數(shù)據(jù)中心機房基礎建設注意事項分析

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上數(shù)據(jù)中心機房基礎建設注意事項分析機房系統(tǒng)的建設發(fā)展很快，一些技術要求與原有的機房理念相比有了很大的變化，特此將機房系統(tǒng)建設中遇到的一些問題提出來與大家討論，并請斧正： 現(xiàn)在計算機房系統(tǒng)工程的建設中，由于信息化的迅速發(fā)展，機房工程在各行各業(yè)的信息化建設中提到一個重要的位置，其建設規(guī)模越來越大，從事此行業(yè)的人員也越來越多，除了專業(yè)的機房公司和長期從事機房專業(yè)的技術人員外，還包括一些設計院、建筑裝飾公司以及建設單位的相關人員。但是機房系統(tǒng)的建設發(fā)展很快，一些技術要求與原有的機房理念相比有了很大的變化，特此將機房系統(tǒng)建設中遇到的一些問題提出來與大家討論，并請斧正：一、機房建設

2、對樓板承重的要求：許多單位在機房建設選址時，往往只考慮到機房設備多，需要面積大，只注重溫濕度、潔凈度、照度、接地等技術參數(shù)的保證，卻忽略了機房對承重的要求?，F(xiàn)在機房選址一般在辦公樓內，普通的辦公樓設計時，若沒對樓板荷載提出特殊要求，一般設計的荷載在250KG/M2-350KG/M2之間。現(xiàn)在有很多單位往往在機房施工時或計算機設備進場后才發(fā)現(xiàn)樓板承重不夠，并且有的設計人員對機房的概念也比較陳舊，認為機房內就是放些電腦，沒有多重。但是，現(xiàn)在機房里所用的計算機、小型機、服務器、網(wǎng)絡設備等，均上機柜擺放，由于設備密度大，往往在小型機、服務器和大的存貯設備集中擺放時，單平方米投影面積內的設備總重量最大能

3、達到1000-1200KG(包括機柜的重量)，而機房的最新的規(guī)范里對承重的要求也只有在空調、UPS電源設備間要求樓板荷載1000KG/M2，主機房樓板荷載為500KG/M2，這樣的技術指標在一些大型的計算中心或數(shù)據(jù)中心是不能滿足設備的特殊的承重要求的，會給機房的使用帶來安全隱患。有的機房是在選址后未及時提出承重要求，致使大樓建成后不適宜進行機房建設，還要考慮承重加固問題，進行加固改造，加固方案可以采用粘貼鋼板、碳纖維加固和架設鋼結構鋼梁加固，造成投資的損失，同時貼碳纖維加固由于碳纖維導電，并且碳纖維導電、比較輕，能漂浮在空氣中，不宜清除，給機房的安全帶來隱患;而采用架設鋼結構鋼梁加固，鋼梁占用

4、機房地板下的空間，影響機房下送風專用空調的送風，不利于機房的使用。二、機房頂面防水的重要性現(xiàn)在機房里擺放著大量的精密、貴重的計算機、網(wǎng)絡設備等。一般的信息中心里的設備價值都在幾百萬元或幾千萬元，有的甚至幾億元，一旦有漏水事故發(fā)生，就會給用戶造成設備損壞和信息丟失，帶來很大、甚至無可挽回的經濟損失。機房的防水往往只注重遠離水源和機房內的有水設備的防水，卻忽略了機房所在樓層上部區(qū)域的防水。因此，在計算機房系統(tǒng)工程的選址時，要求機房要遠離水源，同時，在機房的總體設計時，要考慮到機房頂面的防水問題?，F(xiàn)在的辦公大樓內都有消防報警滅火系統(tǒng)，在規(guī)范中對機房的消防滅火系統(tǒng)要求滅火劑采用氣體滅火劑，就是為機房的

5、防水要求考慮的。機房選址一般在大樓的中間層，而大樓機房外的樓層和房間一般都為水噴淋滅火，機房上部樓層的水噴淋滅火系統(tǒng)對機房的安全留下很大的隱患，一旦有火情發(fā)生，水噴淋系統(tǒng)啟動，水就會滲漏到機房內，威脅機房的安全。因此，在機房的選址時要充分考慮防水的安全問題，同時，在機房頂面的樓層相應的地面要作好防水處理。三、機房系統(tǒng)建設的投資及運行維護在機房系統(tǒng)的建設中，項目的投資是很重要的，對投資的控制是項目管理的重要目標。機房系統(tǒng)的投資主要分兩部分，一部分是機房設施建設的投資，另一部分是機房運行管理的投資，前者投資的經濟性決定了后者投資的多少。機房系統(tǒng)的設計方案是否合理、優(yōu)化、實用，決定了前期投資的經濟性

6、。因此，機房的總體方案的確定是很重要的，這取決于設計的理念和技術水平。建設方一般對機房前期的建設比較慎重，要選擇有技術實力的設計單位和技術人員進行機房的設計和施工，以保證機房方案的經濟實用和機房的施工質量。但是，機房的投資，除了設施建設的投資外，還需要考慮到機房運行后的運行費用的投入，這一點往往是在項目規(guī)劃時被忽視的。機房里除了擺放的計算機、網(wǎng)絡設備外，還有許多保證機房環(huán)境的設備：如UPS電源設備、空調新風設備、配電設備、安防設備、其它控制設備及弱電設備。為了保證這些設備日常的使用，需要花費不少的人力和財力，這些費用每天每月都要支出，直接關系到機房后期運行維護費用的投入，而且機房的運行管理是否

7、科學、嚴格，又直接影響到設備的使用壽命，好的機房管理可以延長這些設備的使用壽命，從而影響到投資的使用周期和回報。這在工程實例中比比皆是，有的單位運行維護好，費用低，使用年限長，有的單位運行維護差，費用投入高，使用年限短。精密空調安裝技術要求高差最多25米，建議在20米以內，管道距離最多60米，建議在50米以內在布局上，綜合考慮鳳凰新媒體業(yè)務發(fā)展需求，建筑結構情況、投資成本、機房各系統(tǒng)特性等，做到合理性和科學化。機房功能區(qū)域的劃分考慮人流、物流分開，布局合理，便于管理。本次采用的模塊化機房包含服務器機柜、配電列頭柜、配電列頭柜、行級精密空調等，具備幾個特點。首先是部署快速。由于采用了工廠預制部件

8、，現(xiàn)場宜家式組裝方式，整個部署周期減少到 8 -12周，建設周期縮短了50%，加速了業(yè)務上線時間;另外，由于采用的是模塊化機房，場地限制少，可支持水泥地面和防靜電地板安裝，室內凈空高度僅需2.8米，進一步方便了快速部署安裝。模塊化架構利于靈活擴容。采用華為模塊化的部件和統(tǒng)一的接口標準，鳳凰新媒體可以實現(xiàn)模塊以雙機架為單位靈活擴展;另外，由于華為的單機柜功率密度支持從3KW-25KW/機架平滑升級，高于業(yè)界的功率密度水平，鳳凰新媒體可以按需設計;工廠定制預安裝部件，設備放置統(tǒng)一有序，也確保了數(shù)據(jù)機房的美觀大方。高效制冷，實現(xiàn)了綠色節(jié)能。鳳凰新媒體的數(shù)據(jù)機房采用密閉冷熱通道隔離技術，避免了冷熱氣流

9、的混合;利用最優(yōu)的空調布局匹配設計，實現(xiàn)了空調冷量按需分配;采用地板下送風技術，使得制冷更精確，提高了能效。與傳統(tǒng)機房相比，鳳凰新媒體的數(shù)據(jù)機房減少了30%左右的能耗;PUE值不僅可以實時查看，實施效果PUE值小于1.6。智能監(jiān)控，精細管理。機柜級能耗監(jiān)控及故障告警功能，支持鳳凰新媒體數(shù)據(jù)機房實現(xiàn)本地及遠程監(jiān)控各主流廠家的IT設備運行情況，且人機交互界面友好;由于監(jiān)控平臺具有開放性及可擴展性，鳳凰新媒體還可以根據(jù)其自身特殊需求擴展開發(fā)。數(shù)據(jù)中心機房的基本節(jié)能減排工作用戶對機房設施“隨需應變”的要求，對機房的規(guī)劃、設計、設備選型、運行維護等四個環(huán)節(jié)及電源、空氣調節(jié)、防雷、機柜、監(jiān)控等五個子系統(tǒng)(

10、有時將防雷納入電源子系統(tǒng))提出了挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)中心由兩個層面組成IT層面和機房設施層面。機房設施的擴展性需求，是IT層面的擴展性對運行環(huán)境的靈活性的訴求。與IT層面的擴展性相比，機房設施的可擴展性實現(xiàn)起來更困難一些，就好比前者是家具，后者是房間。機房設施的擴展方式，或稱擴容方式，從目前國內的情況看，“一步到位”的方式與“逐步升級”的方式，都因用戶需求各異而共存著。實際上，這兩種方式確實各有千秋。從機房設施的工程實踐上看，前者易、后者難;從投資風險上看，前者大、后者小;從投資、運營的過程和管理上看，前者簡便、后者繁瑣。所以，對于業(yè)務相對穩(wěn)定的企業(yè)用戶，更愿意選擇前者;而業(yè)務發(fā)展迅速或市場風險高的企業(yè)，

11、則更愿意選擇后者，即對機房設施的可擴展性要求高，希望“隨需應變”。用戶對機房設施“隨需應變”的要求，對機房的規(guī)劃、設計、設備選型、運行維護等四個環(huán)節(jié)及電源、空氣調節(jié)、防雷、機柜、監(jiān)控等五個子系統(tǒng)(有時將防雷納入電源子系統(tǒng))提出了挑戰(zhàn)。一、規(guī)劃在規(guī)劃環(huán)節(jié)，首先需要在數(shù)據(jù)中心機房選址問題上考慮擴展性的要求，包括對面積、樓層位置、樓層凈高、地面載荷等方面的要求。如果決定采用單一房間，顯然要考慮未來擴容時的IT設備及機房設備的面積需求;另外可行的方案是，擴容時占用其他房間在這種情況下，需要同時對欲占用的房間進行同樣的結構評估，包括樓層位置、樓層凈高與承重。樓層位置主要影響空調室外機房的放置問題。一般情

12、況下，空調室外機與機房的垂直距離不宜超過15米，所以機房的選址樓層多選在距離樓頂、底層或設備層較近的樓層，并在樓頂、底層或設備層中預留足夠的空間，以備未來機房空調系統(tǒng)擴容時，安裝空調室外機。如果未來擴容時計劃不擴大機房面積，而是增大機房內的設備密度(或機架數(shù)量)，則必須考慮未來的設備重量與機房地板承重。二、設備選型設備選型環(huán)節(jié)應考慮的問題很多，以下分為子系統(tǒng)來討論。1、供電子系統(tǒng)從供電子系統(tǒng)來看，需要考慮包括UPS、供電線路、配電線路等在內的整體的可擴展性。對于一般規(guī)模數(shù)據(jù)中心機房來講，可以不考慮擴容對電力變壓器的要求，但是需要考慮機房供電線路的容量問題。由于供電線路的擴容改造工程比較復雜，所

13、以建議在機房初建時，應預留能夠滿足未來機房設備擴容需求的容量，其中應特別注意空調機、新風機等其他設備的負荷問題。對于機房主輸入開關的配置，有三種方案可以選擇。如果采用“一步到位”的方案，則擴容時不必斷開此開關及上級主開關，不存在機房輸入市電中斷的情況，但缺點是在機房運行初期由于開關容量過大，發(fā)生負載故障時，存在動作不靈敏的可能及線路火災隱患。采用“逐步升級”即每當擴容時更換主開關的方案，則不存在以上隱患，但缺點是擴容時需斷電。折中方案是根據(jù)擴容前后的容量，預先安裝兩個或多個空氣開關，根據(jù)某一階段的實際負載量，啟用一個、兩個或多個空開，這種方式能夠解決斷電隱患和火災隱患。在機房的設備投資中，UP

14、S占有很大比重，所以UPS的擴展性問題更應引起關注。目前，隨著半導體技術、電力電子技術、控制技術的發(fā)展，UPS技術已日瑧完善與成熟，并機技術已經被廣泛采用，從而為不停機擴容提供了技術保障。而模塊化技術的發(fā)展，則使UPS的擴容變得異于尋常地簡便就像直流電源模塊的擴容一樣，推拉之間便可完成增加或更換模塊，完成系統(tǒng)擴容或修復。但是與整機模式相比，模塊化設計的模式的單位容量制造成本較高，并且單模塊的容量不宜做得很大，這使得模塊化UPS更常用于有冗余要求的方案中，尤其是N+1冗余配置的場合，以改善整個UPS系統(tǒng)的經濟性。對于UPS輸出配電的選擇也不容易忽視。輸出配電包括配電柜和機柜內電源插排及線纜連接等

15、。資料顯示，4050%的負載斷電故障的原因是由于輸出配電而不是UPS或電池組的問題(數(shù)據(jù)來源：司安瑞咨詢，2004年)，而其中有許多案例往往發(fā)生在輸出擴容過程中(如支路過載、電源插排接觸不良等問題)。配電環(huán)節(jié)投資比重很低，建議用戶在選用時應注意配電部件的產品品質，并且在機柜內杜絕使用非機柜專用插排，擴容前檢測每一支路的負載電流情況，配電柜應預留足夠支路空開位置，盡量選用可熱插拔的空開等。2、空氣調節(jié)子系統(tǒng)空氣調節(jié)子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心機房專用空調機設備、新風機設備等組成的氣流發(fā)生系統(tǒng)以及氣流組織、配送系統(tǒng)。氣流發(fā)生系統(tǒng)用來產生恒溫、恒濕、潔凈的氣流，其容量根據(jù)設備的熱負荷決定，擴容時主要考慮空間、

16、承重問題和供電容量等問題(見前文)。氣流配送系統(tǒng)用來形成合理的氣流組織，將氣流分配、輸送到IT設備。如果整個機房的擴容采用不增加面積、而增加設備密度的方式，氣流配送系統(tǒng)的擴容將必須考慮更多的因素。與配電回路中的電阻、壓降可以忽略不計相反，氣流配送回路中的風阻和風壓的降落不可忽略，而且可能比負荷(IT設備等)本身的風阻、風壓降落還要大;更嚴重的是，回路參數(shù)與許多變動的現(xiàn)場環(huán)境條件有關，如地板開口面積、數(shù)量、位置、機房密閉程度、IT設備放置位置、角度、方向、機鄰機柜之間的距離和相對位置、機柜柜門的開孔率、地板高度等等。為了給擴容時提供變化余地，需要在機房初建時盡量減少固定風阻，如地板下送風風阻。減

17、小送風風阻的方法有：增加高架地板高度(國家標準電子計算機機房設計規(guī)范GB50174-93中規(guī)定，地板敷設高度宜為200350mm，但國內有經驗、有條件的用戶已經建設高度為600mm的機房);規(guī)范地板下線纜鋪設工藝;保證機柜上部凈高以以及回風通路載面積。國內經常出現(xiàn)忽視樓層凈高問題，而導致擴容后部分IT設備運行溫度過高的情況，如某地板高度為150mm的機房，在擴容時被迫遷址的案例。另外常見的案例是錯誤選用普通空調機而出現(xiàn)擴容后無法克服回路風阻、提供足夠的風量而使IT設備超溫的情況。3、機柜子系統(tǒng)機柜子系統(tǒng)越來越受到重視。IT設備的機架化勢不可擋，以至于非機架或設備(如塔式服務器)也“借機”上架了

18、。正如美國可用性研究中心提出的“IT微環(huán)境”概念所提示的那樣，機架(機柜)正在成為IT設備的“新家”，或者說，機柜內的微環(huán)境，才是所謂的“機房環(huán)境”，更有研究專家稱：“機柜即機房”。在某種程度上講，至少在機房的物理空間層面上講，機柜確實可以理解為被“切割成模塊的機房”。數(shù)據(jù)中心機柜的擴展性表現(xiàn)在機柜內設備密度的擴展和機柜數(shù)量的擴展。一般情況下，用戶在機房初建時都在機柜內預留了相當寬裕的空間，以42U機柜為例，通常所有設備只占據(jù)1020個U，所以表面上看，在空間上具有100200%的擴展性。但是，實際的擴展性都遠非如此樂觀，因為必須將機柜的配風能力(通常稱為散熱能力)以及配電能力考慮在內。首先，

19、機柜內的設備需要溫度、濕度適宜并且風量充足的冷風(冷空氣)，這些冷風被機柜內的IT設備吸入，從而為設備內的部件尤其是CPU降溫。當機柜內設備數(shù)量增加到一定數(shù)量時，由地板出風口送出的冷風的風量將不能滿足所有設備的需求，從而形成部分IT設備配風不足而過熱，形成局部熱點。風量的分配由包括出風口風壓、出風口面積等的許多因素決定，在冷風從地板出風口向上排出后的上升過程中，動壓不斷下降，從而引起位于機柜不同高度的設備的配風量分布很不均勻。而且，當出口風速比較小時，動壓不夠強，冷風不能被送到機柜上部的設備，使上部設備過熱;而加大出口風速，雖然能夠解決機柜上部的送風問題，但會引起機柜下部位置的凈壓過低甚至產生

20、負壓(射流效應)，從而使下部設備配風不足，引起過熱。解決機柜內設備密度擴展時遇到的這種局部熱點問題，可以采用調配IT設備位置的方式來解決。例如，把熱負荷最大的設備，安裝在機柜中部位置，以便獲得最大的配風風量。另外的解決方法是，在機柜的上部或下部位置，安裝軸向水平的強排風扇，增強上部或下部的吸入能力(即減小IT設備的入口靜壓)，從而增加配風風量。值得注意的是，早期機柜的頂部通常都安裝有垂直軸向的、向上排風的強排風扇，但這種風扇對目前的標準IT機柜沒有任何作用，因為現(xiàn)在所有的機架式IT設備均為前進風、后排風。其次，機柜內的設備需要供電以及與機柜外部的通訊聯(lián)絡。當機柜內的IT設備數(shù)量增加時，這些線纜

21、、連接端子同時成倍地增加，從而對機架式電源排插的容量、插口數(shù)量都提出了擴展要求。如果要增加電源排插的數(shù)量，則需要考慮是否有留有空間、在配電柜上是否留有空開及接線位置。機柜內的布線空間也是需要提前考慮的，因為當機柜內的功率密度提高時，設備后部的線纜將明顯增加風阻，所以必須考慮線纜管理及走線空間的問題。數(shù)據(jù)中心機柜數(shù)量的擴展方式，則主要要求機柜外部的擴展條件，考慮問題的內容被包含在機房的擴展問題中。4、防雷子系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心防雷子系統(tǒng)包括機房內的電源防雷和信號防雷，不包括建筑物防雷。其擴展性比較容易實現(xiàn)。數(shù)據(jù)中心防雷子系統(tǒng)由接地系統(tǒng)和各級防雷器組成。接地系統(tǒng)的規(guī)格與機房擴容的關系不大;電源防雷器安裝在開關柜中，其規(guī)格則與被保護負載的容量無關，其安裝數(shù)量與設備數(shù)量(空開數(shù)量)有關;信號防雷器直接串在信號線纜一端或兩端，基本不占用空間。所以，防雷系統(tǒng)在擴容時的要求，主要是開關柜中占用卡排的空間位置。只要在機房初建時防雷子系統(tǒng)按照標準設計和建設