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屏蔽機房建設工程解決方案

一、屏蔽機房概述
     
屏蔽機房技術是一門綜合性很強的科學技術,屏蔽機房涉及到屏蔽、供配電、防雷、接地、空調、通風、安防、監控、綜合布線、多媒體、消防、建筑和裝修等多種專業。如何有效的將上述專業結合為一個總體而不是獨自的單元存在,使機房各專業能不錯、不漏、不碰,在設計階段把問題消滅在萌芽中,是一個單位綜合實力的好的體現。我們力求通過嚴謹、科學、先進的設計和施工以保證機房的可靠安全運行。
     
我們力求將信息產業中屏蔽機房建設成為智能機房,所謂智能是在機房空調、電力安全保障功能的基礎之上,將計算機技術(computer)、控制技術(control)、通信技術(communication)、圖形顯示技術(CRT)、遙感技術運用其中,賦予了機房新的生命力,將原本生硬的計算機房同智能的人性化設計完美融合,就如同在人的軀體上裝上了大腦。為此,我公司提出了全新的理念——智能機房集成管理系統,將整個機房的各種動力環境設備子系統集成到一個統一的監控和管理平臺上,通過在一個統一的簡單易用的圖形用戶界面上,維護人員可以隨時隨地監控機房的任何一個設備,獲取所需的實時和歷史信息,進行高效的全局事件管理。該系統為機房維護人員提供了先進的管理手段、實時的管理信息和豐富的歷史記錄,可以提高對機房系統設備的管理水平,實現科學管理,同時也節省了人力,減輕了維護人員的勞動強度,提高了對突發事件的快速反應能力,減少了事故帶來的危害和損失,從而使機房管理步入了一個新的境界。
二、屏蔽機房設計說明
     
屏蔽機房設計參考GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》標準。電磁屏蔽機房建設符合:《處理涉密信息的電磁屏蔽機房的技術要求和測試方法》BMB3—1999標準等行業技術標準。

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      2、塵埃:主屏蔽機房在靜態條件下測試,≥0.5μm的塵粒數應<18000/cm3。
      3
、噪音:屏蔽機房內的噪聲,在計算機系統停機條件下,在主操作員位置測量應小于68dBA)。
      4
、無線電干擾場強:在頻率為0.151000MHz時,屏蔽機房內應≤126dB。
      5
、靜電泄漏電阻:屏蔽機房地面及工作臺面的靜電泄漏電阻,應符合現行國家標準《計算機機房用活動地板技術條件》的規定。
      6
、絕緣體的靜電電壓: ≤1Kv。
      7
、計算機屏蔽機房供電系統根據計算機的性能、用途和運行方式等情況,劃分為A、B、C三級,如下:
    
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      8、采用三相五線,接地采用TN-S方式,在穩態下,應達到電壓220V±2%,頻率50±0.02 HZ,波形失真不大于5%,瞬時斷電時間小于4ms。
      9
、屏蔽機房內絕緣體的靜電電位不應大于1kV。
      10
、照度:距地面0.8m處:屏蔽機房>450LX,應急照明>50LX。
      11
、接地電阻:計算機設備用接地電阻<1Ω,零地壓降<1V。
      12
、要求防火、防水、防塵、防害、防盜、防雷、防靜電、隔熱、保溫。
      13
、負荷分配:三相電流不平衡度≤20%,三相電壓不平衡度≤5%
      14
、電磁干擾:無線電雜波干擾≤0.5V/m ;磁場干擾強度≤800A/m;
      15
、振動:停機條件下,地板表面垂直及水平方向的振動加速度≤500mm/s2。
      16
、接地電阻:
             
交流工作地:R≤4歐姆 
             
安全保護地:R≤4歐姆 
             
直流工作地:接地電阻應按計算機系統具體要求確定
             
防雷接地:R≤4歐姆
             
屏蔽設備接地:R≤1歐姆

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三、屏蔽機房組成與構造
     
屏蔽機房的組成構造包括:電磁屏蔽機房系統、裝飾裝修(包括吊頂、地板、墻面及門窗等)、供配電系統(包括市電、UPS電源、照明等)、接地防雷系統、空調及通風排煙系統、機房動力、環境參數及安防集中監控系統、機房綜合布線系統、氣體消防系統KVM管理系統。

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(一)電磁屏蔽機房系統
       
系統設計、施工標準——BMB3-1999標準的“C”級要求
       
屏蔽殼體——采用鋼板焊制六面屏蔽體:頂、墻板采用厚度為2mm冷軋鋼板,地板采用厚度為3mm冷軋鋼板,焊接工藝為CO2 保護焊。
       
電磁屏蔽門—— 手動電動(手動)鎖緊雙功能屏蔽門
       
濾波器——包括對電源,電話、消防煙感溫感、、門禁控制、線纜的屏蔽處理等。其插入衰減值與屏蔽效能一致,防止電磁輻射泄漏、電源線路傳導發射和二次輻射泄漏;
     
通風波導窗——全焊接式蜂窩波導窗;
     
波導管——供光纖進入屏蔽機房用;
     
屏蔽殼體
         
計算機、通信機及電子設備在正常工作時會產生一定強度的電磁波,該電磁波可能會對其它設備產生干擾或被專用設備所接收,以竊取其工作內容。同時,這些電子設備也需要在小于一定強度的電磁環境下保證其正常工作。
屏蔽就是用金屬板體(金屬網)制成六面體,將電磁波限制在一定的空間范圍內使其場的能量從一面傳到另一面受到很大的衰減。
屏蔽機房就是利用其屏蔽的原理,用金屬材料制成一個六面體房間,由于金屬板(網)對入射電磁波的吸收損耗、界面反射損耗和板內反射損耗,使其電磁波的能量大大的減弱,而使屏蔽機房產生屏蔽作用。
         
屏蔽機房的屏蔽性能以屏蔽效能來進行考量。
          S=E0/E1         
    S=H0/H1
          S——
屏蔽效能        
          E0
H0——沒有屏蔽體時空間某點的電場強度(磁場強度)
          E1
H1——有屏蔽體時被屏蔽空間在該點的電場強度(磁場強度)
         
在屏蔽效能的計算與測試中,往往會遇到場強值相差懸殊(可達上千百萬倍的信號),為了便于計算及表達,通常采用對數單位分貝(dB)進行度量。定義為
         SE=20lg E0/E1
         SH=20lg H0/H1
         
由于屏蔽機房內通常有人員和設備在里面工作,因此屏蔽機房六面密閉的同時,必需留有人員及設備進出的屏蔽門,良好的通風,室內所需的電源,信號的進出,必備的室內裝修,以確保屏蔽機房能正常工作。
       
因此影響屏蔽機房屏蔽效能主要有以下因素:
       
屏蔽機房所用材料。
       
屏蔽材料的接縫處理。
       
屏蔽門。
       
通風窗。
       
電源線的濾波處理。
       
信號線的屏蔽處理。
       
當屏蔽材料采用金屬板時,它的屏蔽效果:
             At=8.68t/δ+20lg{(Z0+Z3)2/4Z0ZS }   
分貝
       
由上述公式可知,當已知金屬板的材料與厚度時,即可計算在不同距離、不同頻率、不同場源的屏蔽效果。選用δ=2mm3mm優質冷軋鋼板,則其在不同場源、不同頻率時屏蔽效果均≥130 dB。
       
屏蔽殼體由六面板體、支承龍骨及殼體與地面之間的絕緣處理組成。其中頂、墻板采用厚度為2mm冷軋鋼板;地板采用厚度為3mm的冷軋鋼板。焊接工藝為CO2保護焊,工藝特點是:焊接變形小,焊縫平。整體機械性能達到以下要求:鋼板不平度≤4mm/,鋼墻垂直度≤10mm,殼體抗震指標≥8級,整體均做防潮防濕處理。
       
屏蔽門
       
采用電動(手動)鎖緊雙功能屏蔽門。
       
基本形式見下圖:

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     關:手動關門,帶動門扇鉸鏈旋轉,當門扇關閉到一定位置后,接觸到門框上的限位開關,電動鎖緊機構就開始工作,5秒后將門扇的插刀部位自動壓至門框的簧片槽口,起到電磁屏蔽的作用。
     
開:通過按動啟動開關,接通電源,電動鎖緊機構開始工作,5秒后將門扇的插刀部位從門框的簧片槽口脫開,脫開后,手動旋轉機構即進行工作,帶動門扇鉸鏈旋轉,直至門扇打開。屏蔽門內單獨設立應急逃生裝置,當突發停電等意外事件,只要打開應急裝置即能自行出入。

     電源濾波器
     
電源濾波器是一種無源雙向網絡,是由無源元件構成多端網絡,它的一端是電源”,另一端是負載”.它不僅能衰減沿電源線傳導的EMI能量,同時也對EMI的輻射有顯著的抑制作用.
     
選用高效低泄漏電源濾波器產品,其插入衰減值與屏蔽效能一致,能有效防止電磁輻射泄漏、電源線路傳導發射和二次輻射泄漏。
電源濾波器的前端要求設置過載保護裝置,但不能有過流保護(如漏電保護開關等)。
信號濾波器主要用于對出入屏蔽機房的數字、模擬信號進行濾波處理。需配置高效低泄漏信號濾波器分別對電話信號、消防煙感溫感、消防聯動控制、火災聲光報警、門禁控制及環境監控信號等線纜的過壁處理,以確保信號不外泄。
     
通風波導窗
     
由于屏蔽機房的密閉性較好,如何解決其內部空間的空氣清新度尤為重要,消防的泄壓、排煙也需排出屏蔽機房,屏蔽通風窗我們將采用性能先進的全焊接式蜂窩波導窗,和相應的新風、排風及消防排煙系統配合,以實現屏蔽機房內的空氣質量。
     
波導管
進出屏蔽機房的網絡數據信息應全部采用光纖,并通過光纖波導管引入,要求所進光纖中不得含有任何金屬物質。配置光纖波導管,以供光纖進入屏蔽機房用。

(二)裝飾裝修
     
屏蔽機房的設計宗旨是:既要與現代化的計算機通訊設備相匹配,又能通過精良、獨特的設計構思,在確保屏蔽機房的安全性、可靠性和可管理性的前提下,本著經濟實用的原則,建設一流的計算機屏蔽機房。
     
選材依據:在設計選材上根據屏蔽機房行業的消防要求,所有材料必須選用非燃或難燃、氣密性好、隔熱、不起塵、易清潔、在溫、濕度變化作用下變形小、抗靜電、綠色環保的材料。根據規范,室內裝修應采用非燃燒材料(燃燒性能A級)或難燃材料(燃燒性能B1級),當設有火災自動報警裝置或自動滅火系統時,除頂棚外其它裝修材料燃燒性能等級可降低一級。
     
主材選擇原則:綠色環保、清新、潔凈、淡雅、實用、美觀、屏蔽、防火、協調。
     
地板通常采用抗靜電地板;吊頂通常使用優質鋁合金微孔方形天花板,版面部有微孔,孔徑12毫米。天花板表面需經高級粉末靜電噴涂處理,過濾層經防火處理。天花板要求機械強度高,拆裝方便、材料輕、阻燃、不受潮、不易變形、不起塵、容易清潔,色調柔和、不產生弦光。
     
墻體通常采用彩鋼板作為裝飾材料,施工時采取縱向整板安裝。彩鋼板適應高層建筑物對建筑的不燃性、耐震性的要求,具有表面耐磨損、耐腐蝕、抗老化、可減輕建筑物負荷等特點,隔板內可輕松進行配線、配管工程。
(三)供配電系統
     
計算機機房供電等級:依據計算機的性能、用途和運行方式(是否聯網)等情況,供電電源質量等級分為3級(A、B、C,見下表:

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    A級機房配電:兩路引自不同變電站的市電電源與柴油發電機互為備份為機房供電。
    B
級機房配電:兩路引自不同變電站的市電電源與UPS設備互為備份為機房供電。
    C
級機房配電:兩路市電電源為機房提供雙路供電。
   
機房內的電力通常分為兩類,一類為UPS電(配置UPS設備),一類為市電。UPS電源主要為機房內計算機機柜、環境監控設備、應急照明等供電;市電主要為機房內機房專用精密空調、照明、維修墻插等供電。
   
由屏蔽機房外UPS設備輸出電源,經相應的電源濾波器做過壁處理后引至UPS配電柜,為該區域的每個機柜提供兩路獨立回路電源。
   
設備配電布線方式采用成本雖高、但可靠性高的放射式布線方式。屏蔽機房內每臺設備機柜采用雙回路電源供電,電源總容量不小于20A。每條回路電纜不小于ZR-YJV3X4mm2。電纜敷設到位后采用地板下工業連接器的方式。
    
配電柜設計并安裝到位,并考慮了今后的擴容容量并預留了相應的空開。

照明系統:
           
機房照度≥500lx,輔助機房照度≥300lx,應急照明不低于正常照明的十分之一。
           
燈具敷線均采用三線(相線、零線、保護線)單回路穿鍍鋅電線管敷設。
           
照明燈具采用墻面蹺板開關控制。
           
為避免對計算機設備造成干擾以及直射眩光,充分發揮日光燈效率,在機房內我們設計照明器為電子式格柵燈。
            
應急照明同樣選用上述燈具,在房間吊頂上均布安裝,應急照明燈具由UPS直接供電。
            
出口安裝疏散指示燈,電源引自UPS輸出配電柜。
(四)接地系統
      通常為了保證數據中心機房內的各種設備的安全,要求機房設有四種接地形式,即:計算機專用直流工作地、配電系統交流工作地、安全保護地、防雷保護地。
     
若該大樓的綜合接地體阻值<1歐姆,除計算機直流地采用單獨接地體(大樓土建完成)外,其他接地采用大樓的綜合接地系統。
      1
.安全保護地、防雷保護地延引大樓的接地。
      2
.計算機專用直流地G:單獨用絕緣接地線(ZR-VVP1*35mm2)從綜合接地系統的總電位體上引線到UPS輸出柜上,接地電阻R ≤1 Ω 
      3
.計算機交流工作零N':單獨用絕緣接地線(ZR-VVP1*35mm2)從綜合接地系統的總電位體上引線到UPS輸出柜上,接地電阻R ≤1 Ω。
      4
.機房內等電位連接
      5
.在各機房內地板下沿墻敷設一圈30*3紫銅排,作為機房等電位連接的均壓環。該均壓環至少兩點與動力配電柜的PE排連接。
(五)空調及通風排煙系統

      空調系統的選用方式是根據房間的功能要求確定的。根據不同的分區,采用不同的空調形式。機房安裝設備主要為小型機、服務器、交換機、路由器等,屬于高密集度電子元件散熱,而且這些設備對于環境均有較高的要求,提供一個穩定、可靠的空調系統是至關重要的,故采用機房專用空調系統。
     
我們會根據用戶項目實際情況,合理選用不同型號設備。
通風系統:
     
為保證機房正壓以及保證工作人員的身心健康,在機房區均需設置新風系統。新風系統可根據以下方式計算:
      1.
保證室內人員所需新風量,按工作人員每人40m3/h計算
      2.
維持室內正壓所需新風量
      3.
不小于總送風量的5%計算
排煙系統:
     
在氣體滅火區域設置排氣設備,在火熄滅后,將消防氣體排出室外。排風量按換氣次數4/h計。
(六)機房動力、環境參數及安防集中監控系統
     
機房環境與動力設備監控子系統由監控主機、遠程管理計算機、計算機網絡、智能模塊、遠程模塊、總線協議轉換模塊、信號處理模塊、多設備驅動卡及智能設備等組成。
     
機房內應配置動力與環境監控系統,監控主機放置于指定監控室內,該系統所有檢測的信號,如溫濕度、UPS電源、精密空調、配電柜等均可在監控屏幕上顯示。實現對機房配電柜、UPS電源、精密空調、漏水、溫濕度、等進行監測,并提供多種形式的及時報警,實現了機房集中監控和管理,達到無人值守或少人值守的要求,使機房的管理達到一個整體智能化的全新水平。
(七)機房綜合布線系統
     
屏蔽機房內部的綜合布線系統主要采用六類非屏蔽銅纜。屏蔽機房至設備間的信號連接采用光纖敷設,屏蔽機房內采用六類非屏蔽及多模光纖布線方式,直接連至各服務器。根據機柜平面布局、配置一臺網絡配線柜。配相應的光纖耦合器、尾纖等,并采用光跳線由光配線架接至相應的設備區。綜合布線系統需含光纖的熔接、雙絞線的端接、以及相應的跳線配置等。
(八)氣體消防系統
     
機房氣體消防系統氣體滅火采用全淹沒七氟丙烷無管網滅火方式。包含機房區域的火災自動報警及聯動控制部分,具體內容為:在氣體滅火防護區內的吊頂層、工作層和地板層設置3層智能型感煙及感溫探測器;在防護區房間內設置聲光報警器,在防護區對外出口處設置緊急啟停按扭和放氣指示燈。在非氣體滅火區域內的工作層設置智能型感煙,在安全監控室設置火災報警控制器。
(九)KVM管理系統
     
機房內設有一定數量的服務器和網絡設備,傳統的維護管理系統,已不能滿足企業飛速發展的要求,急需一個能集中管理、減輕機房管理難度、提高工作效率,并消除各種人為的安全隱患的操作管理維護系統。這套系統應具備如下應用需求:
     
可實現無人機房管理
     
不受操作系統限制,支持管理多種硬件平臺、類型設備
     
能有多種管理路徑選擇
     
具有良好的擴充性,可根據需要隨時添加受控服務器
     
單一的登陸界面和簡單的安裝操作平臺
     
安全性好,運行穩定可靠
     
可采用數字式KVM管理系統,系統由數字式KVM切換主機和KVM設備連接模塊兩部分構成。所選用的KVM切換主機為全數字產品,可滿足并發用戶對主機的訪問操作,電腦連接模塊可以支持各類服務器接口。

 


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