現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

1、導(dǎo)讀本文通過作者近年來在基層參與多次機(jī)房建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，列舉了大量 的工作實(shí)例，就機(jī)房空調(diào)、UPS、供配電以及設(shè)備安裝、管路鋪設(shè)等結(jié)構(gòu)方面的問 題結(jié)合理論進(jìn)行了深入分析與探討，可供大家在機(jī)房建設(shè)中借鑒以及做進(jìn)一步討 論。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心機(jī)房技術(shù)的發(fā)展更是日新月 異，筆者最近三年先后參與了蘇州建行（全國(guó)建行系統(tǒng)五大城市行之一）數(shù)據(jù)中心 機(jī)房、建設(shè)銀行總行蘇州信用卡分中心（存儲(chǔ)和處理中國(guó)南方地區(qū)的信用卡數(shù)據(jù) 與交易）的數(shù)據(jù)中心主機(jī)房的設(shè)計(jì)與建設(shè)以及蘇州建行新區(qū)主機(jī)房的改建等項(xiàng)目。 在此，就自己參與的以上項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了幾點(diǎn)在機(jī)房建設(shè)中值得注意的問 題，與大家共同交流

2、探討。同時(shí)也希望能起到拋磚引玉的作用，愿能看到更多有 價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)與業(yè)界的同仁分享。一、精密空調(diào)容量規(guī)劃近年來，隨著銀行電算化業(yè)務(wù)量的迅猛發(fā)展和以刀片式服務(wù)器等為代表的新 一代高集成度設(shè)備的大量投放到機(jī)房中運(yùn)行，數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)單位面積的熱負(fù)荷 正日漸增大，已遠(yuǎn)非往昔，不可同日而語，如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB50174-93 ）及中國(guó)建 設(shè)銀行2000年分布的計(jì)算機(jī)機(jī)房裝修規(guī)范等文件中都將200250W/m2作為 數(shù)據(jù)中心機(jī)房的制冷量標(biāo)準(zhǔn)，而實(shí)際上現(xiàn)在裝載著刀片式服務(wù)器的機(jī)柜，負(fù)載容 量超過5kW以上是很平常的事，而隨著計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的進(jìn)一步發(fā) 展，計(jì)算機(jī)設(shè)備的功率密集度將呈現(xiàn)越來越高的發(fā)展趨勢(shì)

3、，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備功率密集 度的增加勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱量也越來越高，如果我們?nèi)园凑者^去有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的 200W/m2的制冷量來設(shè)計(jì)，將無法滿足現(xiàn)今新一代數(shù)據(jù)中心機(jī)房制冷需要。如我們蘇州建行數(shù)據(jù)中心機(jī)房各種計(jì)算機(jī)設(shè)備的裝機(jī)容量從2005年7月至 2008年1月的兩年半的時(shí)間就近翻了一番多，而且增加的多是P550、P570以及 大量的刀片式服務(wù)器等功率密度非常高的IT設(shè)備，整個(gè)裝機(jī)功率已由原來的 66kVA驟增到了目前的138kVA，機(jī)房原來尚余占總面積約五分之二的空間也幾乎 全被新裝的各種服務(wù)器、小型機(jī)所逐漸占據(jù)，原來我們的精密空調(diào)是按照415W /m2配置的，在2005年9月機(jī)房剛啟用之時(shí)，整個(gè)精密空

4、調(diào)幾乎有一倍左右的 余量，而現(xiàn)在每當(dāng)時(shí)臨夏季高溫就有捉襟見肘的感覺了，盛夏來臨，最擔(dān)心的是 鄰近的兩個(gè)以上精密空調(diào)模塊同時(shí)發(fā)生故障，如果這樣就極易造成機(jī)房局部區(qū)域 制冷能力不足而導(dǎo)致過熱的現(xiàn)象發(fā)生。據(jù)了解，像這種因?qū)C(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備功率增加估計(jì)不足而導(dǎo)致機(jī)房空調(diào)制冷無法 滿足需求的情況是相當(dāng)普遍的，如果我們?cè)谠缙趯?duì)機(jī)房日后負(fù)荷的增加估計(jì)不足， 今后想要在已經(jīng)正常運(yùn)行的機(jī)房中再進(jìn)行空調(diào)增容，安裝新的精密空調(diào)，其難度 與風(fēng)險(xiǎn)都將是非常大的，因?yàn)樵谪?fù)荷很大的機(jī)房中要想關(guān)掉精密空調(diào)一個(gè)甚或半 個(gè)小時(shí)再施工，實(shí)際上是不太現(xiàn)實(shí)的事情。尤其值得注意的是新增空調(diào)當(dāng)其數(shù)量 眾多的銅管在運(yùn)行著的機(jī)房?jī)?nèi)燒焊時(shí)，稍有不慎就

5、會(huì)因機(jī)房?jī)?nèi)運(yùn)行空調(diào)出風(fēng)助燃 火勢(shì)而引發(fā)火災(zāi)等重大事故。因此，最好的辦法是能夠在機(jī)房初期規(guī)劃階段就對(duì) 這些問題都予以充分的考慮，放足余量。根據(jù)目前計(jì)算機(jī)設(shè)備的制冷需要并考慮 到今后一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展需求，我們認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心機(jī)房的精密空調(diào)制冷量至少 應(yīng)配置到每平方米700W左右，密度特別大的機(jī)房甚至還要放大。二、UPS三相輸入的零線線徑要適當(dāng)加粗按照通常的電工標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，零線線徑一般取相線的50%75%,而實(shí) 際上，由于計(jì)算機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)小型機(jī)、服務(wù)器等容性負(fù)載的非線性特性和由此而帶來 的諧波等的干擾以及三相負(fù)載不平衡的影響等，使其零線電流往往要接近或者超 過相線的電流值，有的地方甚至還會(huì)出現(xiàn)零線電流

6、加倍超過相線電流的情況。因 此，如果我們的零線不具有能夠承載足夠載流量的線徑，就會(huì)使零線線阻變得很 大，零線電壓（零地電壓）隨之升高，嚴(yán)重的還會(huì)使零線的導(dǎo)線發(fā)熱，甚至造成零 線開路（脫零）等嚴(yán)重事故。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，在以容性負(fù)載為主的計(jì)算機(jī)機(jī)房中， 建議將UPS三相輸入的零線線徑放寬到相線線徑的1.2 1.5倍，這樣可以十分 有效地減少諧波的干擾，降低零地間的電壓。三、關(guān)于“零地短接”問題我們建行總行蘇州信用卡分中心機(jī)房建成后發(fā)現(xiàn)，UPS輸出端的零地電壓高 達(dá)3.6V居高不下，當(dāng)時(shí)考慮過用再打接地樁的辦法來抑制零地電壓，卻因該大 樓位居鬧市中心，周圍全被高樓大廈包圍，實(shí)在難于實(shí)施;但如果放任不

7、管，則 如此高的零地電壓對(duì)于主機(jī)房?jī)?nèi)重要的計(jì)算機(jī)設(shè)備的上線使用，存在嚴(yán)重隱患。 因此，我們嘗試用零地短接的方法來消除零地電壓，因?yàn)橐坏┝愕囟探?，零地?壓必然會(huì)下降。然而按照過去的規(guī)定，供配電采用“TN-S”接法的電源系統(tǒng)是嚴(yán) 格禁止將零地進(jìn)行短接的，怎么辦呢？之后，我們參考了大量資料后，在建筑 電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50303 - 2002）中找到了答案，該規(guī)范的第9 條在關(guān)于不間斷電源安裝中的9.1.4款中明確指出：“不間斷電源輸出端的中 性線（N極）通過接地裝置引入干線做重復(fù)接地，有利于抑制中性點(diǎn)漂移，使三相 電壓均衡度提高。同時(shí)，當(dāng)引向不間斷電源供電側(cè)的中性線意外斷開時(shí)，可確保

8、 不間斷電源輸出端不會(huì)引起電壓升高而損壞由其供電的重要用電設(shè)備，以保證整 幢建筑物的安全使用”。因此，我們?cè)诮?jīng)過反復(fù)討論后決定在機(jī)房UPS輸出尚未接上重要負(fù)載之前， 按上述接法接上若干臺(tái)舊的微機(jī)與服務(wù)器試運(yùn)行了一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)一切正常，這 才正式將IBMP550、P570、NET7000等數(shù)十臺(tái)小型機(jī)和服務(wù)器等上線運(yùn)行。上線 至今的二年里該UPS供電系統(tǒng)一直保持著良好的運(yùn)行狀態(tài)，從未損壞過一個(gè)電源 或硬盤。實(shí)踐證明，GB50303 - 2002規(guī)范中關(guān)于UPS電源輸出零地必須短接 的要求不失為一種切實(shí)可行的好辦法。四、互為備份的UPS備份余量必須充足互為備份UPS就是指當(dāng)一臺(tái)UPS出現(xiàn)故障無法運(yùn)

9、行時(shí)由另一臺(tái)UPS將它的負(fù) 載全部接管過去，同時(shí)不允許產(chǎn)生任何短時(shí)間的停電間隙。因此對(duì)互為備份的兩 組UPS來說都必須具備足夠的承載余量，否則的話，一旦切換，后果將不堪設(shè)想。如某單位有兩組UPS，2X100kVA冗余的一組加100kVA單機(jī)的一組，它們分 別供給雙電源服務(wù)器的兩個(gè)電源輸入插座中，其中雙機(jī)冗余的UPS目前每臺(tái)的 三相負(fù)載分別為25%、27%、24%;單機(jī)UPS目前的三相負(fù)載分別為47%、49%、46%。 雖然看起來它們的負(fù)荷都不算大，但是從原理上而言，該UPS系統(tǒng)實(shí)際上已經(jīng)失 去了互為備份的作用，在本例中如果單機(jī)UPS發(fā)生故障時(shí)其負(fù)載切入冗余并機(jī)的 UPS中是完全沒有問題的，因?yàn)?/p>

10、切入時(shí)冗余并機(jī)UPS每臺(tái)的各相分別只承載單機(jī) UPS負(fù)載的23.5%、24.5%和23%，加上冗余并機(jī)UPS本身的負(fù)載一共也只有48.5%、 51.5%、47%的負(fù)載，余量還是非常之大;但是當(dāng)并機(jī)UPS發(fā)生故障時(shí)，則切到單 機(jī)上的將分別是50%、54%和48%，加上單機(jī)原來的負(fù)載，總共負(fù)載為97%、103%、 94%顯然已經(jīng)超出了單機(jī)UPS的負(fù)荷承載能力，一旦切換必將會(huì)引起單機(jī)UPS的 宕機(jī)（三相電源中任何一相超載都會(huì)引發(fā)宕機(jī)事故）。五、關(guān)于機(jī)房裝修中的幾個(gè)結(jié)構(gòu)方面的問題1、因?yàn)橛?jì)算機(jī)機(jī)房建成后在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里經(jīng)常還將會(huì)有各種計(jì)算機(jī) 設(shè)備進(jìn)入或移出主機(jī)房，而到時(shí)唯一的路徑就是包括各道隔斷門

11、和通道門（包括 消防安全門）等在內(nèi)的機(jī)房通道，不到萬不得已是絕對(duì)不可能去拆除隔斷或玻璃 的，因?yàn)椴输摪濉⒉ＡУ炔鹆艘院蠹词寡b得再好，也總會(huì)留下形狀、色差等的不 協(xié)調(diào)之處，給我們漂亮的機(jī)房帶來難以挽回的缺憾。因此，在機(jī)房設(shè)計(jì)之初，就 必須充分考慮到日后大型設(shè)備進(jìn)出時(shí)的尺寸所需，如門的高度要有2200mm，因 為現(xiàn)在很多計(jì)算機(jī)設(shè)備高度都是達(dá)到2000mm的，搬運(yùn)時(shí)還必須考慮到裝載設(shè)備 的車的高度;橫向盡量做成雙開門，尺寸應(yīng)不小于1500mm。轉(zhuǎn)角的尺寸也要考慮 到今后比較長(zhǎng)的設(shè)備能轉(zhuǎn)得進(jìn)去，而消防應(yīng)急門平時(shí)一般不開啟，所以不如將其 做得大一些，以備今后應(yīng)急之需。今后計(jì)算機(jī)設(shè)備的數(shù)量和功率密集度的發(fā)

12、展趨 向難以預(yù)計(jì)，因此，空調(diào)、UPS等設(shè)備的擴(kuò)容也將是很多見的事情，因此像此類 大型設(shè)備的日后增容等情況也都必須要加以充分的考慮。2、新風(fēng)機(jī)盡量不要裝在吊頂上，有些地方在機(jī)房建設(shè)時(shí)為了節(jié)省空間和使 機(jī)房下面顯得更為整潔，將新風(fēng)機(jī)裝在吊頂上，實(shí)際上這樣做給日后的維護(hù)修理 帶來了無窮的麻煩，因?yàn)檫@樣一來每次檢修都必須要爬上3米左右高的頂上，還 得拆掉吊頂板，才能實(shí)施。因而有些地方實(shí)在怕麻煩就干脆不做清理維護(hù)或干脆 將新風(fēng)機(jī)內(nèi)的濾網(wǎng)全部拆掉。但事實(shí)上不進(jìn)行清理除塵等維護(hù)，風(fēng)阻會(huì)逐漸增大 而新風(fēng)量會(huì)變得很?。蝗绻麑⑿嘛L(fēng)機(jī)的濾網(wǎng)拆去，則會(huì)使室外的灰塵失去阻攔長(zhǎng) 驅(qū)直入，機(jī)房的凈化保潔功能從此無法實(shí)現(xiàn)，長(zhǎng)

13、久下來，必將會(huì)影響到計(jì)算機(jī)設(shè) 備的安全正常運(yùn)行，而按照正常要求新風(fēng)機(jī)一般每二個(gè)月就必須要更換一次濾網(wǎng)， 因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量將它安裝在容易進(jìn)行維護(hù)操作的地方，使它的功能 能夠正常發(fā)揮，其次再考慮機(jī)房的整潔與美觀等。3、VRV空調(diào)的下水管道不得并入大樓雨水管VRV空調(diào)因?yàn)槠渚哂形數(shù)膬?nèi) 機(jī)和集中式的外機(jī)以及自上而下的送風(fēng)形式等特點(diǎn)，因此不失為一種節(jié)省空間、 節(jié)省電力，并且能給人員帶來舒適感的空調(diào)設(shè)備，因此，在現(xiàn)代化人機(jī)分離的計(jì) 算機(jī)機(jī)房中，除了主機(jī)房等機(jī)器設(shè)備密集的地方，如監(jiān)控機(jī)房、終端設(shè)備機(jī)房等 操作人員集中的地方一般都會(huì)采用VRV空調(diào)來滿足機(jī)房操作人員的需求，但是因 為VRV空調(diào)安裝在

14、機(jī)房之中，受環(huán)境與空間等因素局限，給它冷凝水的泄放帶來 了困難，有的工程承包公司為了圖省事，往往將其下水管道直接接入到大樓的雨 水管中，其實(shí)，這樣做的危害是相當(dāng)大的，雨水管因其有時(shí)的設(shè)計(jì)流量非常小， 容易引起泥沙等的淤積，而淤積后一旦碰上下大雨，雨水來不及排出，就會(huì)從 VRV空調(diào)冷凝水管接入口處外溢，有時(shí)外溢水量甚至很大，威脅到整個(gè)計(jì)算機(jī)機(jī) 房的安全。為了避免日后事故隱患的發(fā)生，我們應(yīng)當(dāng)在機(jī)房建設(shè)之初即行嚴(yán)格把 關(guān)，將VRV空調(diào)的冷凝水下水管單獨(dú)鋪設(shè)，這看起來算不上什么大事，但如果不 注意也會(huì)給我們帶來不小的麻煩，而當(dāng)機(jī)房投入運(yùn)行后再要整改就是難上加難了。4、精密空調(diào)下水管的管徑尺寸應(yīng)盡粗，距離應(yīng)盡短，坡度應(yīng)盡大，精密空 調(diào)的冷凝水不像自來水上水管那樣具有較高的壓力，可以將泥沙沖走，冷凝水一 般流速都比較緩慢，因此管徑細(xì)、距離長(zhǎng)、坡度小的下水管極易造成泥沙淤塞， 淤塞后冷凝水失去下水通道，無路可走