弱電機房建設(shè)工程設(shè)計方案

第一章工程概述

1.1工程概況

項目名稱：XXXXXXXXXXXXXXXXXX機房建置工程項目

項目地點：市XXX

總部大樓機房位于三樓辦公區(qū)之西南側(cè),面積約為110平方米, 分為三個功能區(qū)域，分別為主設(shè)備機房、電池間及消防鋼瓶室。

根據(jù)機房的需求，本次設(shè)計主要包括以下各子系統(tǒng)：

1)裝修工程，主要包括機房區(qū)域的地面工程、頂面工程、墻面工程、門窗及其他工程；

2)電力系統(tǒng)，要包括配電箱柜、配電電纜、機房照明、強電橋架；

3)UPS系統(tǒng)，包括機房所使用的UPS設(shè)備及其電池等附屬設(shè)備等。

4)防雷接地工程，主要包括機房區(qū)域的防雷、接地系統(tǒng)；

5)精密空調(diào)系統(tǒng)：包括機房區(qū)域的精密空調(diào)；

6)新風(fēng)系統(tǒng)：包含機房內(nèi)部新風(fēng)系統(tǒng)；

7)環(huán)控系統(tǒng)，包括機房區(qū)域的溫濕度、供配電、門禁、UPS設(shè)備、視頻監(jiān)控、空調(diào)、消防、漏水的監(jiān)控；

8)綜合布線，包含機房的服務(wù)器機柜和列頭柜之間的配線工程；

9)冷熱通道機柜系統(tǒng)，包含機柜系統(tǒng)及冷通道封閉組件；

10)FM200自動滅火系統(tǒng)，包含機房區(qū)域的七氟丙烷氣體消防系統(tǒng)建設(shè)。

1.2設(shè)計原則

在進行機房工程設(shè)計時，主要遵循以下原則：

實用性和先進性

機房基礎(chǔ)設(shè)施采用先進成熟的技術(shù)和設(shè)備，滿足當前的需求，兼顧未來的業(yè)務(wù)需求，盡可能采用最先進的技術(shù)、設(shè)備和材料，以適應(yīng)高速的數(shù)據(jù)傳輸需要，使整個系統(tǒng)在一段時期內(nèi)保持技術(shù)的先進性，并具有良好的發(fā)展?jié)摿?。在使用先進技術(shù)的基礎(chǔ)上來確保其實用性。以適應(yīng)未來信息產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展和技術(shù)升級的需要。

安全可靠性

為保證各項業(yè)務(wù)應(yīng)用需要機房提供高可靠性的保障，要對機房的布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備選型、日常維護等各個方面進行高可靠性的設(shè)計和建設(shè)。在關(guān)鍵設(shè)備采用硬件備份、冗余等可靠性技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用相關(guān)的軟件技術(shù)提供較強的管理機制、控制手段和事故監(jiān)控與安全保密等技術(shù)措施提高機房的安全可靠性。

標準化

標準化是非常關(guān)鍵的。在機房系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，基于國際標準和國家有關(guān)標準，包括各種建筑、機房設(shè)計標準，電力電氣保障標準，堅持統(tǒng)一規(guī)范的原則，從而為未來的業(yè)務(wù)發(fā)展，設(shè)備增容奠定基礎(chǔ)。

靈活性與可擴展性

機房必須具有良好的靈活性與可擴展性，能夠根據(jù)機房不斷深人發(fā)展的需要，擴大設(shè)備容量和提高用戶數(shù)量和質(zhì)量的功能。具備支持多種網(wǎng)絡(luò)傳輸、多種物理接口的能力，提供技術(shù)升級、設(shè)備更新的靈活性。

可管理性

機房內(nèi)各系統(tǒng)的可管理性是非常重要的，必須建立一套全面、完善的機房管理和監(jiān)控系統(tǒng)。所選用的設(shè)備應(yīng)具有智能化，可管理的功能，同時采用先進的管理監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備及軟件，實現(xiàn)先進的集中管理監(jiān)控，實時監(jiān)控、監(jiān)測整個計算機機房的運行狀況，實時郵件、語音報警，實時事件記錄，這樣可以迅速確定故障，提高運行的性能、可靠性，簡化機房管理人員的維護工作，從而為機房安全、可靠的運行提供最有力的保障。

1.3設(shè)計依據(jù)

設(shè)計參考標準規(guī)范如下（不限于）：

1)《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》GB50174-2017

2)《智能建筑設(shè)計標準》GB50314-2015

3)《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》GB50222-2017

4)《防靜電活動地板通用規(guī)范》GB/T 36340-2018

5)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008

6)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054-2011

7)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057－2010

8)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2012

9)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50736-2012

10)《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》GB 50311—2016

11)《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB 50370-2005

12)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-2013

13)《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》GB50348-2018

1.4驗收依據(jù)

驗收參考標準規(guī)范如下（不限于）：

1)《數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施施工及驗收規(guī)范》GB50462-2015

2)《智能建筑工程質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50339-2013

3)《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收標準》GB50210-2018

4)《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50303-2015

5)《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》GB 50169-2016

6)《電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗收規(guī)范》GB 50254-2014

7)《建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50601-2010

8)《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50243-2016

9)《綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范》GB/T 50312-2016

10)《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》GB50263-2007

11)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》（GB50166—2007）

12)《安全防范系統(tǒng)驗收規(guī)則》GA/308-2001

第二章空調(diào)系統(tǒng)

2.1需求分析

空調(diào)對于電子信息設(shè)備的安全運行至關(guān)重要，因此機房空調(diào)設(shè)備的選用原則首先是高可靠性，其次是運行費用低、高效節(jié)能、低噪聲和低震動。

主機房地面設(shè)置排水系統(tǒng)。地面設(shè)置擋水和排水設(shè)施。

數(shù)據(jù)中心不應(yīng)有與主機房內(nèi)設(shè)備無關(guān)的給排水管道穿過主機房，相關(guān)給排水管道不應(yīng)布置在電子信息設(shè)備的上方。進入主機房的給水管應(yīng)加裝閥門。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)的給水排水管道應(yīng)采取防滲漏和防結(jié)露措施。

穿過主機房的給水排水管道應(yīng)暗敷或采取防漏保護的套管。管道穿過主機房墻壁和樓板處應(yīng)設(shè)置套管，管道與套管之間應(yīng)采取密封措施。

主機房和輔助區(qū)設(shè)有地漏時，應(yīng)采用潔凈室專用地漏或自閉式地漏，地漏下應(yīng)加設(shè)水封裝置，并應(yīng)采取防止水封損壞和反溢措施。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)的給排水管道及其保溫材料應(yīng)采用不低于B1級的材料。

主機房的空氣含塵濃度，在靜態(tài)或動態(tài)條件下測試，每立方米空氣中粒徑大于或等于0.5μm的懸浮粒子數(shù)應(yīng)少于17,600,000粒。

2.2設(shè)計原則

數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計選擇，以技術(shù)先進、系統(tǒng)實用、技術(shù)措施的完善、設(shè)備性能好、結(jié)構(gòu)合理、低成本、低維護量作為基本原則。

1)先進性

整個系統(tǒng)的設(shè)計在滿足現(xiàn)有功能的前提下，系統(tǒng)設(shè)計具有前瞻性，在今后較長時間內(nèi)部保持一定的技術(shù)先進。

2)安全性

系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備、設(shè)計要采取備份及冗余措施，確保系統(tǒng)長期正常運行。

3)實用性

根據(jù)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)級別、地理位置、不同的應(yīng)用場景選擇空調(diào)系統(tǒng)。提供操作簡便、靈活、便于管理和維護的空調(diào)系統(tǒng)。

4)經(jīng)濟性

在滿足系統(tǒng)功能及性能要求的前提下，盡量降低系統(tǒng)建設(shè)成本，采用經(jīng)濟實用的技術(shù)和設(shè)備。

2.3負荷計算

空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷主要是服務(wù)器等電子信息設(shè)備的散熱。電子信息設(shè)備發(fā)熱量大（耗電量中約97%都轉(zhuǎn)化為熱量），熱密度高，夏天冷負荷大，因此數(shù)據(jù)中心的空調(diào)設(shè)計主要考慮夏季冷負荷。

空調(diào)系統(tǒng)夏季冷負荷應(yīng)包括下列內(nèi)容：

1 數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)備的散熱；

2 建筑圍護結(jié)構(gòu)得熱；

3 通過外窗進入的太陽輻射熱；

4 人體散熱；

5 照明裝置散熱；

6 新風(fēng)負荷；

7 伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱。

空調(diào)系統(tǒng)濕負荷應(yīng)包括下列內(nèi)容：

1 人體散濕；

2 新風(fēng)濕負荷；

3 滲漏空氣濕負荷；

4 圍護結(jié)構(gòu)散濕。

采用功率及面積法進行計機房熱負荷：

Qt=Q1+Q2

其中，Qt總制冷量（KW）

Q1室內(nèi)IT設(shè)備負荷（=設(shè)備功率×0.8）

Q2環(huán)境熱負荷（=0.12～0.18KW/m2×機房面積），南方地區(qū)可選0.18，而北方地區(qū)通常選擇0.12

本項目機房熱負荷計算如下表所示：

2.4氣流組織設(shè)計

從節(jié)能的角度出發(fā)，本次項目采用行間制冷空調(diào)前出風(fēng)后回風(fēng)，并且采用冷通道封閉技術(shù)，有效隔離冷熱氣流，提高機房空調(diào)的制冷效率。

列間冷卻+冷通道封閉方式，氣流組織形式如下：

1)機柜和列級空調(diào)均“面對面”布置，列級空調(diào)送出的冷空氣進入機柜中間的通道，形成“冷通道”；

2)因冷通道封閉，冷氣流無法進一步往通道上部和通道兩端擴散，故全部進入機柜；

3)冷空氣在機柜內(nèi)吸收 IT 設(shè)備的散熱變成熱空氣后排出，被列級空調(diào)吸入，熱空氣在列級空調(diào)內(nèi)被再次冷卻后送入冷通道，進入下一輪循環(huán)。

冷通道封閉氣流組織模擬圖，如下圖所示：

圖1 冷通道封閉機房氣流圖

2.5空調(diào)設(shè)計方案

2.5.1冷卻方式

本次機房制冷方案選用的精密空調(diào)均為風(fēng)冷型機組。

風(fēng)冷空調(diào)的最大優(yōu)點，就是制冷銅管管路安裝簡便，可維護性強，系統(tǒng)可靠性高，因此在中小型數(shù)據(jù)中心得到廣泛應(yīng)用。由于本項目室內(nèi)外機落差在XXXX范圍內(nèi)，管道總長不超過50m，因此推薦風(fēng)冷方案。高效節(jié)能，總體運行維護費用較低，且安裝施工簡便，互不影響，可靠性更高。

2.5.2空調(diào)選型及布局

高密度（機柜按4KW）區(qū)域配置4臺25KW制冷量精密空調(diào),3+1冗余方設(shè)計，低密度（機柜按3KW）區(qū)域配置2臺39KW制冷量精密空調(diào)2臺，1+1冗余設(shè)計。

精密空調(diào)布局圖，詳見下圖：

圖2 精密空調(diào)布局圖

2.5.3設(shè)備介紹

技術(shù)參數(shù)、特點、功能介紹

加濕方式介紹

運行環(huán)境參數(shù)

2.5.4室內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)

冷通道環(huán)境要求：

冷通道或機柜進風(fēng)區(qū)域的溫度：18°C ~27°C（推薦值）、15°C ~32°C（允許值）

冷通道或機柜進風(fēng)區(qū)域的相對濕度和露點溫度：露點溫度5.5°C ~15°C，同時相對濕度不大于60%。

當機柜或機架采用冷熱通道分離方式布置時，主機房的環(huán)境溫度和露點溫度應(yīng)以冷通道的測量參數(shù)為準；當電子信息設(shè)備未采用冷熱通道分離方式布置時，主機房的環(huán)境溫度和露點溫度應(yīng)以送風(fēng)區(qū)域的測量參數(shù)為準。

室外機環(huán)境要求：

由于上海地下，夏季室外溫度較高，室外機選型為XXX,原因XXXX

2.5.5空調(diào)群控

機房空調(diào)配置采用N+1冗余，冗余方式可設(shè)定為群控,幾個機組可以被設(shè)定為備用,備機的通常狀態(tài)是關(guān)機(風(fēng)機關(guān)),備用功能可按天(可設(shè)置時間)輪值,輪值按可選的組數(shù)來執(zhí)行。例如3臺機組1臺備機的情況下,如果輪值數(shù)量是1,備用輪值的順序為從1-2到2-3。如果群控中的某臺運行機組聯(lián)系不上(故障)或者發(fā)生壓縮機鎖定或高溫告警或溫度傳感器故障后,啟用一臺備機,直至所有備機都啟動。

精密空調(diào)群控組網(wǎng)方式，參見下表：

2.6給排水、防水方案

空調(diào)安裝區(qū)域地板下設(shè)置適當高度的防水圍堰，并應(yīng)在圍堰內(nèi)設(shè)置地漏，以防發(fā)生水患并能及時排水，并對防水圍堰內(nèi)的地面及防水圍堰做防水處理。為了使產(chǎn)生水情能及時處理，在可能產(chǎn)生水的地方（機房專用空調(diào)四周）采用漏水報警系統(tǒng)。

使用潔凈室專用地漏或自閉式地漏，自閉式地漏的特點是存水腔內(nèi)設(shè)置自動啟閉閥，下水時啟閉閥自動打開，使水直接排向管道；下水停止時，啟閉閥自動關(guān)閉，達到防溢、防蟲，防臭的功能。

加強地漏的水封保護。由于地漏自帶水封能力有限，地漏箅子上又不可能經(jīng)常有水補充，因此當必須設(shè)置地漏時，為防室外污水管道臭氣倒灌，應(yīng)在地漏下加設(shè)可靠的防止水封破壞的措施。

為防止給排水管道結(jié)露，管道應(yīng)采取保溫措施，保溫材料應(yīng)選擇難燃燒的B1材料。

防水圍堰做法

2.7空調(diào)機組方案

如現(xiàn)場無特殊要求，當室外機高于室內(nèi)機時，建議垂直最大距離為20米；當室外機低于室內(nèi)機時，建議垂直最大距離為5米；建議管道總長不超過60米。

當室外機高于室內(nèi)機時，建議根據(jù)要求加裝“U”型回油彎。管路總長度超過30米，加裝管路延長組件。

圖3 室外機高于室內(nèi)機安裝示意圖

圖4 室內(nèi)機高于室外機安裝示意圖

2.8消防聯(lián)動

消防聯(lián)動時，報警控制器在接到報警信號后發(fā)出關(guān)閉空調(diào)機電源的信號。

第三章新風(fēng)系統(tǒng)

3.1需求分析

主機房應(yīng)維持正壓。主機房與其它房間、走廊的壓差不宜小于5 Pa，與室外靜壓差不宜小于10 Pa。

機房新風(fēng)換氣系統(tǒng)主要有兩個作用：其一給機房提供足夠的新鮮空氣，為工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；其二維持機房對外的正壓差，避免灰塵進入，保證機房有更好的潔凈度。

新風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)初、中效過濾器，環(huán)境條件不好時，可以增加亞高效過濾器和化學(xué)過濾裝置。

3.2新風(fēng)計算

空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量應(yīng)取下列二項中的最大值：

1 按工作人員計算，每人40m3/h；

2 維持室內(nèi)正壓所需風(fēng)量。

機房面積S=110㎡ ，機房凈高3米，體積為330m3，按每小時換氣2次計算，機房每小時所需新風(fēng)量660 m3。

3.3新風(fēng)機選型及布局

新風(fēng)系統(tǒng)機房內(nèi)布局圖

3.4設(shè)備介紹

新風(fēng)機產(chǎn)品介紹

3.5消防聯(lián)動

新風(fēng)機進風(fēng)管上設(shè)計有電動防火閥，它和消防訊號聯(lián)鎖。有火災(zāi)發(fā)生時，電動防火閥將自動關(guān)閉，防止滅火氣體沿新風(fēng)管排出室外，減弱滅火功能。