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數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)工程基本知識

01 數(shù)據(jù)中心定義

為集中放置的電子信息設(shè)備提供運(yùn)行環(huán)境的建筑場所，可以使一棟或幾棟建筑物，也可以是一棟建筑物的一部分，包括主機(jī)房、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)。

主機(jī)房：包括服務(wù)器機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、存儲(chǔ)機(jī)房等功能區(qū)域；

輔助區(qū)：包括進(jìn)線間、測試機(jī)房、總控中心、消防和安防控制室、拆包區(qū)、備件室、打印室、維修室等區(qū)域；

支持區(qū)：包括變配電室、柴油發(fā)電機(jī)房、電池室、空調(diào)機(jī)房、動(dòng)力站房、不間斷電源系統(tǒng)用房、消防設(shè)施用房等；行政管理區(qū)：包括辦公室、門廳、值班室、盥洗室、更衣間和用戶工作室等。

02 數(shù)據(jù)中心建設(shè)級別

GB50174分為A、B、C三級，A級最高；

TIA-942《數(shù)據(jù)中心通信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》分為T1、T2、T3、T4四級，T4最高；級別越高安全性越高，在同樣規(guī)模的IT使用量下，前期的投資會(huì)越大。

T1數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：最基本的數(shù)據(jù)中心

“T1”的數(shù)據(jù)中心是基本型的數(shù)據(jù)中心配置，有計(jì)劃和無計(jì)劃的運(yùn)營中斷都會(huì)影響它的正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)中心機(jī)房配有供配電系統(tǒng)和空調(diào)制冷系統(tǒng)，但是它可以或不一定有架高的活動(dòng)地板、UPS或者發(fā)電機(jī)設(shè)備。如果系統(tǒng)配置了UPS或者發(fā)電機(jī)，但這些設(shè)備是單個(gè)模塊的系統(tǒng)并且有很多單路徑故障點(diǎn)?；谝粋€(gè)年度內(nèi)進(jìn)行預(yù)防性檢修和維護(hù)的需要，機(jī)房內(nèi)的這些基礎(chǔ)設(shè)施需要完全關(guān)閉停運(yùn)。當(dāng)發(fā)生機(jī)房內(nèi)的設(shè)備故障、操作錯(cuò)誤以及外部因素或自然原因等緊急情況時(shí)，將引起數(shù)據(jù)中心運(yùn)營的中斷。T1機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施沒有榮譽(yù)的組成部分，可提供99.671%的可用性。

T2數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：部件冗余

“T2”的數(shù)據(jù)中心與“T1”的主要區(qū)別是基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備采用了部件冗余配置（N+1）。機(jī)房內(nèi)有架高的活動(dòng)地板、UPS和發(fā)電機(jī)，但仍然是單模塊系統(tǒng)。關(guān)鍵的供電線路的維修和場地內(nèi)其他基礎(chǔ)設(shè)施的維修維護(hù)都需要關(guān)閉中斷。T2的供配電系統(tǒng)和冷卻分配雖然仍是單通路組成，但由于關(guān)鍵設(shè)備是冗余配置，所以可提供99.741%的可用性。

T3數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：可在線維修

“T3”數(shù)據(jù)中心的功能考慮到了任何有計(jì)劃的機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施活動(dòng)安排，而不應(yīng)使IT設(shè)備硬件系統(tǒng)運(yùn)行中斷。有計(jì)劃的活動(dòng)安排包括預(yù)防性和程序性的維護(hù)修理、零部件更換、新設(shè)備的增加（擴(kuò)容）或調(diào)整部件的容量、部件和系統(tǒng)的測試等。對使用冷凍水系統(tǒng)的大型機(jī)房來說，這表示要配置兩套獨(dú)立的管路，在進(jìn)行維修或者在一條管路上測試時(shí)，另一條管路要保證有足夠的容量維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。無計(jì)劃的活動(dòng)，例如基礎(chǔ)設(shè)施的零部件發(fā)生故障，仍然會(huì)造成數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行中斷。T3由多條有效地電力和冷卻分配路徑組成，通常只一條路徑正常運(yùn)行，有多余的備用組成部分，所以可在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行有計(jì)劃的工作安排，具有可在線維修功能。系統(tǒng)的可用性可達(dá)到99.982%。

T4數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施：故障容錯(cuò)

“T4”數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施最重要的功能是具備故障容錯(cuò)功能，對于機(jī)房有計(jì)劃的活動(dòng)安排，包括預(yù)防性和程序性的維護(hù)修理、零部件更換、新設(shè)備的增加（擴(kuò)容）或調(diào)整部件的容量、部件和系統(tǒng)的測試和意外的事件，都要保證系統(tǒng)關(guān)鍵負(fù)荷不中斷運(yùn)行。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上需要同時(shí)又兩路在線運(yùn)行，供電系統(tǒng)應(yīng)該是兩個(gè)獨(dú)立的N+1UPS系統(tǒng)冗余。關(guān)鍵負(fù)載的最大負(fù)荷不應(yīng)超過每一個(gè)系統(tǒng)的最大輸出容量90%?！癟4”要求全部IT設(shè)備硬件有故障容錯(cuò)的雙電源輸入。嚴(yán)格的故障容錯(cuò)能力使數(shù)據(jù)中心具有維持意外故障發(fā)生或者運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)，不發(fā)生運(yùn)行中斷的能力。T4由多條有效的電力和冷卻分配路徑組成，并且具有故障容錯(cuò)功能，可提供99.995%的可用性。

03 數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)

配電系統(tǒng)分為動(dòng)力系統(tǒng)及UPS系統(tǒng)，前端總輸入配置柴油發(fā)電機(jī)。配電系統(tǒng)是保證數(shù)據(jù)中心不間斷運(yùn)行，支撐數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的核心系統(tǒng)。UPS系統(tǒng)包括：UPS、電池、精密配電柜（列頭柜）、工業(yè)連接器、PDU、STS靜態(tài)轉(zhuǎn)化開關(guān)（重要的單電源設(shè)備）；動(dòng)力系統(tǒng)包括：ATS雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)等；

04 數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)保證數(shù)據(jù)中心的溫度、濕度、潔凈度、正壓等，是保證數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的重要系統(tǒng)。常見的是溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)。

動(dòng)力：空調(diào)主機(jī)（冷機(jī)/熱泵、水泵、板換）、冷卻塔；新風(fēng)系統(tǒng)有過濾、降溫、去濕的功能，保證機(jī)房的正壓和潔凈度。（新風(fēng)機(jī)、防火閥）；排風(fēng)系統(tǒng)用于氣體滅火后的排風(fēng)，人工啟動(dòng)。集中設(shè)置排風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)，支管處設(shè)置電動(dòng)密閉閥；末端設(shè)備有精密空調(diào)、加濕器等；給排水管道應(yīng)采取防滲漏和防結(jié)露的措施；在房間內(nèi)溫度不超限的情況下，空調(diào)系統(tǒng)允許中斷。

05 數(shù)據(jù)中心的氣流組織

機(jī)房空調(diào)送風(fēng)形式有上送風(fēng)和下送風(fēng)兩種

A、上送風(fēng)：

上送風(fēng)系統(tǒng)在機(jī)房頂部安裝散風(fēng)口，冷風(fēng)從出風(fēng)口排出對機(jī)房內(nèi)制冷，這種送風(fēng)方式由于冷風(fēng)先與空氣混合，影響制冷效果，一般適合用在小型機(jī)房或是散熱量小的機(jī)房一般也采用將天花板以上作為靜壓箱來處理，當(dāng)有的用戶需要接風(fēng)管是時(shí)候，我們希望風(fēng)管不宜過長，應(yīng)保證靜壓消耗小于75Pa，如確實(shí)需要較長風(fēng)管，考慮采用增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)來彌補(bǔ)；

B、下送風(fēng)：

下送風(fēng)在地板上開孔，將地板下作為一個(gè)靜壓箱，在機(jī)架下方裝有出風(fēng)口，使經(jīng)過空氣調(diào)節(jié)的較低溫度氣體自下而上流過程控機(jī)架，將熱量帶走，精密空調(diào)冷風(fēng)向下排出，將冷風(fēng)送向機(jī)房內(nèi)設(shè)備達(dá)到制冷，從而保證設(shè)備在一個(gè)適宜的環(huán)境溫度下工作。

上送風(fēng)方式的優(yōu)點(diǎn)：

1）上走線方式，機(jī)房內(nèi)沒設(shè)活動(dòng)地板，空調(diào)機(jī)組所需加濕給水管、凝結(jié)水排管均為明布置，一旦有漏水現(xiàn)象，能快速發(fā)現(xiàn)，及時(shí)排除，消除引起機(jī)房不安全的因素。

2）機(jī)房內(nèi)沒有活動(dòng)地板，不易積灰，即使房間有灰塵，清理打掃很方便，從而使空調(diào)機(jī)組的過濾網(wǎng)使用時(shí)間長，減少維護(hù)管理的工作量。

3）機(jī)房設(shè)備若是分期分批、逐步安裝的，空調(diào)設(shè)備也是與設(shè)備同步分批安裝，上走線的機(jī)房有利于空調(diào)設(shè)備加濕給水管、凝結(jié)水排水管的擴(kuò)容建設(shè)。

上送風(fēng)方式的缺點(diǎn)：

1）上送風(fēng)的空調(diào)送風(fēng)方式是由機(jī)房的上部送到設(shè)備，與熱空氣交換后，從機(jī)房的下部回到空調(diào)機(jī)組內(nèi)。機(jī)房的送風(fēng)氣流組織與空氣流動(dòng)特性相矛盾，從而使得房間最下部溫度偏高，不利于設(shè)備的運(yùn)行。

2）根據(jù)機(jī)房的大小，空調(diào)機(jī)組送風(fēng)距離的長短，空調(diào)上送風(fēng)具體形式有所不同。需要送風(fēng)距離較短時(shí)，可以用消音送風(fēng)帽的風(fēng)口直接送到機(jī)房內(nèi)，機(jī)房內(nèi)的氣流組織為上側(cè)送風(fēng)下側(cè)回風(fēng)方式。需要送風(fēng)距離較長時(shí)，就需要在機(jī)房上部設(shè)送風(fēng)管道，通過空調(diào)送風(fēng)管、送風(fēng)口把空氣送到機(jī)房的所需部位，這樣，送風(fēng)管和送風(fēng)口就需要與設(shè)備的各類走線架、照明燈具進(jìn)行協(xié)調(diào)，以免相互打架矛盾，給設(shè)計(jì)、施工帶來一定的工作量。

3）由于上送風(fēng)方式是直接將風(fēng)吹到機(jī)房內(nèi)或是用送風(fēng)管和送風(fēng)口送到機(jī)房，所需送風(fēng)機(jī)的機(jī)外余壓相對下送風(fēng)要高，再加上送風(fēng)沒有了活動(dòng)地板，送風(fēng)本身的風(fēng)聲也比下送風(fēng)要高，因此，同樣規(guī)格的空調(diào)機(jī)組，上送風(fēng)型比下送風(fēng)型噪聲要高些。

4）對于進(jìn)深較大的通信機(jī)房，為了空調(diào)送風(fēng)均勻，需要增加送風(fēng)管，機(jī)房上部因通信走線橋架、空調(diào)風(fēng)管、照明燈具等的布置，顯得比較雜亂，沒有下送風(fēng)方式機(jī)房整齊美觀。

下送風(fēng)方式的優(yōu)點(diǎn)：

1）下送風(fēng)方式是將低溫空氣直接從底部送到設(shè)備內(nèi)，吸收設(shè)備的熱量后，從機(jī)房頂部回到空調(diào)機(jī)組頂部?？照{(diào)風(fēng)流動(dòng)方向與空氣特性相一致，容易得到好的空調(diào)效果。

2）地板下的空間比風(fēng)管斷面的面積要大許多，這就形成了靜壓箱，因此下送風(fēng)方式送風(fēng)均勻，整個(gè)機(jī)房區(qū)域的溫差小。

3）因?yàn)樗惋L(fēng)是在活動(dòng)地板內(nèi)，從而使下風(fēng)的距離與上送風(fēng)方式在同等條件下，所需的送風(fēng)風(fēng)壓低，空調(diào)設(shè)備和送風(fēng)噪聲相對會(huì)低一些

4）單從空調(diào)專業(yè)的角度出發(fā)，下送風(fēng)方式不需送風(fēng)風(fēng)管和送風(fēng)口，對于設(shè)計(jì)施工來說，相對簡單方便，空調(diào)設(shè)備的擺放就可以靈活的進(jìn)行調(diào)整。由于下送風(fēng)將通信各類管線，空調(diào)專業(yè)的管線均隱藏在活動(dòng)地板內(nèi)，從而使得機(jī)房內(nèi)顯得整齊美觀。僅從空調(diào)專業(yè)投資來說，相對上送風(fēng)而言投資會(huì)低一點(diǎn)。

下送風(fēng)方式的缺點(diǎn)：

1）因?yàn)榛顒?dòng)地板主要是給設(shè)備布置各類通信管線用的，一些建設(shè)單位從減少消防保護(hù)區(qū)、降低氣體滅火系統(tǒng)投資方面考慮，活動(dòng)地板的凈高度不到500ｍｍ，一般在工程初期時(shí)設(shè)備少，管線少，且開始管線的布置也是整齊有序，能保證有足夠的空間給空調(diào)送風(fēng)用，隨著工程的不斷擴(kuò)容，設(shè)備管線愈來愈多，加上后期的施工也是怎樣省事怎樣做，從而無法保證空調(diào)送風(fēng)所需的足夠面積，從而影響空調(diào)效果。

2）盡管機(jī)房密封性較好，但還是有灰塵進(jìn)入機(jī)房，活動(dòng)地板下面極易藏污納垢，而且清理很難，如果管理不善，會(huì)造成一些部位有灰塵集聚，空調(diào)下送風(fēng)會(huì)使灰塵隨風(fēng)進(jìn)入設(shè)備，增加設(shè)備故障。

3）下送風(fēng)空調(diào)方式的加濕給水管、凝結(jié)水排水管都布置在活動(dòng)地板內(nèi)，出現(xiàn)問題時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，易造成安全隱患。