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        弱電機房建設工程設計方案

        文章出處:http://www.zrhjs.com/責任編輯:消防檢測儀器設備人氣:71發表時間:2022-05-30 17:23:43

        弱電機房建設工程設計方案

        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之西南側,面積約為110平方米分為三個功能區域,分別為主設備機房、電池間及消防鋼瓶室。

        根據機房的需求,本次設計主要包括以下各子系統:

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

        2)電力系統,要包括配電箱柜、配電電纜、機房照明、強電橋架;

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

        4)防雷接地工程,主要包括機房區域的防雷、接地系統;

        5)精密空調系統:包括機房區域的精密空調;

        6)新風系統:包含機房內部新風系統;

        7)環控系統,包括機房區域的溫濕度、供配電、門禁、UPS設備、視頻監控、空調、消防、漏水的監控;

        8)綜合布線,包含機房的服務器機柜和列頭柜之間的配線工程;

        9)冷熱通道機柜系統,包含機柜系統及冷通道封閉組件;

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


        1.2設計原則

        在進行機房工程設計時,主要遵循以下原則

        實用性和先進性

        機房基礎設施采用先進成熟的技術和設備,滿足當前的需求,兼顧未來的業務需求,盡可能采用最先進的技術、設備和材料,以適應高速的數據傳輸需要,使整個系統在一段時期內保持技術的先進性,并具有良好的發展潛力。在使用先進技術的基礎上來確保其實用性。以適應未來信息產業業務的發展和技術升級的需要。

        安全可靠性

        為保證各項業務應用需要機房提供高可靠性的保障,要對機房的布局、結構設計、設備選型、日常維護等各個方面進行高可靠性的設計和建設。在關鍵設備采用硬件備份、冗余等可靠性技術的基礎上,采用相關的軟件技術提供較強的管理機制、控制手段和事故監控與安全保密等技術措施提高機房的安全可靠性。

        標準化

        標準化是非常關鍵的。在機房系統結構設計,基于國際標準和國家有關標準,包括各種建筑、機房設計標準,電力電氣保障標準,堅持統一規范的原則,從而為未來的業務發展,設備增容奠定基礎。

        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,能夠根據機房不斷深人發展的需要,擴大設備容量和提高用戶數量和質量的功能。具備支持多種網絡傳輸、多種物理接口的能力,提供技術升級、設備更新的靈活性。

        可管理性

        機房內各系統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控系統。所選用的設備應具有智能化,可管理的功能,同時采用先進的管理監控系統設備及軟件,實現先進的集中管理監控,實時監控、監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設計依據

        設計參考標準規范如下(不限于):

        1)《數據中心設計規范》GB50174-2017

        2)《智能建筑設計標準》GB50314-2015

        3)《建筑內部裝修設計防火規范》GB50222-2017

        4)《防靜電活動地板通用規范》GB/T 36340-2018

        5)《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008

        6)《低壓配電設計規范》GB50054-2011

        7)《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010

        8)《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-2012

        9)《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》GB50736-2012

        10)《綜合布線系統工程設計規范》GB 503112016

        11)《氣體滅火系統設計規范》GB 50370-2005

        12)火災自動報警系統設計規范GB50116-2013

        13)《安全防范工程技術規范》GB50348-2018

        1.4驗收依據

        驗收參考標準規范如下(不限于)

        1)數據中心基礎設施施工及驗收規范》GB50462-2015

        2)《智能建筑工程質量驗收規范》GB 50339-2013

        3)《建筑裝飾裝修工程質量驗收標準》GB50210-2018

        4)《建筑電氣工程施工質量驗收規范》GB50303-2015

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

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

        7)《建筑物防雷工程施工與質量驗收規范》GB50601-2010

        8)《通風與空調工程施工質量驗收規范》GB50243-2016

        9)《綜合布線系統工程驗收規范》GB/T 50312-2016

        10)《氣體滅火系統施工及驗收規范》GB50263-2007

        11)《火災自動報警系統施工及驗收規范》(GB50166—2007)

        12)《安全防范系統驗收規則》GA/308-2001

        第二章空調系統

        2.1需求分析

        空調對于電子信息設備的安全運行至關重要,因此機房空調設備的選用原則首先是高可靠性,其次是運行費用低、高效節能、低噪聲和低震動。

        主機房地面設置排水系統。地面設置擋水和排水設施。

        數據中心不應有與主機房內設備無關的給排水管道穿過主機房,相關給排水管道不應布置在電子信息設備的上方。進入主機房的給水管應加裝閥門。

        數據中心內的給水排水管道應采取防滲漏和防結露措施。

        穿過主機房的給水排水管道應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設置套管,管道與套管之間應采取密封措施。

        主機房和輔助區設有地漏時,應采用潔凈室專用地漏或自閉式地漏,地漏下應加設水封裝置,并應采取防止水封損壞和反溢措施。

        數據中心內的給排水管道及其保溫材料應采用不低于B1級的材料。

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

        2.2設計原則

        數據中心空調系統設計選擇,以技術先進、系統實用、技術措施的完善、設備性能好、結構合理、低成本、低維護量作為基本原則。

        1)先進性

        整個系統的設計在滿足現有功能的前提下,系統設計具有前瞻性,在今后較長時間內部保持一定的技術先進。

        2)安全性

        系統中的關鍵設備、設計要采取備份及冗余措施,確保系統長期正常運行。

        3)實用性

        根據數據中心的建設級別、地理位置、不同的應用場景選擇空調系統。提供操作簡便、靈活、便于管理和維護的空調系統。

        4)經濟性

        在滿足系統功能及性能要求的前提下,盡量降低系統建設成本,采用經濟實用的技術和設備。

        2.3負荷計算

        空調系統的冷負荷主要是服務器等電子信息設備的散熱。電子信息設備發熱量大(耗電量中約97%都轉化為熱量),熱密度高,夏天冷負荷大,因此數據中心的空調設計主要考慮夏季冷負荷。

        空調系統夏季冷負荷應包括下列內容:

        數據中心內設備的散熱;

        建筑圍護結構得熱;

        通過外窗進入的太陽輻射熱;

        人體散熱;

        照明裝置散熱;

        新風負荷;

        伴隨各種散濕過程產生的潛熱。

        空調系統濕負荷應包括下列內容:

        人體散濕;

        新風濕負荷;

        滲漏空氣濕負荷;

        圍護結構散濕。

        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IT設備負荷(=設備功率×0.8

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

        本項目機房熱負荷計算如下表所示:

        項目

        冷通道-A

        冷通道-B

        機柜數量

        19

        12

        機柜功率密度

        單柜4KW(高密度)

        單柜3KW(低密度)

        IT設備負荷(KW)

        (19*4)*0.8=60.8KW

        (12*3)*0.8=28.8KW

        環境熱負荷

        24㎡*180W/㎡=2.4KW

        17㎡*180W/㎡=3.06KW

        合計熱負荷:

        65.12KW

        31.86KW

        空調配置

        25KW*4臺(3+1)

        39KW*2臺(1+1)


        2.4氣流組織設計

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

        列間冷卻+冷通道封閉方式,氣流組織形式如下:

        1)機柜和列級空調均“面對面”布置,列級空調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)冷空氣在機柜內吸收 IT 設備的散熱變成熱空氣后排出,被列級空調吸入,熱空氣在列級空調內被再次冷卻后送入冷通道,進入下一輪循環。

        冷通道封閉氣流組織模擬圖,如下圖所示:

        image.png

        圖1 冷通道封閉機房氣流圖

        2.5空調設計方案

        2.5.1冷卻方式

        本次機房制冷方案選用的精密空調均為風冷型機組。

        風冷空調的最大優點,就是制冷銅管管路安裝簡便,可維護性強,系統可靠性高,因此在中小型數據中心得到廣泛應用。由于本項目室內外機落差在XXXX范圍內,管道總長不超50m,因此推薦風冷方案。高效節能,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空調選型及布局

        高密度(機柜按4KW)區域配置4臺25KW制冷量精密空調,3+1冗余方設計,低密度(機柜按3KW)區域配置239KW制冷量精密空調2臺,1+1冗余設計。

        精密空調布局圖,詳見下圖:

        image.png

        圖2 精密空調布局圖

        2.5.3設備介紹

        技術參數、特點、功能介紹

        加濕方式介紹

        運行環境參數

        2.5.4室內空氣設計參數

        冷通道環境要求:

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

        冷通道或機柜進風區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,主機房的環境溫度和露點溫度應以冷通道的測量參數為準;當電子信息設備未采用冷熱通道分離方式布置時,主機房的環境溫度和露點溫度應以送風區域的測量參數為準。

        室外機環境要求:

        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空調群控

        機房空調配置采用N+1冗余,冗余方式可設定為群控,幾個機組可以被設定為備用,備機的通常狀態是關機(風機關),備用功能可按天(可設置時間)輪值,輪值按可選的組數來執行。例如3臺機組1臺備機的情況下,如果輪值數量是1,備用輪值的順序為從1-22-3。如果群控中的某臺運行機組聯系不上(故障)或者發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。

        精密空調群控組網方式,參見下表:

        image.png

        2.6給排水、防水方案


        空調安裝區域地板下設置適當高度的防水圍堰,并應在圍堰內設置地漏,以防發生水患并能及時排水,并對防水圍堰內的地面及防水圍堰做防水處理。為了使產生水情能及時處理,在可能產生水的地方(機房專用空調四周)采用漏水報警系統。

        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設置自動啟閉閥,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常有水補充,因此當必須設置地漏時,為防室外污水管道臭氣倒灌,應在地漏下加設可靠的防止水封破壞的措施。

        為防止給排水管道結露,管道應采取保溫措施,保溫材料應選擇難燃燒的B1材料。

        防水圍堰做法

        2.7空調機組方案

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

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

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        室外機高于室內機安裝示意圖

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        室內機高于室外機安裝示意圖

        2.8消防聯動

        消防聯動時,報警控制器在接到報警信號后發出關閉空調機電源的信號。

        第三章新風系統

        3.1需求分析

        主機房應維持正壓。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。

        機房新風換氣系統主要有兩個作用:其一給機房提供足夠的新鮮空氣,為工作人員創造良好的工作環境;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。

        新風系統應設初、中效過濾器,環境條件不好時,可以增加亞高效過濾器和化學過濾裝置。

        3.2新風計算

        空調系統的新風量應取下列二項中的最大值:

        按工作人員計算,每人40m3/h;

        維持室內正壓所需風量。

        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量660 m3。

        3.3新風機選型及布局


        新風系統機房內布局圖

        3.4設備介紹

        新風機產品介紹

        3.5消防聯動

        新風機進風管上設計有電動防火閥,它和消防訊號聯鎖。有火災發生時,電動防火閥將自動關閉,防止滅火氣體沿新風管排出室外,減弱滅火功能。


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