50314-2006）火灾自动报警系统设计规范(GB50116-2013)建筑物电子信息系统防雷技术规范 （GB503432004）安全防范工程技术规范 （GB503482004）视频安防监控系统工程设计规范 （GB50395-2007）出入口控制系统工程设计规范 （GB50396-2007）通风与空调工程施工及验收规范 （GB50243-2002）建筑装饰工程施工及验收规范 （GB50210-2002）建筑防腐蚀工程施工及验收规范 （GB50212-2002）智能建筑工程质量验收规范 （

10、GB50339-2003）建筑电气工程施工质量及验收规范 （GB50303-2002）建设项目工程总承包管理规范 （GB/TS0358-2005）建筑施工安全检查标准 （JGJ59-2011）电信设备抗地震性能检测规范 （YD 5083-2005）通信用电源设备抗地震性能检测规范 （YD 5096-2005）单元式空气调节机(GB/T 17758-2010)计算机和数据处理机房用单元式空气调节机 （GB/T19413-2010）其他现行各种相关的国颁、部颁、通信管理局颁发的规程、规范、技术标准等。青海省第五人民医院整体迁建项目建筑智能化工程招标文件及招标图纸1.3.2 设计原则数据中心机房的设

11、计必须满足当前各项需求应用，又面向未来快速增长的发展需求，因此必须是高质量、高安全、可靠灵活的、开放的。我们在进行设计时，遵循了以下几条原则： 先进性和实用性 采用先进的技术和设备，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，以适应未来信息产业业务的发展和技术升级的需求。可行性 以现有成熟的系统技术产品为对象设计，同时考虑建设方的特定需求及周边信息环境的现状技术发展的趋势，使设计的方案现实可行。可靠性 为保证各项业务应用，整个机房必须具有高可靠性。要对数据中心机房布局、结构设计、

12、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。在关键设备采用备份、冗余等可靠技术的基础上，采用相关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技术措施提高整个系统的可靠性。标准化、开放性 标准化、开放性是现代技术发展及应用必要的基础；因此，设计中应遵循国际标准和国家颁布的有关标准，包括各种建筑、机房设计标准，电力电气保障标准，空调、消防设计标准以及计算机局域网、广域网标准，坚持统一规范的原则，以保障投资者的长远利益并便于日后的使用和维护。其中应用软件亦应采用商品化的通用软件，减少二次开发的工作量及投资。 可扩充性 系统设计应在满足现阶段应用需要的情况下，应充分考虑分期投资建

13、设或系统扩容；技术发展及应用需求发展而引起系统产品更新换代等各种可能性；满足扩充，升级和更新的要求。 方便易用性 工程的建设，是以满足人们的应用需要为目的；所以必须考虑便利于以不同文化层次、各种年龄的用户使用要求；系统及功能的配置以能够为用户提供方便、实用、舒适为基准，其使用应简便易学；并便于日后的维护及管理。 可管理性随着业务的不断发展，管理任务必定会日益繁重。在数据中心机房的设计中，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，可管理功能，同时采用先进的管理监控系统设备及软件，实现集中管理监控、实时监控、监测设备运行状况，实时灯光、语音报警、实时事件记录，简化机房管

14、理人员的维护工作，从而为数据中心机房安全、可靠运行提供最有力的保障。1.4 BM 方案设计1.4.1 机房工艺布置机房内设备工艺布置采用艾特网能 iBlock BM 整体机房解决方案，布置一套 BM 封闭冷池微模块。微模块包括 42U 标准服务器机柜 19 台，1 台网络布线柜，列间 35KW 风冷空调 3 台，智能一体化配电柜 1 台，冷通道封闭组件 1 套。本项目配置模块化 120KVA UPS 1 台，满载后备 1h，分两组，UPS 和后备电池放置于单独的 UPS 间。本项目机房布局示意图如图 2-1 所示：BM 模块化机房布局图如下1.4.2 方案配置 供配电方案UPS 配置服务器负载

15、：19 台机柜，单机柜设计功率密度 5KW，总负载 95kW。考虑到数据中心设备分期投入的需求，选择模块化 UPS。配置 120kVA 的模块化 UPS，配置 2 个 40kVA 功率模块，满足供电需求，建议再增配一个功率模块，组成 2+1 冗余配置，提高系统可靠性。UPS 主机框选择艾特网能祁连 UM-1200TAL-F，包括一个监控模块，一个旁路模块以及手动维修旁路空开。UPS 功率模块选择祁连 UM-0400TAL-M，单模块功率 40KVA。电池配置已知单格电池（2V）放电功率 W 计算公式如下：W=P/ (n6)备电时间：按照 1 小时配置, 电池 EOD 点：1.75V，P：UPS

16、 负载功率，根据设计要求按照 120KVA 计算；KVA 转换成 KW 乘以0.8 为 96KW：逆变器效率，根据 UPS 参数，=0.96；n：串联 12V 电池个数，根据系统参数，n=38。经计算，12V 单体电池的放电功率为：W=961000/ （0.96406 ）=416.7 W/Cell；根据电池恒功率放电数据表，艾特网能 12V200AH 系列电池恒功率放电数据表（25）SP12-200 电池在终止电压 1.75V/Cell 时，1 小时放电功率为 213.4W，若采用 2 组蓄电池并联，则有 213.4*2=426.8416.7 W/Cell，满足单体计算供电需求。因此需要 2

17、组蓄电池并联，每组电池 40 节 SP12-200，满足系统备电时间要求。采用艾特网能 SP12-200 蓄电池，配置 2 组，402=80 只电池。 制冷方案热负荷计算与空调配置空调的选择需要综合考虑机房面积和机房的发热，负载发热量按 95KW 考虑。考虑到负载同时在线率一般不会超过 0.8，因此核算后微模块内总热量约为76KW。微模块采用 3 台艾特网能 CoolRow 系列变容量列间空调制冷，组成 2+1 冗余备份系统，空调型号为 CR035EA，单台制冷量 38.1KW，100%显热比，主用机组总制冷量 76.2KW，能够满足微模块内制冷需求。CoolRow 列间空调放置于机柜间，配合

18、封闭冷通道制冷，避免机柜局部过热的情况发生。1.4.3 BM 系统（1）制冷系统CoolRow 系列列间机房专用空调CoolRow 采用了代表业内先进技术，达到目前业内最高性能水平风冷&水冷3.3 以上及冷冻水 25 以上的高能效比，以及 100%以上显热比。4CoolRow 机房空调特点1）EC 变容量供冷技术：EC 驱动电机，比普通驱动电机节能 20%左右；变容量按需供冷，制冷精确，节能效果好；电机变功率调节运行，节能性优于窜气卸载的变容量模式；30100%软起动，启动电流小。2）电子膨胀阀节流技术: 控制精度高, 反应速度快，精确制冷且系统稳定；与负荷匹配精准，节能效果好。优于业内热力膨胀阀配置。3）满柜式大面积蒸发器：优于业内半柜“V”型蒸发器或“/”型蒸发器，换热面积最大，换热效率最高；蒸发器表面迎风风速小，减少风机压头及功率。