数据机房改造中的若干问题讨论

文｜国网信息通信有限公司 郭向东

随着网络信息化的日益普及，对数据机房的需求越来越大。很多数据机房都是利用原有办公楼进行改造。受原有办公楼在建筑结构、电气、中央空调等方面的限制，很多方面无法达到国家A级机房标准或Tier 4标准。在进行这类数据机房改造过程中，需根据原有建筑的实际情况深入设计，对机房所能实现的功能进行有条件的取舍，在满足基本功能的前提下，不必强求过高的安全可靠性。如A级机房标准或Tier 4标准对建筑的结构、平面布局、电源及空调都有较高的要求，除非专门为机房所设计的建筑，普通的工业民用建筑很难满足这些要求。

下面以笔者所完成的一个机房实例来说明在进行机房改造过程中所需注意的一些问题。

本机房所在的办公楼于1999年建成，地上26层，地下3层，为标准办公用房。2008年10月开始将16层办公室改建为机房，16层建筑面积为1300m2。在分析了大楼的整体情况后，决定按照Tier 3机房标准进行改造。

1 建筑结构承重

一般工业民用建筑的楼板承重都不高，约为200～250kg/m2，如此低的楼板承重显然无法满足机房要求。例如一台HDS公司的USPV存储设备为1000kg，面积约为600mm×1100mm，每平米承重超过800kg。为满足楼板承重要求，在机房装修改造前通

常先进行楼板加固。在本工程中，楼板原承重为200kg/m2，根据大楼原有结构，在大楼整体承重允许的条件下，决定将楼板承重增加到600kg/m2。为了尽量不占用有限的室内层高，采取了粘贴碳纤维布及粘钢的加固方式，即在楼板顶面进行粘钢加固，在楼板底面用碳纤维布加固。这种加固方式最大限度地保证了原有室内层高，并且工程量不大，费用不高。加固完成后，经过对大楼的整体结构进行检测及验收，证明此加固方式可以保证原有的建筑结构不受影响。

2 机房装修

办公楼的层高通常在3.5m～4.0m左右，主梁在0.8m左右，有效净高度一般不超过3.0m。随着IT设备性能不断的提高，其功耗也随之增加，为满足IT设备散热的需要，机房空调通常采用地板下送风方式。为保证地板下的气流均匀，地板的架空高度一般不低于0.5m。此外，机房内必须安装弱电线缆桥架、消防管道、灯具、新风管道等都需占用一定的高度空间。在这种情况下，机房内不再建议吊顶，否则，机房在高度上给人的感觉很压抑，整体效果不甚理想。

此外在将办公楼改建为机房的过程中还要注意机房保温的处理，通常办公楼都有较大的窗户，不利于机房隔热。建议用石棉保温板将窗户封闭，既有利于保温隔热，又可防止户外灰尘进入，保持机房洁净度。

3 机房供电

用电问题主要涉及两个方面：其一是电源容量问题，在进行机房改造前一定要核算变压器容量是否满足机房要求。办公楼的用电容量一般都不大，且变压器预留容量也有限。在本工程中原办公楼所配的变压器为4台1250kVA，4台变压器按1+1方式互为备用。在夏季用电高峰时，这4台变压器的负载率已经超过了70%，不进行变压器扩容显然无法满足机房用电需求。根据机房总用电量的实际需求，在本项目中新增了2台1250kVA的变压器，为保证用电可靠性，2台变压器也按照1+1方式互为备用，考虑到85%的用电安全系数，功率因素取0.8，因此2台新增变压器所能提供的最大容量为1250kVA×0.8×0.85=850kW。其二是UPS的配置问题，在本项目中UPS室的空间有限，无法按照2N冗余方式配置UPS，因此决定采用4台200kVA UPS并机运行，按照N+1冗余方式配置，系统结构如图1所示。

图1

从图1中可以看出，虽然每个机柜内都配有2路PDU，最大限度的保证了IT设备双电源的用电需求，但2路PDU都取自同一组UPS，存在单节点故障，这是本系统的不足之处。本项目中每个机柜按照2.5kW进行配置，每平方米的用电量为680W。

4 机房空调

机房空调是机房改造中需着重解决的问题，是机房改造成功与否的关键。很多大楼空调系统无法在冬季提供冷冻水或因管路改造工程量巨大等原因，无法使用水冷式机房精密空调，因此在此类机房改造过程中大都使用风冷式机房精密空调。对于风冷式机房精密空调，需要着重解决室外冷凝器的安装位置。如室外冷凝器与室内压缩机的垂直高度过大，容易出现高压保护等问题。此外，如室外冷凝器摆放位置不当或由于冷凝器之间相距过密，散热不良，都会造成空调无法正常工作。为了使室外冷凝器散热良好，最好选在阴凉通风的室外机安装位置， 且机组应距墙壁、障碍物0.6m以上；如多台室外冷凝器相邻安装时，设备之间至少相距1.5m，以使冷凝器排出的热空气，不直接排向相邻冷凝器进气口。如果现场条件限制只能采用垂直安装，需要在选型设计时注明，以便工厂按照备选件发货，否则将在现场改造冷凝器的热气管和液管出口位置。如室外机被太阳直射，须给室外机安装遮阳棚架。

本项目中就由于室外冷凝器与室内压缩机的垂直高度过大和冷凝器摆放过密的问题，在夏季多次出现高压保护的故障。针对以上问题，我们采取了增大风扇同时在夏季用自来水对冷凝器自动降温等措施，基本解决了问题。

5 改造后运行情况

本机房于2009年4月完成改造并投入运行，自投运以来机房运行正常，UPS系统和空调系统达到了设计要求，机房整体环境通过了第三方测评。事实证明这种类型的机房改造既节约了建设投资又缩短了建设时间。

在进行这类机房改造过程中，除着重解决供电、空调和承重等问题外，还需注意机房消防、防雷接地等系统与原办公楼的衔接和改造，这些系统也关乎机房运行性能，不容忽视。