中小商业银行的数据机房设计

王旭明，周邦伟

WANG Xuming，ZHOU Bangwei

(广东省信息工程有限公司浙江分公司，浙江 杭州310001)

1 概 述

中小商业银行是我国金融体系的重要组成部分，对满足社会公众多层次、多元化的金融服务需求具有重要作用。然而，大多数中小商业银行信息系统建设存在滞后问题，核心数据的安全没有保障，数据机房设计及建设与国家标准的差距较大，机房安保措施严重缺位。中小商业银行的数据机房设计及建设，对众多中小商业银行，已经十分必要和紧迫。

2 设计方案

数据机房的设计方案，包括项目概况、设计范围、设计思路、设计依据和具体设计内容。

项目概况:主要介绍机房位置、面积、层高和电气情况。

设计范围:一般包括装修工程、配电工程、空调及新排风、综合布线、环境监控、安防系统、防雷接地、消防工程、KVM 系统等9 大基本系统。

设计思路:在遵循“安全可靠、节能高效”的原则下，一般按照Tier3 标准进行冗余设计，明确精密空调和UPS 的主备关系，明确综合布线系统采用的布线标准，明确强弱电桥架的走线方式，明确精密空调的送风方式等关键设计要点。

在设计依据中，列出设计所采用的最新国家或行业标准，一般应该包括《电子信息系统机房设计规范(GB 50174—2008)》《供配电系统设计规范(GB 50052—2009)》《采暖通风与空气调节设计规范(GB 50019—2003)》《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范(GB/T 50311—2007)》《安全防范工程技术规范(GB 50348—2004)》《建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB 50343—2004)》《建筑设计防火规范(GB 50016—2006)》《气体灭火系统设计规范(GB 50370—2005)》等规范。

具体设计内容，是对设计范围所对应子系统进行分析和阐述，为设计图纸和招标文件提供准确全面的数据。

3 设计内容

根据数据机房的设计范围，设计内容9 大基本系统，其中防雷接地必须符合防雷验收的要求，消防系统必须符合消防验收的要求。这里重点阐述装修工程、配电工程、空调及新排风、综合布线、环境监控和防雷接地6 个系统。

3.1 装修工程

(1)对机房区域进行平面布置设计，确定主机房、运营商机房、配电间、操作间等区域。

(2)对各区域的地面、墙面和吊顶的装修进行设计。地面必须采用抗静电活动地板，规格一般为600 mm×600 mm×35 mm。墙面采用彩钢板饰面或白色乳胶漆饰面，吊顶多数情况下采用微孔铝塑扣板，规格一般为600 mm×600 mm。

(3)对门窗、进门斜坡、防水等细节进行深化设计。

3.2 配电工程

配电的总功率，理论上由IT 设备的功率决定。在实际工程设计中，一般根据机柜性质和数量来计算决定。每个服务器机柜的功率宜按3 kW 计算，每个网络机柜按1～2 kW 计算。

根据总功率确定UPS 输出功率，同时确定配电柜数量和功能分布，UPS 冗余与否、UPS 和市电的走线设计，确定输出柜与配电列头柜之间的联接关系，以及配电列头柜与机柜PDU 之间的联接关系。

3.3 空调及新排风

精密空调的功率由外围发热和IT 设备发热决定，精密空调是否采用N +X 冗余由机房等级需求决定。为了保证对IT 设备的冷却效果，精密空调一般采用下送风方式，有时为了加强冷却效果，还进行冷热通道设计。

新风系统的新风量应取下列两项中的最大值:

(1)按工作人员计算，每人40 m3/h;

(2)维持室内正压所需风量。

3.4 综合布线

综合布线采用Tier3 的设计方式，运营商机房通过光纤配线架与MDA 机柜连接，MDA 机柜通过光纤配线架与HDA 机柜连接。

运营商机房各网络机柜建议采用万兆多模光纤与MDA 机柜进行连接。MDA 至HDA 建议采用万兆多模光纤进行连接。服务器区域HDA 至该列服务器机柜之间应采用6 类非屏蔽网线进行连接，与其旁边的网络设备柜(放置交换机)之间采用6 类非屏蔽跳线进行跳接。

3.5 环境监控

机房环境监控系统主要包括:市电参数监测、UPS 监测、空调监控、精密配电柜监控、温湿度检测、漏水检测、视频监控和门禁监控。其中

(1)市电参数监测:监测市电输入的工作状态和运行参数。

(2)UPS:监测UPS 的工作状态和运行参数。

(3)空调:监测主机房空调的运行状态和运行参数。

(4)温湿度:监测机房内重要区域的温度、湿度数值及变化情况。

(5)漏水:配置漏水感应绳，监测机房内有无漏水发生。

3.6 防雷接地

一般在数据机房市电配电柜输入侧安装V25-B/3 +NPE 三相四模块电源避雷器作为电源第二级保护;UPS 输出配电柜主电源开关输入侧各加装一套V20-C/3 +NPE 三相四模块电源避雷器作为电源第三级保护。

机房设备金属壳体、机房固定金属构件、交流地等最终连成等电位网。

4 设计案例

浙江省某中小商业银行数据机房，建筑面积198 m2，包括主机房、运营商机房、配电间和操作间。机房供电为2 路市电电源和1 路发电机电源。机房的UPS 配电房设在6 楼，要求2 台UPS 各自引一路电源至主机房内的配电柜。

4.1 主要设计成果

4.1.1 项目内容

项目内容包括装修工程、配电工程、空调及新排风、综合布线、环境监控、安防系统、防雷接地、消防工程和KVM 系统。

4.1.2 装修工程

机房区域楼层高3.1 m，梁高0.7 m。机房主要区域装修标准见表1。

表1 机房主要区域装修标准

其中精密空调室内机组的下方地面砌防水围堰，围堰内外做防水措施，并做闭水试验，即使空调及其排水管发生漏水情况也不会马上影响机房设备的运行。

机房主通道的出入口建造不锈钢铝纹板斜坡，以方便大型设备的出入。

本项目采用的门体有以下3 种类型:

(1)双开甲级全钢防火门，宽和高的规格为1500 mm×2200 mm。

(2)单开甲级全钢防火门，宽和高的规格为1000 mm×2200 mm。

(3)单开甲级全钢防火门，宽和高的规格为900 mm×2200 mm。

主机房、运营商机房、监控室的窗户全部用硅钙板封堵，以保证良好的隔热性能。

4.1.3 配电工程

主机房设置2 台精密配电柜，为主机房、运营商机房的每个机柜提供两路独立的UPS 电源，并负责机房环境监控设备、机房应急照明(备用照明)的供电。监控室设置机房环境监控设备配电箱。应急照明开关设在各个功能房的市电配电箱中。

主机房设置市电输入总配电箱，主机房动力配电箱(供精密空调系统、新风、排风、机房专用空调)，运营商机房市电配电箱(照明、维修插座)，监控室市电配电箱(照明、维修插座)。

4.1.4 空调和新排风

4.1.4.1 精密空调

按照Tier3 标准进行冗余设计，空调均为1 主1备，主机房的机柜采用双电源供电(部分单电源设备运用ATS 开关转)。

精密空调的选型按以下计算方法确定:

①外围发热:Q1 = K × F

其中:K 为单位热量，一般定为0.10～0.18 kW/m2，视建筑物结构、材料、朝向、用途而取值。F 为机房面积(m2)。

②设备发热:Q2 = W 设备

其中:W 设备为设备的耗热量。

③总热负荷:Q = Q1 + Q2

设备发热按照每台服务器机柜3.0 kW，网络设备机柜1.0 kW，运营商机柜按1.0 kW 计算。

机房采用精密空调供冷，其环境发热估算为17.7 kW，机柜发热估算为30.96 kW，总共发热量约48.66 kW。

项目用2 台50 kW 的精密空调可满足1 +1 备份的使用需求。

4.1.4.2 冷热通道布置

根据机房气流组织形式与实际使用效果要求:空调送风气流方向应与机柜排列方向平行，目前四排机柜面对面的空间用作空调的冷风送风通道，出风口集中设置在该区域;机柜背部的空间作为气流的热通道，也是空调的回风通道。

冷空气从机柜正面，由设备自带的风扇将冷风吸进机柜内，对机柜设备进行热交换后排至气流的热通道，热空气由空调下方回风口的负压区回流至空调机组再进行处理，如此周而复始。合理安排机柜下部线缆地板开孔的位置，漏风处需加盖密封。

4.1.4.3 新风系统

机房区域的面积约为139 m2，层高为2.8 m。按维持室内正压所需风量计算，取换气次数为2 次/h，需要的新风量不小于139×2.8×2=778.4 m3/h。

选用1 台风量为1000 m3/h 的新排风一体机。按每个工作人员40 m3/h 新风量校核，1000 m3/h 可满足需求。

本项目机房新风系统通过管道组织送风，风管必须安装防火阀并采取保温措施，与专用空调机组形成一套空气调节系统。

4.1.5 防雷接地

根据被保护建筑物所在地区的地形地质和气象条件情况，以及建筑物内各楼层及楼顶被保护的电子信息系统设备的分布状况，本设计方案确定本项目的雷电防护等级为C 级。

建筑物防雷系统由大厦建设单位完成，本工程主要针对电源进行防雷保护，电源防雷按三级防护进行，第一级在市电配电房中完成，不包括在本工程中，本工程所有配电柜的输入端安装二级电源防雷器，输出端安装三级电源防雷器。以将雷击对电源的影响减到最低。

机房防雷接地系统设计为多点联合接地方式。将强电、弱电、安全保护、防雷共用接地由汇流接地排重复引入大地。用户在相关楼层提供相对独立的强电接地点和弱电接地点。联合接地的接地电阻应≤1Ω。实测值小于1Ω 方可接入接地汇流排。

主机房采用2 根BVR 50 mm 地线作为接地主干线，引至大楼提供的两处接地点。

机房中使用3 ×30 mm 的紫铜排安装组成等电位接地铜网，机房内所有设备的金属外壳和金属线管、龙骨等金属部件都必须接地处理，采用ZR-BVR 6 mm2的等电位接地线与铜网连接。

本大楼机房各区已有预留多个点接地端，可作为机房专用接地之用。

在装修工程中的防雷接地主要是共用接地系统、屏蔽(隔离)和等电位连接。

4.1.6 设计成果

此机房建设项目于2014年底竣工。在全面验收时，业主和专家一致认为:此数据机房设计合理，性能突出，管理简捷，性价比高，项目功能达到了预期目标。

图1～5 是主要的设计图纸。

图1 机房平面布置图

图2 配电总体框架图

图3 市电输入配电柜SD01 系统图

图4 地面材料安装大样图

图5 部分系统图

5 结 语

中小商业银行数据机房由于规模和预算限制，一方面不可能达到国有银行的巨额投资，另一方面由于业务需求必须达到数据机房的设计标准。

上述数据机房的设计方法和内容，较好地实现了两者的和谐统一。上述案例项目也成为业界的经典工程，具有良好示范作用和推广意义。